Обоснование методов повышения надежности эксплуатации конвейерных систем угольных шахт

• Автор: Хачатрян, Самвел Амазаспович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 280 с. : ил.

1. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИСТЕМ КОНВЕЙЕРНОГО ТРАНСПОРТА УГОЛЬНЫХ ШАХТ

1.1. Современные тенденции развития конвейерных систем

1.2. Анализ структурных схем и транспортного оборудования конвейерных

систем

1.2.1. Анализ структурных схем конвейерных систем угольных шахт

1.2.2. Анализ структуры транспортного оборудования конвейерных

систем

1.3. Цель, задачи и методы исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ СТРУКТУРНЫХ ЕДИНИЦ КОНВЕЙЕРНЫХ СИСТЕМ

2.1. Формирование массивов статистических данных и методика их

обработки
2.2. Оценка уровня эксплуатационной надежности конвейеров
2.3. Определение показателей надежности конвейеров методом
моделирования
2.4. Выводы
3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НАДЕЖНОСТИ КОНВЕЙЕРНЫХ СИСТЕМ
3.1. Постановка задачи по разработке математических моделей надежности конвейерной системы угольной шахты
3.2. Анализ системных методов обеспечения безотказности ленточных конвейеров
3.3. Построение математических моделей надежности конвейерных систем
на основе теории марковских процессов
3.3.1. Использование элементов теории массового обслуживания при
решении задач надежности транспортных систем
3.3.2. Анализ положений теории марковских процессов, применимых к исследованию надежности конвейерных систем
3.3.3. Дифференциально-разностные уравнения решения задачи
3.3.4. Модель обслуживания конвейерной системы с неограниченным
потоком требований
3.3.5. Модель обслуживания конвейерной системы с ожиданием ремонта
3.3.6. Модель обслуживания конвейерной системы с ожиданием для неограниченного потока требований
3.4. Выводы
4. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ СТРУКТУРНЫХ ЕДИНИЦ КОНВЕЙЕРНЫХ СИСТЕМ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НОВЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ
4.1. Взаимосвязи качества и надежности структурных единиц в технических системах
4.2. Повышение ресурса опорных элементов для ленты конвейера путем
замены роликоопор на опоры скольжения
4.2.1. Обоснование целесообразности использования опор скольжения
4.2.2. Конструктивные решения опор скольжения и свойства антифрикционных материалов
4.2.3. Оценка надежности опор скольжения
4.3. Модель физических процессов при взаимодействии ленты с опорой скольжения и изучение закономерностей распределения теплоты при фрикционном контакте
4.4. Анализ результатов производственных испытаний опор скольжения
4.5. Исследование новых технических решений по повышению безопасности эксплуатации ленточных конвейеров
4.5.1. Ловители конвейерных лент
4.5.2. Температурный контроль пробуксовки ленты на приводных
барабанах
4.6. Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ МНОГОПРИВОДНЫХ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ В УСЛОВИЯХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ СИСТЕМ
5.1. Обоснование критериев технико-экономической оценки применения многоприводных конвейеров
5.1.1. Эксплуатационные качества многоприводных конвейеров
5.1.2. Критерии и ограничения для технико-экономической оценки применения многоприводных конвейеров
5.2. Особенности проектирования и расчета многоприводных ленточных конвейеров для угольных шахт
5.3. Экономическая эффективность применения многоприводных ленточных конвейеров
5.4. Экономико-математическая модель расчета многоприводных ленточных конвейеров для условий угольных шахт
5.5. Исследование динамики переходных процессов при пуске и торможении многоприводного конвейера
5.5.1. Общие положения
5.5.2. Особенности динамики пуска и торможения шахтных многоприводных конвейеров
5.5.3. Обоснование математической модели многоприводного конвейера
для неустановившихся режимов его работы
5.6. Требования к проектированию конвейерных систем и их структурных
единиц
5.7. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Значительное повышение нагрузки на транспортные системы угольных шахт в связи с усилившейся концентрацией горных работ и широким применением на очистных работах высокопроизводительных механизированных комплексов требует применения прогрессивных и надежных транспортных систем с высокой пропускной способностью. Наиболее прогрессивным видом транспорта, обеспечивающим внедрение на шахтах поточной и циклично-поточной технологии транспортирования угля, является конвейерный, получающей все большее распространение на угольных шахтах России и зарубежных стран. Общее количество конвейерных установок на угольных шахтах России составляет около 4000. Основными видами конвейерных установок являются скребковые и ленточные конвейеры. Скребковые конвейеры входят в состав механизированных добычных комплексов и используются в качестве передвижных подлавных конвейеров.
Основную роль в осуществлении поточной технологии транспортирования угля по горным выработкам играют ленточные конвейеры. В настоящее время практически завершена конвейеризация участковых транспортных выработок. Примерно, 50-60% магистральных выработок шахт оснащены высокопроизводительными ленточными конвейерами. Наблюдается устойчивая тенденция к замене цикличного транспортирования угля по вертикальным стволам на его поточное транспортирование по наклонным стволам с помощью ленточных конвейеров. Уже имеются примеры использования ленточных конвейеров специальной конструкции и для транспортирования угля по вертикальным стволам шахт [138]. В наиболее развитых угольных бассейнах страны растет количество шахт с полной конвейеризацией транспорта угля от очистных забоев до поверхности. В некоторых угольных бассейнах, например, в Печорском, близка к завершению полная конвейеризация всех шахт. Общая

а) о.8з 0,81 0,79 0.77 0.75 0,73 0.71 0.69 0,67 0,65
б) 0’82 0,81 0,8 0,79 0,78 0,77 0,76
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Рис. 2.29. Зависимость коэффициента готовности конвейера от наработки на отказ конвейерной ленты
Полученные результаты свидетельствуют о том, что в настоящее время исследуемый тип конвейеров имеет очень низкий коэффициент готовности и главную роль в этом, как указывалось ранее, играет конвейерная лента.

Полученные данные также доказывают адекватность разработанной структурной схемы реальному объекту исследования.
На рис. 2.29 представлены результаты моделирования по определению влияния времени наработки на коэффициент готовности узлов конвейера. Анализ полученных зависимостей показывает, что наибольшее влияние на коэффициент готовности конвейера оказывает такой вид отказа ленты, как качество ее вулканизации. Для получения коэффициента готовности выше 0,8 необходима наработка по этому отказу не менее 100 ч.
Адекватность модели реальному объекту определялась путем использования статистических данных по наработке узлов и механизмов конвейеров, работающих на угольных шахтах. На рис. 2.30 представлена зависимость вероятности безотказной работы, полученная в результате моделирования.