Анализ работы конвейерного транспорта на примере шахт «Им. 7 Ноября» и «Красноярская» Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

© В.М. Юрченко, С.С. Цибаев, А.М. Мирошниченко, 2012

В.М. Юрченко, С.С. Цибаев, А.М. Мирошниченко

АНАЛИЗ РАБОТЫ КОНВЕЙЕРНОГО ТРАНСПОРТА НА ПРИМЕРЕ ШАХТ «им. 7 НОЯБРЯ» и «КРАСНОЯРСКАЯ»

Представлены результаты анализа причин простоев конвейерного транспорта и определения коэффициента машинного времени в условиях шахт Кузбасса.

Ключевые слова: ленточный конвейер, коэффициент машинного времени, грузопоток.

Одним из основных показателей, характеризующих эффективность работы очистного забоя и величину эксплуатационной нагрузки на транспорт, является коэффициент машинного времени. Поэтому, необоснованное завышение коэффициента машинного времени при расчете эксплуатационной нагрузки приводит к выбору конвейера с меньшей производительностью, меньшей мощностью привода и меньшей прочностью конвейерной ленты.

В настоящее время при работе высокопроизводительного очистного оборудования на угольных шахтах Кузбасса, процесс транспортирования горной массы, зачастую, накладывает существенные ограничения в достижении максимальной производительности очистного забоя. Оптимизация нагрузки на очистной забой возможна на основе знания причин простоев основного шахтного транспорта, то есть, выявления «узких мест» в его работе.

Одной из основных задач работы являлось определение коэффициента машинного времени в действующих высокопроизводительных очистных забоях на основании анализа планограмм работы очистных забоев шахт «им. 7 Ноября» и «Красноярская» и объяснение причин простоев по вине транспорта. Основные данные о горнотехнических показателях приведены в табл. 1.

Режимы работы очистного забоя № 1384 шахты «им. 7 Ноября» были проанализированы за отчетный период в 20

дней, а очистной забой № 1306 шахты «Красноярская» — за 57 дней.

Таблица 1

Шахта «им. 7 Ноября» «Красноярская»

Пласт «Байкаимский» «Байкаимский»

Лава в отработке 1384 1306

Мощность пласта, м 4,7 2,66

Длина лавы, м 290 187

Мех. Комплекс Tagor 24/50 Tagor 15/32-Poz

Комбайн Eickhoff SL-500 JOY 4LS-20

Забойный конвейер DBT PF4/1132 Анжера-34

Перегружатель DBT PF4/1132 ПСП-308

Штрековый конвейер КЛКТ-1200 2ПТ-120

Длина конвейера, м 2 х КЛКТ-1200 — 2033 м. 2 х 2ПТ-120 —

1Л-120 (к.у. № 24) — 803 м. 2300 м.

2 х 1Л-120 (к.у. № 28) — 1493 м.

2 х 2ЛУ-120В — 1640 м.

Среднесуточная 15000 10000

нагрузка, т/сут

Из расчета коэффициента машинного времени очистных забоев преднамеренно было исключено время ремонтной (первой) смены, так как время, планируемое на профилактические ремонты и обслуживание оборудования, зачастую, расходуется на выемку горной массы. На практике, вся ремонтная смена может быть занята ремонтом и обслуживанием, а может быть полностью рабочей. Таким образом, суточный коэффициент машинного времени рассчитывается следующим образом:

б- +0 . . -бл.. к даа _ дад ¡а* 161т даI

m

О-.. -CU

псо dai

где Трез — время, затрачиваемое выемочной машиной, при резании, мин; Тзач — время, затрачиваемое выемочной машиной при зачистке, мин; Тпрост — время простоев, мин; Трем — продолжительность ремонтной смены, мин; Тсут — продолжительность суток, мин.

Изменение коэффициента машинного времени в отчетные периоды наглядно представлено на рис. 1 и рис. 2.

При этом, средние показатели коэффициента машинного времени составили: для очистного забоя № 1384 kmср = 0,61, для очистного забоя № 1306 kmср = 0,7.

1,00 0,90 0,80 0,70

3 0,50 га 2

4

т

* 0,30

0,40

0,20 0,10 0,00

0,92

0,87

0,81

_0Д1__0,72

0,63

► 0,6

0,54

0,44

90,20

0,07

Дата

1 0,60

1

Рис. 1. Зависимость показателя коэффициента машинного времени очистного забоя № 1384 шахты «им. 7 Ноября»

1,00 0,90 0,80

* 0,70 х

О)

1 0,60

а

00

3 0,50 га

4 0,40 о

о

* 0,30 0,20 0,10 0,00

1—л—

у V V уV

-Ч-1

тт т т тт т тт т т тт опооппо

шшшшшшшшшшшшшгогогогогогого

22222222

Дата

Рис. 2. Зависимость показателя коэффициента машинного времени очистного забоя шахты «Красноярская»

На основании планограмм работы очистных забоев, был выявлен ряд основных причин простоев. Результаты представлена на рис. 3 и 4.

Анализ работы очистных забоев показал: — по шахте «им. 7 Ноября» наибольшие простои возникали по вине ленточных конвейеров 2ЛУ-120В (наклонный ствол — 1735 мин.), 1Л-120 (конвейерный уклон № 24 — 1447 мин.), 1Л-120 (конвейерный уклон № 28 — 975 мин.);

Прочие Отсутствие эл.э Геология 1384 к.ш. 30 к.у. Перегружатель Техкомплекс Лавный конвейер 2 лента н.с.

28 к.у. 1 лента н.с. 24 к.у.

□ 314

133

1110

□ 465

1290

216

143

] 277

461

975

1447

35

0

200

400

0 800 1000 1200 1400 1600 1800 20С Простои, мин.

Рис. 3. Простои очистного забоя № 1384 шахты «им. 7 Ноября»

Прочие 1306 к.ш.

Фланговый конвейерный ствол Перегружатель Главный конвейерный штрек Конвейерный уклон №1 Лавный конвейер Наклонный ствол Отсутствие эл.э Эстакада на пов-ти

^270 ^140

□ 7969

1

0

1000

Простои, мин.

Рис. 4. Простои очистного забоя № 1306 шахты «Красноярская»

— по шахте «Красноярская» — по вине ленточного конвейера 2ПТ-120 (конвейерный штрек № 1306 — 3312 мин.).

Проверка соответствия применяемых конвейеров производится путем сравнения их приемной способности с максимальными минутными грузопотоками [1]

yQ- > a

I ^егв max

где y — насыпная масса угля, т/м3; Q& — приемная способность ленты конвейера, т/мин; amax — максимальный минутный грузопоток из очистного забоя, т/мин.

Максимальный минутный грузопоток из очистного забоя определяется по формуле [1]:

a = m ■ b V ■ 5 -w -y о / i ei

max max , Tn lo>

где т — вынимаемая мощность пласта, м; Ь — ширина захвата исполнительного органа комбайна, м; Vmax — максимальная скорость комбайна (при резании), м/мин; 51 — расчетный коэффициент, учитывающий направление движения выемочной машины и скребковой цепи забойного конвейера; у п — коэффициент погрузки; у 0 — средняя плотность угля в целике, т/м3 .

Для обследуемых забоев величины максимальных минутных грузопотоков составляют:

— очистной забой № 1384:

атах = 4,7 • 0,8 • 5,8 • 0,97 • 0,87 • 1,35 = 22,5 , т/мин.

— очистной забой № 1306:

атах = 2,66 • 0,8 • 7,5 • 0,9 • 1 • 1,35 = 19,4 , т/мин.

Сравнение приемной способности конвейеров [2] и максимальных минутных грузопотоков

• по шахте «им. 7 Ноября»:

0,85*31,6>22,5 — 2ЛУ-120В наклонный ствол, 0,85*25,0<22,5 — 1Л-120 конвейерный уклон № 24, 0,85*25,0<22,5 — 1Л-120 конвейерный уклон № 28.

• по шахте «Красноярская»:

0,85*25,0>19,4 — 2ПТ-120 конвейерный штрек № 1306

показывает, что по конвейерам 1Л-120, установленным в конвейерных уклонах № 24 и № 28, условие yQäiä > amax не

выполняется. Максимальный грузопоток из очистного забоя № 1384 на 5,9 % превышает приемные способности конвейеров 1Л-120, что приводит к их заштыбовке и объясняет причину длительных простоев.

По конвейеру 2ЛУ-120В (наклонный ствол) и конвейеру 2ПТ-120 (конвейерный штрек № 1306) приемные способности конвейеров превышают максимальные минутные грузопотоки из соответствующих очистных забоев. Причина длительных простоев этих конвейеров имеет другое объяснение: она связана с человеческим фактором.

Сопоставление событий, предшествующих длительным простоям на этих конвейерах, показывает: стремление выполнить сменный план по добыче приводит к тому, что работы по устранению отказов на конвейерном транспорте выполняются не в полном объеме. Это приводит в последствии к более длительным простоям. Так, например, 3 февраля 2011г. наряд по выемке угля из очистного забоя № 1384 во вторую и третью смены был выполнен в полном объеме, однако во вторую смену имел место простой суммарной продолжительностью 70 мин. по причине « не включается 1-ая лента наклонного ствола» (рис. 5, ПОЗ. № 1).

Позже, в четвертую смену 3 февраля 2011 г, сработал датчик перегруза на верхнем приводе по конвейерному уклону № 28, что привело к заштыбовке и простою шахтного транспорта продолжительностью 320 мин. (рис. 6, ПОЗ. № 2). В первую смену 4 февраля 2011г. простой продолжительностью 400 мин. был вызван невозможностью запуска 1-ой ленты наклонного ствола (рис. 6, ПОЗ. № 3). В третью смену 4 февраля 2011г. по причине выхода из строя электродвигателя привода 1-ой ленты наклонного ствола произошел простой продолжительностью 280 мин (рис. 6, ПОЗ. № 4).

Такие эпизоды далеко не единичны. Достигая высоких показателей коэффициента машинного времени и добычи из очистного забоя, стремясь наверстать суточный план за счет увеличения скорости подачи очистного комбайна (максимальная скорость подачи очистного комбайна Eickhoff SL-500 со-

ставляет 28 м/мин [3]), непринятие своевременных мер по устранению

ПЛАНОГРАММА

работ ла1 вы 1384 за 3 февраля 2011 г.

пк-ш+2,6 шена 1 ПК-16+1S смена 2 16+0.2 смена 3 15+8.6

L„ 1400 нэп 2800 аып 1400 нао 3500 выл 3000 3600

CvflHH Г/М Синица г/м JKvftoa г/м Забароа

яванке ной звеньеной Лысиков звеньевой Чуличков

Вшивков комбайн 0 ВЭСилье комбайн Р Волков комбайнер Сидишев

5 в 7 8 9 Я 12 13 14 16 18 я 1S 18 1 20 21 ¡22 23 0 2

д л

' \ / / I /

1 / / | / /

1 1 / / I / /

1 / / I / /

1 / / I / /

1 / I J /

1 / 1 /

1 1 / /

1 I / I /

1 I / | / t

1 / / I | / I

1 ПОЗ / I / /

1 F Я / I / /

1 J / I / 1 / I/

1 / / I / 1 / I/

f— / I / \Т I/

isto.a FlK-15+0:G 14+8.4 14+6.8

1 Р 8 | я 1 1 % а 1 6 | 1 i 1 5 s =. а г | | 5 = 1 1 1 1 !i

Рис. 5. Планограмма работы очистного забоя № 1384 за 03.02.2011 г.

ПЛАНОГРАММА

рабэт лгц вь| 13М за А фезрали 20*1 г.

стена 4 ПК-15+7,6 смена 1 гж-15+7,5 смена 2 I 15+6.6 смена 3 15+4,8

НЛП 3500 вып. 500 нао 2400 вып. 200 нар- 3500 вып. 3700 нао- |з50О [вып, Ьаоо

г/м Су«»" г/м Жуйков г,„ Морозов г/м забаров

Дранишников звеньевой Ватомн звеньевой Лысиков звеньевой

комбайн« комбайне комбайнер Волков комбайн! р Сидишев

4 , 7 в 10 „ 12 13 14 16 16 17 18 19 20 21 ■ . 23 0 2

1В0 ь А /

130 /I р /

140 /1 I 1 /

/ I / /

120 /

110 I / /

/ I / / 1 ЮЗ.

90 / I / /

60 / I / /

/ / /

60 / / /

50 г ЮЗ / I / 1 /

ад А / I / 1 /

30 / I / 1 /

ЮЗ. №2 / I / 1 / 1 /

10 / I 1 [ \ /

п / У I/ 1/

ПК-14+6,0 ПК-14+5.6 ".4+3.6 14+2,6

в03-40 сработал перегруз на верхнем эл-ро двиг по 2Вк.у.{раскачивали,подтягивали ленту) _ ! I 3! ! | 3 И 11 1 * ! 1 1 1 о Я 1 ! I 11 1 1 ! 1 I г Юмин порда на колосниках.в 23-20 вышел из строя эл-ро двиг.на 1-й ленте наял.ствопа.

Рис. 6. Планограмма работы очистного забоя № 1384 за 04.02.2011 г. неисправности в работе конвейерного транспорта приводи последующим длительным простоям в очистных забоях. равномерность значений коэффициентов машинного времени на рис. 1 и 2 подтверждает этот вывод.

Анализ работы конвейерного транспорта на шахтах «им. 7 Ноября» и « Красноярская» позволяет сделать вывод, что для обеспечения эффективности работы очистных забоев необходимо соблюдать следующие условия:

• на стадии проектирования — приемные способности конвейеров в линии должны превышать максимальный минутный грузопоток из очистного забоя;

• на стадии эксплуатации — обеспечивать синхронную остановку комбайна в случае отключения одного из конвейеров в линии, устранение причины остановки с проведением технического обслуживания в необходимом объеме.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Основные положения по проектированию подземного транспорта новых и действующих шахт. — М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1986. — 355 с.

2. Руководство по эксплуатации подземных ленточных конвейеров в угольных и сланцевых шахтах. — М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1995.252 с.

3. Очистные комбайны: Справочник / Под общей ред. В.И. Морозова — М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2006. — 650 с. ЕШ

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Юрченко В.М. — кандидат технических наук, доцент, yvm@kuzstu.ru, Цибаев С.С. — аспирант, crazyzero@rambler.ru, Мирошниченко А.М. — магистр, mig27@bk.ru,

Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева.