Анализ горнотехнологических параметров эксплуатации карьерного автотранспорта

Аннотация. В статье обозначена тенденция развития систем спутникового мониторинга состояния большегрузных автосамосвалов. Приведены основные горнотехнологические параметры эксплуатации карьер­ного автотранспорта. Проанализированы наиболее рациональные методики оценки влияния условий эксплуата­ции автомобилей на расхода дизтоплива.

Ключевые слова: карьерный автотранспорт, спутниковые системы, условия эксплуатации, расход топлива.

На сегодняшний день на разрезах Кузбасса большая часть горной массы транспортируется карьерным автотранспортом различной грузоподъемности, которые представлены линейками: БелАЗ, KOMATSU и Cater­pillar, На разрезах Кузбасса нашли большое распространение спутниковые системы мониторинга состояния автомобилей, таких фирм как: «GLONASS», «АвтоГРАФ», «Wialon», «RAN» и др. С помощью этих система ведется учет и контроль основных технологических и технических параметров: скорость, масса перевозимого груза, длина ездки, время разгрузки/загрузки, расход топлива, уклоны и др. (рис.1).

Рисунок 1. Контроль изменения уровня топлива и скоростного режима автосамосвала за смену.

Из рис. 1 видно, что процесс изменения уровня топлива в баке автосамосвала является нестационарным и аналитическое описание его затруднительно.

Существует множество методик анализа взаимосвязи расхода дизтоплива карьерным автотранспортом и различных параметров его эксплуатации.

Фефелов Е.В. в своей работе [1] установил зависимость между параметрами процесса транспортирова­ния горной массы и техническими характеристиками силовых установок карьерных автосамосвалов, обосновал коэффициент эффективности использования энергии топлива для оптимизации технических характеристик си­ловых установок карьерных автосамосвалов. В работе объектом моделирования являлся транспортный цикл карьерного автосамосвала БелАЗ-7513 грузоподъемностью 130-136 т с дизельным двигателем внутреннего сго­рания Cummins QSK45 и электромеханической трансмиссией.

В ходе сравнения топливной экономичности карьерных автосамосвалов с различной удельной мощ­ность выявлено, что при уклоне до 6-8% (60-80%о) удельная мощность не влияет на удельный расход топлива.

Установлено, что при уклонах трассы свыше 8-10% более экономичны автосамосвалы с большей удельной мощностью (рис. 2-а). С увеличением высоты подъема горной массы при постоянном уклоне трассы топливная экономичность автосамосвала улучшается, но более экономичны двигатели с меньшей удельной мощностью (рис. 2-6).

СЕКЦИЯ 5. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ГОРНЫХ РАБОТ

Рисунок 2. Удельный расход топлива карьерного автосамосвала в зависимости: а) от уклона трассы при высоте подъема 300 м, б) от высоты подъема при уклоне трассы 8%

В итоге имитационная модель процесса транспортирования горной массы карьерными автосамосвалами позволяет быстро и оперативно определить наиболее выгодные технические параметры автотранспорта. В частности, рассчитав эксплуатационные показатели карьерного автосамосвала, можно определить рациональ­ные параметры силовых установок в конкретных горнотехнических условиях по критериям максимальной про­изводительности либо по минимальному эксплуатационному расходу топлива.

Однако, результаты, полученные в ходе исследования Фефелова Е.В. нерациональны для применения на разрезах Кузбасса в связи с тем, что большую часть карьерного автопарка составляют автосамосвалы с гру­зоподъемностью от 130 т до 320 т.

Для условий разрезов Кузбасса Панчевым И.А. и Кузнецовым И.В. была разработана методика анализа параметров эксплуатации большегрузных автосамосвалов, которая учитывает изменение удельных затрат энер­гии в зависимости от уклона трассы (рис.3) [2].

Рисунок 3. Зависимость удельных затрат энергии автосамосвалов различной грузоподъемности от уклона трассы

В целом же обе рассмотренные методики рационально применять с целью сохранения ресурса карьер­ного автопарка. Актуальной на сегодняшний день задачей является разработка мероприятий по оптимизации параметров их работы, что в перспективе повысит экономическую эффективность открытых горных работ и косвенно может повлиять на экологическую составляющую.