Моделирование рабочих процессов погрузочно-транспортных модулей с учетом случайного характера внешних воздействий

Моделирование стохастического процесса формирования потока единичных черпаний ковшовыми погрузочными машинами. На этом этапе формируются ряды Vкj как совокупности случайных последовательностей при выгрузке штабеля. Используются математические модели, обоснованные в главах 2–4. В качестве исходных данных принимаются форма, размеры штабеля, его прогнозный гранулометрический состав. С учётом вывод

ов, полученных в п. 2.4, моделирование размера куска в малом выделенном объёме производится по одноступенчатой схеме без поциклового изменения гранулометрического состава штабеля и, соответственно, без определения гранулометрического состава груза в каждом малом выделенном объёме v: перед кромками рабочих органов, в ковше и т.д. Таким образом, структура алгоритма, формирующего случайный объём черпания ковша, может быть представлена следующим образом (рис. 5.6).

Блоки исходных данных состоят, в общем случае, из трёх подразделов: 1 – общий: горная выработка и горно-технологические условия её проведения; 2 – штабель горной массы: форма, размеры, гранулометрический состав; 3 – погрузочная машина: все необходимые характеристики машины в целом, погрузочного органа, привода; перечень характеристик определяется математическими моделями рабочих процессов, приведённых в пп. 3.1…3.4.

Рис. 5.6. Блок-схема алгоритма процесса формирования потока единичных черпаний (начало; окончание см. на с. 124)

Рис. 5.6. Окончание (начало см. на с. 123)

В состав имитационной модели входит блок 5 – генератор среднего случайного размера куска djк в малом выделенном объёме v. Генератор представляет собой функциональный блок, выдающий на выходе для каждого j-номера черпания djк.

На вход блока подаются исходные значения влияющих факторов, от которых зависит среднекватратичное отклонение sd случайного размера куска при моделировании по нормальному закону распределения. К ним относятся: гранулометрический состав штабеля F(d); значения малых объёмов – перед кромкой днища ковша vдн, боковой стенки ковша vбс и лапы vл.

Методика расчёта значений vдн, vбс, vл приводится в п. 2.4. Полученное на выходе генератора значение уточняется путём формирования случайного поразрядного состава горной массы с использованием биноминального закона распределения (2.3). Далее в блоках 6, 7, 8 рассчитывается глубина внедрения ковша по факторам напорного усилия Sjквн и максимальных возможностей механизма зачерпывания Sjкзач. По минимальному из этих значений определяется объём идеального черпания и объём ссыпания. В результате этих процедур для каждого j конкретизируются значения Vкj.

Моделирование ведётся по номерам циклов до выполнения условия, приведённого в блоке 9. В блоке 10 фиксируется поток объёмов черпания и число черпаний для выгрузки всего объёма штабеля Vшт. Отметим, что реализация случайного потока происходит на двух участках штабеля – в зоне разброса и в основной части штабеля (рис. 5.3). В каждом цикле учитывается реальная высота штабеля Hшт. Черпания машины принимаются осевыми, реальная схема выгрузки штабеля не моделируется в связи со сложностью математических моделей, описывающих этот процесс.

Для погрузочных машин с нагребающими лапами в качестве номинального объёма vл принимается средний объём черпаний, вычисленный по математическим моделям, представленным в работе [102]. Порядок вычисления принят следующий:

- напорное усилие механизма подачи;

- глубина внедрения наклонной плиты;

- объём материала в активной зоне;

- номинальный объём черпания двумя лапами vл.

Остальные процедуры расчёта в принципиальном плане сохраняются, изменяются лишь расчётные модели.

Моделирование потока длительностей циклов черпания и доставки объёмов захвата к средствам призабойного транспорта. Должно выполняться в соответствии с алгоритмами, обоснованными в пп. 4.1 и 4.2. В подпрограмме длительности цикла черпания для ковшовых ШПМ должны быть созданы следующие блоки:

1) продолжительность цикла «чистой» погрузки Tчj в составе: продолжительность собственно цикла черпания Tч1j; продолжительность транспортирования зачерпнутого груза к месту передачи на средства ПЗТ – Tч2j;

2) продолжительность несовмещаемых с чистой погрузкой подготовительно-заключительных, вспомогательных операций Tвс и операций по обеспечению функционирования ПЗТ – Tтр.

Среди перечисленных трёх составляющих продолжительности цикла случайной будем признавать только Tч2j, так как её значения определяются случайным изменением расстояния транспортирования, которое, в свою очередь, зависит от объёма черпания Vкj и «отодвиганием» передней части штабеля от места разгрузки ковша. Таким образом, алгоритм расчёта TцS может быть представлен следующей логической схемой (рис. 5.7).

Процедуры, перечисленные в операторах 4, 5 и 6…14, обоснованы в пп. 4.1 и 4.2. Расчёт случайной составляющей цикла черпания Tч2j требует специального рассмотрения.

Случайная составляющая цикла черпания. Как показано раннее (п. 4.2), случайная составляющая цикла черпания Tч2j является следствием изменения длины штабеля в процессе погрузки Lj после каждого цикла черпания j. При этом для различных вариантов ППТМ возможны два случая реализации Tч2j:

1) погрузка ведётся на проходческий передвижной перегружатель при постоянном расстоянии от начала штабеля до места разгрузки ковша l0; в этом случае Tч2j складываются из двух составляющих:

Tч2j = (l0/ср + Lj /ср),

где ср – средняя скорость движения машины от места загрузки ковша до места его разгрузки; в этом варианте нужно отыскать случайную последовательность Lj (j, Vкj);

Рис. 5.7 Алгоритм расчёта продолжительности выгрузки штабеля

(начало; окончание см. на с. 127)

Рис. 5.7. Окончание (начало см. на с. 126)

2) погрузка ведётся в мини-состав, состоящий из zв вагонеток zв = 1, 2, …, k, …; тогда расстояние движения погрузочной машины складывается из трёх составляющих Tч2j = l0/ср + Lzk /ср + Lj /ср, где Lzk – расстояние от исходного начального положения машины до k-й вагонетки; в этом варианте нужно отыскивать случайную последовательность Lj (j, Vкj, k).

 Скачать реферат