CC BY
39
- © А.Б. Садридинов, А.В. Пичуев, 2015
УДК 658.26:621.31:622.012
А.Б. Садридинов, А.В. Пичуев
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ, ПРЕДСТАВЛЕННЫХ НА МИРОВОМ РЫНКЕ
Приведены результаты анализа проходческих комбайнов отечественного и зарубежного производства, позволяющих на основании их технических характеристик, а также параметров и режимов работы определить величины технологического и удельного расхода электроэнергии в зависимости от производительности машин и от крепости породы, установить уровень энергозатрат. Ключевые слова: горные машины, энергетические характеристики, технологический расход электроэнергии, энергоемкость, производительность горных машин.
Основными производителями проходческих комбайнов в странах СНГ являются: ОАО «Ко-пейский машиностроительный завод»
000 «Юргинский машзавод», ЗАО «Горловский машиностроитель», ОАО «Новокраматорский машиностроительный завод», ОАО «Ясиноватский машиностроительный завод» (условно
1 группа).
В странах ЕС, США, Канады и Китая основными производителями являются компании: «Voest-Alрine bergtechnik» и «Sandvik Roadheaders», «Dosco overseas engineering Ltd», «Eichoff bergbautechnik GMBH», «Joy Mining Machinery», «WIRTH», «Shanghai Chuangli Mining Equipment Co Ltd». «CARTER», «CATERPILLAR», «TEREX-SHAEF» (условно II-я группа) [1, 3].
В работе [2] приведены энергетические характеристики проходческих комбайнов (ПК) с исполнительным органом избирательного действия, выпускаемых I-ой группой стран. Они позволяют установить взаимосвязь между технологическим и удельным расходами электроэнергии в зависимости от часовой технической производительности при различных усилиях одноосного сжатия в пределах 8^120 МПа.
Следует отметить, что приводимые в каталогах технические параметры ПК не всегда являются полными. Некоторые фирмы-производители не дают данных по технической производительности или по пределам прочности пород при одноосном сжатии для исполнительных органов.
Для расчета обобщенных энергетических характеристик проходческих машин выбрано три диапазона изменения осевого усилия: 1) q < 20 МПа, 2) q < 80 МПа; 3) ц < 120 МПа.
На рис. 1 приведены зависимости технической производительности проходческих комбайнов Qт (м3/мин) для заданного предела прочности пород при одноосном сжатии цсж, (МПа).
Сравнительный анализ зависимостей Qт = Дцсж) показал, что ПК П-ой группы практически в 2^2,5 раза превышают аналоги из Ьой группы по производительности практически для пород любой твердости. При этом большинство ПК ориентировано на работу по породам, где осевое усилие режущего инструмента достигает 130^140 МПа, в то время как для ПК Ьой группы не превышают 120 МПа. По мягким породам производительность ПК П-ой группы превышает аналогичную !-ой в 2,5^4 раза.
QT, MVmhh
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
1) п =. ■П IM+-41 í/q,...
2 Q = -( ',21 +200,
\ - 2
\ S N i
0 2 0 4 0 6 0 8 0 1С Ю Id
Я^МПа
Рис. 1. Зависимость технической производительности проходческих комбайнов от
величины одноосного сжатия: 1) 1-я групппа; 2) 11-я группа
W,, кВт*ч
кВтХч/м1
300
250
200
150
100
50
1 э
) 3 /4
я ll SL / ^ /1 f / f / / /5
V Т Н У ~J~ 2V / 6
; л / и * ч ъ*//у 4*
¡/ =4 -------- 5* 6*
10
9,0
7,0
5,0
3,0
1,0
0 100 200 300 400 500 600
% M-V4
Рис. 2. Энергетические характеристики проходческих машин с исполнительным органом избирательного действия
Номер зависимости Уравнение регрессии Усилие одноосного сжатия qсж, МПа Коэффициент корреляции R
1-я группа
1 № = 38,2 + 0,86 х 0 <20 0,796
1* ют = 0,88 + 36,4/0т -0,62
2 № = 48,7 + 3,1 х 0 <80 0,92
2* ю = 3,9 + 39,1/0 -0,65
3 № = 75,5 + 5,97 х 0 <120 0,74
3* ют = 3,5 + 104/0т -0,58
11-я группа
4 № = -11,75 + 0,66 х 0 <20 0,87
4* ют = 0,44 + 60,3/0т -0,25
5 № = -37,8 + 0,83 х 0 <80 0,77
5* ют = 0,61 + 10,7/0т -0,39
6 № = -55,2 + 1,06 х 0 <120 0,79
6* ют = 0,63 + 58,7/0т -0,47
Анализ технических характеристик проходческих комбайнов 11-ой группы, определение расчетных параметров электрической нагрузки (расчетной мощности электродвигателей) и технической производительности позволили получить соответствующие энергетические характеристики, представленные на рис. 2, позволяющие оценить уровень энергозатрат на ведение горнопроходческих работ по породам различной степени твердости.
Полученные в результате корреляционно-регрессионного анализа зависимости технологического и удельного расхода электроэнергии от часовой производительности проходческих машин представлены таблице.
Результаты сравнительного анализа энергетических характеристик проходческих комбайнов позволили сделать следующие выводы.
1. Для ПК 1-ой группы мощность двигателя исполнительного органа изменяется в диапазоне 55^200 кВт (при суммарной мощности электродвигателей комбайна 100,5^390 кВт).
Для ПК 11-ой группы мощность двигателя исполнительного органа изменяется в диапазоне 45,2^436 кВт (при суммарной мощности электродвигателей комбайна 75^975 кВт). Таким образом, по показателям установленной мощности ПК 11-ой группы в 1,5^2 раза превышают аналогичные показатели ПК 1-ой группы при одинаковых пределах
2. Производительность ПК 1-ой группы по породе изменяется в пределах 15^200 м3/ч, а для ПК 11-ой группы - в пределах 50^500 м3/ч. Таким образом, по показателям технической производительности ПК 11-ой группы в 2,5^3 раза превышают аналогичные показатели ПК 1-ой группы при одинаковых пределах прочности пород.
Удельный расход электроэнергии для ПК 1-ой группы изменяется в пределах 1,2^8,8 кВтхч/м3, а для ПК 11-ой группы - в пределах 0,4ч1,5 кВтхч/м3. Таким образом, по показателям энергоэффективности ПК 11-ой группы в 3х5 раза превышают аналогичные показатели ПК 1-ой группы.
Предлагаемые обобщенные энергетические характеристики можно использовать при определении технологического и удельного расхо-
да электроэнергии проходческими комбайнами и комплексной оценке энергоемкости проходческих работ.
1. Горная техника. Каталог-справочник. Выпуск № 1. - СПб., 2012. - С. 40-43.
2. Пичуев А.В., Садридинов А.Б. Энергетические характеристики проходческих комбайнов с исполнительными органами из-
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
бирательного действия // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2013. -№ 9. - С. 348-350.
3. Проходческие комбайны. Каталог техники. URL: http://maxi-exkavator.ru/.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
Садридинов Ахли Батридинович - аспирант,
Пичуев Александр Вадимович - кандидат технических наук, доцент, МГИ НИТУ «МИСиС», e-mail: ud@msmu.ru.
UDC 658.26:621.31:622.012
COMPARATIVE ANALYSIS OF ENERGY PERFORMANCE OF ROADHEADERS PRESENTED ON THE WORLD MARKET
Sadridinov A.B., Graduate Student,
Pichuev A.V., Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor,
Moscow Mining Institute, National University of Science and Technology «MISiS»,
e-mail: ud@msmu.ru.
The article presents the results of the analysis roadheaders domestic and foreign production, allowing on the basis of their technical characteristics, as well as the parameters and modes of operation to determine the values of technological and specific energy consumption depending on the performance and strength of the electric power, to establish the level of energy consumption.
Key words: mining machines, energy characteristics, technological energy consumption, electric power intensity, the performance of mining machines.
REFERENCES
1. Gornaya tekhnika. Katalog-spravochnik (Mining equipment. Catalogue-Guide), issue 1, Saint-Petersburg, 2012, pp. 40-43.
2. Pichuev A.V., Sadridinov A.B. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten'. 2013, no 9, pp. 348350.
3. Prokhodcheskie kombainy. Katalog tekhniki (Continuous heading machines. Equipment catalogue). URL: http://maxi-exkavator.ru/.
