Optimizing the Indicators of the Shovel-Truck System Operation at Open-Pit Coal Mines by Quality Criterion

Abstract

Одной из основных проблем экскаваторно-автомобильных комплексов (ЭАК) разрезов является достаточно низкий уровень качества их работы. Мощным средством повышения качества функционирования ЭАК является его оптимизация, осуществляемая по логико-математической модели, включающей целевую функцию и ограничения, накладываемые спецификой работы ЭАК и внешней горной средой. В качестве целевого критерия выбран обобщенный показатель качества функционирования ЭАК; в качестве оптимизируемых параметров-основные показатели качества ЭАК. В настоящее время разработана математическая модель оптимизации (ММО). Следующим этапом является ее исследование. Цель работы. Оптимизация показателей работы ЭАК разрезов Кузбасса по критерию качества. Методы исследования. Использованы современные методы сбора и обработки данных, математического моделирования, анализа и синтеза. Результаты. На основе разработанной математической модели оптимизации показателей качества функционирования ЭАК проведены исследование вопроса и анализ результатов моделирования. Установлено, что для достижения высокого качества работы ЭАК разрезов Кузбасса соотношение интенсивностей поступления самосвалов под погрузку и обслуживания их экскаваторами (функциональный критерий качества) должно быть минимально повышено на 25-30% и составлять 1,0±0,1; соотношение численности автотранспортного и экскаваторного парков-не менее 6,5; время загрузки самосвала экскаватором-в пределах 3,5-4 мин; продолжительность рейса самосвала-24-28 мин, что при расстояниях транспортирования горной массы 3-3,5 км позволяет повысить качество функционирования ЭАК разреза не менее чем на 30-35%. Ключевые слова: экскаваторно-автомобильные комплексы; критерий качества эксплуатации; оптимизация показателей.

Comparative assessment of the operation quality of shovel-truck systems at open-pit coal mines in the summer and transitional seasons

“…But the value of 𝑘 𝑁 * for the summer period (6,653) can be reduced. A decrease in the value of 𝑘 𝑁 * from 6,653 to 6,60 means that, in accordance with the margin for the limitation of the STS efficiency [11], its decrease will not be 1,529 (maximum), but 1,474. In proportion to this coefficient, the values of 𝑡 𝑙 𝑠 and 𝑡 ℎ will also change.…”

“…coal mines in Kuzbass in the summer period has the following form [11]: 𝑘 = −0,268 + 0,209𝑘 𝑁 + 0,397𝑡 𝑙 𝑠 − 0,0415𝑡 ℎ → 𝑚𝑎𝑥; 0,130𝑘 𝑁 + 0,230𝑡 𝑙 𝑠 − 0,0250𝑡 ℎ ≥ 0,917; 0,130𝑘 𝑁 + 0,230𝑡 𝑙 𝑠 − 0,0250𝑡 ℎ ≤ 1,083; 𝑡 𝑙 𝑠 + 0,0619𝑡 ℎ ≥ 4,822;…”

“…The optimal solution, therefore, is as follows: If, by analogy with the summer period [11], we consider not the minimum but the maximum value 𝑘 𝑁 = 6,600 to be optimal, then the optimal solution is the following one:…”

“…However, there are not enough methodological and normative materials regulating such an important direction of improving the quality of objects as their optimization. To date, several works have been devoted to the optimization of the rotary drilling rigs, single-bucket hydraulic excavators, motor transport equipment for open-pit coal mines, and also STS operation in the summer period [6][7][8][9][10][11][16][17][18][19][20].…”