CC BY
46
Геомеханика
13
УДК 622.271.4
И.А. Паначев, М. Ю. Насонов, А.Н.Путятин
ВЛИЯНИЕ ГРАНСОСТАВА ВЗОРВАННОЙ ГОРНОЙ МАССЫ НА НАДЕЖНОСТЬ ШАГАЮЩИХ ЭКСКАВАТОРОВ
Совершенствование основного карьерного оборудования невозможно без анализа его работоспособности. Использование методов теории надежности позволяет получить необходимую информацию, наиболее полно характеризующую работу оборудования.
За объект исследования был принят поток отказов шагающих экскаваторов, на который влияют горногеологические и климатические факторы.
Для учета влияния горногеологических факторов была использована классификация пород по естественной блочно-сти [1]. Согласно этой классификации горные породы делятся на три категории по блочно-сти. Породы с естественной блочностью до 0.3 м относятся к легковзрываемым; с 0.6-0.8 м -средневзрываемым и выше 0.8 м - к трудновзрываемым. Исследования влияния качества взрывной подготовки на поток отказов шагающих экскаваторов, проводились на Черниговском и Кедровском разрезе, где вскрышные породы представлены тремя категориями по блоч-ности (рис.1).
В качестве исходной информации для оценки надежности шагающих экскаваторов использовались отчетные данные горных предприятий, акты аварий, отчеты диспетчерских и механических служб о заменах деталей и узлов экскаваторов.
Изменения параметра потока отказов ю экскаваторов ЭШ 10/70 в течение года по месяцам представлены на рис.2. Анализ графиков показывает, что на величину потока отказов значительно влияет блочность разрабатываемых пород.
Из рис.2 видно, что в зимние месяцы по сравнению с летними величина потока отказов возрастает в 1,8 раза. Так при экскавации крупноблочных
пород по сравнению с мелкоблочными, в которых отсутст-
поток отказов увеличивается более чем в два раза.
Оценка надежности шагающих экскаваторов при эксплуатации их в различных условиях еще не позволяет установить причины столь широкого диапазона изменения показателей надежности.
Поэтому необходимо исследовать надежность не только экскаватора в целом, но и на-
дование, подъемный механизм, поворотный и ходовой меха-
Влияние условий эксплуатации на параметр потока отказов подсистем экскаватора ЭШ 10/70 представлено на рис.3.
Анализ полученных данных рис.3. позволяет сделать вывод, что влияние блочности пород на надежность подсистем экскаваторов усиливается при воздействии климатических факторов.
В результате выполненных исследований установлено, что
Рис. 2. Изменения параметра потока отказов ш экскаваторов ЭШ 10/70, по месяцам
дежность его узлов и агрегатов. Это позволяет выявить наименее надежные узлы и механизмы и определить основные пути повышения надежности машины в целом. Для этого экскаватор разбивается на ряд подсистем, а именно: рабочее обору-
грансостав взорванной горной массы содержит значительный процент негабарита, существенно затрудняющего эффективную работу экскаваторов. Использование шагающих экскаваторов в этих условиях часто становится причиной непредви-
вуют некондиционные куски низмы.
р, %
/ V / 3^
/ 1 \ / 2 ' \
/ V \
А
7 *
О 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 X, см
Рис.1 Полимодальность распределения естественных отдельностей вскрышных пород угольных разрезов: 1-мелкоблочные, 2-среднеблочные, 3-крупноблочные
14
И.А. Паначев, М. Ю. Насонов, А.Н.Путятин
□ Рабочее оборудование
□ Подъемный механизм
□ Поворотный механизм
□Ходовой
механизм
а)
1 2 3
Категории пород по блочности
0,02
0,015
0,01
0,005
0
I
□ Рабочее оборудование
□ Подъемный механизм
□ Поворотный механизм
□ Ходовой механизм
Категории пород по блочности
б)
Рис.3. Гистограмма изменения потока отказов (а, ч ) подсистем экскаваторов по категориям пород:
а) зимний период; б) летний период
денных отказов [2].
При экскавации взорванных горных пород ковш экскаватора, в основном, встречается с кусками породы, по размерам значительно меньшими ширины ковша. Некачественная подготовка пород взрывом влечет за собой увеличение числа некондиционных кусков, что приводит к перенапряжению металлоконструкций в процессе экскавации. Влияние некондиционных кусков на возникновение перенапряжений в металлоконструкциях шагающих экскаваторов подтверждается измерениями деформаций в характерных зонах стрелы, надстройках и поворотных платформах шагающих экскаваторов, работавших на скальных породах [2]. При экскавации некондиционных кусков наблюдались резкие пики напряжений в этих узлах металлоконструкций, что вело к возникновению и развитию трещин, а также к отказам металлоконструкций экскаваторов. Число некондиционных кусков зависит от естественной блочности пород и качества подготовки забоя к экскавации взрывом, то есть от среднего
диаметра куска в развале.
Из рис.4 видно, что при изменении диаметра среднего куска в развале dср до 0,3 м надежность шагающих экскаваторов достаточно высока и имеет практически постоянное значение. Интерес представляют породы с естественной блочно-стью при dср>0,3 м. При разрушении взрывом пород среднеблочных и крупноблочных начинается значительное увеличе-
ш, ч
встречи с некондиционным куском выше. Особенно это заметно при разработке крупноблочных пород.
В результате исследований было установлено, что для минимизирования трещинообразо-вания в металлоконструкциях и оптимизации затрат на буровзрывные работы наиболее рациональным размером среднего куска в развале горных пород является dm = 0,3 м. Это позво-
0,018
0,016
0,014
0,012
0,01
0,008
0,006
0,004
0,002
0,001
Рис.4. Зависимость потока отказов от диаметра куска
ние потока отказов экскаваторов, это объясняется тем, что с увеличением диаметра среднего куска в развале dср вероятность
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
лит значительно уменьшить число отказов и увеличить межремонтный период эксплуатации шагающих экскаваторов.
1. И.А. Паначев, А.Г. Нецветаев. Особенности открытой добычи и переработки углей сложноструктурных месторождений Кузбасса. Кемерово, 1997, с.31-40.
2. И.А. Паначев, М.Ю. Насонов, М.В.Беленко Трещинообразование в металлоконструкциях экскаваторов. Известия вузов. Горный журнал, 2000, №5, с.117-122.
□ Авторы статьи:
Паначев Насонов
Иван Андреевич Михаил Юрьевич
- докт. техн. наук, проф., зав. каф. - канд. техн. наук, доц. каф. сопро-
сопротивления материалов тивления материалов
Путятин Андрей Николаевич ■ аспирант каф. сопротивления материалов
