Дослідження сучасного стану використання гідравлічних екскаваторів
DOI:
https://doi.org/10.33271/crpnmu/85.156Ключові слова:
гідравлічний екскаватор, параметри вибою, кінематика копання, ширина робочого майданчика, висота уступуАнотація
Мета роботи. Полягає у комплексному дослідженні сучасного стану використання гідравлічних екскаваторів на відкритих гірничих роботах, аналізі існуючих схем черпання для виявлення системних недоліків у сучасних методах обґрунтування раціональних технологічних параметрів вибою. Методика досліджень. Для досягнення поставленої мети використано комплексний методичний підхід, який поєднує методи наукового синтезу та узагальнення передового виробничого досвіду гірничодобувних підприємств, порівняльний аналіз кінематичних характеристик і просторових схем розташування виймального обладнання, дослідження просторово-кінематичних схем робочих зон. Результати досліджень. Встановлено, що масовий перехід від традиційних канатних механічних лопат до гідравлічних машин набув глобального незворотного характеру: на сьогодні частка гідравліки у світовому парку сягнула 11 %, тоді як канатних машин — впала до 1,5 %. Встановлено, що ефективність роботи екскаватора залежить від технологічної схеми роботи: верхнє черпання максимізує висоту уступу до 8,5–10 м, тоді як нижнє знижує втрати копалини до 8–12 %. Збільшення кута розвантаження екскаватора до 180о спричиняє двократне падіння продуктивності, а впровадження наскрізних логістичних схем, вимагає розширення робочого майданчика до 13–15 метрів. Наукова новизна. Вперше систематизовані недоліки сучасних методик проєктування параметрів вибою гідравлічних екскаваторів. Доведено, що існуючі статично-геометричні моделі та економічні підходи ігнорують динаміку процесу черпання та розвантаження. Сформована нова наукова задача, що полягає у обґрунтуванні змінного просторового розташування гідравлічного екскаватора відносно уступу та автосамоскида як критичного фактора впливу на загальну тривалість робочого циклу та продуктивність екскаватора. Практична значимість. Результати проведеного дослідження та виявлені обмеження існуючих проєктних підходів формують необхідне наукове підґрунтя для розробки комплексної методики обґрунтування параметрів вибою роботи гідравлічних екскаваторів, яка оптимізує роботу та підвищить продуктивність гірничотранспортного комплексу. .Посилання
1. Hekmat, A., Anani, A., Medina, J., & Shademan, M. (2024). Bench height effects on economical parameters at open pit mine. MassMin 2024: Proceedings of the International Conference & Exhibition on Mass Mining, 1444–1460. https://doi.org/10.36487/acg_repo/2435_p-02
2. Mnzool, M., Almujibah, H., Bakri, M., Gaafar, A., Elhassan, A. A. M., & Gomaa, E. (2024). Optimization of cycle time for loading and hauling trucks in open-pit mining. Mining of Mineral Deposits , 18 (1), 18–26 https://doi.org/10.33271/mining18.01.018 .
3. Житков, Д., Луценко, С. О., & Григор'єв, Ю. І. (2021). Аналіз сучасних методів обґрунтування висоти уступу в умовах відкритої розробки родовищ корисних копалин. У Тези VIII Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених «Перспективи розвитку гірничої справи та раціонального використання природних ресурсів» (с. 31–33). Житомирська політехніка.
4. Antoshchenko, M., et al. (2024). Establishing the influence of the excavator standard sizes on the kaolin pit mining system parameters. E3S Web of Conferences , 526 , Article 01019. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202452601019 .
5. Tereshko, D., Temchenko, O., Siedniev, P., & Bahashova, N. (2025). Peculiarities of application of lifting and loading equipment in changing conditions of mining production. Economics and Technical Engineering , 3 (1), 106–119. https://doi.org/10.62911/ete.2025.03.01.10
6. Пристайло, М., Марчук, К. (2019). Інноваційні шляхи вдосконалення будівельної техніки з огляду на потреби сучасної будівельної індустрії. Гірничі, будівельні, дорожні та меліо ративні машини , (94). https://doi.org/10.32347/gbdmm2019.94.0301
7. Світлий, Ю. Г.,&Білецький, В. С. (2009). Гідравлічний транспорт [Монографія]. Східний видавничий дім; Донецьке відділення НТШ; Редакція гірничої енциклопедії.
8. Бондаренко, А. О. (2017). Гірничі машини для відкритих гірничих робіт . Національний гірничий університет.
9. Tytiuk, V., Khandakji, K., Sivyakova, G., Karabut, N., Chornyi, O., & Busher, V. (2021). Determining the parameters of the trajectory of the bucket of mining quarries excavators. E3S Web of Conferences, 280 , Article 05013. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202128005013
10. Шлапак, В. О., Криворучко, А. О., Куницька, М. С., & Шишко, С. М. (2025). Сучасні підходи до оптимізації взаємодії екскаваторів і кар'єрних самоскидів на сучасних щебеневих кар'єрах. Технічна інженерія, 2 (96), 358–366. https://doi.org/10.26642/ten-2025-2(96)-358-366
11. Кравець, В. Г., Шукюров, А., Вахрушев, К. Ю., Панасюк, А. В., & Барановський, А. Ю. (2017). Оцінка ефективності руйнування гідромолотом негабаритів природного каменю. Вісник Житомирського державного технологічного університету. Серія: Технічні науки, 2 (80), 166–172. https://doi.org/10.26642/tn-2017-2(80)-166-172
12. Фролов, О.О., & Бельтек, М.І. (2021). Вплив місця розміщення гідравлічного екскаватора зі зворотною лопатою у вибої на ефективність виймання гірничої маси. Вісник КрНУ імені Михайла Остроградського , 3 (128), 70–75. https://doi.org/10.30929/1995-0519.2021.3.70-75
13. Bettens, S. P., Siegrist, P., & McAree, P. (2022). How do operators and environment conditions influence the productivity of a large mining excavator. International Journal of Mining and Mineral Engineering , 13 (1), 18–35. https://doi.org/10.1504/IJMME.2022.124143
14. Slobodyanyuk, V. K., & Turchin, Y. Y. (2017). Rational use of hydraulic excavators in iron ore pits. J ournal of Mining and Geological Sciences, 60 (II), 21–26.
15. Собко, Б. Ю.,&Чебанов, М. О. (2023). Комплекси гірничого обладнання «драглайн-автосамоскид» [Монографія] . Журфонд.
16. Дриженко, А. Ю. (2011). Кар'єрні технологічні гірничотранспортні системи [Монографія] . НГУ.
17. Кононович, О. С., & Косенко, Т. В. (2020). Технологічні схеми відробки уступів м'яких порід на кар'єрах. У Проблеми геоінженерії та підземної урбаністики: Матеріали ІІІ міжнародної науково-технічної конференції (Вип. 3, с. 50–54). КПІ ім. Ігоря Сікорського.
18. Pan, W. (2025). A simulation study on strength and fatigue analysis of hydraulic excavator buckets. Frontiers in Mechanical Engineering , 11 , 1591320. https://doi.org/10.3389/fmech.2025.1591320
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
All articles are published under the Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.
Authors are permitted and encouraged to deposit the final published version of their article, or the Author's Accepted Manuscript (AAM), in institutional or subject-specific open-access repositories (including the university's own institutional repository, CORE, Zenodo, or Figshare), ensuring maximum visibility, accessibility, and impact of the publication.
