Обоснование и выбор критериев оценки параметров угледобывающих комплексов с целью повышения эффективности их применения

• Автор: Титов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Глава 1. Современное состояние комплексной механизации добычи уг-ф ля из пологих пластов
1.1. Общие сведения
1.2. Состояние и результаты работы комплексно-механизированных забоев на шахтах США
1.3. О комплексной механизации очистных работ на шахтах Китая, Австралии, ЮАР и Германии
1.4. Состояние и результаты работы комплексно-механизированных забоев на шахтах РФ
Выводы
Глава 2. Современные очистные комбайны
2.1. Очистные комбайны для пологих пластов средней мощности и мощных
2.2. Технико-экономические показатели работы очистных комбайнов
ф 2.3. Повышение эффективности применения очистных комбайнов
Выводы
Глава 3. Современные забойные конвейеры
3.1. Забойные конвейеры для пластов средней мощности и мощных
3.2. Повышение эффективности применения забойных конвейеров
3.3. Коэффициент полезного действия забойных конвейеров
Выводы
Глава 4. Современные механизированные крепи
4.1. Механизированные крепи для пластов средней мощности и
• мощных
4.2. Роль и значение механизированных крепей в усложнённых условиях эксплуатации на шахтах РФ
4.3. Повышение эффективности применения крепей
Выводы
Глава 5. Критерии оценки эффективности применения очистной техники
5.1.0 техническом уровне машин в условиях индивидуального производства и рыночных отношений
5.2. Критерии оценки эффективности и безопасности применения очистной техники
5.3. Оценка эффективности применения очистного оборудования 104 Выводы
Заключение
ф Литература
Приложение
Актуальность работы. В основных угледобывающих странах мира, включая Китай, США, Австралию, ЮАР, РФ и Германию, при выемке пологих угольных пластов преимущественное применение получили комбайновые угледобывающие комплексы оборудования, работающие в длинных очистных забоях, в которых отсутствуют идентичные условия эксплуатации.
На выбор и результаты использования очистного оборудования влияет огромное разнообразие - не менее 25-30 горно-геологических и горнотехнических факторов. Отсюда повсеместно очистное оборудование для высокопроизводительных комплексно-механизированных забоев (КМЗ) разрабатывается и выпускается по индивидуальным заказам для конкретных условий эксплуатации, на основе ранее апробированных конструкций с улучшением или доработкой отдельных элементов или составных частей машины и обеспечением полной ответственности поставщика за выходные параметры оборудования, которые должны быть выше параметров оборудования конкурентов или применяемого в условиях данной шахты.
В связи с этим, разработчику необходимы критерии оценки машин комплекса для выбора оптимальной конструкции и рациональной схемы выемки, обеспечивающих высокие производительность и безопасность работ и минимизацию затрат по оборудованию в себестоимости угля в заданных условиях, а также для определения его конкурентоспособности.
Данные критерии необходимы и потребителю для выбора рационального состава комплекса и отдельных машин под конкретные условия эксплуатации, а также выбора наиболее целесообразных схем выемки.
Цель диссертационных исследований - выбор показателей оценки угледобывающего комплекса для определения оптимальных конструктивных схем машин комплекса и рациональных схем выемки угля, повышающих эффективность его применения.
Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использован комплексный, системный подход в реализации проблемы оценки эффективности механизации очистных работ на пологих пластах, включающий исследования, анализ и научное обобщение опыта создания отечественных и зарубежных угледобывающих комплексов и результаты работы очистного оборудования в разнообразных условиях с использованием ЭВМ, методов математической статистики для обработки теоретических и экспериментальных данных и экспертных оценок с применением методов теории вероятности.
Научные результаты, выносимые на защиту, и их новизна.
- зависимость теоретической производительности очистного комбайна от мощности привода, энергоемкости выемки угля и режимов резания угля с учетом вынимаемой мощности пласта;
- зависимость технической производительности очистного комбайна от теоретической производительности с учетом влияния вынимаемой мощности пласта, диаметра шнека и схемы выемки пласта;
- зависимость технической производительности забойного конвейера от технической производительности очистного комбайна, длительности режима работы конвейера при концевых операциях и схемы выемки пласта;
- зависимость интенсивности нагрузки на забой от удельной энерговооруженности забоя, энергоемкости выемки пласта, коэффициента машинного времени комбайна и схемы выемки пласта.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректным использованием апробированных методов теории вероятности и математической статистики; совпадением теоретических рекомендаций и практических данных; удовлетворительной сходимостью расчётных показателей с фактическими (расхождение не превышает ±6%).
Научное значение работы заключается в установлении
- зависимости теоретической производительности очистного комбайна от мощности привода, энергоемкости выемки угля и режимов резания угля с учетом вынимаемой мощности пласта;
те в течение года с нагрузкой на забой 20-22 тыс. т/сут. средняя скорость составляла 10-12 м/мин при выемке пластов мощностью 1,7-2,0 м.
С увеличением вынимаемой мощности пласта условия работы очистного комплекса, в том числе условия передвижения механизированной крепи, усложняются, влияя на скорость крепления и подачи комбайна. Поэтому с увеличением въшимаемой мощности пласта целесообразно закладывать снижение скорости подачи и увеличение ширины захвата комбайна.
Увеличение ширины уступа забоя повышает степень безопасности ведения очистных работ.
При известной из зарубежной практики максимальной теоретической производительности очистных комбайнов на уровне 80 т/мин, максимальная техническая производительность комбайна при Челноковой выемке пласта мощностью 2,5-3,0 м составляла 30-35 т/мин при скорости подачи 12,0-12,5 м/мин, т.е. на уровне 25м3/мин угля в целике.
При данной технической производительности комбайна расчетная скорость подачи комбайна в зависимости от вынимаемой мощности и ширины захвата приведена в таблице 11, из которой видно, что увеличение захвата комбайна создает значительный резерв по повышению технической производительности машины даже при вынимаемой мощности 6,0 м (Рис. 13).
Таблица 11.
Вынимаемая мощность пласта Величина захвата комбайна, м Скорость подачи комбайна, м/мин
3,5 0,8 8,9
1,0 7,1
1,2 5,9
5,0 0,8 6,2
1,0 5,0
1,2 4,2
6,0 0,8 5,2
1,0 4,2
1,2 3,5
Так, при Челноковой выемке пласта мощностью 6,0 м с шириной захвата комбайна 1,2 м при скорости подачи комбайна 5м/мин обеспечивается