AP23489685 – Пайдалы қазбаларды ашық әдіспен өндіру кезінде карьерлік технологиялық жолдардың ақаулары мен сипаттамаларын бақылаудың цифрлық әдісін әзірлеу
Мақсаты – Карьер жолдарындағы ақаулардың тау-кен автосамосвалдарының металл құрылымдарының беріктігіне әсерін ескеретін ішкі карьерлік технологиялық жолдардың ақаулары, сипаттамаларын бақылаудың цифрлық әдісін әзірлеу және енгізу арқылы тау-кен автосамосвалдарының жұмыс тиімділігін арттыру; дизельдік отын шығыны,шиналардың тозуы, бұл басқару шешімдерін қабылдауға және ең жақсы өнімділікті алу үшін болжамды шараларды қабылдауға мүмкіндік береді.Тау-кен жұмыстарының тиімділігі.
Жобаның өзектілігі: Қазіргі кезде пайдалы қазбаларды ашық әдіспен өндіру барысында ең еңбек сыйымды және шығынды процесс – тау-кен массасын тасымалдау болып табылады, оның ішінде тасымалдаудың 65%-ға дейінгі бөлігі автомобиль көлігімен жүзеге асырылады. Карьерлік автосамосвалдардың жүк көтергіштігінің артуы олардың қолданылу аясын кеңейтеді, алайда бұл жоғары отын шығынымен, шиналардың тозуымен және көлік шығындарының өсуімен қатар жүреді. Зерттеулер көрсеткендей, карьерлік жолдардың құрылымын жақсарту және оларды сапалы күтіп ұстау көлік шығындарын 20–60%-ға дейін төмендетуге мүмкіндік береді, ал жол жағдайы жалпы шығындардың 23–27%-ын құрайды. Тиімділікке әсер ететін негізгі факторлар – жол жабынының тегістігі, оның беріктігі және жол салу мен күтіп ұстау технологиялары. Жол жабынының кедір-бұдырлығы автосамосвалдарға елеулі динамикалық жүктемелер түсіріп, техниканың тозуын жеделдетеді және шиналардың зақымдануына әкеледі, бұл олардың 50–70% істен шығуына себеп болады. Сонымен қатар, автосамосвалдардың өзі жол жабынының бұзылуын күшейтіп, ақаулар санын арттырады. Қолданыстағы жол мониторингі әдістері қымбат, күрделі және сыртқы факторларға тәуелді болғандықтан, оларды қолдану шектеулі. Жол ақауларын анықтау және олардың техника жүктемелерімен байланысын бағалау әдістерінің болмауы жолдардың жағдайын дәл анықтауға және пайдалану мерзімін болжауға мүмкіндік бермейді. Осыған байланысты карьерлік жолдарды олардың сипаттамалары мен пайдалану жағдайларын ескере отырып цифрлық мониторинг әдістерін әзірлеу және енгізу тау-кен жұмыстарының тиімділігі мен қауіпсіздігін арттыру үшін өзекті болып табылады.
Ғылыми жетекші: Ph.D. докторы, Қауымдастырылған профессор, Утегенова Әсем Ержанқызы
Күтілетін және қол жеткізілген нәтижелер: Есептеулер мен компьютерлік модельдеу негізінде карьерішілік технологиялық жолдарды цифрлық мониторингтеу кешенінің бағдарламалық-аппараттық қамтамасыз етуі негізделіп таңдалды және оның жұмыс қабілеттілігі тексеріліп, реттелді. Жолдардың жағдайы туралы деректерді өңдеудің қолданыстағы тәсілдеріне талдау жүргізіліп, ақауларды талдауға арналған оңтайлы нейрондық желі құрылымдары таңдалды. Қысым және үдеу датчиктерінен, автосамосвалдардың металл конструкцияларына түсетін жүктемелерден және GPS жүйелерінен деректерді біріктіру жүзеге асырылды. Деректерді нормализациялау, тазарту және жетіспейтін мәндерді қалпына келтіру алгоритмдері, сондай-ақ нейрондық желілерге негізделген интеллектуалды талдау модельдері әзірленді. Әртүрлі типтегі автосамосвалдар мен жол ақауларына бейімделетін өзін-өзі үйрететін бағдарламалық алгоритм құрылып, бастапқы деректер базасы қалыптастырылды. Бағдарламалық кешендерге тестілеу жүргізіліп, қателер анықталып түзетілді және айнымалы жүктемелер жағдайында тұрақты жұмыс қамтамасыз етілді. Борттық деректер жинау құрылғылары мен позициялау жүйелерінің жабдықтары негізделіп таңдалды. Автосамосвал жүктемелері мен жол ақаулары арасындағы жасырын тәуелділіктерді анықтау әдістемесі, сондай-ақ өлшеу құралдарына қойылатын талаптарды қамтитын интеллектуалды деректерді талдау әдістемесі әзірленді. Өлшеу жүйелеріне калибрлеу және тексеру жүргізіліп, олардың метрологиялық сенімділігі расталды. Цифрлық мониторингтің бағдарламалық-аппараттық кешенінің принципиалдық сызбасы әзірленді. Деректерді автоматты жинау, өңдеу және геокеңістіктік визуализациялауға арналған бағдарламалық қамтамасыз етудің прототипі дайындалды. Алдын ала аналитикалық нәтижелер алынды, оның ішінде жол жабыны ақауларының жіктелуі және жолдардың деградациясына әсер ететін негізгі факторлар анықталды. Жүйені енгізуге негіз болатын әдістемелік және техникалық құжаттар дайындалды. Аналитикалық және патенттік зерттеулер негізінде цифрлық мониторингтің тиімділігі дәлелденіп, дрондар, лазерлік сканерлеу және жасанды интеллектті қолдану ұсынылды. Эксперименттік зерттеулер жүргізіліп, өнертабысқа патент алынды. Сандық модельдеу және соңғы элементтер әдісі арқылы автосамосвалдардың кернеулі-деформациялық күйіне талдау жүргізілді. Борттық сенсорлар мен машиналық оқыту модельдерін қолдана отырып, жол ақауларын мониторингтеу әдісі әзірленді, бұл тозуды болжауға және пайдалану қауіпсіздігін арттыруға мүмкіндік береді.
Жарияланымдар тізімі
- Кадыров Ж.Н., Шакенов А.Т. Переналаживаемый измерительный комплекс автоматической системы оперативного выявления и идентификации размеров и конфигурации дефектов полотна карьерных технологических дорог: патент на изобретение № 36969 от 04.10.2024. – Республика Казахстан, 2024.
- Акт о внедрении методики цифрового мониторинга состояния внутрикарьерных технологических дорог в филиале АО «ЕЭК» разрез «Восточный» от 29.05.2025. – Республика Казахстан, 2025.