Експериментальні дослідження генеруючих можливостей шахтних підйомів у промислових умовах

Abstract

Статтю присвячено актуальній тематиці розподіленої генерації електричної енергії. Як генератори електричної енергії розглянуто клітьові та скіпові шахтні підйомні установки підприємства з видобутку залізної руди. Метою статті є співставлення теоретичних й експериментальних даних щодо генерації електроенергії шахтними підйомними установками рудника «Суха Балка» (м. Кривий Ріг). У процесі дослідження застосовано теоретичні методи з перетворення потенційної енергії твердого тіла на електричну при його переміщенні шахтним стволом, а також інструментальні вимірювання споживання і генерації електричної енергії клітьовими та скіповими підйомними установками під час промислової експлуатації. Регламент дослідження: збір та обробка інформації про функціонування клітьової та скіпової підйомних установок шахти ім. Фрунзе та аналогічних показників клітьової та скіпової підйомних установок шахти «Ювілейна» за період з 1 вересня по 31 грудня 2021 р. Запропоновано інструментальне вимірювання електричних параметрів шахтних підйомних установок у реальних умовах експлуатації (залізорудна промисловість). Встановлено, що обсяги генерації електроенергії шахтними клітьовими підйомними установками суттєво перевищують результати скіпових підйомних установок. Реально одержані показники щодо генерації електроенергії клітьовими підйомними установками є набагато меншими, ніж за результатами теоретичних оцінок. Виявлено дисбаланс між генерацією та споживанням енергетичних ресурсів: 9% по клітьовому підйому шахти ім. Фрунзе; близько 2% по клітьовому підйому шахти «Ювілейна»; менше 1% по скіпових установках. Доведено існування кореляційного статистично значимого зв’язку між генерацією і споживанням електроенергії підйомною установкою шахти ім. Фрунзе та відсутність статистично значимого зв’язку між генерацією та споживанням електроенергії клітьовою підйомною установкою шахти «Ювілейна». Електроенергії, одержаної протягом добової експлуатації двох клітьових і двох скіпових установок рудника «Суха Балка» (приблизно 400 кВт·год.), достатньо для живлення 58 середньостатистичних українських домогосподарств.

The article is devoted to a topical subject of distributed generation of electrical energy. The cage and skip mine hoists of the iron ore mining enterprise were considered as generators of electrical energy. The purpose of the study is to compare theoretical and experimental data on electricity generation by mine hoisting units of the Sukha Balka PJSK (Kryvyi Rih, Ukraine). The research methods are theoretical ones – on the transformation of the potential energy of a solid body into electrical energy during its movement through a mine shaft, and experi-mental ones – involving instrumental measurements of the consumption and generation of elec-trical energy by cage and skip hoists units during industrial operation. Research schedule: collection and processing of information on the operation of the cage and skip hoists of the mine named after Frunze and similar indicators of the cage and skip hoists units of the Yuvileyna mine for the period from September 1 to December 31, 2021. The novelty of the research lies in the instrumental measurement of the electrical parame-ters of mine hoists in real Ukrainian operating conditions. The most significant results: it was found that the volumes of electricity generation by mine cage hoists significantly exceed the results of skip hoists. The actual indicators of electrici-ty generation by cage hoists units are much lower than the results of theoretical estimates. There is an imbalance between the generation and consumption of energy resources – 9% for the cage elevation of the mine Frunze; about 2% for the cage hoist of the Yuvileyna mine; less than 1% on skip units. It was found that there is a statistically significant correlative relationship between the generation and consumption of electricity by the cage hoist of the mine named after Frunze and no statistically significant relationship between the generation and consumption of electricity by the cage hoist unit of the Yuvileyna mine. The electricity obtained from the daily operation of two cage and two skip units of the Sukha Balka PJSC (approximately 400 kWh) is enough to power 58 average Ukrainian house-holds.