CC BY
16
Относительная энергоемкость разрушения является универсальной константой энергетической характеристики свойства дробичости горных пород.
В результате проведенных экспериментальных исследований выполнена количественная :иенка соотношения между различными уровнями относительной деформации разрушения кусков горных пород и величиной энергозатрат на дробление.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Зажмгасв Л. С., Кишьян А. А., Романиков Ю. И. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента. М.: Атомиздат, 1978. 232 с.
2. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебное пособие для в ту 1а. 6 кзл. персраб. и доп. М.: Высшая школа. 1977. 479 с.
УДК 662.271.646. 647
Г. Я. Кошев, А. В. Юдин
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВМЕСТИМОСТИ БУНКЕРА ПЕРЕДВИЖНОЙ УСТАНОВКИ ПРИ РАЗДЕЛЕНИИ ИЗВЕСТНЯКА В КАРЬЕРЕ
Одним из этапов разработки перегрузочного комплекса сухой очистки известняка от глины (КОИ) на Чаньвинском карьере известняков является определение рациональной вместимости бункера передвижной установки (УПО) при разделении горной массы фракций 0 - 1200 мм, поступающей из забоя на классы ' 300 мм . С подробным описанием КОИ, его техническим решением можно познакомиться в [1].
В работе [2] авторами приведены исследования, выполненные но моделированию параметров транспортно-перег рузочной системы (ТИС), включающей КОИ и работающей в совокупности с цикличными видами транспорта на входе и выходе системы. В результате моделирования установлена функциональная связь параметров системы в зависимости от вместимости разделительной установки. На рис.) показан фрагмент результатов моделирования. Приведено изменение вероятностных характеристик системы (/>р, Р0, Р„) при изменении общей вместимости (НО Установлено, что закономерность нелинейная, с ростом И7 снижаются вероятности Ра и Рп% ведущие к повышению рабочей вероятности Рр. При увеличении IV до 400 тонн Рр рае ют 01 0.6 до 0,85. Однако дальнейшее повышение ¡V не дает существенного повышения />,,. Достаточная для системы IV не может быть реализована в структуре только самой УПО, она должна быть распределенной как в бункере установки, так и на нижней площадке в вице штабеля очищенного известняка.
Таким образом, бункеры непосредственно перегрузочных систем (Г1С) не предназначены исполнять роль аккумулируемых емкостей, они также не предназначены компенсировать длительные простои транспорта.
В расчете необходимой вместимости бункера пользуются графиками наполнения и извлечения горной массы (ГМ). Такой метод применим при известном графике процессов, а также из представления грузопотоков синусоидальными функциями с внутричасовым периодом наполнения и извлечения. В ряде научных работ вместимость бункера определяется в зависимости от грузоподъемности автосамосвала и количества мест разгрузки около бункера или из геометрических построений конкретного типа ПС. Такой подход не выражает особенностей взаимодействия транспортно-персгрузочной системы (ТПС), вероятностного характера транспортных и погрузочных операций в системе. В расчетах по определению вместимости бункера колебание часовой производительности автосамосвалов учитывают коэффициентом неравномерности работы. Наиболее общий методологический подход к решению проблемы изложен в работе (3|. В этой работе впервые было введено понятие об объеме бункера, характеризуемом колебаниями поступления и извлечения ГМ. обусловленными работой сопрягаемых зидов транспорта. В работе того же автора
[4] формула для определения вместимости бункера при сопряжении автомобильно-конвейерного транспорта имеет вид
где <уа - грузоподъемность автосамосвала; Z- количество мест разгрузки: п - постоянная, определяющая высоту предохранительного слоя на рабочем органе (РО); А'| - коэффициент приведения периода совместной работы У ПО и автомобильного транспорта; Кц - коэффициент использования геометрической вместимости бункера; @К1 - производительность конвейера (параметр, характеризующий извлечение ГМ из бункера УПО при условии предачи ее на конвейер в полном объеме).
Рис. 1. Связь вероятностных состояний ТПС в зависимости
от общей вместимости бункера: а - мри изменении производительности бункера; 6 • при изменении грузоподъемности авосам ос валов
Методика определения вместимости бункера при сопряжении циклических видов транспорта изложена в работе |4]. В расчете вместимости бункера при автомобильно-железнодорожном транспорте составляющая вместимости УУ2, характеризующая колебания амплитуды времени извлечения ГМ из бункера, определяется с учетом неравномерности прибытия железнодорожных составов на загрузку по закону Эрланга второго и третьего порядков. Такой подход может быть использован и при моделировании системы КОИ Чаньвинского карьера. Ранее было определено, что прибытие автосамосвалов на разгрузку подчиняется пуассоиэвскому и показательному законам распределений. В научной литературе известны методы расчета вместимости бункера на основе теории массового обслуживания. Несмотря на раэработанньй математический аппарат, применение теории массового обслуживания на стадии проектирования затруднено из-за отсутствия конкретных показателей эксплуатации.
Исследованиями установлено, что увеличение вместимости бункера при комбинированном фа не порте ведет к повышению роста рабочей вероятности системы в целом. При этом, если вероятности того, что бункер пуст или полон снижаются, то простои транспорта из-за возможностей ПС также снижаются. Для примера, по исследованиям УНТА на рис. 1 приведен график изменения вероятностных состояний ПС в зависимости от вместимости бункера при автомобильно-железнодорожном транспорте.
Вышеизложенные методические рекомендации могут быть использованы при определении вместимости бункера передвижной Г1С для Чаньвинского карьера. В то же время исследований вместимости бункера для ПС автомобильно-железнодорожного транспорта в технической литературе не встречалось.
Рассмотрим схему бункера (рис. 2). Общий геометрический объем бункера при сопряжении с вибропитатслем в любой момент времени можно определит» как
Ж = 1Р, +Ж, + + ,
(2)
Шт И": - объем, необходимый для приема ГМ, поступающей из самосвалов за некоторый проме-Крток времени; 1У2 - объем, характеризуемый колебаниями амплитуд времени посту пления и из-■■игчения ГМ; - объем, характеризуемый геометрией бункера и коэффициентом его заполне-■вв. объем, необходимый для содержания предохранительного слоя ГМ на вибропитателе.
В определении IV будем учитывать ус-Елвеня работы перегрузочного комплекса. Гор-[ жы масса из карьера доставляется автосамопалами. Поток автосамосвалов можно предоставить как пуассоновское распределение. ПРТЮ включает сверхтяжелый вибропитатель-*рохот нового поколения ГПТ - транспортное [ устройство непрерывного действия с грохо-Кшльной секцией 2,5x3,0 м, приемной плитой [2-5x3,0 м и заданной производительностью Ьст. Извлечение ГМ из бункера осуществляется непрерывно с производительностью = = 1000:60 = 16,6 т/мин. В определении вместимости бункера УПО представляет интерес случай, когда установка находится на одном месте м на нижней (погрузочной) площадке имеется лишь одно место обслуживания. В этом случае аместимость бункера должна быть наибольшей. Очищенный от глины известняк (+ 300 мм) загружается в автосамосвалы, которые поступают на погрузочную площадку, закономерность их прибытия описывается распределением Эрланга 2-го порядка.
Рассмотрим значения составляющих по выражению (2) в указанной последовательности.
Объем, необходимый для приема ГМ, посту пающей единовременно из автосамосвалов при максимальном использовании мест разгрузки
И", (3)
где (/, и ^ • грузоподъемность, и коэффициент использования грузоподъемности автосамосвалов; 2 - количество мест разгрузки у бункера, обычно для ТПС 2 > 2 , но в случае передвижных установок может быть 2=1.
Объем IV2, характеризуемый колебаниями амплитуд времени поступления и извлечения ГМ в рассматриваемом случае определяется как
УУ2 = IV; + IV; , (4)
где - объем, обусловленный операциями автотранспорта на верхней (разгрузочной) площадке; - то же, на нижней (погрузочной) площадке.
При пуассоновском распределении прибытия автосамосвалов на разгрузочную площадку КОИ значение вместимости IV; рационально принимать из условий производительности комплекса по входному грузопотоку 1000 т/ч, при </, = 30 и 40 т; средней интенсивности потока Х=29 авт/ч; среднем времени прибытия 1„п = 2,06 мин; среднем времени занятия площадки /, = 2,0 мин. Учитывая, что /пр > , значение IV; следует принимать из условия /пр.
Расчеты показали, что при интервалах /пр = 2,0 и 2.5 мин. математическое ожидание прибытия автосамосвалов составит а, «= 0,96 и 1,2, а вероятность того, что на разгрузку прибудет 0 самосвалов» принимает значения 0,618 и 0,699; прибудет I самосвал - 0.26 и 0.34; прибудет 2 самосвала - 0,08 и 0,14; прибудут 3 самосвала - 0,03 и 0,06. При принятой схеме 11С (/ 1) след>е1 рас-
Рис. 2. Схема к определению вместимости бункера
сматривать только два состояния системы: когда на разгрузку прибыло 0 самосвалов или I самосвал. Другие состояния не рассматриваются как маловероятные.
В расчете вместимости бункера должна учитываться характеристика потока - закон распределения длины промежутка между следующими друг за другом автосамосвалами. Если Т -промежуток времени между двумя произвольными в потоке самосвалами, то вероятность того, что интервал между ними будет не меньше или не больше величины /,,р определяется как [5]:
л(г
р(Т < = ^(г)« 1 -*'"(/> 0).
Результаты расчета вероятностей приведены в таблице при условии вариации /„,, ± 0.2:
0,4; 0,6.
Вероятности интервалов нрмбышя автосамосвалов
Значение /„„ ± Д1,. мни 1
<г«0.96 Гпе"2 МИН 1.2/. 1.4'.» Кб/. 0.8/« 0.6 /„„
2.4 2.8 3.2 1.6 1.2 0.8
ПТ>! пр) Ю.1001 0,068 0,046 0.216 0.316 10.467]
р) 0,900 0,932 0,954 0,784 0.084 0,533
а» 1,2 ^=2,5 мин 3,6 4,3 4,8 2,4 1,92 1.2
К>,027| 0,010 о.оов 0,090 0.146 ' 12,301)
Р(Тчпр) 0.973 0.990 ¡0.992! 0.910) 0.854 0.699
В таблице выделены наиболее вероятные интервалы прибытия автосамосвалов на разгрузку. Можно утверждать, что с вероятностью 0,954 и 0,992 на разгрузку прибудут автосамосвалы с интервалом не более, чем 1,4 (щ,-, а с вероятностью 0,784 и 0,910 с интервалом не более, чем 0.8 /,,р. Для определения параметра й^' можно принять амплитуду колебаний времени прибытия в виде
А', =0,6/пр ;
(6)
Д*2 = 0,2/пр .
Заметим, что с увеличением интервала прибытия на зеличину Д/, в бункер не будет загружен следующий объем ГМ:
= 0,6(7)
41 60
В другом состоянии при снижении интервала прибытия на величину Д/2 в бункер должен поступить дополнительный объем ГМ
О
IV! = — • 0.2/ . (8)
60
В первом случае объем Ж2_, должен быть аккумулирован предварительно до начала работы системы, во втором - бункер должен иметь свободную емкость для приема объема И/2'_2.
Таким образом, учитывая, что события с вероятностью Р(Т>!П[) и РГГ<11Щ) могут послело-один за другим, значения показателей по выражениям (7) и (8) следует сложить
Для моделируемого случая величина \Уг составит 26-33 т.
Незаполненный объем бункера зависит от формы бункера, количества мест разгрузки. На ике для условий ПС комбинированного транспорта чаще всего используются формы бунке-предегавленные на рис.3 . В соответствии с рис. 3 наиболее целесообразная форма бункера У ПО может быть принята по схемам «а», «в» и «г». Объем IV-, примем как часть от общего етрического объема:
(10)
0,2-0,3.
I
б
?—с
1Г 1
Рис. 3. Формы сопряжений бункера с виброгштателем-грохотом: I бункер*. 2 - борт: 3 - вибрационная транспорт пая машина
Предохранительный объем \У4 на горизонтальном РО по ГОСТ принимают равным толщиной 1,0-1,5 м. При размерах приемной плиты питателя 2,5x3 м объем составляет не более 10 м\ Значение показателя можно выразить
(">
где К - постоянная, значение которой принимается 0,3-0,4 в зависимости ог грузоподъемности автосамосвала.
Подставляя значения в уравнения (2), (9), (10). (11) и принимая условие, что на погрузочной площадке загрузка ГМ класса +300 мм в автосамосвалы осуществляется без простоев УПО и значение по уравнению (4) равно нулю, получим формулу для расчета необходимой общей геометрической вместимости бункера. .\Г
IV =
1
О-^Ь,
(12)
По выражению (12) можно определить необходимую вместимость приемного бункера для моделируемых условий Чаньвинского карьера. Расчеты показывают, что вместимость приемного бункера У1Ю должна быть не менее 50 м .
Таким образом, в статье изложена методика определения вместимости бункера для конкретной передвижной установки при разделении ГМ в условиях карьера и даны количественные оценки параметра при сопряжении цикличных видов транспорта.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Юдин А. В., Фомин В. И., Кошев Г. Я. Отвальный перегрузочный комплекс сухой очистки известняка на Чаньвинском карьере.'/ Изв. вузов. Горный журнал. 1996. №7. С. 91-96.
2. Юдин А. В., Бурмистренко А. В., Кошев Г. Я. и др. Моделирование транспортно-перегрузочной системы при сопряжении цикличных видов <арьсрного транспорта // Изв. вузов. Горный журнал. 1998. № 11-12. С. 29 - 35.
3. Юдин А. В. Определение емкости бункера перегрузочного узла с 1иброгрохотом П Труды ИГ Д. Вып. 17. Свердловск. 1967. С. 114-121.
4. Юдин А. В. Перегрузочные системы комбинированного транспорт» в карьерах: Учеб. Пособие. Екатеринбург: Изд-во УГТТА. 1993. 116 с. (с приложениями)
5. Акулиннчев В.М., Кудрявцев А.Н. Математические методы в эксплуатации железных дорог.-М : Транспорт. 1981. 223 с.
УДК 622.012.3:621.311
В. А. Голубев, С. Н. Башмаков, А. А. Комаров, Н. И. Тархова
НОВОЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ
Увеличение объемов добычи руд черных и цветных металлов, угля, строительных материалов и других видов минерального сырья с применением новой геотехники большой единичной мощности, а также постоянное усложнение и ухудшение горнотехнических и горногеологических условий разработки месторождений полезных ископаемых с ростом глубины карьеров требуют создания и внедрения нового электрооборудования и элсктросстевых устройств с улучшенными техническими и энергетическими характеристиками.
Совместными усилиями научно-исследовательских институтов и горнодобывающих предприятий за последние пять лет создано, освоено в производстве и широко внедряется в промышленную эксплуатацию на горных предприятиях большое количество новых видов прогрессивного и эффективного электрооборудования и элсктросстевых устройств, способов и средств защиты, контроля и управления. Однако, многие виды нового электрооборудования недостаточно освещены в периодической и научно-технической литературе и поэтому не известны широкому кругу научных и инженерно-технических работников научно-исследовательских и проектных организаций, горнодобывающих предприятий и высших учебных заведений. Настоящая статья имеет целью ознакомление широкой научно-технической общественности с новейшими разработками в области создания и внедрения электротехнических комплексов для электроснабжения открытых горных работ.
Особенностью электроснабжения открытых горных работ является рассредоточение электроустановок по всей территории и глубине карьеров.
Для распределения электроэнергии по усту пам карьеров наиболее рациональными и эффективными являются схемы электроснабжения с использованием карьерных передвижных распределительных пунктов (КРП) с вакуумными коммутационными аппаратами (выключателями, контакторами) с различной компоновкой встраиваемого электрооборудования. КРП можно быстро перемещать с одного уступа на другой и, следовательно, повышать мобильность и маневренность системы электроснабжения, сокращать протяженность снутрикарьерных линий электропередачи напряжением 6 кВ. Применение КРП напряжением 6-10 кВ сокращает также объем строительных и монтажных работ и сроки их сооружения.
