Підвищення енергоефективності транспортування вугілля шляхом узгодження швидкостей комбайна та вибійного конвеєра

Автор(и)

  • Mykola Stadnik Вінницький національний аграрний університет вул. Сонячна, 3, м. Вінница, Україна, 21008, Україна https://orcid.org/0000-0003-2109-6219
  • Dmytro Semenchenko Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300, Україна https://orcid.org/0000-0002-2674-9453
  • Anatoly Semenchenko Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300, Україна https://orcid.org/0000-0001-5706-7386
  • Pavlo Belytsky Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300, Україна https://orcid.org/0000-0003-0982-7103
  • Svitlana Virych Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300, Україна https://orcid.org/0000-0003-4734-345X
  • Viktor Tkachov Національний технічний університет «Дніпровська політехніка» пр. Д. Яворницького, 19, м. Дніпро, Україна, 49005, Україна https://orcid.org/0000-0002-2079-4923

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.156121

Ключові слова:

вугільні комбайни, питомі енерговитрати, вибійні скребкові конвеєри, характеристика вантажопотоку, напрямок руху комбайна

Анотація

Об'єктом дослідження є процес формування середньозважених питомих енерговитрат на транспортування гірничої маси лавним скребковим конвеєром при інтенсивному вуглевидобутку в умовах нерівномірності руху очисного комбайна. Предмет дослідження – закономірності впливу нерівномірності швидкості подачі очисного комбайна на енергетичні показники транспортування скребковим конвеєром очисного забою в умовах інтенсивного вуглевидобутку. Метою роботи є обґрунтування способу підвищення енергоефективності функціонування системи «очисний комбайн - забійний конвеєр» в умовах інтенсивної вуглевидобутку. Виконано статистичну обробку результатів експериментальних досліджень швидкості подачі очисного комбайна КДК500 в умовах 23 східної лави пласта с11 шахти «Південнодонбаська» (м. Вугледар, Україна) ДП «Донецьквугілля», здійснених інститутом «Донгіпровуглемаш» (Україна). Розроблено структурну і математичну моделі процесу виникнення вихідного вантажопотоку з очисного вибою і формування питомих енерговитрат на транспортування гірської маси скребковим конвеєром лави. Математична модель робочого процесу ураховує вплив величини і нерівномірності швидкості подачі очисного комбайна на енергоспоживання при транспортуванні вантажу. Встановлено суттєву нерівномірність швидкісних режимів, продуктивності очисного комбайна, що викликано гірничо-геологічними умовами й характером технологічного процесу, існуючими методиками узгодження режимів роботи видобувного і транспортного обладнання очисних вибоїв. Встановлено вплив швидкісних режимів та продуктивності комбайна на питомі енерговитрати на транспортування вантажу скребковим конвеєром лави.

Наслідком є висока нерівномірність вантажопотоку як в лаві, так і на подальшому транспортному ланцюжку, що викликає істотне підвищення енерговитрат на транспортування вантажу. Досліджено вплив швидкісних режимів роботи комбайна, як наслідок – його продуктивності, на енергетичні показники процесу транспортування вугілля та на характер розподілення вантажопотоку. Встановлено: підвищення швидкості подачі очисного комбайна і зниження швидкості скребкового конвеєра знижує питомі енерговитрати на транспортування відбитої гірської маси у лаві

Біографії авторів

Mykola Stadnik, Вінницький національний аграрний університет вул. Сонячна, 3, м. Вінница, Україна, 21008

Доктор технічних наук, професор

Кафедра електротехнічних систем, технологій і автоматизації в АПК

Dmytro Semenchenko, Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300

Кандидат технічних наук

Кафедра обладнання видобувних і перероблювальних комплексів

Anatoly Semenchenko, Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300

Доктор технічних наук, професор

Кафедра обладнання видобувних і перероблювальних комплексів

Pavlo Belytsky, Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300

Старший викладач

Кафедра обладнання видобувних і перероблювальних комплексів

Svitlana Virych, Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300

Кандидат технічних наук

Кафедра прикладної механіки

Viktor Tkachov, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка» пр. Д. Яворницького, 19, м. Дніпро, Україна, 49005

Доктор технічних наук, професор

Кафедра автоматизації та комп’ютерних систем

Посилання

  1. Krutov, G. V., Savickiy, A. I. (2015). Ekonomicheskaya ocenka effektivnosti investiciy v energosberegayushchie reguliruemye elektroprivody konveyerov gorno-obogatitel'nyh kombinatov. Politekhnicheskiy zhurnal. Available at: http://www.metaljournal.com.ua/Economic-evaluation-of-the-effectiveness-of-investments-in-energy-saving-electric-adjustable-conveyors-mining-and-processing/
  2. Ruhlov, A. V., German, E. D. Energeticheskie harakteristiki magistral'nogo konveyernogo transporta ugol'nyh shaht. Available at: http://www.nbuv.gov.ua/old_jrn/natural/Geta/2010_84/7.pdf
  3. Semenchenko, A., Stadnik, M., Belitsky, P., Semenchenko, D., Stepanenko, O. (2016). The impact of an uneven loading of a belt conveyor on the loading of drive motors and energy consumption in transportation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (1 (82)), 42–51. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.75936
  4. Semenchenko, A. K., Stadnik, N. I., Belitskiy, P. V., Semenchenko, D. A. (2017). Mathematical model of target function for optimizing modes of the beltconveyor drive operation. Heotekhnichna mekhanika, 134, 163–178.
  5. Adadurov, V. V., Arinenkov, V. V., Voyush, F. S. et. al.; Budishevskiy, V. A., Sulima, A. A. (Eds.) (1999). Teoreticheskie osnovy i raschety transporta energoemkih proizvodstv. Doneck: RIA DonNTU, 217.
  6. Ponomarenko, V. A., Makarova, E. V., Kreymer, E. L. et. al. (1977). Tekhnologiya, organizaciya i ekonomika podzemnogo transporta. Moscow: Nedra, 221.
  7. Wang, N., Wen, Z., Liu, M., Guo, J. (2016). Constructing an energy efficiency benchmarking system for coal production. Applied Energy, 169, 301–308. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.02.030
  8. Wang, X., Li, B., Yang, Z. (2018). Analysis of the Bulk Coal Transport State of a Scraper Conveyor Using the Discrete Element Method. Strojniški vestnik – Journal of Mechanical Engineering, 64 (1), 37–46.doi: https://doi.org/10.5545/sv-jme.2017.4790
  9. Stadnik N. I. (2013). Mekhatronniy podhod pri analize dvizhushchihsya gornyh kompleksov. Naftogazova energetika, 1 (19), 91–98.
  10. Fedotov, G. S., Zhuravlev, E. I. (2016). Determination of optimal energy parameters of winning assembly under different ground conditions based on cutter-loader simulation model. Gorniy informacionno-analiticheskiy byulleten', 12, 356–361.
  11. Gusarov, A., Gusarov, O., Kovalev, Ye. (2007). Aproaches to the power increase of economy-type conveyer induction motors in coal-mining industry. Naukovi pratsi DonNTU: Elektrotekhnika ta enerhetyka, 7 (128), 164–165.
  12. Tkachenko, A. A., Osichev, A. V. (2013). Snizhenie tokovyh i dinamicheskih nagruzok v reguliruemom asinhronnom elektroprivode shahtnogo skrebkovogo konveyera pri zaklinivanii cepi. Visnyk NTU «KhPI», 17, 157–162.
  13. Makaryan, L. V., Sel'nicyna, M. V. (2016). Analiz i modelirovanie sluchaynogo shahtnogo gruzopotoka na magistral'nom sbornom konveyere. Gorniy informacionno-analiticheskiy byulleten', 5, 67–74.
  14. Kondrakhin, V., Stadnik, N., Belitsky, P. (2013). Statistical Analysis of Mine Belt Conveyor Operating Parameters. Naukovi pratsi DonNTU. Seriya elektromekhanichna, 2, 140–150.
  15. Korneev, S. V. (2005). Koncepciya adaptacii zaboynyh skrebkovyh konveyerov. Naukovi pratsi DonNTU, 99, 130–137.
  16. Leng, S., Chung, I.-Y., Edrington, C. S., Cartes, D. A. (2011). Coordination of multiple adjustable speed drives for power quality improvement. Electric Power Systems Research, 81 (6), 1227–1237. doi: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2011.01.012
  17. Zhang, S., Xia, X. (2011). Modeling and energy efficiency optimization of belt conveyors. Applied Energy, 88 (9), 3061–3071. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.03.015
  18. Ventcel', E. S. (1999). Teoriya veroyatnostey. Moscow: Vysshaya shkola, 576.
  19. Ventcel', E. S., Ovcharov, L. A. (2000). Teoriya sluchaynyh processov. Moscow: Vysshaya shkola, 383.
  20. Braslavskiy, I. Ya., Ishmatov, Z. Sh., Polyakov, V. H. (2004). Energosberegayushchiy asinhronniy elektroprivod. Moscow, 202. Available at: http://en-res.ru/wp-content/uploads/2012/12/asinhr_electroprivod_brasl.pdf
  21. Tkachov, V., Bublikov, A., Isakova, M. (2013). Control automation of shearers in terms of auger gumming criterion. Energy Efficiency Improvement of Geotechnical Systems, 137–144. doi: https://doi.org/10.1201/b16355-19
  22. Tkachov, V., Bublikov, A., Gruhler, G. (2015). Automated stabilization of loading capacity of coal shearer screw with controlled cutting drive. New Developments in Mining Engineering 2015, 465–477. doi: https://doi.org/10.1201/b19901-82

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-02-13

Як цитувати

Stadnik, M., Semenchenko, D., Semenchenko, A., Belytsky, P., Virych, S., & Tkachov, V. (2019). Підвищення енергоефективності транспортування вугілля шляхом узгодження швидкостей комбайна та вибійного конвеєра. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(8 (97), 60–70. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.156121

Номер

Том 1 № 8 (97) (2019): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Mykola Stadnik, Dmytro Semenchenko, Anatoly Semenchenko, Pavlo Belytsky, Svitlana Virych, Viktor Tkachov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.