Главная
Новости
Студенты
Перспективные технологии от призеров «CASE-IN»

Перспективные технологии от призеров «CASE-IN»

27 марта 2025

Вчера, 26 марта, в КузГТУ подвели итоги отборочного этапа Студенческой лиги XIII сезона Международного инженерного чемпионата «CASE-IN».

Каждая команда столкнулась с реальными вызовами отрасли. Например, горняки искали способы повысить эффективность буровзрывных работ (БВР), снижая затраты и увеличивая безопасность. Партнером направления «Горное дело» выступила компания АК «АЛРОСА» (ПАО) – мировой лидер алмазодобывающей промышленности. Кейс «Взрывная эффективность» был посвящен анализу и совершенствованию процессов буровзрывных работ на месторождениях АК «АЛРОСА».

Победу одержала команда «ORANGE» в составе студентов горного института, которые также являются участниками студенческого научного сообщества «Black Gold»: Ангелина Марьина, Александр Зеваев, Ярослав Ерашов и капитан команды Степан Амосов. За его плечами серьезный опыт – он участвует в чемпионате уже в третий раз.

Я специально не собирал опытную команду, а взял ребят из СНО. Хотелось, так сказать, подтянуть их, показать, что такие мероприятия – это интересно, и побеждать в них – реально. Это уже второй подряд кейс за учебный год, где мы с участниками моего СНО берем призовое место. Думаю, на этом не остановимся – впереди еще много побед! – поделился Степан Амосов.

В качестве решения кейса ребята предложили комплексное внедрение беспилотного автопарка, который включает в себя автосамосвалы и буровые установки, а также использование автоматизированной системы мониторинга и контроля бурения для постоянного сканирования месторождения.

На автосамосвал устанавливается комплект, который позволяет управлять гидравликой, коробкой передач, рулем и ориентироваться при помощи сканеров, распложенных по всему кузову машины. Эта технология подходит для техники любого производителя, как нового, так и уже работающего на месторождении оборудования. Оператор сможет управлять шестью машинами дистанционно. Похожим образом мы предлагаем поступить и с буровыми станками, для контроля над которыми достаточно двух человек на три станка. А управлять ими можно из любой точки мира, – рассказали студенты.

По мнению команды, данное решение позволит значительно увеличить производительность БВР, и объемы добычи на месторождениях в целом, а также сократить количество персонала и простои. Кроме того, это повысит безопасность, так как в зоне риска на производстве будет меньше людей. А за счет точных скоординированных действий автоматизированной системы, беспилотных машин и дронов сократится воздействие БВР на борта карьеров.

Переход на беспилотные самосвалы – технология, которая только внедряется на российский рынок, но уже давно и успешно используется за рубежом. Команда «ГеоТим», в составе которой Вячеслав Виноградов, Владимир Подя и Софья Корнева, тоже выбрала этот вариант как один из наиболее перспективных решений и заняла второе место.

Кроме того, студенты предложили еще один способ модернизации буровзрывных работ, а именно – применение турболизатора. Это изогнутая пластина, которую помещают вместе с зарядом взрывчатого вещества, ее основное назначение – создание турбулентного потока продуктов взрыва, что способствует более равномерному распределению энергии взрыва и улучшению дробления пород.

По словам участников команды, эта технология позволит уменьшить расход взрывчатого вещества на 5-6% за счет более эффективного использования энергии взрыва без потери качества дробления; благодаря усилению радиального давления уменьшить размер среднего куска породы на 15-20% ; снизить расходы на дальнейшую переработку на 10-12%.

В своих решениях теплоэнергетики также были нацелены на инновации, они выполняли задание по обеспечению удаленного потребителя теплом с учетом современных технологий и экологических требований. Партнер направления «Теплоэнергетика» – компания ООО «Газпром энергохолдинг» – поставил перед участниками задачу: предложить и обосновать способ теплоснабжения потребителя с максимальной нагрузкой 1,0 Гкал/ч, расположенного далеко от централизованных источников тепла. Студентам предстояло не только проанализировать различные варианты теплоснабжения, но и оценить целесообразность использования негазовых источников энергии и аккумуляторов тепла.

Лучше всех с заданием справилась команда «ТермоЕДС». Под руководством капитана Павла Фадеева студенты института энергетики – Егор Еремеев, Максим Паздерин и Дмитрий Слижук – заняли первое место.

Ребята рассмотрели все возможные варианты решения проблемы, начиная с традиционных – система газоснабжения, пиролиз, тепловая сеть, электрический котел – заканчивая альтернативными методами, такими как солнечный коллектор, тепловой насос и сжигание биомассы. Оценив каждый вариант по семи наиболее релевантным критериям, они пришли к выводу, что пиролиз – наиболее эффективное решение. В итоге команда предложила использовать пиролизную установку для обеспечения потребителей теплом и горячим водоснабжением.

Мгновенный пиролиз обеспечивает получение большого количества газа за наиболее короткое время. Также невысокая степень необходимой доочистки газа свидетельствует о его высокой пригодности для систем отопления, – отметили участники команды.

В качестве сырья студенты предлагают использовать отходы деревообработки и семян подсолнечника. Согласно технологической схеме производства через ленточный конвейер сырье поступает в пиролизную установку, на выходе получается синтез-газ с максимальной производительностью 450 кг/ч, который сжигается в водогрейном котле для обеспечения потребителей теплом и горячей водой.

Помимо синтез-газа, мы получаем попутные ресурсы, которые можем использовать. К примеру, твердый остаток отлично подойдет в качестве сорбента для очистки сточных вод или рекультивации сельскохозяйственных земель, пиролизная жидкость – как присадка к низкосортному топливу. Также предусмотрена продажа тепла для близлежащих предприятий в случае их заинтересованности, – рассказал капитан команды «ТермоЕДС» Павел Фадеев.

Решение способно полностью утилизировать отходы перерабатывающих предприятий, снизить стоимость тарифов, сократить вредные выбросы в атмосферу и риск возникновения пожаров.

Команда «НАГЛ», занявшая второе место, пошла другим путем. Глеб Кондулевич, Лариса Топлакалцян, Артем Кузнецов и Анастасия Жданова предложили котельную, использующую в качестве топлива отходы местных производств – лузгу и древесную щепу. Главное новшество такого решения – блок газификации, который позволит максимально эффективно использовать отходы и получать дополнительную энергию.

Сначала топливо сжигается, нагревая воду в котле. Образуется пар, который приводит в движение турбину и вырабатывает электричество. Но на этом процесс не заканчивается. Часть топлива отправляется в специальный блок газификации, где под воздействием перегретого пара твердые отходы превращаются в горючий газ и золу. Из этого газа с помощью адсорбции извлекают водород, который затем сжигается, создавая дополнительный пар. Он вращает вторую турбину, обеспечивая дополнительную выработку электроэнергии, – пояснила капитан команды Анастасия Жданова.

Использовать лузгу подсолнечника в качестве топлива предложили также ребята из команды «РосТепло», занявшей третье место. Для обеспечения необходимой теплопроизводительности студенты выбрали блочно-модульную котельную.

Однако возникла проблема: отходы находятся на предприятии по очистке семян в семи километрах от котельной. Обычная доставка топлива могла бы усложнить процесс, поэтому студенты нашли инновационное решение – использовать систему пневмотранспорта. Это позволило бы эффективно и без лишних затрат транспортировать лузгу прямо в котельную, обеспечивая бесперебойное теплоснабжение.

Работа установки устроена так: вентилятор нагнетает воздух, который служит транспортирующим агентом. Когда поток проходит через сужающееся сопло инжектора, его скорость увеличивается, создавая разряжение. Благодаря этому лузга подсолнечника засасывается в камеру смешения, образуя аэросмесь. Далее эта смесь по трубопроводу перемещается с очистного производства в циклон, установленный на котельной. Там поток замедляется, и воздух отделяется от топлива, готового к сжиганию, - рассказал капитан команды «РосТепло» Владислав Кореньков.

Международный инженерный чемпионат «CASE-IN» вновь показал высокий уровень подготовки студентов. Победители не просто предложили идеи, а разработали решения, которые могут найти применение на практике!