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

Выполненные исследования позволили получить следующие основные результаты:

1. Разработана общая структура инженерной методики выбора рациональных вариантов проходческих погрузочно-транспортных модулей, которая позволяет последовательно выполнить весь процесс выбора и анализа вариантов ППТМ для конкретных условий эксплуатации.

2. Разработаны алгоритм и программа имитационной модели функц

ионирования проходческого погрузочно-транспортного модуля, соответствующая структуре инженерной методики. Программное обеспечение процедур моделирования позволяет вводить в качестве исходных данных и учитывать стохастический состав погружаемой горной массы.

3. Выполнена прогнозная оценка эффективности различных вариантов ППТМ, позволяющая на стадии принятия решений произвести предварительную оценку эффективности.

4. Выполнена оценка предельных возможностей погрузочно-транс-портных модулей с ковшовыми погрузочными машинами, для чего разработана методика расчёта трудоёмкости процесса.

5. Доказано, что учёт влияния гранулометрического состава штабеля приводит к значительным изменениям показателей ППТМ в сравнении с расчётом по детерминированным моделям.

6. Изучено влияние основных факторов на производительность и трудоёмкость ППТМ, определены перспективные варианты погрузочно-транспортных модулей, существенно повышающие эффективность этих подсистем.

Выводы И рекомендации

В работе дано новое решение актуальной научно-технической задачи, состоящей в обосновании методов повышения эффективности проведения выработок путём применения разработанных методов и процедур имитационного моделирования рабочих процессов и выбора рациональных вариантов проходческих погрузочно-транспортных модулей при случайном характере внешних воздействий. Проведённые исследования позволили сформулировать следующие основные научные и практические результаты.

1. Разработана общая структура имитационной модели для оценки предельных возможностей оборудования проходческой погрузочно-транспортной подсистемы, реализующей процессы формирования производительности в стохастической среде кусковой горной массы за чистое и общее время погрузки с учётом трудоёмкости вспомогательных операций. Обоснована необходимая и достаточная совокупность математических моделей и логических взаимосвязей, позволяющая адекватно воспроизводить рабочие процессы при погрузке и при забойном транспортировании горной массы с использованием погрузочно-транспортных модулей различного конструктивного исполнения.

2. Впервые разработан метод описания гранулометрического состава штабеля горной массы и локальных объёмов захвата и транспортирования по крупности как стохастический процесс. Метод позволяет производить классификацию условий погрузки горной массы не только по среднему размеру куска, но и последовательно моделировать изменение состава штабеля как непрерывную функцию распределения размера куска в зависимости от объёма штабеля и захвата горной массы в процессе погрузки. Применение метода описания гранулометрического состава штабеля как непрерывной функции размера куска позволяет повысить достоверность описания рабочих процессов погрузочных и призабойных транспортных машин и рассмотреть с новых позиций процессы внедрения, зачерпывания, наполнения погрузочных органов.

3. Выполнена корректировка и уточнение ряда математических моделей рабочих процессов погрузочных и призабойных транспортных машин и создана последовательная совокупность моделей, позволяющая путём имитации выгрузки штабеля с учётом динамики процессов определить производительность за чистое и общее время погрузки и трудоёмкость процесса. Оценка адекватности математических моделей проводилась различными методами, максимальное отклонение не превышает 12 %.

4. В математических моделях сопротивлений внедрению ковша в штабель предложены соотношения, применимые для ковшей с осевой и боковой разгрузкой. В моделях сопротивлений зачерпыванию введены условия, описывающие ковши с различной формой боковых стенок и учитывающие взаимосвязь глубины внедрения и высоты штабеля горной массы.

Впервые разработана методика определения максимальной вместимости ковша и объёма единичного захвата с учётом ссыпания через боковые стенки. Применение методики для оценки возможностей погрузочных машин показало, что их эксплуатационные показатели существенно завышены. Установлены причины снижения производительности ковшовых погрузочных машин с боковой разгрузкой как несоответствие параметров машины и рабочего органа.

6. Разработана имитационная модель формирования грузопотока проходческим перегружателем с клиновым тягово-транспортирующим органом с учётом вероятностного состава горной массы. Выполнено обобщение известных математических соотношений для стохастических условий преобразования грузопотока и разработаны оригинальные алгоритм и программа, позволяющие детально анализировать работу клинового тягово-транспортирующего органа в процессе эксплуатации. Модели могут использоваться и при конструировании машин этого класса.

7. С применением разработанных методов и моделей исследованы предельные технические возможности перспективных вариантов погрузочно-транспортных модулей на базе ковшовых машин и машин с парными нагребающими лапами. Установлено, что для конкретных горнотехнических условий могут быть выбраны варианты, повышающие технико-экономические показатели проходки выработок на 25–30 %.

8. Разработана инженерная методика выбора рационального состава проходческих погрузочно-транспортных модулей для конкретных условий эксплуатации. Методика содержит общую структуру, базы данных и необходимое программное обеспечение расчётов. Применение инженерной методики позволит снизить риск потребителей при выборе погрузочно-транспортного оборудования и повысить эффективность горнопроходческих работ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Хазанович, Г.Ш. Буровзрывные проходческие системы : учеб. пособие / Г.Ш. Хазанович, В.В. Ленченко ; Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. – Новочеркасск : ЮРГТУ, 2009. – 504 с.

2. Ляшенко, И.В. Проблемы интенсификации проведения горных выработок – системная интерпретация / И.В. Ляшенко, В.Г. Сильня // Системное исследование процессов добычи угля. – М. : Недра, 2008. – Гл. 11. – С. 41–77.

3. Горбунов, В.Ф. Основы проектирования буровзрывных проходческих систем / В.Ф. Горбунов, Л.Ф. Эллер, В.М. Скоморохов. – Новосибирск : Наука, 2007. – 184 с.

4. Проектирование и расчёт проходческих комплексов / В.Ф. Горбунов, В.В. Алексеев [и др.]. – Новосибирск : Наука, 2007. – 190 с.

5. Техника и технология горно-подготовительных работ / под ред. Э.Э. Нильвы. – М. : Недра, 2009. – 315 с.

6. Нильва, Э.Э. Научные основы разработки эффективной технологии проведения горных подготовительных выработок на угольных шахтах / Э.Э. Нильва // Горный журнал : изв. вузов. – 2010. – № 12. – С. 39–41.

7. Нильва, Э.Э. Горно-подготовительные работы на угольных шахтах / Э.Э. Нильва, И.Э. Цейтин. – М. : Недра, 2007. – 280 с.

 Скачать реферат