Экспериментальные исследования влияния ширины захвата шнекового исполнительного органа комбайна на эффективность процесса погрузки


https://doi.org/10.17073/2500-0632-2019-2-90-102

Полный текст:


Аннотация

Интенсификация добычи угля из шахтопластов мощностью 0,55–1,20 м требует повышения эффективности процесса погрузки разрушенного угля, что может быть обеспечено путем выбора оптимальных параметров шнекового исполнительного органа очистного комбайна. Наиболее достоверным способом установления влияния параметров шнека на энергетические параметры работы очистного комбайна являются экспериментальные исследования в реальных условиях эксплуатации. Объектами исследования выбраны очистные комбайны нового технического уровня УКД400 и УКД200-500, эксплуатирующиеся в представительных условиях шахт «Красный партизан» ГП «СВЕРДЛОВАНТРАЦИТ» и «Терновская» ПАО «ДТЭК ПАВЛОГРАДУГОЛЬ» соответственно. Предложена адаптивная под горнотехнические условия работы методика определения удельных энергозатрат разрушения и погрузки очистных комбайнов для тонких пластов в реальных условиях эксплуатации на основе фиксации значений токов двигателей приводов резания. После обработки экспериментальных данных установлена зависимость мощности на погрузку горной массы от скорости подачи и ширины захвата исполнительного органа показательного вида. С увеличением ширины захвата шнека мощность и удельные энергозатраты на погрузку возрастают тем интенсивнее, чем выше скорость подачи очистного комбайна. Это обусловлено началом процесса циркуляции разрушенной горной массы, при этом, чем больше ширина захвата шнека, тем процесс циркуляции интенсивнее и наступает при меньших значениях скорости подачи очистного комбайна. Предложен метод выбора рациональной ширины захвата шнека по критериям минимальных удельных энергозатрат и максимальной технической производительности.


Об авторах

О. Е. Шабаев
ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет»
Украина


П. П. Зинченко
ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет»
Украина


А. В. Мезников
ГП «Донуглемаш»
Украина


Список литературы

1. Горные машины для подземной добычи угля: учеб. пособие для вузов / П. А. Горбатов, Г. В. Петрушкин, Н. М. Лысенко, С. В. Павленко, В. В. Косарев; под общей редакцией П. А. Горбатова. 2-е изд., перераб. и доп. Донецк: Норд Компьютер, 2006. 669 с.

2. Нечепаев В. Г. Механо-гидравлические шнековые системы выгрузки и транспортирования. Донецк: ДонНТУ, 2005. 215 с.

3. Бойко Н. Г. Очистные комбайны для тонких пластов. Донецк: ДВНЗ «ДонНТУ», 2010. 476 с.

4. Электрические механизмы перемещения очистных комбайнов В.П. Кондрахин, В.В. Косарев, Н.И. Стадник; под общ. ред. В. П. Кондрахина. Донецк: «Технопарк ДонНТУ «УНИТЕХ», 2010. 257 с.

5. Косарев И. В., Мезников А. В. Повышение производительности очистных комбайнов с вынесенной системой подачи. Международный научно-технический журнал Вестник Донецкого национального технического университета. 2016. №6. С. 19-23.

6. Гуляев В. Г. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов. Ч. 1. Выемочные комбайны. (Теория рабочих процессов и методы повышения надежности): учеб. пособие. Донецк: «Технопарк ДонНТУ «УНИТЕХ», 2011. 322 с.

7. Нечепаев В. Г. Исследование и определение параметров шнеков с переменным шагом очистных комбайнов для тонких пластов с целью повышения их погрузочной способности: дис... канд. техн. наук. Донецк, 1982. 240 с.

8. Бойко Н. Г. Теория рабочих процессов комбайнов для добычи угля из тонких пологих пластов: автореф. дис… д-ра техн. наук. Донецк, 1985. 31 с.

9. Исполнительные органы очистных комбайнов для тонких пологих пластов / Н. Г. Бойко, А. В. Болтян, В. Г. Шевцов, Н. А. Марков. Донецк: «Донеччина»,1996. 223 с.

10. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов / Г. В. Малеев, В. Г. Гуляев, Н. Г. Бойко, П. А. Горбатов, В. А. Межаков. М.: Наука, 1988. 368 с.

11. Солод В. И., Гетопанов В. М., Рачек В. М. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов. М.: Недра, 1982. 350 с.

12. Солод В. И., Зайков В. И., Первов К. М. Горные машины и автоматизированные комплексы. М.: Недра, 1981. 503 с.

13. Кантович Л. И., Гетопанов В. И. Горные машины. М.: Недра, 1989. 304 с.

14. Миничев В. И. Угледобывающие комбайны. М.: Машиностроение, 1976. 248 с.

15. Докукин А. В., Модинов В. В., Пшеничный И. Д. Исследование погрузочной способности шнековых исполнительных органов. М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1967. 36 с.

16. Пшеничный И. Д., Модинов В. В. Исследование влияния формы винтовой поверхности на погрузочную способность шнекового органа. В кн.: Научные основы установления рациональных параметров средств выемки и доставки полезных ископаемых. М.: Наука, 1969. С. 59-69.

17. Пшеничный И. Д., Модинов В. В. Исследование движения материала по винтовой поверхности шнекового органа комбайна. В кн.: Научные сообщения ИГД им. А.А. Скочинского. М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1969. Вып. 66. С. 30-39.

18. Корзюков Е. К., Затонских А. Т., Матвеев Н. В. Определение погрузочной способности исполнительного органа комбайна при работе с боковым креном. В кн.: Вопросы механизации горных работ. Кемерово: КузПИ, 1972. № 46. С. 46-51.

19. Вороновский К. Ф. Исследование и установление рациональных параметров шнекового исполнительного органа угольного комбайна для маломощных пластов: дис… канд. техн. наук. М.: Московский горный институт, 1970. 182 с.

20. Исследование и выбор оптимальной формы винтовой поверхности шнекового исполнительного органа комбайна, работающего по падению пласта / В. В. Чефранов, В. Н. Бриллинг, К. О. Миллер и др. В кн.: Научные труды КНИУИ. Караганда, 1972. № 38. С. 68-72.

21. Логинов Л. А., Макаров И. В. О перемещении частицы лопастью шнекового исполнительного органа. В кн.: Научные труды КузПИ. Вопросы механизации горных работ. Кемерово, 1975. № 75. С. 59-62.

22. Беликов К. Н. Экспериментальные исследования погрузочной способности шнекового исполнительного органа выемочных машин. В кн.: Повышение эффективности разработки угольных месторождений Подмосковного бассейна. М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1973. № 16. С. 135-146.

23. Нечепаев В. Г. Определение рациональных параметров шнеков с переменным шагом очистных комбайнов для тонких пластов, обеспечивающих повышение их погрузочной способности. 1981, № 3127. 25 с. Деп. рукопись / УкрНИИНТИ.

24. Hackelboerger B. Automation of the shearer loader technique – an overview / Hackelboerger B., Hoelling B. // Glueckauf. 2007, № 9, pp. 404-413.

25. Kowal J. Control systems for multiple tool heads for rock mining / Kowal J., Podsiadlo A., Pluta J., Sapinski B. // Acta montanistica slovaca rocnik. 2003, no. 8, pp. 162-167.

26. Tkachov V. Control automation of shearers in term of auger gumming criterion / V. Tkachov, A. Bublikov, M. Isakova // Energy efficiency improvement of geotechnical systems. Dnipropetrovs’k: Taylor & Francis Group, 2013, pp. 137-145.

27. Tkachev V. Automatic control of coal shearer providing effective use of installed power / V. Tkachev, A. Bublikov, N. Stadnik // Power Engineering Control & Information Technologies. Dnipropetrovs’k: Taylor & Francis Group, 2014, pp. 73–87.

28. Atanоv G. A. Interior ballistics of impulsive water jet. Proc. Sixth Intern. Symp. Jet Cutting Technol. Guildford. 1982, Apr. 6-8, pp. C5-141–C5-159.

29. Atanov G. A., Petrakov A. I. Impulsive hydrodynamic method of rock breaking. Proc. 6-th Intern. Cont. on Erosion by Liquid and Solid Impact, 1983, pp. 32-1–32-8.

30. Daniel I. М. Experimental studies of water jet impact on rock and rocklike materials. Third Intern. Symp. Jet Cutting Technol. Chicago, 1976, pp. В3/27–D3/46.

31. Еdnеу В. Е. Experimental studies of pulsed water jets. Proc. Third Intern. Symp. Jet Cutting Technol. Chicago, 1976. Pp. В2/11–В2/26.

32. Petrakov A. I., Krivorotko O. D. Some experience in developing mining roadways using experimental heading machine with pulsed water jets. Proc. Fourth Intern. Symp. Jet Cutting Technol. Canterbury, 1978, Apr. 12-14, pp. J3-23–J3-36.

33. Atanov G. A. Powder impulsive water jetter. Proceeding of the 11th International Conference on Jet Cutting Technology, St Andrews, Scotland, 8-10 September, 1992, pp. 295-303.

34. Atanov G. A. The Impulsive Water Jet Device: A New Machine for breaking rock. International journal of water jet technology, 1991, v.1, no. 2, pp. 85-91.

35. Atanov G. A. Impulsive hydrodynamic method of breaking rocks and concrete. Water Jet Applications in Construction Engineering, 1998, pp. 73-89.

36. Atanov G. A. & Beshevly B. I. A model of the impulsive water jet device jet. Int. J. of Water Jet Technology, 1994, 2:72–77.

37. Atanov G. A. Indexes of breaking rocks by impulsive water jet device. Proceeding of the International Conference Geomechanics 96, Rožnov P.R. / Czech Republic / 3-6 September, 1996. Pp. 407–410.

38. Распределение и корреляция показателей физических свойств горных пород: Справочное пособие / М. М. Протодьяконов, Р. И. Тедер, Е. И. Ильницкая и др. М.: Недра, 1981. 192 с.

39. Кудлай Р. А. Блок регистрации произошедших событий на проходческом комбайне / Р. А. Кудлай, А. В. Мезников, Н. И. Стадник // Решение научно-технических проблем при создании и внедрении современного горношахтного оборудования. Донецк: Астро, 2008. С. 647-660.

40. Шабаев О. Е. Методика определения удельных энергозатрат разрушения и погрузки очистных комбайнов для тонких пластов в реальных условиях эксплуатации / О. Е. Шабаев, В. Г. Нечепаев, П. П. Зинченко, А. В. Мезников, А. В. Коваленко // Вестник Донецкого национального технического университета. № 4. 2017. С. 28-33.

41. Шабаев. О. Е. Методика определения оптимальной ширины захвата шнекового исполнительного органа очистных комбайнов / О. Е. Шабаев, В. Г. Нечепаев, П. П. Зинченко // Машиностроение и техносфера XXI века: сб. тр. XXV междунар. науч.-техн. конф. в г. Севастополе, Донецк. 2018. Т. 2. С. 237-243.

42. КД 12.10.040-99. Изделия угольного машиностроения. Комбайны очистные. Методика выбора параметров и расчета сил резания и подачи на исполнительных органах (взамен ОСТ12.44.258-84). Введен с 01.01.2000. Донецк: Минуглепром Украины, 1999. 75 с.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Шабаев О.Е., Зинченко П.П., Мезников А.В. Экспериментальные исследования влияния ширины захвата шнекового исполнительного органа комбайна на эффективность процесса погрузки. Горные науки и технологии. 2019;4(2):90-102. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2019-2-90-102

For citation: Shabaev O.E., Zinchenko P.P., Meznikov A.V. Experimental Studies of Effect of Shearer Auger Operating Device Effective Width on Effectiveness of Loading Process. Mining science and technology. 2019;4(2):90-102. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/2500-0632-2019-2-90-102

Просмотров: 39

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-0632 (Online)