Михаил Суздальницкий

2 Направления автоматизации добычного комплекса драг

Вопросами автоматизации добычного комплекса драг в середине прошлого столетия занимался ряд организаций: в Свердловске- Горный институт , в Новосибирске- институты Комплектного электропривода и Электротехнический, в Красноярске- НПО “Сибцветметавтоматика”, в Магадане- институт золота и редких металлов (ВНИИ-1). Причина повышенного интереса к этому вопросу объяснялась следующим: Во-первых- процесс управления состоит из небольшого количества операций, часть из которых несложно автоматизировать. Во-вторых, разные драгеры в одних и тех же условиях обеспечивали не одинаковую производительность, это позволяло надеяться, что автоматизация позволит не только компенсировать недостаток навыков слабых драгеров, но и поможет опытным улучшить их показатели. В третьих, новизна вопроса и предполагаемая легкость переноса опыта автоматизации из других отраслей народного хозяйства создавали предпосылки для быстрого продвижения в научном плане.

При ручном управлении драгированием производительность колеблется в связи с постоянно меняющимися условиями драгирования. Задача драгера заключается при отработке пород малой и средней крепости в поддержании производительности соответствующей оптимальной нагрузке обогатительно- транспортного комплекса (ОТО), а при отработке пород высокой крепости- максимального к ней приближения. Превышение этой нагрузки ведет либо к росту потерь полезного компонента, либо к перегрузке и забуторке оборудования. Драгеры, в особенности, избегают последнего обстоятельства. Для поддержания требуемой производительности нужна коррекция параметров драгирования. Причем ее нужно производить тем чаще, чем ближе стремится драгер приблизиться к оптимальной нагрузке ОТО. В абсолютном большинстве случаев производительность существенно ниже требуемой. Степень приближения к ней зависит от квалификации драгера, степени его усталости, старательности.

Какой же резерв производительности скрыт за несовершенством ручного управления драгированием? Экспертная оценка показывает, что усовершенствование управления драгированием может повысить производительность приблизительно на 20%, однако, экспериментальная проверка дает более высокие результаты. Так, например, на одной из колымских драг лабораторией автоматизации ВНИИ-1 проверялась эффективность управления приводом носовых лебедок по нагрузке их двигателей. Было отработано 20 забоев в чередующихся режимах. Один забой отрабатывался с традиционным ручным управлением, а следующий с управлением носовых лебедок по нагрузке их двигателей. После него опять традиционное управление и т.д. Объем отработанных пород по каждому забою замерялся маркшейдером, а чистое время драгирования- специальным прибором, включающимся только при работающем приводе черпаковой цепи. Эксперимент показал, что предложенное управление в условиях проводившихся испытаний обеспечивает рост производительности драги на 28%. А предлагаемые системы автоматического управления добычным комплексом включают в себя не только совершенствование управление носовыми лебедками, но и ряд других мероприятий. Надо думать, что внедрение систем автоматического управления добычным комплексом (САРДК) обеспечит рост производительности драг не менее 30%. Но почему же внедренные системы такого роста не обеспечили? Драга может переработать объемов не более, чем ей подготовлено (оттаяно, вскрыто и т.д.), Увеличение объемов подготовки требует увеличения вскрышной техники, бурильных станков, игл для гидрооттайки, шлангов, труб и т.п., а это все требовало увеличения плана. Руководители же предприятий были заинтересованы не в повышении плана, а в надежности его выполнения. Поэтому внедрение САРДК никогда не сопровождалось увеличением объемов подготовки пород к выемке и, как следствие, существенным ростом годовых объемов переработки горной массы.

В современных условиях внедрение САРДК может дать реальный эффект и потому целесообразно продолжить работы по их совершенствованию и внедрению. Мне могут возразить, что существование драг в скором времени прекратится в связи с отработкой пригодных для них крупных россыпей. Действительно новых берелехов, алданов и чай-урий не предвидется. Но зарубежный опыт показывает, что быстро монтируемые блочно- модульные драги могут успешно перерабатывать и некрупные месторождения. Кроме того, с повестки не снимается и вопрос повышения эффективности работающих драг, а в недалеком будущем начнется переработка техногенных запасов.

В этом плане нужно разобраться какие из найденных решений наиболее эффективны и в каком направлении должны быть направлены дальнейшие действия.

Во всех разработанных САРДК регулирование производительности осуществляется автоматическим изменением скорости носовых лебедок. При отработке пород малой и средней крепости таким путем поддерживается постоянство производительности. При отработке пород высокой крепости, когда производительность ограничивается установленной мощностью привода черпаковой цепи (ЧЦ), регулирование скорости носовых лебедок ведут во всех системах по нагрузке привода ЧЦ. Поддержание постоянства производительности обеспечивается путем поддержания постоянства нагрузки привода бочки. Изменение дифферента драги обусловливает погрешность измерения производительности. Кроме того, при неизменной подаче породы в бочку нагрузка ее привода пульсирует с частотой, равной частоте вращения бочки. Это связано с ее искривлениями и несовпадением ее оси с осью ее вращения. Как видно, выбранный способ далеко не идеален, но другого такого же простого не придумано. Выбор толщины отрабатываемого слоя (t) и величины зашагивания производится вручную.

САРДК, разработанные СГИ, СибЦМА и НЭТИ [1,2,3] при отработке пород малой и средней крепости предусматривают регулирование скорости бокового перемещения (Vб) по нагрузке привода бочки. Скорость черпания (Vч) устанавливается равной произведению Vч на коэффициент, зависящий от t, измеренной в углу забоя. В САРДК ВНИИ-1 Vб регулируется по нагрузке привода носовых лебедок, а Vч – по нагрузке привода бочки [4]. Рассмотрим, что определяют эти различия. Для краткости в дальнейшем будут упоминаться разработчики только СГИ и ВНИИ-1.

•

В САРДК СГИ сигнал отклонения нагрузки бочки от

заданной воздействует непосредственно на привод рабочей носовой лебедки, заставляя ее увеличить скорость при недогрузке и снизить ее при перегрузке. Эта особенность ведет к запаздыванию реакции САР на изменившиеся условия драгирования, равного времени прохождения черпаком пути от момента загрузки черпаеа до момента его разгрузки. За время запаздывания черпаковая рама может продвинуться по забою на растояние превышающее 20м где условия драгирования могут отличаться от условий отрабатываемых САР. Поэтому такие САРДК не могут обеспечить равномерную нагрузку бочки.В САРДК ВНИИ-1 Vб регулируется по нагрузке привода носовых лебедок, постоянно обеспечивая максимально возможное наполнение черпаков. Поэтому при изменении нагрузки привода бочки Vч будет меняться до тех пор, пока нагрузка привода бочки сраняется с заданной и транспортное запаздывание с момента наполнения черпака до его разггрузки на равномерноость загрузки бочки не влияет.

•

В САРДК СГИ при отработке пород малой и средней

крепости скорость черпания (Vч) устанавливается в зависимости от скорости бокового перемещения (Vб) путем ее деления на определенный коэффициент, зависящий от толщины стружки. Этот коэффициент рассчитывается для каждой толщины стружки как тангенс угла резания кромкой черпака поверхности забойной площадки. Толщину стружки измеряют в углу забоя и считают, что она остается неизменной на протяжении отработки всего слоя. Такой прием обуславливает высокую погрешность ее определения в других точках забоя,