CC BY
13
© В.В. Аксенов, М.Б. Блащук, Р.В. Чернухин, 2012
В.В. Аксенов, М.Б. Блащук, Р.В. Чернухин
ФОРМИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ЭНЕРГОСИЛОВОЙ УСТАНОВКЕ ГЕОХОДА
Рассмотрены отличительные особенности геохода и геовинчестерной технологии. На основе рассмотренных особенностей сформированы требования к энергосиловой установке геохода.
Ключевые слова: геоход, геовинчестерная технология, энергосиловая установка, насосная станция, гидропривод.
Базовым функциональным элементом геовинчестерной технологии (ГВТ) является геоход, который представляет собой горную проходческую машину нового класса.
Конструкция геохода построена по модульному принципу и состоит из исполнительного органа, разрушающего забой, головной и хвостовой секции, а также трансмиссии (рис. 1).
В работе [1] обоснованы схемные решения трансмиссий с гидроцилиндрами и разработана методика определения параметров трансмиссии геохода с гидроприводом. Кроме известных преимуществ [2], применение гидропривода в геоходах дает
Ькпалнит&ьные органы
Рис. 1. Схема геохода нового поколения
возможность бесступенчатого регулирования, создания низкооборотного высокомоментного привода и позволяет исключить большегабаритные механические передачи из конструкции машины. Исполнительные органы также желательно приводить в движение от гидропривода, поскольку ограниченное пространство внутри геохода делает нецелесообразным применение привода от энергии другого вида [3].
Для трансмиссии геохода, создающей тяговое усилие на внешнем движителе и напорное усилие на исполнительном органе, а также для привода исполнительного органа источником питания является насосная станция. Поскольку насосная станция обеспечивает работу силовых элементов геохода, то особое значение приобретают вопросы, связанные с определением ее параметров.
Типовая схема насосной станции включает в себя насосы, системы фильтрации, контрольно-измерительную аппаратуру, аппаратуру регулирования, аппаратуру управления, гидробак и аварийную аппаратуру, а применительно к геоходу, немаловажное значение имеет и размещение этих элементов.
Для определения возможных направлений развития схемных решений необходимо сформировать требования к энергосиловой установке геохода. Эти требования должны учитывать конструктивные особенности геохода и его техни-
ческие параметры. Должны быть учтены развиваемые его трансмиссиями силовые и кинематические параметры. Также необходимо учитывать особенности внешней среды и условия проводимых горных выработок.
Отличительной особенностью геохода является непрерывность перемещения и разрушения забоя. По сравнению со щитовыми проходческими машинами, где разрушение породы и перемещение составляют раздельные циклы, этот своеобразный характер перемещения обеспечивает большую производительность проходческих работ. Однако это также означает, что энергосиловая установка должна обеспечивать необходимой мощностью всех потребителей гидропривода в непрерывном режиме. Одновременно насосная станция должна обеспечивать питанием гидромоторы коронок исполнительного органа, гидроцилиндры трансмиссии, а также гидропривод исполнительных органов винтовой лопасти (движителя) и элементов противовращения (крыльев). Неоднородность горной породы порождает неравномерность нагрузки на исполнительных органах, для предохранения от которой энергосиловая установка (ЭСУ) должна быть оснащена соответствующим предохранительным устройством.
Отличительной чертой геохода является возможность работы в широком диапазоне углов проходки. В работе [4] рассмотрены возможные варианты работы геохода не только по горизонтальным, но и по наклонным, восстающим, а также вертикальным выработкам. Технологическая схема проведения таких горных выработок предъявляет требования к размещению элементов внутри ограниченного пространства геохода, габаритам и массе ЭСУ. При возможном варианте размещения ЭСУ в хвостовой секции насосная станция должна не загромождать пространство и располагаться преимущественно по периферии корпуса. Элементы ЭСУ также должны иметь возможность выполнять свои функции при различных пространственных положениях. При невозможности выполнения этого условия ЭСУ должна располагаться вне корпуса, представлять собой единый агрегат и устанавливаться на горизонтальной площадке. Последний
вариант применялся при проведении шахтных испытаний геохода ЭЛАНГ-3.
а б
Рис. 2. Проведение вертикальных выработок геоходом
Рис. 3. Варианты проведения восстающих выработок геоходом: 1
— геоход; 2 — полок монтажный; 3 — кольцевая крепь; 4 — насосная станция; 5 — подъемник; 6 — пилот-скважина
Параметры ЭСУ должны обеспечиваться использованием по возможности стандартных гидравлических компонентов, а их размещение должно обеспечивать удобство в эксплуатации и возможность проводить техническое обслуживание, а также быструю замену элементов, наиболее подверженных износам.
Особые условия проведения проходческих работ в шахтах, опасных по газу и пыли, обуславливают взрыво- и пожаробезопасное исполнение элементов ЭСУ.
Кроме перечисленных требований, ЭСУ должна иметь низкое энергопотребление, низкий уровень шума и вибрации.
На основании отличительных особенностей геохода и условий его работы можно сформулировать основные требования к ЭСУ. Энергосиловая установка должна обеспечивать:
• передачу гидравлической энергии всем потребителям геохода, развивать необходимую величину подачи и давления;
• работу геохода и его элементов в непрерывном режиме;
• возможность функционирования геохода в различных пространственных положениях;
• взрыво- и пожаробезопасность, а также высокий КПД;
Кроме того, ЭСУ должна:
• не загромождать пространство внутри секций геохода для размещения другого оборудования, прохода людей и обеспечивать удобство ремонта и обслуживания.
• быть выполнена с использованием по возможности стандартных компонентов и содержать устройства защиты от перегрузок.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Разработка и анализ возможных вариантов гидропривода в трансмиссии геохода / В.В. Аксенов, А.Б. Ефременков, В.Ю. Тимофеев, М.Ю. Блащук // Горный информационный аналитический бюллетень. Горное машиностроение / Москва, МГГУ, 2010 — ОВ № 3. С. 184-193.
2. Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. — М.: «Машиностроение», 1974. — 606 с.
3. Блащук М.Ю. Обоснование параметров трансмиссии геохода с гидроприводом. Автореферат дис. канд. техн. наук: 05.05.06. Кемерово, 2012. — 19 с.
4. Аксенов В.В. Геовинчестерная технология проведения горных выработок. — Кемерово: Институт угля и углехимии СО РАН, 2004. — 264 с., ил. шл
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Аксенов Владимир Валерьевич — доктор технических наук, профессор, зав. лабораторией угольной геотехники, Институт угля СО РАН, V. aksenov@icc. кет sc. ги,
Блащук Михаил Юрьевич — кандидат технических наук, старший преподаватель, mby.tpu@gmail.com,
Чернухин Роман Владимирович — старший преподаватель, rv_81@mail.ru, Юргинский технологический институт (филиал) ТПУ.
