Обоснование и выбор критериев оценки параметров угледобывающих комплексов с целью повышения эффективности их применения

Актуальность работы. В основных угледобывающих странах мира, включая Китай, США, Австралию, ЮАР, РФ и Германию, при выемке пологих угольных пластов преимущественное применение получили комбайновые угледобывающие комплексы оборудования, работающие в длинных очистных забоях, в которых отсутствуют идентичные условия эксплуатации.

На выбор и результаты использования очистного оборудования влияет огромное разнообразие — не менее 25−30 горно-геологических и горнотехнических факторов. Отсюда повсеместно очистное оборудование для высокопроизводительных комплексно-механизированных забоев (КМЗ) разрабатывается и выпускается по индивидуальным заказам для конкретных условий эксплуатации, на основе ранее апробированных конструкций с улучшением или доработкой отдельных элементов или составных частей машины и обеспечением полной ответственности поставщика за выходные параметры оборудования, которые должны быть выше параметров оборудования конкурентов или применяемого в условиях данной шахты.

В связи с этим, разработчику необходимы критерии оценки машин комплекса для выбора оптимальной конструкции и рациональной схемы выемки, обеспечивающих высокие производительность и безопасность работ и минимизацию затрат по оборудованию в себестоимости угля в заданных условиях, а также для определения его конкурентоспособности.

Данные критерии необходимы и потребителю для выбора рационального состава комплекса и отдельных машин под конкретные условия эксплуатации, а также выбора наиболее целесообразных схем выемки.

Цель диссертационных исследований — выбор показателей оценки угледобывающего комплекса для определения оптимальных конструктивных схем машин комплекса и рациональных схем выемки угля, повышающих эффективность его применения.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использован комплексный, системный подход в реализации проблемы оценки эффективности механизации очистных работ на пологих пластах, включающий исследования, анализ и научное обобщение опыта создания отечественных и зарубежных угледобывающих комплексов и результаты работы очистного оборудования в разнообразных условиях с использованием ЭВМ, методов математической статистики для обработки теоретических и экспериментальных данных и экспертных оценок с применением методов теории вероятности.

Научные результаты, выносимые на защиту, и их новизна.

— зависимость теоретической производительности очистного комбайна от мощности привода, энергоемкости выемки угля и режимов резания угля с учетом вынимаемой мощности пласта;

— зависимость технической производительности очистного комбайна от теоретической производительности с учетом влияния вынимаемой мощности пласта, диаметра шнека и схемы выемки пласта;

— зависимость технической производительности забойного конвейера от технической производительности очистного комбайна, длительности режима работы конвейера при концевых операциях и схемы выемки пласта;

— зависимость интенсивности нагрузки на забой от удельной энерговооруженности забоя, энергоемкости выемки пласта, коэффициента машинного времени комбайна и схемы выемки пласта.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректным использованием апробированных методов теории вероятности и математической статистикисовпадением теоретических рекомендаций и практических данныхудовлетворительной сходимостью расчётных показателей с фактическими (расхождение не превышает ±6%).

Научное значение работы заключается в установлении.

— зависимости теоретической производительности очистного комбайна от мощности привода, энергоемкости выемки угля и режимов резания угля с учетом вынимаемой мощности пласта;

— зависимости технической производительности очистного комбайна от теоретической производительности с учетом влияния вынимаемой мощности пласта, диаметра шнека и схемы выемки пласта;

— зависимости технической производительности забойного конвейера от технической производительности очистного комбайна, длительности режима работы конвейера при концевых операциях и схемы выемки пласта;

— зависимости интенсивности нагрузки на забой от удельной энерговооруженности забоя, энергоемкости выемки пласта, коэффициента машинного времени комбайна и схемы выемки пласта.

Практическое значение работы заключается в разработке.

— рекомендаций по повышению теоретической и технической произво-дительностей очистных комбайнов за счет применения конструктивных схем комбайнов с тремя и четырьмя исполнительными органами для челноковой выемки мощных пластов с постоянноуступным забоем и двухсторонней выемки пластов двумя комбайнами с односторонним расположением одного или двух исполнительных органов;

— рекомендаций по повышению технической производительности забойного конвейера при применении двухкомбайновой выемки угля и (или) привода с плавным изменением скорости движения скребковой цепи в зависимости от загрузки;

— рекомендации по повышению интенсивности нагрузки на забой за счет интенсивности резания угля, коэффициента машинного времени комбайна и схемы выемки пласта.

Реализация результатов работы. Результаты выполненных исследований использованы при разработке «Концепции развития очистного, проходческого, транспортного и бурового оборудования на период до 2020 г.», выполненной ННЦ ГП-ИГД им. А. А. Скочинского по договору с Минпром-энерго РФ в 2005 г.

Апробация диссертации. Результаты диссертационной работы докладывались на Международных семинарах-конференциях «Неделя горняка» в Московском государственном горном университете в 2003, 2004, 2005 и 2006 гг., на международной выставке-ярмарке «Уголь-2004», г. Новокузнецк, в ННЦ ГП-ИГД им. А. А. Скочинского в марте 2005 г. и на Ученом Совете ННЦ ГП-ИГД им. А. А. Скочинского в 2005 г.

Публикации. По результатам выполненных в диссертационной работе исследований опубликовано 5 статей и получены 2 патента РФ на полезную модель по очистным комбайнам для выемки мощных пластов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения: содержит 30 рисунков, 28 таблиц, список литературы из 53 наименований.

6. Выводы по сумме факторов при отсутствии в шахтом поле горно-геологических нарушений длина лавы может быть 250−300, а при наличии нарушенийрекомендуемая длина лавы 150−200 м.

Заключение

.

В диссертационной работе дано решение актуальной научной задачи по обоснованию и выбору критериев оценки параметров угледобывающих комплексов, обеспечивающих повышение эффективности их применения.