Оптимизация простоев карьерных автосамосвалов и рекомендации по применению разнотипной структуры парка самосвалов в условия Качарского карьера

С увеличением грузоподъемности автосамосвалов одновременно повышается вероятность их простоев из-за отклонения от расчетного времени рейса автосамосвала. Неизбежным при использовании автосамосвалов является и экономический ущерб от их простоев под погрузкой, особенно при увеличении грузоподъемности автосамосвалов и их стоимости [1].

Одним из показателей интенсивности эксплуатации транспортных машин выступают внутрисменные простои и простои в течение рейса, вызванные совокупностью причин, главными из которых считаются организационно-технические. Организация ритмичной работы автомобильно-экскаваторного комплекса предполагает обеспечение равномерной загруженности экскаватора, отсутствие задержек в процессе маневрирования автомобилей при въезде на погрузочные площадки и съезде с них, стабильную продолжительность погрузки. Для снижения простоев и связанных с ними потерь в объемах перевозок, то есть более полного использования календарного фонда времени погрузочных и транспортных машин в современных условиях, применяются системы мониторинга эксплуатации карьерной техники [2].

Исходными материалами для исследования послужили данные бортовых контроллеров карьерных автосамосвалов АТЦ Качарского карьера АО «ССГПО». Оборудованием: измерительный и фиксирующий комплекс, основанный на GPS-навигации (RacelogicV-boxVB2SX5 S/n 009697). Нормальная частота измерения 5Гц (5 раз в секунду). Комплекс с высокой точностью позволяет определять: скорость движения, время, пройденное расстояние, высоту положения относительно уровня моря, траекторию движения, все виды ускорений и т.д. Проехав по определенной трассе были получены следующие данные графики изменения скорости и высота от уровня моря, полученные бортовыми контролерами, показаны на рисунках 1 и 2.

Контролеры, установленные на автосамосвале, фиксировали также потерю времени при ожидании погрузки, которую можно заметить на рисунке 1 (на рисунке зеленая линия – график времени).

Рис. 1. Графики изменения скорости движения и изменения высоты

Рис. 2. Графики изменения скорости движения и изменения высоты с указанием участков трассы с уклоном более 8

Рис. 3. Зависимость скорости, высотных отметок и времени при движении

Простои на пункте загрузки можно объяснить следующими причинами.

При определении парка самосвалов достаточно часто количество машин составляет не целое число, а дробное. При этом приходится округлять количество машин в большую сторону, что приводит к образованию очереди и простою самосвалов, или в меньшую, при этом простаивает экскаватор [3, 4].

Попробуем оценить время простоя для примера, рассмотренного в работе. Предлагается, что экскаватор ЭКГ-8Ус обслуживает автосамосвалы марки САТ -777. Расчет ведется из условия, что под погрузкой всегда должен находиться самосвал.

Число машин можно определить по формуле:

     (1)

где T_р – время рейса, мин;

t_погр – время погрузки, мин.

Результаты расчетов приведены в таблице.

Таблица

Результаты расчета

В результате расчетов число машин получается дробным числом. В этом случае можно принять количество машин, обслуживающих экскаватор 4 или 5.

При использовании для транспортировки горнорудной массы четырех машин простой экскаватора составит - 83 мин за оборот четырех самосвалов. При использовании пяти машин простой автосамосвалов составит - 76 мин за оборот пяти машин.

При однотипной структуре парка самосвалов время загрузки одинаково для всех машин. Самосвалы должны подаваться под погрузку через плановый интервал времени. Так как в реальных условиях сложно выдержать плановый интервал времени движения, то могут возникнуть простои как самосвала, так и экскаватора.

Для того, чтобы сократить простои экскаватора и самосвалов предлагается рассмотреть вариант использования разнотипной структуры парка самосвалов, в частности САТ-777 и БелАЗ-75131. Эти самосвалы имеют разную грузоподъемность и скорости движения. Если оценивать предложенные машины с экономической точки зрения, то первоначальная стоимость БелАЗа и затраты на его эксплуатацию значительно ниже, чем у САТ.

При использовании трех машин модели САТ и одной машины модели БелАЗ простой всех самосвалов за смену составит примерно 8 часов.

В случае транспортировки горнорудной массы двумя самосвалами модели САТ и двумя самосвалами модели БелАЗ, простой всех самосвалов за смену составит около 2 часов.

Таким образом, при разнотипной структуре парка самосвалов можно подобрать к одному экскаватору такое сочетание самосвалов с различными техническими характеристиками, при котором простой машин будет минимальным. Это так же позволит снизить эксплуатационные расходы и использовать существующий парк самосвалов без дополнительных затрат на покупку новых машин.