Аналитические исследования процесса погрузки угля при фронтальном перемещении агрегата на забой Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Оригинальная статья

УДК 622.232.72:621.869.4 © В.В. Козлов, 2020

Аналитические исследования процесса погрузки угля при фронтальном перемещении агрегата на забой

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-2-18-20

КОЗЛОВ В.В.

Доктор техн наук, профессор кафедры ГОТиМ Горного института НИТУ«МИСиС», 119049, г. Москва, Россия, e-mail: kozmaster@mail.ru

Выбор конструктивных и режимных параметров выемочно-доставочной подсистемы агрегата определяет эффективность их использования. Погрузка угля на лавный конвейер представляет собой сумму грузопотоков, образуемых элементарными участками носка лавного конвейера и имеющих различную площадь, изменяющуюся во времени. Ключевые слова: погрузка, агрегат, конструктивные, режимные параметры, фронтальное перемещение. Для цитирования: Козлов В.В. Аналитические исследования процесса погрузки угля при фронтальном перемещении агрегата на забой // Уголь. 2020. № 2. С. 18-20. 001: 10.18796/0041-5790-2020-2-18-20.

ВВЕДЕНИЕ

Решением задачи высокоэффективной разработки угольных пластов является создание фронтальных струговых агрегатов, позволяющих обеспечить высокопроизводительную, поточную добычу угля на пути перехода к технологии безлюдной выемки. При этом оптимизация конструктивных и режимных параметров выемочно-доставочной подсистемы агрегата определяет эффективность их использования. Разработанная методика оптимизации параметров обеспечивается полнотой учета факторов, влияющих на работу выемочно-доставочной подсистемы комплекса.

ИССЛЕДОВАНИЯ

Поперечное сечение лавы за кареткой будет приблизительно иметь вид, изображенный на рис. 1.

Обозначим ОВ - Я, ВР -М. Изменение dSм площади поперечного сечения слоя угля на машинной дороге при бесконечно малом перемещении базы ¡2 для произвольного момента времени составит:

dSм = [М - (ЬС + Н + (1)

где М - максимальная высота слоя угля на машинной дороге, м; Ьс - минимальная ширина машинной дороги - ширина струговой каретки, м; Н - толщина снимаемой стружки угля, м; 2 - величина перемещения базы от положения, соответствующего максимальному расстоянию от забоя до забойного борта конвейера; а - угол естественного откоса угля, радиан.

Объем угля, погружаемого элементарным участком носка конвейера ¡1 за один оборот цепи исполнительного органа, при этом составит:

И к

dVs =\dSJl = \[M-(bc+h-7)tga] dl dz =

= h

M ~^tga(2bc + h)

dl.

(2)

Введем коэффициент X [1, 2], характеризующий отношение объемов угля, погружаемого струговыми каретками исполнительного органа, к общему объему погружаемого угля:

dV^ dV„

3)

где ¡У^ - объем угля, погружаемого в данной точке лавы струговыми каретками за один оборот цепи исполнитель-

V/^s/// wT

K K

b +h

Z

Рис. 1. Поперечное сечение лавы за струговой кареткой Fig. 1. Cross section of lava behind the plow carriage

ного органа, м3; ^^ - объем угля, добываемого агрегатом на рассматриваемом элементарном участке лавы за один оборот цепи исполнительного органа, м3.

В таком случае:

V = (1 - Х)^, (4)

но = ИкфгсИ, (5)

где Н - вынимаемая мощность пласта, м; ф - коэффициент разрыхления угля; г - число резцов в линии резания.

Тогда:

= (1 - ЦИкфтМ. (6)

Подставляя формулу (6) в формулу (2), и проводя преобразования, получим:

М = | (2ЬС + /г)^а + (1 - Х)Нуг. (7)

Площадь поперечного сечения слоя угля на машинной дороге !^с00квв согласно рис. 1 составляет [3, 4]:

^покв={Ьс+к)[М-(Ьс+Ь)1Еа\ + 1 2 1

где Нп - высота погрузки, м; у - угол погрузки угля базой агрегата, радиан.

С другой стороны:

(8)

S„

1-1

у 5 к

(9)

где Q - производительность струговой каретки, м3/с; х. -

1 1

коэффициент просыпаний, х^ =-

-; K5 - коэффи-

а+а-а

циент заполнения машинной дороги материалами, просыпающимися между корпусом струга и забоем (рис. 2); Qз - количество угля, просыпающегося в единицу времени корпусом каретки и забоем, корпусом каретки и бортом конвейера; Qx - производительность струговой каретки; Qм - количество угля, поднимаемого кареткой с машинной дороги в единицу времени. Так как:

а

2а

2 S V

(10)

"к Кш «к

тогда выражение (9) может быть записано в следующем виде:

2 XS, К

S

К.п пК,

/ л 1-1 X,

\

+ K5SK.

(11)

у

Приравнивая правые части выражений (8) и (11) и проводя преобразования, получим:

М = \(Ъе+Н)ъ а +

+

iK+h)

2Х

КпК,

—Hlctgy + K,

(12)

Рис. 2. Схема грузопотока угля при работе стругового исполнительного органа

Fig. 2. Scheme of coal cargo flow during the work of the plow executive body

При этом:

1 L.

M = -bctga +

2X

КтпкК3

1-1

x,

2 S 5

(13)

Приравнивая правые части выражений (7) и (13), после проведения преобразований получим: 2Х

х = -

А + ВХ где

Л=КШ\К2

(14)

B = y(2SK-H<prbcKmnKK3).

iHlctg1 2 S.

(15)

(16)

Коэффициент просыпаний для данной точки лавы можно считать постоянной величиной. Отсюда следует, что при прохождении очередных кареток вслед за кареткой, обрабатывающей нижнюю часть забоя, величина М будет всякий раз несколько возрастать ввиду уменьшения ширины машинной дороги. Для дальнейших выкладок примем максимальное значение М, которое можно получить, подставив в формулу (12) к = 0.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные зависимости позволяют определить величину коэффициента просыпаний угля с конвейера, площадь поперечного сечения угля на машинной дороге и величину коэффициента запаса конвейера по производительности Кзп для различных наборов режимных и конструктивных параметров выемочно-доставочной подсистемы фронтального стругового агрегата.

Список литературы

1. Секретов М.В., Губанов С.Г. Экспериментальное исследование нагрузок в приводе вертикальной подачи пильной рамы штрипсового станка // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. № 1. С. 154-161. Р01: 10.25018/0236-1493-2019-010-154-161.

2. Козлов В.В., Агафонов В.В. Основные аспекты ведения очистных работ с использованием автоматизированного агрегата Ф-1 / Препринт ГИАБ: Тенденции развития технологии очистных работ в усложняющихся горно-геологических условиях. Отдельные статьи // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2017. № 4 (специальный выпуск 6). С. 4-8.

3. Балаклейский С.П., Козлов В.В. Анализ процесса погрузки угля базой агрегата: Реферат на картах / Сб. ЦНИ-ЭИуголь: Добыча угля подземным способом. М.: ЦНИЭИ-уголь, 1984. Вып. КЗ.

4. Козлов В.В., Агафонов В.В. Технологические схемы ведения очистных работ, реализующих концепцию «безлюдной

выемки» / Препринт ГИАБ: Тенденции развития технологии очистных работ в усложняющихся горно-геологических условиях. Отдельные статьи // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2017. № 4 (специальный выпуск 6). С. 9-13.

COAL MINING EQUIPMENT

Original Paper

UDC 622.232.72:621.869.4 © V.V. Kozlov, 2020

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, № 2, pp. 18-20 DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-2-18-20

Title

analytical studies of the process of loading coal in the frontal movement of the unit on the face

Author

Kozlov V.V.'

1 National University of Science and Technology "MISIS" (NUST "MISIS"), Moscow, 119049, Russian Federation

Authors' Information

Kozlov V.V., Doctor of Engineering Sciences, Professor, e-mail: kozmaster@mail.ru

Abstract

The choice of design and operating parameters of the Assembly's excavation and delivery subsystem determines the efficiency of their use. Loading coal on the lava conveyor is the sum of cargo flows formed by elementary sections of the toe of the lava conveyor and having a different area, changing over time.

Keywords

Loading, Unit, Design, Operating parameters, Frontal displacement. References

1. Sekretov M.V. & Gubanov S.G. Experimental research of vertical feed drive loads in saw frame of strip sawing machine. Gorny Informatsionno-Analit-icheskiy Byulleten (nauchno-teknicheskiizhurnal) - Mining Informational and Analytical Bulletin (scientific and technical journal), 2019, No. 1, pp. 154-161. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-154-161.

2. Kozlov V.V. & Agafonov V.V. Experimental research of interaction of powered roof support assembly F-1 with roof rocks at different speeds of move stope of length of 50 m / Trends in the development of treatment technology in complex mining and geological conditions. Separate article: MIAB Preprint. Gorny Informatsionno-Analiticheskiy Byulleten (nauchno-teknicheskiizhurnal) -

Mining Informational and Analytical Bulletin (scientific and technical journal), 2017, No. 4 (Special Issue 6), pp. 4-8. (In Russ.).

3. Balakleyskiy S.P. & Kozlov V.V. Analiz protsessa pogruzki uglya bazoy agre-gata: Referat na kartakh [Analysis of the process of loading coal base unit: Abstract on the maps]. Collection TSNIEIugol': Underground coal mining. Moscow, TSNIEIugol' Publ., 1984. Issue K3. (In Russ.).

4. Kozlov V.V. & Agafonov V.V. The technological scheme of coal mining for removing thin layers without the presence of people in the mine / Trends in the development of treatment technology in complex mining and geological conditions. Separate article: MIAB Preprint. Gorny Informatsionno-Analiticheskiy Byulleten (nauchno-teknicheskii zhurnal) - Mining Informational and Analytical Bulletin (scientific and technical journal), 2017, No. 4 (Special Issue 6), pp. 9-13. (In Russ.).

For citation

Kozlov V.V. Analytical studies of the process of loading coal in the frontal movement of the unit on the face. Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, No. 2, pp. 18-20. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2020-2-18-20.

Paper info

Received October 13,2019 Reviewed November 6,2019 Accepted December 2,2019

За 17 лет РУ «Новошахтинское» отправило 60 млн тонн угля в адрес потребителей

Разрезоуправление «Новошахтинское», входящее в структуру компании «Приморскуголь», достигло значимой отметки поставок местных углей в 60 млн т с 2003 г. С этого периода ООО «Приморску-голь» работает в составе АО «Сибирская угольная энергетическая компания» (СУЭК) - одного из крупнейших угледобытчиков мира.

Коллектив РУ «Новошахтинское» с достижением поздравил генеральный директор ООО «Приморскуголь» Александр Заньков. Руководитель подчеркнул, что такой результат базируется, прежде всего, на опыте и мастерстве всего коллектива предприятия, умеющего технически грамотно построить свою работу, а также максимально эф-

СУЭК

СИБИРСКАЯ УГОЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ

фективно использовать имеющиеся производственные ресурсы.

Отметим, что встраивание в систему современного акционерного общества «СУЭК», сделавшего ставку на развитие всего комплекса угледобычи, стало мощным ресурсом и драйвером обновления производственного комплекса ООО «Приморскуголь».

Так, в 2019 г. инвестиции СУЭК в приморское угледобывающее предприятие составили порядка 800 млн руб. В производственном процессе добычи угля ООО «Приморскуголь» сегодня использует самые современные гидравлические экскаваторы, мощные 130-тонные автомобили БелАЗ и другую высокопроизводительную технику.