Держи дистанцию
Организация работы горно-транспортного оборудования
В «Рейтинге угольных предприятий Кузбасса», который проводила администрация Кемеровской области совместно с журналом «Уголь Кузбасса» (подробности в прошлом номере журнала) компания «СДС‑Уголь» была награждена дипломом в номинации «Инновации»
(Схемы и рисунки к статье здесь>>>)
В качестве обоснования был представлен доклад: «Совершенствование системы организации работы горнотранспортного оборудования на предприятиях открытой угледобычи АО ХК «СДС-Уголь»», который предлагаем сегодня вниманию читателя.
Для повышения производительности и эффективности использования горнотранспортного оборудования на предприятиях открытой угледобычи АО ХК «СДС-Уголь» (АО ХК «Сибирский деловой союз») применяются современные инновационные технологии дистанционного контроля и управления производственным процессом.
Первым шагом в этом направлении стало внедрение автоматизированной системы диспетчеризации горнотранспортного оборудования «Карьер» компании «Вист-Групп» в 2002 году на базе разреза «Черниговец». На сегодняшний день на всех предприятиях с открытой угледобычей компании «СДС-Уголь» внедрена данная система: технологический автотранспорт на 100% оснащен системой учета количества рейсов, веса перевозимого груза, а также расхода дизельного топлива (рис. 1).
С помощью автоматической системы диспетчеризации «Карьер» решаются две основные задачи:
первая — повышение эффективности организации работы горнотранспортного оборудования, а именно:
- производится контроль работы автотранспорта и экскаваторов в режиме реального времени, позволяющий оперативно изменять распределение автосамосвалов между экскаваторами;
- производится ежечасный анализ выполнения сменного задания по каждому экскаватору и автосамосвалу, позволяющий оперативно определять причины невыполнения сменного задания и принимать соответствующие меры;
- проводится контроль давления воздуха и температурного режима в крупногабаритных шинах автосамосвалов с помощью установленных внутри шины датчиков;
- с помощью инклинометров, установленных на автосамосвалах, производится оперативный контроль за состоянием технологических автодорог;
- с помощью установленных на экскаваторах датчиков высокоточного позиционирования в трех координатах производится ежесуточный контроль отработки блоков, позволяющий контролировать полноту отработки блока, соблюдение параметров отработки, в случае отклонения от паспорта ведения работ информация оперативно поступает в маркшейдерский отдел предприятия и ИТР участка;
вторая задача — учет производственных процессов:
- выполненные объемы работ экскаваторами и автотранспортом формируются в автоматическом режиме в рапорт о работе предприятия, что позволяет полностью уйти от ручного ввода информации;
- простои горнотранспортного оборудования фиксируются в автоматическом режиме, что позволяет анализировать рабочее время каждой единицы техники;
- учет объема перевезенной горной массы и расхода дизельного топлива автосамосвалами, позволяет анализировать причины отклонения удельного расхода дизельного топлива по каждой машине, с учетом условий работы;
- расчет заработной платы производится на основании выполненных и подтвержденных маркшейдерскими замерами объемов;
На горнотранспортную технику, задействованную в производственном процессе, установлено специальное оборудование.
На автосамосвалах: устройство приема и передачи данных, датчики веса, уровня топлива, давления в шинах и преодолеваемых уклонов, блок сбора данных и интеллектуальная панель (рис. 2).
На экскаваторах: система высокоточного позиционирования, устройство приема и передачи данных, блок сбора данных и интеллектуальная панель, датчики определения местоположения ковша в пространстве (рис. 3).
На бульдозерах: система высокоточного позиционирования, устройство приема и передачи данных, датчики работы двигателя под нагрузкой и уровня топлива, а также блок сбора данных и интеллектуальная панель (рис.4).
Бортовое оборудование системы, установленное на технологическом оборудовании (экскаваторы, БелАЗы, бульдозеры и др.), получает географические координаты с помощью спутников ГЛОНАСС/GSP. В режиме реального времени данные о местоположении карьерной техники передаются с бортовых контроллеров в локальную сеть предприятия посредством устройств передачи данных по Wi-Fi. Затем полученные данные обрабатываются на сервере. Благодаря высокоскоростной системе связи, позволяющей в считанные секунды передавать данные о работе карьерного транспорта на сервер, производственная и техническая службы предприятия производят мониторинг работы техники в режиме реального времени и получают оперативную информацию о вывезенных объемах, производительности и простоях, техническом состоянии горнотранспортного оборудования и фактическом положении горных выработок.
Ежесменно в программном комплексе «Карьер» всем единицам карьерной техники выдаются путевые листы и наряды, в течение смены выполняется почасовой контроль выполнения производительности. По завершении смены на основании данных, полученных от системы диспетчеризации, подводятся итоги работы предприятия по вывозу горной массы, расходу дизельного топлива, простоям и т.д. Так же на основании данных системы «Карьер» происходит расчет заработной платы машинистам автосамосвалов, бульдозеров и экскаваторов (рис. 5).
Программное обеспечение системы диспетчеризации «Карьер» разработано компанией «Вист-Групп», дополнено программными комплексами «Технологический график» и «Статистика», разработанными специалистами разреза «Черниговец».
Программное обеспечение «Карьер» позволяет вести наблюдение за выполнением технологических процессов горнотранспортного оборудования в режиме реального времени с отображением на плане горных работ.
Программное обеспечение «Технологический график» позволяет контролировать работу автосамосвала в течение смены (местонахождение, скоростной режим, время погрузки, разгрузки, остановки, аварийные простои) (рис. 6).
Программное обеспечение «Статистика» позволяет сформировать сводный отчет о выполнении планового задания за смену и сутки (рис. 7).
Вторым шагом, направленным на повышение производительности и эффективности работы экскаваторов большой единичной мощности, стало оснащение экскаваторов марки РН-2800, с емкостью ковша 33.6 м3, системой удаленного контроля PreVail компании JoyGlobal. Данная система распределенного ввода-вывода информации с использованием стандарта промышленной сети на карьерных экскаваторах обеспечивает высокую эксплуатационную надежность электрических систем, позволяющую уменьшить время переключений режимов работы благодаря быстрому обмену данными между электроприводами, что соответственно снижает время рабочих циклов, а также такие системы значительно снижают время поиска неисправностей. Аналогично, система распределенного ввода-вывода без труда способна осуществлять сбор параметров с концевых выключателей, датчиков температур, эксплуатационных характеристик приводов и иных устройств и систем, призванных обеспечить контроль не только за электрическими системами, но и за механическими узлами и агрегатами всего экскаватора. В целом важным результатом использования такой системы является полная наглядность того, в каком техническом состоянии находится карьерный экскаватор и какие действия необходимо выполнить обслуживающему персоналу, дабы исключить аварийные остановки.
Система обрабатывает и передает данные о нагрузках на основные электрические узлы экскаватора, фиксирует ошибки в управлении со стороны машиниста, ежесуточные отчеты передаются через сервер компании JoyGlobal специалистам предприятия по электронной почте (рис. 8).
Постоянный анализ и работа над повышением уровня производительности горнотранспортного оборудования помогли достичь лучших показателей в мире по отгрузке горной массы среди аналогичных машин, оснащенных системой PreVail, по итогам июня 2015 года на экскаваторе РН-2800 ХРС №50 (28197) АО «Черниговец» (рис. 9).
Система контроля параметров бурения, установленная на буровых станках, позволила выйти на новый уровень проектирования и контроля производства буровзрывных работ. Сбор и анализ параметров и показателей работы буровых станков, позволяющие определить механические свойства пород, ложатся в основу при разработке проектов на бурение на нижележащих горизонтах в части прочностных характеристик слагающих пород, а также при подготовке проектов на взрыв — использование этой информации позволяет составлять проекты производства взрывных работ с учетом свойств пород, слагающих массив, то есть регулировать удельный расход ВВ в зависимости от крепости породы (рис. 10).
Во время отработки блока маркшейдерская служба предприятия и участковый надзор имеют возможность в онлайн-режиме контролировать работу экскаватора в части полноты выемки взорванной горной массы. После отработки блока экскаватором, оснащенным системой высокоточного позиционирования, маркшейдерская служба предприятия получает готовую 3D-модель площадки под бурение. Тем самым процесс буровзрывных работ и отработка блока замыкаются в непрерывный процесс.
Система автоматического мониторинга для контроля за устойчивостью бортов и уступов позволяет осуществлять контроль над устойчивостью бортов и уступов и решать следующие задачи:
- непрерывное наблюдение опасных зон;
- система оповещений SMS или e-mail в автоматическом режиме (техническому директору, замдиректора по производству, замдиректорау по ПК и ОТ, горному диспетчеру);
- дистанционное управление тахеометром и всем процессом мониторинга (управляет маркшейдерская служба из кабинета);
- расположение помещения станции мониторинга вне зоны деформаций повышает точность наблюдений;
- визуализация результатов измерений в виде графиков и отчетов;
- использование технологии позволяет снизить риски, связанные с обрушением объекта наблюдений (рис. 11).
Весь применяемый комплекс технических решений на основе высокоточного позиционирования горнотранспортного оборудования позволяет планомерно решать задачу создания «Умного карьера 21-го века». Также система позволяет на 100% контролировать соответствие ведения горных работ проектным решениям, что в свою очередь, гарантирует безопасное ведение горных работ.