авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Обоснование рациональной структуры автомобильно-экскаваторного комплекса открытого горнорудного карьера

На правах рукописи

ВУЕЙКОВА Ольга Николаевна ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ АВТОМОБИЛЬНО-ЭКСКАВАТОРНОГО КОМПЛЕКСА ОТКРЫТОГО ГОРНОРУДНОГО КАРЬЕРА 05.22.10 – Эксплуатация автомобильного транспорта

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Оренбург – 2013

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образователь ном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)».

Научный руководитель – доктор технических наук, доцент Ларин Олег Николаевич

Официальные оппоненты: Якунин Николай Николаевич, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», заведующий кафедрой автомобильного транспорта;

Маняшин Александр Владимирович, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет», доцент кафедры эксплуатации автомобильного транспорта Ведущая организация – ФГБОУ ВПО «Волгоградский государствен ный технический университет»

Защита состоится 3 июля 2013 г. в 14:00 на заседании диссертационного со вета Д 212.181.02, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Оренбургский государствен ный университет», по адресу: 460018, г. Оренбург, пр. Победы, 13, ауд. 6205.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».

Автореферат разослан 31 мая 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета В.И. Рассоха

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Автомобильный карьерный транспорт получил широ кое распространение на открытых разработках горнодобывающих отраслей во всем мире. Целесообразность применения автотранспорта в горном деле обуслов лена его высокими технико-экономическими показателями при использовании в различных условиях. Объем перевозок горнорудной массы автомобильным транспортом с 2004 по 2011 гг. на АО «Соколовско-Сарбайское горно обогатительное производственное объединение» (г. Рудный, Республика Казах стан) увеличился более, чем в два раза, однако при этом сохраняются высокие экономические потери от простоев автомобильно-экскаваторных комплексов. В сложившихся условиях вопросы повышения эффективности работы этих ком плексов являются актуальными.

Совершенствование работы карьерных автосамосвалов путем их рациональ ного распределения по экскаваторам с учетом влияния различных технико эксплуатационных факторов и структуры парка позволит увеличить производи тельность карьерных автотранспортных средств, уменьшить простои автомобиль но-экскаваторного комплекса, увеличить объемы перевозимой горнорудной мас сы и, как следствие, – снизить себестоимость ее перевозки.

Цель исследования – повышение эффективности использования автомо бильно-экскаваторного комплекса на основе разработки методических положений обоснования его рациональной структуры с учетом параметров открытых горно рудных карьеров и структуры парка автосамосвалов.

Задачи исследования:

1) изучение особенностей процесса планирования работы автомобильно экскаваторных комплексов и оценка эффективности их работы в открытых горно рудных карьерах;

2) исследование влияния эксплуатационных параметров открытых горноруд ных карьеров на показатели работы различных типов карьерных автосамосвалов;

3) исследование влияния структуры парка автосамосвалов на простои авто мобильно-экскаваторных комплексов открытых горнорудных карьеров;

4) разработка методики рационального планирования работы автомобильно экскаваторного комплекса с учетом параметров карьера и структуры парка авто самосвалов в открытом горнорудном карьере;

5) разработка алгоритма и программная реализация методики рационального планирования работы автомобильно-экскаваторного комплекса в открытом гор норудном карьере.

Объект исследования – процессы погрузки и транспортировки горнорудной массы автомобильно-экскаваторными комплексами в открытом горнорудном ка рьере.

Предмет исследования – структура парка автосамосвалов, влияющая на эф фективность функционирования автомобильно-экскаваторных комплексов при технологических перевозках.

Научная новизна исследования:

1. Установлены зависимости влияния эксплуатационных параметров откры тых горнорудных карьеров на показатели работы карьерных автосамосвалов.

2. Теоретически и экспериментально обосновано влияние структуры парка карьерных самосвалов на простои автомобильно-экскаваторных комплексов от крытых горнорудных карьеров.

3. Разработана методика рационального распределения парка автосамосвалов разнотипной структуры по экскаваторам в открытых горнорудных карьерах.

4. Разработан алгоритм программы планирования работы разнотипного парка автосамосвалов открытых горнорудных карьерах.

Практическая значимость работы. Разработанные методические рекомен дации по формированию рационального по структуре автомобильно экскаваторного комплекса путем распределения автосамосвалов различных типов по экскаваторам с учетом параметров открытого горнорудного карьера использу ются на практике при вывозе горнорудной массы технологическим транспортом из крупных карьеров. Внедрение результатов диссертационного исследования позволяет снизить совокупные простои автосамосвалов и экскаваторов и связан ные с ними экономические потери предприятий.





Научные положения, выносимые на защиту:

1. Математические модели влияния эксплуатационных параметров карьеров на показатели работы автосамосвалов в открытых горнорудных карьерах.

2. Зависимости простоев автомобильно-экскаваторных комплексов от струк туры парка карьерных автосамосвалов в открытых горнорудных карьерах.

3. Методика рационального распределения автосамосвалов по экскаваторам для разнотипной структуры парка автосамосвалов, обеспечивающая снижение со вокупных простоев автомобильно-экскаваторных комплексов в открытых горно рудных карьерах.

4. Алгоритм компьютерной программы планирования работы разнотипного парка автосамосвалов с учетом параметров открытых горнорудных карьеров.

Теоретико-методологические основы исследования: системный подход, математическая статистика, теории вероятностей и массового обслуживания, ма тематические методы имитационного и оптимизационного моделирования, кото рые позволили достоверно обосновать полученные результаты и сделанные выво ды.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационного исследова ния применяются:

- в АО «Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение» и ТОО «Горнорудная компания Тохтар» (Республика Казахстан) при планировании работы автомобильно-экскаваторных комплексов для сниже ния их простоев в ожидании погрузочных операций в открытых горнорудных ка рьерах и увеличения объемов перевозок горнорудной массы;

- в учебном процессе кафедры транспорта и технологических машин РГП «Рудненский индустриальный институт» (Республика Казахстан) и кафедры экс плуатации автомобильного транспорта ВГБОУ ВПО «Южно-Уральский государ ственный университет (национальный исследовательский университет)».

Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены, об суждены и одобрены на международных научно-практических конференциях «Роль стратегии индустриального развития Республики Казахстан в условиях глобализации: проблемы и перспективы» (Рудный, 2009);

«Проблемы и перспек тивы развития Евроазиатских стран» (Челябинск, 2009-2011, 2013);

«Алдамжа ровские чтения – 2010» (Костанай, 2010);

«Инновации в образовании и науке в условиях политической и экономической модернизации Казахстана» (Рудный, 2011);

«Инновации в образовании и науке в условиях политической и экономиче ской модернизации Казахстана» (Рудный, 2011);

республиканской научно практической конференции «Интеграция инженерной науки и исполнительной власти – необходимое условие реализации программы форсированного индустри ально-инновационного развития экономики Казахстана» (Рудный, 2011);

межка федральном научном семинаре транспортного факультета ФГБОУ ВПО «Орен бургский государственный университет» (Оренбург, 2012).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 15 ста тей, в том числе 5 – в журналах, включенных в «Перечень …» ВАК, и получено свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, ос новных выводов, списка использованной литературы из 144 наименований и 7 приложений. Объем диссертации составляет 120 страниц основного текста, 28 таблиц, 38 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены цель, задачи и методы исследования, сформулированы научная новизна, практическая значимость работы и положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ работы транспорта в открытых горноруд ных карьерах. В настоящее время наибольшее распространение на открытых гор ных работах получил автомобильный транспорт, основными преимуществами ко торого являются маневренность, автономность и мобильность.

Основные научные положения по применению автомобильного транспорта на открытых карьерах изложены в трудах академиков И.Р. Ворошилина, И.В. Зы рянова, профессоров М.В. Васильева, Ю.А. Анистратова, В.А. Галкина, В.А. Ми хайлова, М.Г. Новожилова, М.Г. Потапова, В.П. Смирнова, В.С. Хохрякова. Про блемы повышения эффективности использования карьерного автотранспорта рас сматривались в работах А.В. Буянкина, М.В. Дадонова, А.А. Кулешова, В.П. Смирнова и других ученых.

Анализ научных публикаций показал, что при совершенствовании работы ав томобильного транспорта в карьерах недостаточное внимание уделяется методам планирования перевозок горнорудной массы для разнотипной структуры парка карьерных самосвалов с учетом влияния совокупности эксплуатационных факто ров на результаты их работы.

Организация движения автотранспорта в карьерах осуществляется по за мкнутому циклу, когда группа различных типов автосамосвалов закрепляется за определнным экскаватором. В настоящее время планирование работы автомо бильно-экскаваторных комплексов ведется без учета существенных различий в технико-эксплуатационных показателях работы автосамосвалов и экскаваторов, взаимодействующих как единый автомобильно-экскаваторного комплекс.

По результатам проведенных исследований сформулированы цели и задачи исследований.

Во второй главе проанализирована совокупность технологических и дорож но-транспортных факторов, оказывающих существенное влияние на показатели работы карьерных самосвалов, проведен отбор наиболее значимых. Получены многофакторные математические модели, отражающие влияние этих факторов на показатели работы автосамосвалов: зависимости времени погрузки самосвала, скорости движения гружного самосвала от грузоподъмности самосвала q, плот ности груза, объма ковша экскаватора Vк, общего сопротивления движению (wo+i), коэффициента, учитывающего сложность трассы Кс в заданной области значений их уровней. При совместном влиянии двух факторов на показатели строились частные зависимости показателей от них.

В результате обработки экспериментальных данных получены уравнения ре грессии, связывающее:

– время погрузки самосвала с объмом ковша (х1), плотностью груза (х2), гру зоподъмностью самосвала (х3);

– скорость движения гружного самосвала с грузоподъмностью самосвала (х3), общим сопротивлением движению, учитывающим удельное сопротивление качению и уклон трассы (х4), коэффициентом, учитывающим сложность трассы (х5).

В уравнениях (1) и (2) представлены полученные эмпирические зависимости:

у1 2,228 1,788x1 0,67 x2 0,866 x3 1,029 x12 0,337 x1 x2 0,526 x1 x3 0,165х2 х3, (1) у 2 24,654 3,95667 x3 8,6433x4 3,929 x 5,67 х 3,8333x3 x4 2,125x3 x5 2,1333х4 х5, (2) 2 3 где у1 – время погрузки самосвала, мин;

у2 – скорость гружного самосвала, км/ч.

В результате анализа уравнения (1) установлено, что с увеличением объма ковша с 6,3 до 27 м3, плотности груза с 2,4 до 3,8 т/м3, грузоподъмности самосва ла с 80 до 180 т время погрузки уменьшается с 6 до 0,8 мин. На рис. 1 (а) показана зависимость времени погрузки от объма ковша и грузоподъмности самосвала при среднем значении плотности груза, а на рис. 1 (б) – зависимость времени по грузки от объма ковша и плотности груза при среднем значении грузоподъмно сти.

Время погрузки, мин Время погрузки, мин q, т, т/м3 Vк Vк а) б) Рис. 1 – Зависимость времени погрузки от объма ковша экскаватора, грузоподъмности автосамосвала и плотности транспортируемого груза В результате анализа уравнения (2) установлено, что с увеличением общего сопротивления движению с 2 до 14%, коэффициента учета сложности трассы с 0,77 до 0,9, грузоподъемности самосвала с 80 до 180 т скорость движения груже ного самосвала уменьшается с 34 до 7 км/ч. На рис. 2 (а) показана зависимость скорости от грузоподъмности самосвала и коэффициента учта сложности трас сы при среднем значении общего сопротивления движению, а на рис. 2 (б) – зави симость скорости от общего сопротивления движению и грузоподъмности само свала при среднем значении коэффициента учта сложности трассы.

Скорость движения гружного Скорость движения гружного самосвала, км/ч самосвала, км/ч q, т Кс q, т wo+i а) б) Рис. 2 – Зависимость скорости груженого самосвала от грузоподъмности автосамо свала, общего сопротивления движения и коэффициента учта сложности трассы Для оценки влияния структуры парка автосамосвалов на простои автомо бильно-экскаваторного комплексов были собраны и проанализированы данные об основных параметрах перевозочного процесса. График частоты появления време ни ожидания погрузочных операций при обслуживании экскаватора однотипными и разнотипными автосамосвалами приведен на рис. 3.

tож, мин Рис. 3 – Частота появлений времени ожиданий погрузки Анализируя графики на рис. 3, можно сделать следующие выводы о влиянии структуры парка на простои автосамосвалов в ожидании погрузки.

При обслуживании экскаватора однотипными автосамосвалами характерны относительно незначительные простои времени ожидания погрузки, которые обу словлены влиянием факторов случайной природы на отклонение фактических значений параметров работы автосамосвалов от плановых значений.

Влияние однотипной структуры парка автосамосвалов на время ожидания а t ож не выявлено. При разнотипной структуре парка автосамосвалов потери на ожидание погрузки, во-первых, достигают значительных значений, во-вторых, обусловлены отклонениями фактических от плановых значений параметров рабо ты разнотипных автосамосвалов, у которых существенно отличаются технико эксплуатационные показатели, в-третьих, имеют четко выраженную нелинейную зависимость от структуры парка закрепленных за экскаватором автосамосвалов.

В теории организации грузовых перевозок одной из основных причин воз никновения простоев автосамосвалов в ожидании погрузки является несоответ ствие ритма работы экскаватора R интервалам движения автомобилей I, вслед ствие чего возникают простои либо подвижного состава в ожидании погрузки, либо экскаваторов. Организация ритмичной работы автомобильно-экскаваторного комплекса предполагает обеспечение равномерной загруженности экскаватора, отсутствие задержек в процессе маневрирования автомобилей при въезде на по грузочные площадки и съезде с них, стабильную продолжительность погрузки.

Плановый интервал движения автосамосвалов по маршрутам определяется по известным зависимостям.

Для обеспечения бесперебойной работы экскаватора интервалы движения ав тосамосвалов по маршруту I должны соответствовать ритму работы экскаватора R, который фактически задается величиной времени погрузки автосамосвала tп:

R I. (3) При этом следует отметить, что для различных i-х типов автосамосвалов Амi, имеющих разную грузоподъемность qi, ритм работы будет различаться.

Для выполнения условия (3) при планировании работы самосвалов следует на маршрут выпускать следующее количество машин Ам:

t об t об Aм.

I R (4) Если происходит отклонение фактического интервала движения самосвалов Iф от планового значения Iпл, то возникают простои как самосвала, так и экскава тора:

э 1) при IфIпл экскаватор находится в ожидании самосвала: t ож 0;

а 2) при I I самосвал находится в ожидании под погрузкой t ож 0.

ф пл Оптимизация работы автомобильно-экскаваторного комплекса должна быть направлена на снижение его совокупных простоев, связанных с ожиданием по АЭК грузки Tож, для всего задействованного на карьере количества А автосамосва мi лов i-го типа (I= 1, 2 … n) и количества Аэj экскаваторов j-го типа Аэj (j= 1, 2 … m):

n m Tож tожi tожj min, АЭК а э i 1 j (5) m n t ожj э t ожi а где i 1 – суммарное время ожидания погрузки автосамосвалами, мин;

j 1 – суммарное время простоя экскаваторов в ожидании самосвала, мин.

При этом приоритетным является снижение времени простоя экскаваторов в ожидании погрузки, так как только при непрерывной их работе может быть полу чена максимальная прибыль горнодобывающим предприятием в результате наибольшего вывоза, переработки и реализации горнорудной массы.

При разнотипной структуре парка самосвалы Амi имеют разную грузоподъ емность qi и, соответственно, различное время загрузки tпi. В этом случае ритм ра боты j-го экскаватора, чтобы обеспечить непрерывность его работы, должен t min назначаться по наименьшему значению времени погрузки пij из возможных зна чений для всех эксплуатируемых с данным экскаватором типов автосамосвалов:

Rmin j t nij min ({t nij }).

min (6) i Однако, чтобы обеспечить ритм работы j-го экскаватора по (6), необходимо осуществлять подачу самосвалов к экскаватору с наименьший интервалом движе ния. Тогда:

min t пij Rплj = Iплj = Rminj = Iminj=. (7) При разнотипной структуре парка автосамосвалов Амi для каждого i-го типа машин время оборота tобi также будет отличаться. Поэтому, чтобы определить плановое количество машин, которое обеспечит выполнение условия (6), при рас чете Амj (Rmin) следует использовать наибольшее из возможных значений времени max t обij оборота автосамосвалов на j-м маршруте, определяемых для всех эксплуати руемых с данным экскаватором типов автосамосвалов:

tобij max({tобij}) max. (8) i Тогда необходимое количество самосвалов для обеспечения бесперебойной работы экскаватора находится следующим образом:

max max tобij tобij Aмj ( Rmin ).

min Rmin j t пij (9) Соотношение структуры парка характеризуется показателем м, который от ражает долю большегрузных самосвалов Амi в общем количестве машин:

max Амi max м.

n Амi i 1 (10) Принимая во внимание, что при планировании работы на маршруте различ ных типов самосвалов в количестве Амi (Rmin), имеющих разное время оборота, неизбежны отклонения в их работе и образование простоев автосамосвалов, и возможно, простоев экскаваторов в ожидании погрузки.

max Так как время погрузки большегрузного самосвала t пi будет больше исполь зуемого для расчета ритма работы экскаватора времени погрузки: t пi t пi, то max min следующий за ним автосамосвал, прибывающий через интервал Iпл, будет ожидать а в очереди время t ожi, которое рассчитывается как:

tожi tпi I пл tпi tпi.

а max max min (11) Суммарное время простоя автосамосвалов за смену составит:

n Т ож Амi tожinеi, а а i 1 (12) где nеi – число ездок i-го типа автосамосвалов за смену, ед.

Для исследования зависимости потерь времени автомобильно-экскаваторных комплексов на ожидание погрузки от структуры парка проведено имитационное моделирование работы комплекса, в результате которого установлены закономер ности формирования потерь времени на ожидание погрузки при разнотипной структуре парка самосвалов. В результате исследования установлено, что при одинаковом количестве автосамосвалов, но при разном соотношении разнотип ных машин и различной очередности их подачи к экскаваторам, простои самосва лов будут существенно отличаться, в ряде случаев наблюдаются простои экскава торов в ожидании погрузки. Причем простой самосвалов больше при использова нии меньшего количества машин с меньшей грузоподъемностью. Кроме того, для работы системы характерна тенденция увеличения потерь времени самосвалов по мере увеличения количества выполняемых ездок. Результаты имитационного мо делирования согласуются с фактическими данными простоев самосвалов, приве денными на рис. 3.

На основе результатов имитационного моделирования построен график про стоя самосвалов для различных их типов, направляемых к одному экскаватору, а также график суммарного простоя для разнотипной структуры парка самосвалов а t ож для различных значений доли большегрузных самосвалов (рис. 4).

м а Рис. 4 – Зависимость времени ожидания самосвала t ож от коэффициента соотношения парка самосвалов м Анализируя данные графиков на рис. 4 можно сделать следующие выводы:

а во-первых, потери самосвалов на ожидание погрузки t ож стремятся к нулю при м = 0 и м = 1, то есть однотипной структуре парка;

во-вторых, в области дей ствительных значений показателя м от 0 до 1 существует такое рациональное со отношение количества автосамосвалов различных типов, при котором их работа с конкретным типом экскаватора характеризуется минимальными совокупными по а терями всех автосамосвалов t ож в ожидание погрузки.

Запишем в общем виде модель формирования оптимального закрепления ав тосамосвалов различной грузоподъемности за экскаватором:

s(tож ) Ам, м Opt, а (13) а где s( t ) – вектор оптимальных параметров закрепления автосамосвалов за экс ож а t ож.

каватором, обеспечивающих минимальные потери времени Однако оптимальное решение по (13) не всегда достижимо на практике, так как необходимого количества самосвалов каждого типа может не быть в наличии у предприятия. Поэтому задача (13) может иметь ограничения на структуру парка и сводиться к поиску рационального закрепления самосвалов за экскаваторами с а целью минимизации Tож.

Задача рационального закрепления имеющегося количества Амij автосамосва лов различных i-х типов за j-ми экскаваторами формулируется следующим обра зом: необходимо найти такой вектор s* из множества соотношений структуры парка самосвалов S, чтобы величина совокупных потерь времени на ожидание по *а а грузки всех автосамосвалов к экскаватору Tож =F (s*, t ож (s*)), была меньше, чем а а Tож =F (s, t ож (s)) для любого другого sS:

m Амij Амi.

F (s, t (s )) min, *а а * * T при j 1 (14) ож ож В третьей главе на основе методов линейного программирования выполнена математическая постановка задачи рационального закрепления автосамосвалов за экскаваторами при обеспечении бесперебойной работы экскаваторов и с учетом структуры парка самосвалов. Оптимизационная задача обеспечивает выбор такого варианта распределения, при котором совокупные простои автомобильно экскаваторного комплекса в карьере будут минимальными.

Пусть в карьере работает некоторое Аэj количество j-го типа экскаваторов, для обслуживания которых имеется определенное количества Амi автосамосвалов i-го типа, различающихся технико-эксплуатационными показателями, в том числе величиной номинальной грузоподъемности qi. Транспортировка руды от j-х экс каваторов осуществляется на несколько перегрузочных складов по j-м маршрутам rj заданной длины lj. Перевозка руды i-м самосвалом по j-у маршруту характери зуется совокупностью условий: скоростью движения автосамосвала в груженном грij и порожнем порij состояниях, временем погрузки tпij и разгрузки tрij автосамо свала.

Для бесперебойной работы экскаваторов при любых возможных вариантах закрепления автосамосвалов за экскаваторами должно соблюдаться условие (8), min t пij поэтому для каждого i-го самосвала рассчитывается величина при его работе с j-м экскаватором. Соблюдение планового ритма работы Rплj j-го экскаватора обеспечивается путем выпуска на j-й маршрут достаточного количества самосва лов Амj по формуле (10).

Потери времени на ожидание самосвалами погрузки tожij образуются, если время погрузки i-го типа самосвала tпij при работе с j-м экскаватором будет пре вышать величину планового интервала движения Iплj. Тогда с учетом (9):

tожij tпij I плj tпij tпij.

min (15) Обозначим через xij количество самосвалов i-го типа, распределенных к j-му экскаватору;

а1, а2,... аn – количество самосвалов каждого типа, работающих в ка рьере;

b1, b2,... bm – количество самосвалов по (10), необходимых для закрепления к каждому экскаватору, чтобы исключить их простои.

Целевая функция распределения самосвалов имеет вид:

m n F tожij xij min, j 1 i (16) при условиях n xij b j, i 1 i = 1...n, m xij ai, j j = 1...m, n m ai b j, i 1 j xij 0.

Для решения сформулированной задачи были применены методы линейного программирования. С использованием разработанной модели произведено пере распределение автосамосвалов для Качарского карьера. В карьере с автотранс портом работают 8 экскаваторов различных типов (ЭКГ-8, САТ-993К, Hitachi 3600, Hitachi 5500);

парк самосвалов состоит из 35 машин различных типов (БелАЗ-7513, БелАЗ-7514, САТ-777 и Hitachi ЕН-3500), которые перевозят руду на два перегрузочных склада с разной дальностью перевозки. Плановый интервал движения Iпл установлен по величине tп для САТ-777. Были рассчитаны все необ ходимые показатели и найдено решение рационального закрепления самосвалов за экскаваторами. Результаты расчетов приведены в таблице.

Полученное решение является рациональным из возможых, но его реализация связана с совокупными простоями самосвалов в количестве 11,1 мин за один цикл оборота всех машин.

В четвертой главе приведены рекомендации по практическому использова нию результатов исследования. На основе разработанных в диссертации методи ческих положений по оптимизации работы автомобильно-экскаваторных ком плексов предложен алгоритм (рис. 5) формирования плановых показателей рабо ты автосамосвалов с учетом параметров карьеров и структуры парка машин, а также разработана и зарегистрирована компьютерная программа «Оптимизация парка технологического автотранспорта железорудных карьеров».

Таблица - Рациональное распределение самосвалов по экскаваторам Рис. 5 – Алгоритм расчета плановых показателей работы автосамосвалов Разработанная программа позволяет формировать рациональные по структу ре автомобильно-экскаваторные комплексы, планировать показатели их работы с учетом параметров карьеров, обеспечивающие снижение простоев машин и по вышение объемов вывезенной горнорудной массы. Программа предназначена для практического использования на горнорудных предприятиях, эксплуатирующих технологический карьерный автомобильный транспорт.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ 1. В диссертационной работе проведены исследования, которые выявили не достатки в существующих методиках организации процесса планирования работы автомобильно-экскаваторных комплексов, которые не учитывают особенности формирования показателей работы разнотипного парка автосамосвалов с учетом особенностей параметров открытых горнорудных карьеров и экскаваторов.

2. В результате исследований установлены основные факторы, влияющие на простои автомобильно-экскаваторных комплексов: время погрузки, время движе ния гружного самосвала, время оборота. Получены многофакторные модели влияния эксплуатационных параметров открытых горнорудных карьеров на пока затели работы карьерных самосвалов, с учетом которых должны определяться плановые временные и списочные показатели работы самосвалов для обеспечения бесперебойного вывоза горнорудной массы от забоя к перегрузочному складу.

3. В результате теоретических и экспериментальных исследований установ лены зависимости простоев автомобильно-экскаваторного комплексов в ожида нии погрузки от структуры парка самосвалов в открытых горнорудных карьерах.

4. Выполнена математическая постановка задачи рационального распределе ния разнотипной структуры самосвалов по экскаваторам, разработана оптимиза ционная модель и предложено ее решение с использованием методов линейного программирования. Полученное решение позволяет сформировать рациональные по структуре автомобильно-экскаваторные комплексы открытых горнорудных ка рьеров с минимизацией простоев в ожидании погрузочных работ при обеспечении работы экскаваторов с минимальными простоями.

5. Результаты диссертационного исследования использованы при совершен ствовании работы технологического автотранспорта в открытых горнорудных ка рьерах Республики Казахстан: АО «Соколовско-Сарбайское горно обогатительное производственное объединение» и ТОО «Горнорудная компания Тохтар». Общий экономический эффект на предприятиях составил около 40666,9 тыс. рублей в год.

ПУБЛИКАЦИИ, ОТРАЖАЮЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ В изданиях из «Перечня...» ВАК:

1. Ларин, О.Н. Факторный анализ производительности карьерного автотранс порта Cарбайского карьера / О.Н. Ларин, О.Н. Вуейкова // Транспорт: наука, техника, управление. – 2011. – № 1. – С 29-32.

2. Вуейкова, О.Н. Оценка влияния горнотехнических факторов на эксплуатаци онные параметры карьерных автосамосвалов / О.Н. Вуейкова, О.Н. Ларин // Транс порт: наука, техника, управление. – 2011. – № 7. – С 34-36.

3. Вуейкова, О.Н. Вопросы повышения эффективности работы карьерного авто транспорта / О.Н. Вуейкова, О.Н. Ларин // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2011. – № 10. – С. 20-25.

4. Вуейкова, О.Н. Моделирование работы автомобилей в карьерах / О.Н. Вуей кова, О.Н. Ларин, В.И. Куватов // Транспорт: наука, техника, управление. – 2013. – № 3. – С. 49-52.

5. Вуейкова, О.Н. Моделирование работы автомобильно-экскаваторных ком плексов при перевозке горнорудной массы в карьерах / О.Н. Вуейкова, О.Н. Ларин, В.И. Куватов // Транспорт Урала. – 2013. – № 1. – С. 20-24.

В прочих изданиях:

6. Вуейкова, О.Н. Современное состояние карьерного автотранспорта на АО «ССГПО» / О.Н. Вуейкова // Роль стратегии индустриального развития Республики Казахстан в условиях глобализации: проблемы и перспективы : сб. докладов между нар. научно-практ. конф. – Рудный: Изд-во РИИ, 2009. – Т. 1. – С. 76-79.

7. Вуейкова, О.Н. Особенности эксплуатации карьерного автотранспорта в условиях АО «ССГПО» / О.Н. Вуейкова // Проблемы и перспективы развития Евро азиатских стран : сб. докладов междунар. науч.-практ. конф. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2009. – С. 87-89.

8. Вуейкова, О.Н. Анализ технико-эксплуатационных показателей карьерного автотранспорта АО «ССГПО» / О.Н. Вуейкова // Проблемы и перспективы развития Евроазиатских стран : сб. докл. второй междунар. науч.-практ. конф. – Челябинск:

Изд-во ЮУрГУ, 2010. – С. 23-28.

9. Вуейкова, О.Н. Анализ технико-эксплуатационных факторов работы карьер ных самосвалов АО «ССГПО» / О.Н. Вуейкова // Алдамжаровские чтения – 2010 : сб.

докл. междунар. науч.-практ. конф. – Костанай: Изд-во КСТУ, 2010. – С. 43-48.

10. Вуейкова, О.Н. Исследование параметров влияния на производительность карьерного автотранспорта на примере Сарбайского карьера АО «ССГПО» / О.Н. Вуейкова // Алдамжаровские чтения – 2010 : сб. докл. междунар. научн.-практ.

конф. – Костанай: Изд-во КСТУ, 2010. – С. 48-56.

11. Вуейкова, О.Н. Исследование функциональных зависимости эксплуатацион ных параметров карьерных самосвалов от горнотехнических факторов / О.Н. Вуей кова // Проблемы и перспективы развития Евроазиатских стран : сб. докл. третьей междунар. научн.-практ. конф. – Челябинск: Изд-во КСТУ, 2011. – С. 55-61.

12. Баюк, О.В. Исследование влияния технико-эксплуатационных факторов на работоспособность карьерных самосвалов / О.В. Баюк, О.Н. Вуейкова // Интеграция инженерной науки и исполнительной власти – необходимое условие реализации про граммы форсированного индустриально-инновационного развития экономики Казах стана : сб. трудов республиканской научн.-практ. конф. – Рудный: Изд-во РИИ, 2011.

– С. 108-112.

13. Вуейкова, О.Н. Оптимизация процесса транспортирования горнорудной мас сы / О.Н. Вуейкова // Инновации в образовании и науке в условиях политической и экономической модернизации Казахстана : сб. трудов междунар. научн.-практ. конф.

– Рудный: Изд-во РИИ, 2011. – С. 65-67.

14. Вуейкова, О.Н. Определение простоев автомобильно-экскаваторного ком плекса при выполнении погрузочных работ / О.Н. Вуейкова // Вестник науки Коста найстого социально-технического университета имени академика Зулхарная Алдам жар. – Костанай.: Изд-во КСТУ, 2012. – 64-70.

15. Вуейкова, О.Н. Влияния горно-технических и эксплуатационных факторов на возникновение простоев карьерных самосвалов в ожидании погрузочных работ / О.Н. Вуейкова // Проблемы и перспективы развития Евроазиатских стран : сб. докл.

пятой междунар. научно-практ. конф. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2013. – С. 291 293.

16. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012616586 «Оптимизация парка технологического автотранспорта железорудных карьеров», 23.07.2012 / О.Н. Вуейкова, О.Н. Ларин / Заявка № 2012614346, 29.05.2012.



 


Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.