Исследование влияния технологической схемы работы очистного комбайна и длины лавы на удельный расход электроэнергии скребкового конвейера механизированного очистного забоя

Исследовано влияние технологической схемы работы очистного комбайна и длины лавы на удельный расход электрической энергии скребкового конвейера механизированного забоя угольной шахты при отработке пластов пологого падения с целью оценки энергоэффективности. Доля электрической энергии, потребляемой технологическими операциями добычи и транспортирования угля механизированными очистными забоями составляет 12–16% от общего потребления угольной шахты, поэтому исследование влияния технологических режимов работы оборудования и параметров очистного забоя на удельный расход электрической энергии скребкового конвейера актуальны. Разработана методика расчета удельного расхода электроэнергии электроприводом конвейера, позволяющая повысить точность расчета энергетических и технико-экономических параметров механизированного забоя с учетом особенностей электропотребления при выполнении технологических операций. Исследование проведено для механизированного забоя с комплексом YOU, работающего в условиях пласта 19 шахты «Костромовская» ООО «ММК-уголь», при вынимаемой мощности пласта 2 м. Установлены зависимости удельного расхода электроэнергии скребкового конвейера AFC для механизированного комплекса YOU от длины лавы и технологической схемы работы комбайна. Показано, что с увеличением длины лавы очистного забоя от 200 до 500 м удельный расход электроэнергии конвейера, вычисляемый в кВт·ч/т, увеличивается при односторонней схеме работы комбайна с 0,64 до 1,4, а при челноковой схеме работы — с 0,53 до 1,25. При росте длины лавы очистного забоя от 200 до 500 м удельный расход электроэнергии конвейера, вычисляемый в кВт·ч/т·км, уменьшается с 3,2 до 2,8 для односторонней схемы работы комбайна и с 2,65 до 2,5 — для челноковой схемы работы. Применение челноковой схемы работы комбайна в механизированном комплексе позволяет повысить энергоэффективность скребкового конвейера на 11—18% по сравнению с односторонней схемой за счет повышения уровня загрузки конвейера. Доля удельного расхода электрической энергии скребкового конвейера в суммарном удельном расходе очистного комбайна и скребкового конвейера с увеличением длины лавы от 200 м до 500 м растет с 25% до 56%.

Ключевые слова: скребковый конвейер, удельный расход электроэнергии, механизированный очистной забой, потребляемая мощность, очистной комбайн, длина лавы, технологическая схема работы комбайна.
Как процитировать:

Бабокин Г.И., Шаллоева В.А. Исследование влияния технологической схемы работы очистного комбайна и длины лавы на удельный расход электроэнергии скребкового конвейера механизированного очистного забоя // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 4. – С. 167–176. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_4_0_167.

Благодарности:
Номер: 4
Год: 2021
Номера страниц: 167-176
ISBN: 0236-1493
UDK: 621.31.83
DOI: 10.25018/0236_1493_2021_4_0_167
Дата поступления: 21.05.2020
Дата получения рецензии: 02.10.2020
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.03.2021
Информация об авторах:

Бабокин Геннадий Иванович1 — д-р техн. наук, профессор, e-mail: babokinginov@yandex.ru,
Шаллоева Валерия Афанасьевна1 — e-mail: gotovtseva.va@misis.ru,
1 НИТУ «МИСиС».

 

Контактное лицо:

Бабокин Г.И., e-mail: babokinginov@yandex.ru.

Список литературы:

1. Захарова А. Г. Закономерности электропотребления на угольных шахтах Кузбасса. — Кемерово: Изда-во КузГТУ, 2002. — 198 с.

2. Кибрик И. С. К вопросу повышения эксплуатационной надежности привода забойных скребковых конвейеров // Уголь. — 2016. — № 8. — С. 96—97.

3. Бойков И. Л., Шестаков В. В., Заклика М., Ульрих Н. Опыт внедрения преобразователей частоты для привода забойных конвейеров шахты Воргашорская // Глюкауф. — 2010. — № 1(2). — С. 79—83.

4. Ткаченко А. А., Осичев А. В. Разработка моделей для исследования динамических процессов в электроприводах скребковых конвейеров // Вестник НТУ ХПИ. — 2013. — № 7. — С. 99—103.

5. Acarnley P. P., Watson J. F., Review of position-sensorless operation of brushless permanent-magnet machines // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2012.Vol. 53. No 2. Pp. 352—362.

6. Федоров Г. С., Журавлев Е. И. Расчет оптимальных энергетических параметров работы очистного комплекса в различных горно-геологических условиях на основе имитационной модели очистного комбайна // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 12. — С. 356—361.

7. Сергеев А. В., Кондрахин В. П., Стадник Н. И. Мехатроника в угольном машиностроении // Горное оборудование и электромеханика. — 2007. — № 4. — С. 20—29.

8. Бабокин Г. И. Энергосбережение в электроприводе конвейера // Известия вузов. Горный журнал. — 2002. — № 1. — С. 122—125.

9. Кубрин С. С., Решетняк С. Н., Бондаренко А. М. Анализ влияния технологических факторов на удельные параметры расхода оборудования выемочных участков угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 2. — С. 161— 170. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-2-0-161-170.

10. Ордин А. А., Метельков А. А. К вопросу об оптимизации длины к производительности комплексно-механизированного очистного забоя угольной шахты // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2013. — № 2. — С. 100—112.

11. Казаченко Г. В., Кислов Н. В., Бамсам Г. И. Основы расчета затрат мощности и производительности очистных и проходческих комбайнов. — Минск: БНГУ, 2015. — 75 с.

12. Галкин В. И., Шешко Е. Е. Транспортные машины. — М.: изд-во «Горная книга», МГГУ, 2010. — 588 с.

13. Jonek-Kowalska I., Turek M. Dependence of total production costs on production and infrastructure parameters in the Polish Hard Coal Mining Industry // Energies. 2017. Vol. 10. No 10. Article 1480. DOI:10.3390/en10101480.

14. Stebnev A. V., Zadkov D. A., Gabov V. V., Mukhortikov S. G. Analysis of operation of powered longwall systems in mines of SUEK-Kuzbass // Eurasian Mining. 2017. No 2. Pp. 28— 32. DOI: 10.17580/em.2017.02.07.

15. Brodny J., Alszer S., Krystek M., Tutak M. Availability analysis of selected mining machinery // Archives of Control Sciences. 2017. Vol. 27. No 2. Pp. 197—209.

16. Ning Wang, Zongguo Wen, Mingqi Liu, Jie Guo Constructing an energy efficiency benchmarking system for coal production // Applied Energy. 2016. Vol. 169. Pp. 301—308.

17. Плотников В. В. Вывод формулы для расчета производительности очистных комбайнов со штрековым, барабанным или корончатым исполнительным органом // Уголь. — 2009. — № 9. — С. 47—55.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.