Исследование и обоснование рациональных параметров шнековых погрузочно-транспортирующих органов выемочных машин

• Автор: Вернер, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 318 с. : ил.

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Кузбасский государственный технический университет
ВЕРНЕР Владимир Николаевич
УДК 622
ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ШНЕКОВЫХ ПОГРУЗОЧНО-ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ ОРГАНОВ ВЫЕМОЧНЫХ МАШИН
Специальность 05.05.06-«Горные машины»
На правах рукописи
Диссертация
на соискание ученой степени
доктора технических наук
Кемерово 1999
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1.ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ПОГРУЗКА УГЛЯ ШНЕКОВЫМИ РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ В ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ
1. 1Анализ состояния и тенденций развития механизированной
выемки угля на шахтах Кузбасса
1.2.Резервы повышения производительности узкозахватной комбайновой выемки
1.3.Исследования в области совершенствования исполнительных органов очистных комбайнов
1.4.Особенности и изученность шнекового транспортирования и
погрузки угля в очистных забоях
1.5.Цель и задачи исследований
2.ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ
ПАРАМЕТРОВ ШНЕКОВЫХ ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ
ОРГАНОВ
2.1.Процессы загрузки, транспортирования и выгрузки угля нестационарными шнеками
2.2.0боснование и определение критерия идентификации режимов работы шнеков
2.3.Влияние условий работы и геометрических параметров шнека на выбор оптимального соотношения шага лопасти и частоты вращения
ВЫВОДЫ
3.ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ГРУЗОПОТОКОВ В ЗОНЕ ВЫЕМКИ УГЛЯ УЗКОЗАХВАТНЫМ КОМБАЙНОМ
3.1.Факторы, влияющие на эффективность механизированной погрузки

3.2.Формирование слоя непогруженного материла
3.3.Влияние параметров лавного конвейера на эффективность-погрузки утля
3.4.Погрузка угля шнековыми рабочими органами
3.5.Экспериментальные исследования погрузки угля шнеками
3.5.1.Цель, задачи и объект исследований
3.5.2.Силовые и энергетические показатели процесса погрузки
3.5.3.Влияние конструкции рабочего органа и режима работы
на количество непогруженного угля при зачистке
ВЫВОДЫ
4.ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЗАГРУЗКИ МАТЕРИАЛА В РАБОЧЕЕ ПРОСТРАНСТВО ШНЕКА И ЕГО ПРОДВИЖЕНИЯ К МЕСТУ ВЫГРУЗКИ
4.1.Начальные условия движения частиц материала по погрузочной лопасти
4.2.Уравнения движения материальной точки по шероховатой поверхности погрузочной лопасти
4.3.Траектории движения частиц в пределах рабочего пространства шнека
4.4.Методика расчета количества перебрасываемого материала
4.5.Анализ результатов расчета коэффициентов переброса
4.6.Методика и результаты экспериментальных исследований
ВЫВОДЫ
5.ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЫГРУЗКИ МАТЕРИАЛА ШНЕКОВЫМ РАБОЧИМ ОРГАНОМ НА КОНВЕЙЕР
5.1.Форма и размеры погрузочных окон очистных комбайнов
5.2.Диафрагмирующий эффект погрузочного окна
5.3.Процесс выгрузки материала в погрузочное окно
5.4.Циркуляция материала в зоне ширузки на конвейер

Происшедшее за период 1973-1996 годы увеличение средней скорости подачи при выемке с 1,4 м/мин до 2,1 м/мин (на 50%) позволило увеличить среднесуточную нагрузку лишь на 20% (рис.1.1.). Дальнейшее увеличение скорости подачи по интенсивно используемым комплексам (табл. 1.3) имеет технические ограничения по скорости крепления забоя [123], усложняет работу машиниста комбайна, а на пластах с твердыми включениями может спровоцировать аварийную ситуацию. При скорости более 3-3,5 м/мин один машинист крепи не успевает выполнить необходимые операции по передвижке секций [129]. Только с освоением надежных систем автоматического управления комплексом могут быть сняты ограничения по дальнейшему увеличению скоростей подачи.
Таблица 1.3. [113]
Тип комплекса Скорость подачи комбайна в бригадах с нагрузкой более 500 тыс.т в год, Ув, м/мин Коэффициент машинного времени, Км
ОКП70 3-4,6 0
УКП-5 3,5-6 0
4КМ130 3,7 0
КМ 142 4,8 0
МК75 2,8-3,8 0
“Глинин5 3,1-4,8 0
“Пиома” 2,5-3,8 0
Целесообразность увеличения ширины захвата при скорости подачи более 2-3 м/мин иллюстрируется графиками зависимости эксплуатационной производительности от параметров В, Ь, Ув (рис. 1.4) на примере выемки пласта мощностью Н=2м. Для сохранения стабильной суточной нагрузки забоя 1000 т при уменьшении скорости подачи от 4,25 м/мин до 2,75 м/мин достаточно увеличить ширину захвата с 0,6 до 0,7 м, что видно из зависимостей В от Ув при условии 0э=сопз1 (рис. 1.5). Расчетами можно показать, что энергоемкость выемки при этом возрастет лишь на 6-8%.