Основы синтеза проходческих и добычных комплексов для сложных горно-геологических условий

• Автор: Юнгмейстер, Дмитрий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 245 с. : ил

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Анализ общих направлений и методических основ совершенствования комплексов горных машин

1.1. Анализ направлений совершенствования очистных механизированных комплексов

1.2. Направления совершенствования проходческой техники

1.3. Анализ направлений совершенствования средств транспорта

1.4. Анализ направлений создания горнодобывающих машин нетрадиционного исполнения

1.5. Анализ методических средств выбора оптимальных компоновок новых горнодобывающих комплексов

1.6. Постановка задач исследования

Глава 2. Основы теории для формализованного метода обоснования компоновок новых комплексов горных машин

2.1. Проблемаи предпосылки создания системы инженерного конструирования

2.2. Постановка задачи морфологического анализа
2.3. Определение базовых функций и формирование основной морфологической таблицы
2.4. Обработка основной морфологической таблицы
2.5. Описание упрощенного алгоритма морфологического анализа с матрицами 3x
(MORF)
Выводы
Глава 3. Разработка и исследование нового проходческо-добычного комплекса
3.1. Обоснование компоновки альтернативного комплекса
3.2. Модель расчета параметров добычных комбайнов с учетом скорости нагружения пород
3.3. Обоснование типа исполнительного органа и расчет его основных параметров
3.3.1. Обоснование случайного характера мгновенного значения скорости подачи
3.3.2. Анализ работы добычных комбайнов с использованием программы CUTTO
3.3.3. Результаты расчетов основных параметров проходческих комбайнов
3.4. Способ ведения горных работ с помощью комбайна ПДКУ
3.4.1. Обоснование конструкции проходческого комплекса для проведения выработок в опасных по динамическим явлениям породах
3.4.2. Теоретическое обоснование необходимости опережающего реза при проходке выработок в породах, опасных по ГДЯ
3.4.3. Обоснование конструкции узлов проходческо-добычного комбайна
3.5. Разработка конструктивных параметров ПДКУ
3.5.1. Исходные требования к проходческому механизму, принципиальная схема и основные его узлы
3.6. Обоснование конструктивных схем комплексов «добычная машина -транспортная машина» и «добычная машина - перегрузка - транспортная машина»

Выводы
Глава 4. Определение структуры и основных параметров многоприводных ленточных

конвейеров
4.1. Выбор типа промежуточного привода
4 2. Определение допустимого числа приводов и срока службы конвейерной ленты
4.3. Расчёт динамических усилий при пуске многоприводных конвейеров
4.4. Расчет динамических усилий в МПЛК в зависимости от изменения усилия тягового привода во времени
4.5. Определение усилий в ленте с учётом отражения и преломления волн
4.6. Синтез экономико-математических моделей расчёта многоприводных конвейеров
4.7. Разработка конструкций новых промежуточных приводов
Выводы
Глава 5. Экспериментальные исследования исполнительных органов горных машин
5.1. Исследования исполнительных органов по разрушению породы
5.1.1. Исследования исполнительных органов по отбойке глинистых пород в шахтах Метростроя Санкт-Петербурга
5.1.2. Выбор параметров добычного оборудования для шахт Метростроя
5.2. Экспериментальные исследования промежуточных приводов ленточных конвейеров на стендах
5.3. Промышленные испытания промежуточного привода ленточного конвейера
5.3.1. Экспериментальные исследования опытного образца промежуточного вакуум-привода
5.3.2. Методика исследования опытного образца промежуточного вакуум-привода
Выводы
Глава 6. Исследование комплексов для разработки придонных месторождений
6.1. Систематизация технических средств
6.2. Анализ компоновок комплексов для морских работ
6.3. Выбор типов исполнительных органов
6.3.1. Добычные исполнительные органы
6.3.2. Транспортирующие исполнительные органы
6.4. Разработка средств добычи полезных ископаемых шельфовой зоны балтийского

6.4.1. Комплекс с цепным исполнительным органом, выполняющим добычные и транспортные функции
6.4.2. Комплекс со шнеком и гидротранспортной установкой
Выводы
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Сложная экономическая ситуация в горнодобывающей отрасли Российской Федерации не позволяет даже благополучным, с финансовой точки зрения, горнодобывающим объединениям покупать дорогостоящую технику западных фирм. Эксплуатируемая техника в значительной степени изношена и устарела, новые технологии для горной промышленности при использовании конверсионных программ работают неэффективно. Кроме того, внедрение новых отечественных образцов горной техники в производство происходит недостаточно быстро. Все это вызывает необходимость проведения исследований с целью создания и освоения новых технологий и образцов отечественной техники, эффективность которых обосновывается на предпроектных стадиях. Так, например, в настоящее время совершенствование конструкции горных машин (ГМ) не всегда позволяет повысить производительность очистных механизированных комплексов (ОМК) традиционной компоновки. Это обусловлено следующими факторами: удельное рабочее сопротивление секций начинает превышать прочность вмещающих пород; масса секций крепи тяжелого типа превышает 15 т; скорость подачи комбайна (при выемке полезного ископаемого) часто ограничивается скоростью крепления очистного забоя; монтаж-демонтаж комплексов составляет значительную долю трудоемкости и долю времени (до 50%), затрачиваемых на отработку выемочного столба; низкий коэффициент технического использования ОМК; затруднительно использовать комплексы традиционного исполнения в сложных горно-геологических условиях.
Под сложными горно-геологическими условиями для использования комплексов ГМ следует понимать разработку пластов и рудных тел полезного ископаемого с геологическими нарушениями (сбросы, взбросы, сдвиги, сужения, мягкая почва-кровля, повышенная обводненность, резкие изменения мощности пласта, сложная гипсометрия), пластов и рудных тел, склонных к проявлениям динамических явлений и газодинамических явлений (ДЯ и ГДЯ), при наличии сложно управляемой кровли, а также разработка забалансовых запасов шахт (рудников), в том числе охранных целиков.

бор с помощью специальной (например, экспертной) системы наиболее перспективных вариантов решения конкретной задачи. Все алгоритмы должны легко реализовываться в виде программ для компьютерной обработки, при сведении к минимуму субъективности экспертных оценок с помощью специального математического аппарата.
Создание нового комплекса машин или машины в настоящее время регламентировано ГОСТами, определена последовательность этапов:
- НИР (исследования, прогнозирование), патентный поиск;

- техпредложение (варианты реализации ТЗ, ТЭО);
- эскизный проект;
-техпроект;
- рабочий проект.
Процесс разработки конструкторской документации длительный, дорогостоящий, часто ошибки в его начале (на стадии НИР-ТЭО) приводят к созданию физически новой, но морально устаревшей машины. При широком внедрении САПР и ЭВМ становится возможным значительно расширить и углубить первоначальный этап разработки, смоделировать работу машины, сделать правильный выбор ее структурной модели и компоновки, необходимости создания и области применения.
Экономико-математическое моделирование и имитационное моделирование оправдано при этом в качестве инструмента САПР, но они не позволяют:
1. Оценить эффективность создания принципиально новых машин, так как в моделях очень сложно использовать описание несуществующих процессов или узлов (машин).
2. Учитывать экологические последствия использования сложной, крупномасштабной техники в незагрязненных природных условиях.
3. Точно определить величины исходных параметров для ввода в ЭВМ при описании сложных стохастических процессов (часто при выполнении сложных расчетов доля ошибок при вводе в ЭВМ исходных данных доходит до 75 %).