gscienceMining Science and Technology (Russia)Горные науки и технологии2500-0632The National University of Science and Technology MISiIS (NUST MISIS)10.17073/2500-0632-2021-2-136-143gscience-278Research ArticleMINING MACHINERY, TRANSPORT, AND MECHANICAL ENGINEERINGГОРНЫЕ МАШИНЫ, ТРАНСПОРТ И МАШИНОСТРОЕНИЕSubstantiation of performance indicators of mine monorail locomotivesОбоснование технико-экономических показателей шахтных монорельсовых локомотивовРябкоК. А.RyabkoK. A.

Рябко Константин Александрович – кандидат технических наук, доцент, декан факультета

г. Донецк

Konstantin A.  Ryabko – Cand. Sci. (Eng.), Associate  Professor, Dean  of  the  Faculty

Donetsk

railroader@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6294-5232ГутаревичВ. О.GutarevichV. O.

Гутаревич Виктор Олегович – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры Транспортных систем и логистики им. И. Г. Штокмана

Scopus ID 55633624800

г. Донецк

Viktor O. Gutarevich – Dr. Sci. (Eng.), Associate Professor, Professor of the Department of Transport Systems and Logistics named after I. G. Shtokman,

Scopus ID 55633624800 

Donetsk

Донецкий институт железнодорожного транспортаУкраинаDonetsk Institute of Railway TransportUkraineДонецкий национальный технический университетУкраинаDonetsk National Technical UniversityUkraine20211407202162136143Copyright © Ryabko K.A., Gutarevich V.O., 20212021Рябко К.А., Гутаревич В.О.Ryabko K.A., Gutarevich V.O.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mst.misis.ru/jour/article/view/278

Mine transport is an integral part of mining process. The performed analysis of modern monorail autonomous locomotives indicates that this type of underground auxiliary transport is the most promising today due to a number of advantages that were identified in this study. To assess performance indicators of mine monorail locomotives, a number of characteristics are currently used, for instance, the dependences between several parameters of propulsion system operation. The type of characteristic is determined by an independent variable to be selected from the list of the operational or design parameters. To substantiate performance indicators of autonomous mine suspended monorail locomotives, the authors proposed the relationship between the characteristics of the traction energy chain equipment and the diesel locomotive propulsion system efficiency factor. To assess the efficiency of mine suspended monorail locomotive operation, a composite indicator for assessing efficiency of various types of traction was proposed: the operational efficiency factor. This indicator takes into account varying the efficiency factor of the energy chain units depending on their operating modes. When determining the functional dependencies of varying the efficiency factor of power and auxiliary units of monorail locomotives, a grouping of the main parameters according to the features depending on the economic characteristics of the propulsion system and its operating modes was proposed. The operational efficiency factor of the locomotive as a whole is determined both by the economic characteristics of all units of its energy chain and by the modes of their operation.

Шахтный транспорт является неотъемлемой частью технологического процесса добычи полезных ископаемых. Выполненный анализ современных монорельсовых автономных локомотивов свидетельствует о том, что данный вид подземного вспомогательного транспорта является наиболее перспективным на сегодняшний день ввиду ряда преимуществ, которые определены в данной работе. С целью оценки технико-экономических  показателей шахтных монорельсовых локомотивов в настоящее время применяется ряд характеристик – зависимостей нескольких параметров работы силовой установки друг от друга. Вид характеристики определяется по независимой переменной, в качестве которой выбирается один из эксплуатационных или конструктивных параметров. С целью обоснования технико-экономических показателей автономных шахтных подвесных монорельсовых локомотивов в статье предложена взаимосвязь характеристик оборудования тяговой энергетической цепи с коэффициентом полезного действия силовой установки дизелевоза. Для оценки эффективности эксплуатации шахтных монорельсовых подвесных локомотивов предложен комплексный показатель оценки эффективности различных видов тяги – эксплуатационный коэффициент полезного действия. Данный показатель учитывает изменение коэффициента полезного действия агрегатов энергетической цепи в зависимости от их режимов работы. При установлении функциональных зависимостей изменения коэффициента полезного действия силовых и вспомогательных агрегатов монорельсовых локомотивов предложена группировка основных параметров по признакам, зависящим от экономических характеристик силовой установки и режимов ее работы. Эксплуатационный коэффициент полезного действия локомотива в целом определяется как экономическими характеристиками всех агрегатов его энергетической цепи, так и режимами их работы.

выработкамонорельсовая дорогаподвесной дизелевозподвесной аккумуляторный локомотивтяговая передачаэлектрический приводтехнико-экономические показателикоэффициент полезного действиярежимы работыoutputmonorailsuspended diesel locomotivesuspended storage-battery locomotivetractive transmissionelectric driveperformance indicatorsefficiency factoroperating modesReferencesГутаревич В. О. Динамика шахтных подвесных монорельсовых дорог. Донецк: ЛАНДОН-ХХІ; 2014. 206 с.Gutarevich V. O. Dynamics of mine suspended monorails. Donetsk: LONDON-ХХІ Publ. House; 2014. 206 p. (In Russ.).Васильев К. А., Николаев А. К., Сазонов К. Г. Транспортные машины и оборудование шахт и рудников. СПб.: Лань; 2012. 544 с.Vasiliev K. A., Nikolaev A. K., Sazonov K. G. Transport machines and equipment for mines. St. Petersburg: Lan’ Publ.; 2012. 544 p. (In Russ.).Грядущий Б. А. (общ. ред.) Шахтный подземный транспорт: в 2 т. Т 1. Шахтный локомотивный и рельсовый транспорт. Научно-исследовательский институт горной механики им. М. М. Федорова. Донецк: ВИК; 2011. 481 с.Gryadushchy B. A. (gen. ed.) Mine underground transport: in 2 volumes. Vol. 1. Mine locomotive and rail transport. M. M. Fedorov Mining Mechanical Engineering Research Institute. Donetsk: VIK Publ.; 2011. 481 p. (In Russ.).Ferrit. Global Mining Solution. URL: https://www.ferrit.cz/en/products/suspended-monorail-transport/diesel-locomotives/dlz210f (дата обращения: 22.05.2021)Ferrit. Global Mining Solution. URL: https://www.ferrit.cz/en/products/suspended-monorail-transport/diesel-locomotives/dlz210f (Accessed: 22.05.2021)Ferrit. Global Mining Solution. URL: https://www.ferrit.cz/en/products/suspended-monorail-transport/accumulator-locomotives/dlza90f (дата обращения: 22.05.2021)Ferrit. Global Mining Solution. URL: https://www.ferrit.cz/en/products/suspended-monorail-transport/accumulator-locomotives/dlza90f (Accessed: 22.05.2021)Szewerda K., Tokarczyk J., Wieczorek A. Impact of increased travel speed of a transportation set on the dynamic parameters of a mine suspended monorail. Energies. 2021;14(6):1528. https://doi.org/10.3390/en14061528Szewerda K., Tokarczyk J., Wieczorek A. Impact of increased travel speed of a transportation set on the dynamic parameters of a mine suspended monorail. Energies. 2021;14(6):1528. https://doi.org/10.3390/en14061528Pieczora E., Suffner H. Rozwój napędów dołowych kolejek podwieszonych. Maszyny Górnicze. 2017;(3):44–57. URL: http://komag.eu/images/maszynygornicze1/2017/MG%203-20174.pdfPieczora E., Suffner H. Rozwój napędów dołowych kolejek podwieszonych. Maszyny Górnicze. 2017;(3):44–57. URL: http://komag.eu/images/maszynygornicze1/2017/MG%203-20174.pdfКондрашин А. Ю. Методика расчета технических характеристик подвесной монорельсовой дороги с локомотивным органом тяги. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009;(S10):56–76. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=13858294Kondrashin A. Yu. Methodology for calculating the technical characteristics of a suspended monorail with locomotive traction. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2009;(S10):56–76. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=13858294Konsek R. Elektryczny napęd górniczych kolejek podwieszonych, Maszyny Elektryczne: Zeszyty Problemowe. 2017;113(1):195–198. URL: https://journals.indexcopernicus.com/search/article?articleId=1544916Konsek R. Elektryczny napęd górniczych kolejek podwieszonych, Maszyny Elektryczne: Zeszyty Problemowe. 2017;113(1):195–198. URL: https://journals.indexcopernicus.com/search/article?articleId=1544916Gutarevych V. Dynamic model of movement of mine suspended monorail. Transport Problems. 2014;9(1):13–18. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=24195861Gutarevych V. Dynamic model of movement of mine suspended monorail. Transport Problems. 2014;9(1):13–18. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=24195861Gutarevych V., Vodolazskaya N. V., Jakupović E., Mirjanić D. Research on the infl e of dynamic load on suspended monorail. Applied Mechanics and Materials. 2015;806:23–29. https://doi.org/10.4028/www.scientifiGutarevych V., Vodolazskaya N. V., Jakupović E., Mirjanić D. Research on the influence of dynamic load on suspended monorail. Applied Mechanics and Materials. 2015;806:23–29. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.806.23Szewerda K. Supporting development of suspended underground monorails using virtual prototyping techniques. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019;545:012018. https://doi. org/10.1088/1757-899X/545/1/012018Szewerda K. Supporting development of suspended underground monorails using virtual prototyping techniques. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019;545:012018. https://doi.org/10.1088/1757-899X/545/1/012018Herbus K., Szewerda K., Swider J. Virtual prototyping of the suspended monorail in the aspect of increasing the permissible travel speed in hard coal mines. Eksploat. Niezawodn. 2020;4:610–619. http://dx.doi.org/10.17531/ein.2020.4.4Herbus K., Szewerda K., Swider J. Virtual prototyping of the suspended monorail in the aspect of increasing the permissible travel speed in hard coal mines. Eksploat. Niezawodn. 2020;4:610–619. http://dx.doi.org/10.17531/ein.2020.4.4Кантович Л. И., Хазанович Г. Ш., Волков В. В., Воронова Э. Ю., Отроков А. В., Черных В. Г. Машины и оборудование для горностроительных работ. М.: Горная книга; 2013. 445 с.Kantovich L. I., Khazanovich G. Sh., Volkov V. V., Voronova E. Yu. et al. Machinery and Equipment for Mine Construction. Moscow: Gornaya Kniga Publ.; 2013, 445 p. (In Russ.).Кузнецов С. Р., Васильева М. А. Параметры, определяющие энергоэффективность карьерных автосамосвалов. Записки Горного института. 2014;209:185–189. URL: https://pmi.spmi.ru/index.php/pmi/article/view/5305Kuznetsov S. R., Vasil’eva M. A. The parameters defining power efficiency of dump trucks in opencast mine. Journal of Mining Institute. 2014;209:185–189. (In Russ.).Володин А. И., Кирьяков М. Н. Оптимизация тепловозной характеристики дизеля для микропроцессорных систем управления электропередачей тепловозов. Известия Транссиба. 2012;(1):12–19.Volodin A. I., Kirjakov M. N. Оptimization of the diesel characteristic of the diesel engine for microprocessor control systems electricity transmission of diesel locomotives. Izvestiya Transsiba. 2012;(1):12–19. (In Russ.).Александров В. И., Васильева М. А., Коптев В. Эффективная мощность и скорость движения карьерных автосамосвалов в режиме топливной экономичности. Записки Горного института. 2019;239:556–563. https://doi.org/10.31897/PMI.2019.5.556Alexandrov V. I., Vasileva M. A., Koptev V. Y. Effective power and speed of mining dump trucks in fuel economy mode. Journal of Mining Institute. 2019;239:556–563. https://doi.org/10.31897/pmi.2019.5.556Коссов Е. Е., Старовойт В. А. Выбор характеристик магистральных и маневровых тепловозов. В: Повышение топливной экономичности тепловозов. Труды ВНИИЖТ. 1991. 238 с.Kossov E. E., Starovoit V. A. Selection of characteristics of mainline and shunting locomotives. In: Improving the fuel efficiency of diesel locomotives. Proceedings of VNIIZhT. 1991. 238 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.