УДК 621.86

РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ЦИКЛИЧНО – НЕПРЕРЫВНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СХЕМ НА ПРИМЕРЕ ПРОХОДЧЕСКО-ДОБЫЧНОГО КОМПЛЕКСА С ПРОХОДЧЕСКИМ КОМБАЙНОМ

Коптев Владимир Юрьевич
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
кандидат технических наук, доцент кафедры горных транспортных машин

Аннотация
Данная работа посвящена определению параметров комбинированных транспортных схем с транспортными машинами периодического и непрерывного принципа действия. Методика расчёта параметров рассмотрена на примере применения проходческо-добычного комплекса с проходческим комбайном, самоходного вагона и бункера перегружателя. Методика может быть применена и для других горно-транспортных комплексов, применяющихся на открытых и подземных горных работах для определения требуемой производительности машин циклично-непрерывного действия входящих в комплекс или для определения вместимости и расположения накопительных емкостей (бункеров) в комбинированных транспортных схемах.

Ключевые слова: бункер перегружатель выбор, комбинированная схема, проходческий комбайн, расчёт, самоходный вагон, транспортные машины непрерывного и периодического действия


CALCULATION OF PARAMETERS CYCLICALLY - CONTINUOUS TRANSPORT SCHEMES ON THE EXAMPLE OF HEADING-MINING COMPLEX WITH ROADHEADER

Koptev Vladimir Urevich
National University of mineral resources "Mountain"
Ph.D., Associate kaf. Mining transport machines

Abstract
This work is devoted to the determination of parameters of combined transport schemes to transport machines periodic and continuous action principle. Method of calculating the parameters considered by the example of the application of heading-and-production complex with roadheader, railcars and hopper loader. Technique can be applied to other mining and transport systems are applied on open pit and underground mining operations to determine the required performance machines cyclic-continuous in the complex or to determine the capacity and location of storage tanks (silos) in combined transport schemes.

Keywords: combined scheme, continuous miner, hopper reloader choice settlement, shuttle car, transport machines continuous and batch


Библиографическая ссылка на статью:
Коптев В.Ю. Расчёт параметров циклично – непрерывных транспортных схем на примере проходческо-добычного комплекса с проходческим комбайном // Современная техника и технологии. 2014. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/05/3871 (дата обращения: 01.10.2017).

При разработке транспортных схем с применением комплексов транспортных машин различающихся принципом действия – цикличный и непрерывный, с позиций логистики необходимо во взаимосвязи рассматривать процесс транспортирования. Эффективность работы комплекса обеспечивается за счёт непрерывности процесса транспортирования и применения бункерно-накопительных устройств [ 1 ].
Например в камерных системах разработки калийных рудников применяют комплекс горно-транспортного оборудования, состоящий из комбайна, самоходного вагона, бункера-перегружателя и передвижного перегружателя (см. рис. 1) [ 2 ]. Последний при разгрузке вагона на скребковый конвейер не всегда используется. Комплекс, состоящий только из комбайна и самоходного вагона, применяется крайне редко, в основном, если расстояние доставки мало: при зарубке, проходке ниш, сбоек, коротких выработок и т. п.

Рис.1. Проходческий комплекс в забое при добыче руды

1 – скребковый конвейер; 2 – перегружатель; 3 – самоходный вагон;

4 – бункер-перегружатель; 5 – проходческо-добычной комбайн

Основными особенностями и недостатками вагонов являются невозможность бункеризации руды в камере в случае остановки магистрального транспорта, зависимость производительности от расстояния доставки, а также наличие кабеля, ограничивающего длину транспортирования. 
Отличительная особенность работы рассматриваемого комплекса – наличие критического расстояния доставки, при превышении которого комбайн начинает простаивать в ожидании вагона, что существенно снижает производительность комплекса. Критическое расстояние доставки может быть получено из сравнения времени работы машин комплекса в течение одного транспортного цикла. Время работы бункера-перегружателя за цикл

tз.п + tр.п,                                                   (1)
где         tз.п = Gбп/Qк – время загрузки бункера-перегружателя комбайном, мин; Gбп – грузоподъемность бункера-перегружателя (вагона), т; Qк – техническая производительность комбайна (по машинному времени), т/мин; tр.п – время разгрузки бункера-перегружателя в самоходный вагон за цикл, мин.
Время работы вагона самосвала

B = tз.в + tд + tр.в,                                                  (2)

где         tз.в –         время загрузки вагона, мин; tд = 2L/υ – суммарное время движения груженого и порожнего вагона, мин; L – расстояние доставки, м; υ – эквивалентная скорость движения вагона, м/мин; tр.в – время разгрузки вагона, мин.
Эквивалентная скорость движения вагона

                                                 (3)
где υг , υп – средние скорости движения груженого и порожнего вагона, м/мин.
Приме время работы бункера-перегружателя и вагона в период разгрузки равными, поскольку количество выгружаемой руды и способ выгрузки (донным конвейером) одинаковы. Поэтому с точностью, достаточной для расчетов, можно принять tр.п = tр.в = tр. Принимая далееtз.в = tр.п, получим

A = q/Qк + tр;    B = 2L/υ+ 2tр.                               (4)

Если расстояние доставки L таково, что В < А, то вагон простаивает в ожидании окончания загрузки перегружателя комбайном. Если В > А, то простаивает комбайн, успевающий загрузить перегружатель до подхода вагона. Критическое расстояние доставки Lкp достигается при А = В:

.                                     (5)
Наибольшую производительность комплект обеспечивает при расстояниях доставки L < Lкp. Иначе говоря, эффективность работы комплекта будет повышаться с увеличением критического расстояния доставки. Из выражения (5) следует, что для этого необходимо увеличивать скорость движения вагона υ и грузоподъемность Gб.п бункера-перегружателя, а также уменьшать время его разгрузки tр.
С учетом уравнений (4) техническая производительность комплекта (в тоннах в час) при расстоянии транспортирования L < Lкp и L > Lкp соответственно

                                        (6)

Из анализа работы комплекса и выражений (6) следует, что при L < Lкр производительность комплекса наибольшая и не зависит от расстояния доставки L; при L > Lкр производительность комплекса снижается с увеличением L. В общем случае техническая производительность комплекса меньше технической производительности комбайна на величину, определяемую простоем комбайна в период разгрузки бункера-перегружателя в вагон и зависимостью производительности комплекса от расстояния доставки L при L > Lкр.
Сменная производительность комплекса (в тоннах в смену) при заданном расстоянии доставки

 ,                                                            (7)
где  – коэффициент использования комплекcа в течение проходческой смены; tп - время, затрачиваемое непосредственно на проходку, ч; tсм - длительность смены, ч.
Следовательно, сменная производительность комплекcа при L < Lкр и L > Lкр соответственно

                    (8)
Анализ уравнений (8) показывает, что в работе комплекса важную роль отведена бункеру-перегружателю и его основным показателям: грузоподъемности Gб.п, (т) и длительности разгрузки tр (мин).
Решая систему уравнений (8), относительно грузоподъемности Gбп бункера-перегружателя, получим при L < Lкр и L > Lкр соответственно

   .                               (9)
Используя полученные зависимости, можно исследовать зависимость грузоподъемности бункера-перегружателя от других параметров комплекса. Например, считая сменную производительность комплекса постоянной, нетрудно убедиться, что расстояние доставки Lсущественно влияет на производительность комплекса: при L > Lкр производительность резко уменьшается и целесообразно принять расстояние доставки меньшее или равное Lкр
Грузоподъемность бункера-перегружателя зависит и от других параметров: сменной производительности комплекса, времени разгрузки самоходного вагона и бункера-перегружателя и определяется:

Gб.п .                                     (10)
Полученная зависимость показывает, что чем больше производительность комбайна в комплексе, тем больше должна быть грузоподъемность бункера-перегружателя.
Анализ формулы (10) показывает, что с увеличением скорости движения самоходного вагона требуемая грузоподъемность бункера-перегружателя снижается. Грузоподъемность бункера-перегружателя прямо пропорциональна времени разгрузки и расстоянию доставки: чем больше время разгрузки и расстояние доставки, тем больше должна быть грузоподъемность бункера-перегружателя.
Рассмотренная методика может быть применена и для других горно-транспортных комплексов применяющихся на открытых и подземных горных работах для определения требуемой производительности машин циклично-непрерывного действия входящих в комплекс или для определения вместимости и расположения накопительных емкостей (бункеров) в комбинированных транспортных схемах.

Библиографический список
  1. Александров В.И., Коптев В.Ю. Современные схемы транспорта проведения горных выработок Сб. труд. Библиотека горного инженера. Выпуск 1 «Аэрология и безопасность»/сост. Галкин А.Ф. -, М., Изд. Горное дело, ООО «Киммерийский центр», 2013, с.202-211.
  2. Горно-транспортные машины периодического действия: Учеб. Пособие / Ю.Д. Тарасов, В.Ю. Коптев. СПГГУ. СПб, 2012.


Все статьи автора «Коптева Александра Владимировна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: