Научно-исследовательская деятельность

       С первых лет своего существования кафедра вела большую научную работу, направленную на повышение эффективности горного производства. Основным направлением работ в то время было повышение эффективности работы экскаваторов на угольных разрезах Урала. За оказание помощи угольной промышленности группа преподавателей кафедры во главе с профессором В.Б. Усманским была удостоена правительственным наград.

       С течением времени кафедра стала крупным центром горной электротехники для всего восточного региона страны. В результате деятельности кафедры по подготовке научных кадров институту в 1955 году было предоставлено право принимать защиты докторских диссертаций по горной электротехнике.
  По заказу Министерства угольной промышленности коллектив кафедры провел большие исследования расхода электроэнергии и коэффициента мощности на шахтах и разрезах трестов "Коркинуголь", "Вахрушевуголь", комбинатов "Пермьуголь","Кузбассуголь" и "Кемеровоуголь", в результате которых были разработаны "Правила эксплуатации энергетического и энергоемкого технологического оборудования". Результаты научных работ по исследованию одноковшовых экскаваторов были обобщены в ряде монографий и брошюр.

       С начала 70-х годов на кафедре четко выделилось два основных направления научных исследований: повышение эффективности технологических процессов на предприятиях горной промышленности и повышения уровня электробезопасности и надежности электроснабжения горных работ. По первому направлению следует отметить работы, направленные на создание систем автоматического управления процессами драгирования и бурения взрывных и геологоразведочных скважин. Разработаны и внедрены на драгах комплекс приборов контроля параметров драгирования, системы электропривода дражного комплекса, система ав-томатизации "Драга-1", системы диспетчерского контроля и др.

       Второе направление составили исследования эффективности систем электроснабжения карьеров и шахт, электропотребления на обогатительных фабриках, защитных средств заземлителей драг и методов повышения электробезопасности эксплуатации дражных электрических сетей.
  Структурным подразделением кафедры ЭГП "Инженерный центр Электра" выполнены научно-исследовательские и проектно- конструкторские работы для "Метростроя", "Ураласбест" и других предприятий Свердловской области. В результате предложенных рациональных схем электроснабжения карьеров получено снижение затрат на реконструкцию схем электроснабжения на 30% по сравнению с типовыми.

       Кафедрой периодически производится обследование состояния электрических сетей на соответствие их ПУЭ и ПЭЭП.

       За годы существования на кафедре ЭГП подготовлено и защищено более 40 кандидатских и 4 докторских диссертаций.

Результаты научно-исследовательских работ сотрудников кафедры отражены в следующих монографиях:

  • В.И.Щуцкий, В.К.Ахлюстин Безопасность обслуживания электроустановок углеобогатительных фабрик.1979 г.
  • Ю.А.Горячих, В.А.Троп и др. Электрооборудование и электроснабжение горнорудных предприятий. 1983 г.
  • Н.Б.Ситников и др. Автоматизация технологических процессов на горнорудных предприятиях. 1984 г.
  • Г.А.Багаутинов, А.П.Маругин и др. Организация диспетчерского контроля работы драг и гидравлик приис-ков.1984 г.
  • И.Н.Латыпов и др. Защита рудничных подъемных установок от напуска каната на предприятиях цветной металлургии.1984 г.
  • Г.А.Багаутинов, В.С.Стариков и др. Селективная электрическая защита для распределительных сетей горных предприятий. 1988 г.
  • Г.А.Багаутинов, Ф.Г. Алиев и др. Защита электроустановок горных предприятий от грозовых и внутренних перенапряжений. 1991 г.

       Разработки кафедры экспонировались на ВДНХ СССР.

       За разработку систем автоматического управления технологическими режимами на горных предприятиях сотрудники кафедры награждены 6 серебряными и 6 бронзовыми медалями.
        За последние 15 лет кафедрой получено более 60 авторских свидетельств на изобретения.

В настоящее время научно-исследовательская деятельность кафедры ЭГП осуществляется по следующим направлениям:

  • энергосбережение на горных предприятиях (доц. Клемперт А.Н., доц. Бердов И.А.); 
  • безопасность эксплуатации электроустановок горных предприятий (доц. В.С.Стариков, доц. Х.Б. Юнусов); 
  • оптимизация процесса бурения глубоких скважин (проф. Ситников Н.Б., асп. Макаров И.Г.); 
  • применение микропроцессорной техники в управлении производством (доц. Маругин А.П.);

       Сотрудниками кафедры написано 15 учебников и более 30 учебных пособий. На кафедре ЭГП подготовлено и защищено более 40 кандидатских и 5 докторских диссертаций.Результаты научно-исследовательских работ сотрудников кафедры отражены более чем в 10 монографиях и 700 научных работах. Награждены золотыми, серебрянными и бронзовыми медалями.За последние 15 лет кафедрой получено более 60 авторских свидетельств на изобретения и патентов.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНЫХ РАБОТ КАФЕДРЫ ЭГП


         Научная деятельность кафедры направлена на совершенствование существующих систем электроснабжения, электропотребления, систем автоматизированного управления электроприводами, обеспечения безопасного обслуживания электроустановок горных предприятий. Одним из направлений научных работ, проводимых на кафедре,является исследование и разработка проблемы повышения эффективности электроснабжения горных работ.В рамках этой проблемы кафедрой ЭГП и ее структурным подразделением "Инженерный центр "Электра" выполнены научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы для "Метростроя", "Ураласбест" и других предприятий Свердловской области. В результате были предложены новые решения по построению рациональных схем электроснабжения карьеров, дающие снижение затрат на реконструкцию схем электроснабжения примерно на 30 %, по сравнению с типовыми схемами электроснабжения.На предприятиях проводились работы по рациональной компенсации реактивных нагрузок с автоматической компенсацией реактивной мощности. Внедрение результатов НИР позволяет,снизить затраты на оплату электроэнергии. Продолжалась совместная работа с институтом "Уралгипрошахт" по рационализации построения схем электроснабжения горных предприятий Уральского региона с учетом минимума капитальных и эксплуатационных затрат, разрабатываются мероприятия по экономии электропотребления.Силами студентов под руководством кафедры проводилась практическая работа на объектах "Свердловскметростроя". Проложены кабельные линии высокого напряжения, проводился монтаж электроустановок на объектах Метростроя.По запросам предприятий кафедрой систематически оказывается техническая помощь предприятиям в части возникающих проблем электроснабжения.

      Еще одним направлением научной работы является моделирование и оптимизация систем электроснабжения и режимов электропотребления горных предприятий. Был выполнен комплекс госбюджетных научных работ по созданию и внедрению в учебный процесс Учебно-исследовательской САПР "Электроснабжение", результатом которых являлось организация на кафедре ЭГП дисплейного класса с комплектом
программно-методических средств, позволяющих студентам использовать персональные ЭВМ для выполнения курсовых и дипломных проектов по электроснабжению, автоматизированному электроприводу и электрическим машинам. Разработано и внедрено в учебный процесс около 50 программ различной степени сложности. Разработанные алгоритмы проектирования электроснабжения горных предприятий рекомендованы к использованию в проектных организациях горного профиля при реконструкции существующих электрических сетей.

         Большое внимание уделяется на кафедре безопасности и надежности работы электрооборудования горных предприятий. Изданы методические рекомендации "Измерение электрических параметров заземляющих устройств электроустановок карьеров и приисков". Результаты работ по проблеме "Безопасность и надежность работы электрооборудования драг" одобрены Госгортехнадзором и являлись основой для изменения параграфа 410 ЕПБ при разработке месторождения полезных ископаемых открытым способом, внедрены на 8 горных предприятиях России и Казахстана.Крометого, на промышленных предприятиях г.Екатеринбурга и Свердловской области кафедрой периодически проводятся обследования электрических сетей и испытания электрооборудования в объемах, регламентированных Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и Правилами эксплуатации электроустановок потребителей ( ПЭЭП ).

       Проведены работы по повышению эффективности разработки дражного способа разработки россыпных месторождений путем совершенствования систем контроля, управления и автоматизации процессом драгирования на основе использования современной микропроцессорной техники и микроЭВМ. В результате выполненных работ разработа ны математические модели и структура систем автоматизации добычного комплекса при работе в сложных забоях, предложены новые методы контроля параметров дражного забоя, скорости перемещения драги по забою и производительности драги. Разработаны, испытаны и внедрены в производство устройства контроля угла поворота и ширины забоя, глубины черпания и толщины стружки, скорости бокового перемещения и производительности драги, основанные на использовании микропроцессорной техники. Практически реализована и испытана в производственных условиях на основе микроЭВМ система автоматизации и управления добычным комплексом, включающая подсистемы контроля параметров стабилизации производительности драг путем автоматического регулирования скоростей бокового перемещения и черпания. Система обеспечивает также автоматический останов драги в углах забоя и опускание черпаковой рамы на заданное значение толщины стружки. Для работы в ночных условиях предложен электронный локатор, позволяющий контролировать положение драги в забое.

        Предлагаемая система автоматизации и контроля позволяет устанавливать на драгах локальные устройства контроля параметров и систему в целом. Система реализована на предприятиях объединения "Уралзолото" и может быть использована по заявкам на других золотодобывающих предприятиях.

       Проведена работа по повышению эффективности процессов вращательного бурения на основе совершенствования режимов работы, разработки систем автоматизации, управления и оптимизации процессов бурения. В результате проведенных работ получены основные закономерности процесса бурения геологоразведочных скважин, разработаны методики определения оптимальных по основным показателям процесса значений режимных параметров при отработке самозатачивающегося и затупляющегося породоразрушающего инструмента, исследован регулярный дрейф статической характеристики бурового станка, на основе которых разработаны алгоритмы функционирования систем управления буровым станком, устройства контроля основных показателей и параметров режима бурения, система контроля и ликвидации аварийных ситуаций при бурении глубоких скважин, устройства моделирования процесса движения колонки бурильных труб, система автоматического управления процессом колонкового бурения и способы оптимизации процесса бурения. Разработанная система автоматического управления процессом бурения геологоразведочных скважин "Алмаз-3" испытана в условиях медно-колчеданового месторождения Средне-Уральской экспедиции. В результате испытаний получено повышение производительности бурового станка, снижение себестоимости одного метра скважины и снижение удельного расхода алмазов.

       В соавторстве с коллективом сотрудников кафедры электротехники академии проведены работы, направленные на оптимизацию работы одноковшовых экскаваторов. По результатам НИР разработаны, внедрены: система защиты механооборудования экскаватора ЭКГ-20, предназначенная для защиты стрелы и ходовой тележки от удара ковшом путем автоматического ограничения хода рукояти и перемещения ковша в вертикальной плоскости ( П.О."Уралмаш"); система автоматического управления рабочими операциями экскаватора ЭКГ-12,5, которая включает САУ процессом копания и САУ транспортными операциями. Внедрение САУ позволило повысить интегральную производительность экскаваторов и облегчить условия труда машиниста.

       Разработан стенд для диагностики и наладки станций управления погружными насосами. Изготовлена опытно-промышленная партия стендов по заказу концерна "Росводоканал". Стенды эксплуатируются в спецорганизациях десяти городов России. В частности, "Бурводстрой" г.Екатеринбурга, г.Перми, г.Новгорода,г.Москвы (Мосводоканал), г.Чебоксары, г.Калинин и др. Применение стенда позволило значительно увеличить надежность работы погружных насосов, увеличить срок их службы, что привело к сокращению капитальных затрат на приобретение как самих насосов, так и станций их управления. На один из элементов стенда получено авторское свидетельство.