Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Горные машины

Диссертационная работа:

Хачатрян Самвел Амазаспович. Обоснование методов повышения надежности эксплуатации конвейерных систем угольных шахт : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.05.06 : Санкт-Петербург, 2004 280 c. РГБ ОД, 71:05-5/148

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. Проблема повышения надежности технологического и, в частности, транспортного оборудования в горнодобывающей промышленности страны была и остается важнейшей. Усложнение горно-геологических и горно-технических условий на шахтах и рудниках, увеличение концентрации горных работ, и вследствие этого, увеличение грузопотоков предъявляют повышенные требования к надежности транспортных систем. Растет мощность и конструктивная сложность горнотранспортного оборудования. На шахтах ОАО «Воркутауголь» уже используются ленточные конвейеры нового типа с промежуточными приводами. Так как в нашей стране такие конвейеры еще только начинают использовать, естественно, что и исследованием их надежности пока детально не занимались. Эта задача на сегодня является одной из самых актуальных. Наблюдается стремление к объединению в ряде случаев транспортных систем смежных шахт.

Основной тенденцией в развитии транспортных систем на угольных шахтах является переход на их полную конвейеризацию. При этом создается непрерывный грузопоток, прерывание которого из-за отказа магистрального конвейера приводит к остановке шахты на период ликвидации этого отказа, что сопровождается большими экономическимипотерями.

На шахтах практически завершена конвейеризация участковых транспортных потоков. Примерно 50-60 % магистральных выработок шахт оснащены высокопроизводительными ленточными конвейерами. Наблюдается устойчивая тенденция к замене цикличного транспортирования угля по вертикальным стволам ленточными конвейерами по наклонным стволам. Имеются примеры использования ленточных конвейеров специальной конструкции для транспортирования угля по вертикальным стволам шахт. В наиболее развитых угольных бассейнах страны увеличивается количество шахт с полной конвейеризацией транспорта угля от очистных забоев до поверхности.

I I4JC. национальная"/

І 6НБЛИ0ТЕКА {

С увеличением времени эксплуатации конвейерной линии ее надежность снижается в сравнении с проектной вследствие амортизации узлов и деталей конвейеров и перегрузочных пунктов, что не учитывается при проектировании. По мере расходования ресурса растет число отказов, возрастают расходы на восстановление работоспособности, увеличиваются простои конвейерных линий и связанные с этим потери добычи угля. Так, за период 1997-2001 гг. простои конвейерных линий на шахтах ОАО «Воркутауголь» увеличились в 6,65 раза (с 340 до 2260 ч), а потеря добычи угля по этой причине - почти в десять раз (с 35,9 до 343 тыс. т).

Поэтому исследование и разработка методов и технических средств обеспечения высокого уровня надежности конвейерных систем представляет собой весьма актуальную проблему.

Цель работы. Установление причинных связей отказов структурных элементов конвейерных систем с условиями их эксплуатации для оценки показателей надежности и установления закономерностей их изменения, что позволит существенно повысить эффективность эксплуатации конвейерных систем угольных шахт.

Идея работы заключается в том, что повышение надежности функционирования конвейерных систем в условиях угольных шахт достигается на основе реализации динамических математических моделей систем, учитывающих закономерности взаимодействия их структурных элементов и позволяющих прогнозировать уровень надежности последних на стадии проектирования и в процессе эксплуатации.

Задачи исследований:

  1. Статистический анализ показателей надежности конвейерных систем угольных шахт и выявление наиболее слабых звеньев; установление законов распределения показателей надежности основных узлов ленточных конвейеров и конвейерных систем.

  2. Разработка математических моделей надежности конвейерных систем и отдельно взятого конвейера.

  3. Разработка алгоритмов и на их основе пакета прикладных программ, методов моделирования уровня надежности конвейерных систем для различных структур и условий их эксплуатации.

  1. Обоснование целесообразности и эффективности применения на угольных шахтах новых технических решений при формировании систем конвейерного транспорта.

  2. Разработка технических и технологических требований к надежности шахтных конвейеров, как структурных элементов системы конвейерного транспорта.

Методы исследования. В работе использованы методы системного анализа изучаемых объектов и процессов с использованием основных положений теории вероятностей и математической статистики, теории надежности, теории массового обслуживания, а также методы математического моделирования.

Научные положения, выносимые на зашиту:

  1. Оценочные показатели надежности структурных элементов конвейерных систем подчиняются как правило экспоненциальному закону распределения, при этом случайные процессы перехода системы из одного функционального состояния в другое обладают свойствами эргодичности, что позволяет применить математические модели надежности конвейерных систем на основе непрерывных марковских процессов.

  2. Математические модели переходных состояний конвейерных систем и их структурных элементов могут быть описаны системами дифференциально-разностных уравнений для прогнозирования показателей надежности конвейерных систем в различных условиях эксплуатации.

  3. Оптимизация выбора антифрикционных материалов в паре трения лента конвейера-опора скольжения по критерию максимума износостойкости может быть обеспечена на основе математической модели процесса взаимодействия этих элементов с учетом условий их контакта и постоянной скорости движения ленты.

  4. Математическая модель ленточного конвейера с промежуточными приводами, учитывающая особенности горно-технических условий угольной шахты, динамические режимы при пуске и торможении конвейера, а также пороговый уровень коэффициента готовности конвейера, позволяет выбрать оптимальное количество промежуточных приводов, их рациональное размещение и оценить

оценить эффективность использования последних в транспортной системе угольных шахт.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается анализом большого массива статистических данных, удовлетворительной сходимостью результатов математического моделирования с опытными данными и результатами экспериментальных исследований в производственных условиях; а также внедрением ряда практических рекомендаций на шахтах ОАО «Воркутауголь».

Научная новизна выполненной работы заключается в следующем:

установлены законы распределения показателей надежности структурных элементов конвейерных транспортных систем для условий угольных шахт;

разработаны математические модели переходных состояний структурных элементов конвейерных систем, отличающиеся от известных тем, что в них рассматривается транспортная система всего горизонта угольных шахт с обоснованием применимости при разработке модели на основе теории непрерывных марковских процессов;

теоретически обоснованы оптимальные условия применения опор скольжения с установлением закономерностей процессов взаимодействия конвейерной ленты и опор скольжения;

получены закономерности протекания переходных процес
сов при пуске и торможении многоприводных ленточных конвейе
ров.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

в разработке методики и пакета прикладных программ расчета показателей надежности конвейерных систем и отдельного конвейера на основе предложенных математических моделей;

в разработке научно обоснованных рекомендаций по совершенствованию конструкций ленточных конвейеров, связанных с применением опор скольжения вместо роликовых в узлах загрузки и на холостой ветви конвейера, устройств для повышения безопасно-

сти эксплуатации конвейеров (контроль температуры, ловители конвейерных лент и др.);

в предложении математической модели расчета многоприводных конвейеров, позволяющей оценить их эффективность в различных условиях эксплуатации и разработать методику расчета показателей их надежности;

в разработке технических и технологических требований к надежности шахтных ленточных конвейеров.

Реализация работы

результаты диссертационной работы внедрены в ННЦГП ИГД им А. А. Скочинского при разработке типоразмерного ряда шахтных ленточных конвейеров для наклонных стволов и протяженных выработок;

результаты ииследований использованы институтом «Пе-чорНИИпроект» при проектировании многоприводных ленточных конвейеров при модернизации конвейерных линий шахт ОАО «Воркутауголь», а также для рекомендаций по повышению пожарной безопасности проектируемых конвейеров и конвейерных линий;

результаты диссертационный работы приняты к использованию в ОАО «Александровский машиностроительный завод» при проектировании многоприводных ленточных конвейеров для угольных шахт по рациональному размещению промежуточных приводов; предложенное в диссертации конструктивное решение опоры скольжения взамен роликоопор в узлах загрузки и на холостой ветви принято для использования в проектах конвейерных установок, выпускаемых заводом;

в ОАО «Воркутауголь» принята для использования разработанная техническая документация опор скольжения для грузоне-сущей ленты в узлах загрузки и холостой ветви конвейеров 1Л120 и 1Л100; использованы как рекомендации по повышению надежности соединений конвейерных лент, так и методика сбора и анализа статистических данных об отказах ленточных конвейеров, позволяющие выявить удельный вес отказов важнейших структурных элементов их последствий и определить пути повышения надежности последних.

Личный вклад соискателя состоит:

в установлении теоретических законов распределения показателей надежности структурных единиц конвейерной системы, в масштабах целого угольного бассейна, выявлении наименее надежных узлов, что позволило обосновать разработку математической модели надежности конвейерных систем на базе непрерывных марковских процессов, позволяющей прогнозировать уровень надежности системы при проектировании и эксплуатации; в разработке физико-математической модели взаимодействия сопряженных элементов в системе «конвейерная лента-опора скольжения», позволяющей определять её оптимальные параметры; участии в проведении экспериментальных исследований; в разработке методики расчета многоприводных ленточных конвейеров с учетом особенностей угольных шахт и уровня надежности.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на межкафедральных научных семинарах в СПГГИ(ТУ) (Санкт-Петербург, 2000 - 2004 гг); международном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2004 г.); научно-техническом совете института «ПечорНИИпроект» (Воркута, 2003 г.); на семинаре в ННЦГП «ИГД им. А. А. Скочинского (2002 г.); на техническом совете ОАО «Воркутауголь» (Воркута, 2002 - 2003 гг.); 2-ой Международной научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития горнодобывающих отраслей промышленности» (Рудный, Республика Казахстан, 2004 г.); 4-ой Международной научно-практической конференции «Конвейерный транспорт: ленты, ролики, эксплуатация» (Боровичи, Новогородская обл., 2004 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 20 работ, в том числе изобретение и монография.

Структура и объем диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 152 наименований, 8 приложений, содержит 263 страниц машинописного текста, который сопровождается необходимыми таблицами и рисунками.

В приложение включены документы, подтверждающие практическое использование и внедрение результатов работы.

Подобные работы
Симисинов Денис Иванович
Исследование и выбор технологических методов повышения надежности опор шарошечных долот
Мамедов Адиль Шихамир-оглы
Разработка и обоснование мероприятий по повышению энергоэффективности комплексов шахтного водоотлива (На примере шахт ОАО "Севуралбокситруда")
Макаров Владимир Николаевич
Обоснование параметров и создание газоотсасывающих вентиляторных установок комбинированного проветривания угольных шахт
Эгамбердиев Илхом Пулатович
Обоснование метода оценки технического состояния буровых станков
Дьяченко Антон Вячеславович
Обоснование метода расчета напряженного состояния сыпучего груза и нагрузок на опорные элементы при формировании желоба трубчатого ленточного конвейера
Щеголевский Михаил Миронович
Обоснование методов расчета и проектирования гидромеханических исполнительных органов проходческих комбайнов
Волин Игорь Алексеевич
Обоснование метода расчета соединений ленты с ходовыми каретками подвесных ленточных конвейеров для транспортирования горных пород
Дрыгин Сергей Юрьевич
Обоснование метода вибродиагностики технического состояния одноковшовых карьерных экскаваторов
Демидов Владимир Иванович
Обоснование параметров и разработка метода технического диагностирования гидрооборудования механизированных крепей
Поляков Андрей Вячеславович
Обоснование рациональных параметров импульсных струй воды высокого давления и разработка метода расчета эффективности процесса резания ими горных пород

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net