Обоснование эффективных и безопасных режимов работы погрузочно-доставочных машин в подземных выработках

• Автор: Стребков, Константин Алексеевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 132 с.

1. Анализ изученности проблемы

1.1. Анализ факторов, оказывающих влияние на режимы работы погрузочно-доставочных машин с дизельным приводом

1.2. Анализ экологичности горно-транспортных дизельных приводов

1.3. Анализ методов снижения токсичности дизелей

1.4. Анализ исследования технологического цикла ПДМ

1.5. Цель и задачи исследований

Выводы к главе

2. Разработка математической модели рабочего процесса ПДМ

2.1. Структурирование рабочего цикла ПДМ

2.2. Моделирование рабочего процесса погрузочно-доставочной машины

2.3. Методика расчета рабочего процесса дизельного привода ПДМ

Выводы к главе
3. Влияние режимов работы привода погрузочно-доставочной машины на токсичность отработавших газов
3.1. Экспериментальные исследования технических параметров, влияющих на токсичность дизеля
3.2. Методика проведения экспериментальных исследований
3.3'. Методика обработки результатов испытаний
3.4. Результаты экспериментальных исследований
Выводы к главе
4. Разработка рекомендаций по минимизации вредных выбросов отработавших газов
4.1. Обоснование и выбор каталитического и жидкостного нейтрализаторов86
4.2. Определение параметров устройств снижения токсичности отработавших
газов
Заключение
Список литературы
Приложение
Приложение

Одним из путей технического перевооружения подземных рудников является широкое внедрение самоходного оборудования. Применение самоходного оборудования позволяет повысить скорость проведения горных выработок в 2-2,5 раза (до 150 м в месяц), производительность труда проходчиков в 3-4 раза (до 15 м3/чел. - смену). Технико-экономическая эффективность использования самоходной техники находится в прямой зависимости от организации и условий ее эксплуатации, обслуживания и ремонта.
Широкое применение самоходное оборудование получило также при добычных работах на рудниках цветной металлургии, где к настоящему времени накоплен значительный опыт его применения в различных горнотехнических условиях. Участие самоходных машин в добыче руд всех цветных металлов достигает 60 %.
К особенностям использования самоходной техники относят: относительно большие размеры, масса, мощность привода, газовыделение дизельных двигателей, сложность технического обслуживания и ремонта.
Пневмоколесный самоходный транспорт имеет значительные перспективы развития благодаря следующим основным достоинствам по сравнению с другими видами транспорта:
- высокая производительность;
- улучшение условий работы и повышение производительности труда проходчиков;
- высокая безопасность труда;
- широкий диапазон значений грузоподъемности, производительности и мощности машин, позволяющих подобрать их оптимальное значение для любых заданных условий;
- возможность доставки в забой материалов и оборудования и буксировки других машин.
В последние годы создан ряд высокопроизводительных машин, отвечающих требованиям подземной эксплуатации, причем, наряду с электрическими и пневматическими приводами для передвижения, большое применение получил дизельный, которым оснащено большинство отечественных и зарубежных самоходных машин.
Накопленный обширный опыт работы самоходного оборудования позволил выявить не только его важнейшие преимущества, но и недостатки:
-экономическая целесообразность применения лишь при относительно малых расстояниях доставки горной массы;
- высокая стоимость машин и их ремонта;
- высокая стоимость и расход колесных шин; малый ресурс шин;
- цикличность действия, наличие холостых пробегов;
- сложность управления в подземных условиях;
- сложность автоматизации работы оборудования;
- токсичность выхлопных газов дизельных двигателей и резкое увеличение расходов на вентиляцию;
Однако преимущества дизельного привода в значительной мере превосходят связанные с его эксплуатацией трудности, благодаря чему область применения дизельных самоходных машин постоянно расширяется. Решающими факторами эффективной эксплуатации самоходного оборудования являются его высокая надежность, наличие необходимых резервов прочности, высокая мощность и производительность.
Эксплуатация транспортного самоходного оборудования осложняется двумя серьезными факторами - высокой себестоимостью перевозок, погру-зочно-доставочных работ (затраты на энергоносители составляют 15-20% в общей себестоимости) и отрицательным воздействием на экологическую обстановку в подземных выработках. Новые конструкторские решения, направленные на создание высокоэкономичных дизелей, долгосрочны в своей реализации, поэтому быстрое расширение области применения самоходного горно-транспортного оборудования на подземных рудниках цветной металлургии и значительная доля издержек на погрузочно-доставочные работы в себестоимости добычи полезных ископаемых обусловили необходимость ис-

для расчета параметров в цилиндре, давления и температуры, использующие полуэмпирическое уравнение сгорания И.И. Вибе с построением закона тепловыделения одной, двумя или тремя экспонентами, метод моделирования процесса сгорания в дизеле с учетом характеристик подачи и распыливания топлива: (ЦНИДИ, МГТУ им. Баумана, ХПИ, Военно-Морской Академии, метод кафедры СЭУ и А МГАВТ и другие). В этих методах используется 1-ый закон термодинамики, уравнения теплообмена газа со стенками цилиндра и законы тепловыделения.
Задачей теоретического исследования является прогнозирование изменения температуры отработавших газов, которая позволяет определять в конечном итоге степень конверсии вредных выбросов в каталитическом нейтрализаторе. Настоящий метод, основанный на использовании известных уравнений тепло и массообмена и тепловыделения по зависимостям Вибе, применен для малых отклонений параметров дизеля от- исходного (базового) режима. На исходном режиме путем сравнения данных экспериментов и расчетов уточняются коэффициенты в формулах тепловыделения и другие параметры.
Экспериментальным путем должны быть получены следующие параметры дизеля:
• частота вращения и п, мин' ;
• мощность №, кВт;
• часовой расход топлива В, кг/ч;
• максимальное давление в цилиндре ртах, МПа;
• данные газового анализа в частности; С02, 02, ИОх;
По данным газового анализа (и величине В) определяется оц.
Метод расчета включает следующие расчетные действия и формулы:
1. Выбирается базовый режим и регистрируются параметры Ре, п, В, Ртах, С02, 02. При расчете задаются значением п и предварительным значением В и Са1Г, например равными экспериментальным.