Том 336 № 12 (2025)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2025/12/5321
Сценарное моделирование стоимости технологического присоединения беспроводной зарядной инфраструктуры аккумуляторного электротранспорта предприятий открытой добычи полезных ископаемых
Актуальность. Современные тенденции мировой экономики диктуют необходимость внедрения новых мер для снижения экологической нагрузки и повышения эффективности и безопасности в горнодобывающей отрасли. Цифровая трансформация выступает как стратегический инструмент, обеспечивающий конкурентоспособность и устойчивость горнодобывающих предприятий, в том числе предприятий открытой добычи полезных ископаемых. Центральным элементом данной трансформации является развитие электрифицированного транспорта, в частности аккумуляторных карьерных самосвалов, предназначенных для использования в автономном режиме. Внедрение беспроводных зарядных станций способствует автоматизации технологических процессов, однако требует проведения дополнительных исследований и адаптации к специфическим условиям эксплуатации на горных предприятиях. Вопросы размещения инфраструктуры и оценки затрат на подключение к сети электроснабжения являются актуальными и требуют детального изучения. Объекты: беспроводная зарядная инфраструктура для полностью электрических карьерных самосвалов; технологическое присоединение к сети электроснабжения. Цель: оценка стоимости технологического присоединения к сети электроснабжения беспроводной зарядной инфраструктуры аккумуляторного электротранспорта предприятий открытой добычи полезных ископаемых для разных сценариев заряда. Методы: сценарное моделирование, электротехнические расчеты. Результаты. Приведена методика оценки мощности технологического присоединения беспроводной зарядной инфраструктуры для разных сценариев беспроводного заряда и формулы для оценки стоимости технологического присоединения. Для модельного предприятия открытой добычи полезных ископаемых выполнены электротехнические расчеты, проведен выбор оборудования оценка стоимости технологического присоединения беспроводной зарядной инфраструктуры электрических карьерных самосвалов для трех сценариев беспроводного заряда. Расчеты показали, что наименьшие удельные затраты на технологическое присоединение зарядной инфраструктуры имеют станции динамического заряда, а наибольшие удельные затраты – станции стационарного типа для одного самосвала, размещаемые на пунктах погрузки и при необходимости на пунктах разгрузки. При этом суммарная мощность беспроводной зарядной инфраструктуры имеет обратное соотношение.
Ключевые слова:
карьерный самосвал, аккумуляторный электротранспорт, станция беспроводного заряда, зарядная инфраструктура, электроснабжение
Библиографические ссылки:
1. Optimal energy efficiency control framework for distributed drive mining truck power system with hybrid energy storage: a vehicle-cloud integration approach / Q. Tang, M. Hu, Y. Bian, Y. Wang, Z. Lei, X. Peng, K. Li // Applied Energy. – 2024. – Vol. 374. – P. 123989. DOI: 10.1016/j.apenergy.2024.123989.
2. Li J., Zhan K. Intelligent mining technology for an underground metal mine based on unmanned equipment // Engineering. – 2018. – Vol. 4. – № 3. – P. 381–391. DOI: 10.1016/j.eng.2018.05.013.
3. Fusion planner: a multi-task motion planner for mining trucks via multi-sensor fusion / S. Teng, L. Li, Y. Li, X. Hu, L. Li, Y. Ai, L. Chen // Mechanical Systems and Signal Processing. – 2024. – Vol. 208. – P. 111051. DOI: 10.1016/j.ymssp.2023.111051.
4. Database-driven model predictive control system for online adaptation of an autonomous excavator to environmental conditions / T. Okada, T. Yamamoto, T. Doi, K. Koiwai, K. Yamashita // Control Engineering Practice. – 2024. – Vol. 145. – P. 105843 DOI: 10.1016/j.conengprac.2024.105843.
5. Exploring digital twin systems in mining operations: a review / P. Nobahar, C. Xu, P. Dowd, R. Shirani Faradonbeh // Green and Smart Mining Engineering. – 2024. – Vol. 1. – № 4. – P. 474–492. DOI: 10.1016/j.gsme.2024.09.003.
6. Extracting unstructured roads for smart open-pit mines based on computer vision: implications for intelligent mining / Y. Yang, W. Zhou, I.M. Jiskani, Z. Wang // Expert Systems with Applications. – 2024. – Vol. 249. – P. 123628. DOI: 10.1016/j.eswa.2024.123628.
7. A model predictive control algorithm for autonomous mining dump trucks / M. Lalezar, I. Izadi, S.H. Hoseinie, H. Mohamadrezaie // IFAC-PapersOnLine. – 2023. – Vol. 58. – № 22. – P. 60–65. DOI: 10.1016/j.ifacol.2024.09.291.
8. Comparative life cycle assessment of battery-electric and diesel underground mining trucks / V. Balboa-Espinoza, J. Segura-Salazar, C. Hunt, D. Aitken, L. Campos // Journal of Cleaner Production. – 2023. – Vol. 425. – P. 139056. DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.139056.
9. Tokac B., Zhang Q., Sari Y.A. Environmental and economic comparison of diesel and electric trucks in open-pit mining operations // Journal of Cleaner Production. – 2025. – Vol. 507. – P. 145540. DOI: 10.1016/j.jclepro.2025.145540.
10. Sadeq A.Q.M. A comprehensive state-of-the-art re-view of wired/wireless charging technologies for battery electric vehicles: classification/common topologies/future research issues // IEEE Access. – 2021. – Vol. 9. – P. 19572–19585. DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3055027.
11. Integrated design and YOLO based control framework for autonomous EV charging robot platforms / V.C. Mahaadevan, R. Narayanamoorthi, S.P.P. Logeshwer et al. // Results in Engineering. – 2025. – Vol. 26. – P. 105438. DOI: 10.1016/j.rineng.2025.105438.
12. Methodological approach to analyze vehicle data in electric road systems: case study – ELISA, the eHighway project / Ö. Öztürk, R. Linke, F. Schöpp, E. Kassens-Noor // Transportation Research Procedia. – 2004. – Vol. 82. – P. 2724–2736. DOI: 10.1016/j.trpro.2024.12.215.
13. Система беспроводного заряда аккумуляторов для рудничного электровоза / В. М. Завьялов, И.Ю. Семыкина, Е.А. Дубков, А.С. Велиляев // Записки Горного института. – 2023. – Т. 261. – С. 428–442.
14. Кузнецов И.В. Оценка ресурса металлоконструкций задних мостов автосамосвалов при эксплуатации на разрезах Кузбасса: дис. … канд. техн. наук. – Кемерово, 2015. – 138 с.
15. Воронов А.Ю. Оптимизация показателей эксплуатационной производительности экскаваторно-автомобильных комплексов разрезов: дис. … канд. техн. наук. – Кемерово, 2015. – 200 с.
16. Ососков Д. В., Ляхомский А. В. Моделирование работы карьерных электросамосвалов // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. – 2017. – Т. 21. – № 3 (77). – С. 72–78.
17. Методические указания по определению размера платы за технологическое присоединение к электрическим сетям. Приказ ФАС России от 30.06.2022 N 490/22 (с изменениями от 13.11.2024). – 563 с.
18. РТМ 12.25.006-90. Расчет и построение систем электроснабжения угольных разрезов. – М.: Министерство угольной промышленности СССР, 1990. – 169 с.
19. Электроснабжение и электрооборудование горных предприятий / В.С. Куликовский, О.А. Кручек, А.И. Герасимов и др. – Красноярск: Сиб. федер.ун-т, 2021. – 140 с.
20. Бебихов Ю.В., Волотковская Н.С., Семёнов А.С. Электроснабжение промышленных предприятий: учеб. пособие. – М.: Изд-во «Спутник +», 2018. – 87 с.
21. Оценка мощности технологического присоединения беспроводной зарядной инфраструктуры для аккумуляторных карьерных самосвалов / И.Ю. Семыкина, В.М. Завьялов, Е.А. Дубков, Я.А. Нечипоренко // Проблемы и перспективы развития энергетики, электротехники и энергоэффективности: материалы Международной научно-технической конференции. – Чебоксары, 22 ноября 2024. В 2 ч. – Чебоксары: Чуваш. гос. ун-т им. И. Н. Ульянова, 2024. – Ч. 1. – С. 265–273.
22. Рэнкинг субъектов Российской Федерации по стоимости подключения к сетям инженерно-технического обеспечения 2021–2023: информ.-аналит. сб. / И.А. Долматов, А.Н. Коваль, И.С. Сухолитко, Д.Х. Пак. – М.: ИД Высшей школы экономики, 2023. – 162 с.
23. Стандартизированные тарифные ставки для расчета платы за технологическое присоединение к электрическим сетям территориальных сетевых организаций Кемеровской области – Кузбасса с 01.01.2025 по 31.12.2025. Постановление Региональной энергетической комиссии Кузбасса от 30.11.2024 N 463 (с изменениями от 10.04.2025). – 10 с.
