CC BY
29
21
НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 2 ГГУ.я31яянваряя-я4яфевраляя2000я-одая
»А^М1
^ Г.Ш. хазанович,
Э.Ю. Воронова, 2000
УЛК 622.619
Г.Ш. Хазанович, Э.Ю. Воронова
СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ¿ГРЕГ¿ТИРОВАННЫХ БУРОВЗРЫВНЫХ ПРОХОЛЧЕСКИХ СИСТЕМ
Проведение выработки буровзрывным способом - это многооперационный процесс. В настоящее время совершенствование многооперационных технологий проведения выработок идет по пути многовариантного объединения различных форм совмещения операций - временного, операторного, агрегатного.
Предельный вариант, безусловно, сводится к соединению указанных форм, что ведет к созданию проходческого агрегата для одновременной реализации всех операций при управлении одним-двумя операторами или без них.
Уровень развития техники и особенности буровзрывной технологии затрудняют пока создание буровзрывного проходческого агрегата. Следовательно, задача повышения технического уровня горнопроходческих работ может быть решена путем создания агрегатированных буровзрывных проходческих систем (АБВПС), под которыми будем понимать системы функциональных элементов, объединенных посредством базового элемента и связанных кинематической и конструктивной связями. В настоящее время создание АБВПС ведется на интуитивном уровне с использованием идей и технических решений изобретателей различных школ. АБВПС почти не выпускаются серийно, а существуют либо только в виде авторских свидетельств, либо конструируются непосредственно на шахтах по необходимости. Оценить эффективность их работы можно только путем проведения практических испытаний. Но воплощать каждое техническое решение АБВПС в металл, а потом убеждаться в его эффективности или неэффективности -
это дорогостоящий и малопроизводительный путь.
В связи с этим возникает необходимость в разработке принципов создания агрегатированных структур горнопроходческих машин и методики оценки эффективности работы АБВПС на стадии проектирования. Для разработки принципов создания АБВПС требуется провести анализ разработанных агрегатированных систем. В основу анализа ложатся существующие схемы классификации и систематизации. Опыт создания технических устройств и систем [1] показывает, что наиболее общий классификационный признак - функциональный. В горном деле по вопросу систематизации по функциональному признаку наибольший вклад внесли профессора В. И. Солод и Г. И. Солод, разработавшие структурную систематизацию очистных и транспортных средств [2, 3]. Их методику структурной систематизации можно использовать и для агрегатированных проходческих систем. Присвоив проходческим машинам, выполняющим определенные функции, соответствующие символы: Б - бурильная, П -погрузочная, Т - транспортная, К -крепеустановочная, и обозначив так же знаком «+ « кинематическую связь, а знаком « • « конструктивную, можно каждую агрегатированную систему описать формулой, которая будет характеризовать структуру схемы механизации проведения выработки. Используя принятые символы, классическую схему механизации, в которой имеют место все функциональные элементы, можно описать следующими общими формулами при наличии связи:
- кинематической Б+П+Т+К ;
- конструктивной Б*П*Т*К .
Путем наложения соответствующих связей и вырождения элементов можно получить целый ряд структурных формул, что позволяет осуществить систематизацию существующих и возможных схем и средств механизации. Так как указанные принципы структурообразования формул разрабатывались для технологического процесса выемки угля, то следует отметить, что в процессе выемки используются три основных функциональных элемента: выемочная машина (комбайн, струг), доставочная машина (скребковый конвейер) и крепь, причем в процессе агрегатирования за базовую машину принимается конвейер. При проведении выработок ситуация иная. Здесь базой может быть крепь, погрузочная машина, распорно-
шагающий механизм, специальные базовые рамы, монорельсовые полки и т. д. С этой точки зрения структурные формулы, составленные по вышеупомянутой методике, не позволяют описать конструктивные особенности агрегатированных буровзрывных проходческих систем.
Например, проходческий комплекс «Сибирь» [4] и «Проходческий агрегат» [5] имеют одинаковые структурные формулы: Б+П+Т+К (кинематически увязанные бурильный, погрузочный, транспортный и крепежный элементы), но если посмотреть на их конструкцию, то «Сибирь» представляет собой базовую опорную раму на колесно-рельсовом ходу с расположенными на ней погрузочным органом, конвейером, бурильным оборудованием и крепеустановщиком, а «Проходческий агрегат» состоит из передвижных секций механизированной крепи с распорно-подающим механизмом перемещения, причем базой для бурильного и крепежного оборудования являются стойки секций мех-крепи, а базой для погрузочного органа - опорная рама, кинематически связанная с конвейером и с теми же стойками. Аналогичная ситуация возникает и при рассмотрении других АБВПС, когда при одинаковых структурных формулах конструкции систем имеют существенные различия в компоновке. В связи с этим возникает необходимость в разработке дополнительных признаков, которые позволили бы составить структурноморфологическую классификацию АБВПС, позволяющую определять по
ней не только структуру схемы механизации, но и конструктивные особенности компоновки агрегатированных систем.
Исходя из определения АБВПС, основой любой агрегатированной системы является некоторый базовый элемент. Под базовым элементом понимается конструкция, которая перемещает расположенные на ней функциональные элементы относительно проводимой выработки (глобальные перемещения). Именно наличие базового элемента позволяет отнести проходческую систему к разряду агрегатированных и только при его наличии возникает кинематическая связь. На основе вышеприведенного, а также исходя из анализа существующих АБВПС, предлагается ввести следующие признаки: 1) исполнение базового элемента; 2) расположение базового элемента; 3) взаимосвязь
функциональных элементов с базовым.
По исполнению базового элемента АБВПС можно разделить на: а)
имеющие самостоятельный базовый элемент; б) имеющие совмещенный базовый элемент, т. е. использующие в качестве базового элемента одну из функциональных машин.
Подразделение базовых элементов на самостоятельные и совмещенные представляется оправданным с той точки зрения, что АБВПС часто создаются на основе существующего горнопроходческого оборудования. В таких системах в качестве базового элемента используются функциональные машины, применявшиеся ранее только по своему прямому назначению. При создании агрегатированной системы подобная машина может быть взята за основу и оснащена другими функциональными элементами. В этой ситуации она утрачивает свою функциональную обособленность и становится частью системы, в которой и выполняет роль базового элемента. Такие базовые элементы будем называть совмещенными.
Многие АБВПС создавались не основываясь на существующих образцах проходческой техники. В таких системах базой для функциональных элементов является специально созданная для этой цели конструкция, осуществляющая перемещение АБВПС в выработке. Такие базовые элементы будем называть самостоятельными.
Расположение базового элемента может быть: а) напочвенное (базовый элемент перемещается по почве выработки); б) верхнее (базовый элемент перемещается по направляющим, закрепленным к кровле выработки); в) промежуточное (базовый элемент перемещается по направляющим, закрепленным к бортам выработки).
Взаимосвязь функциональных элементов с базовым в агрегатирован-ных системах бывает двух типов: кинематическая и конструктивная. Функциональные элементы между собой связаны технологической связВью. результате анализа
существующих АБВПС возникла необходимость ввести понятие промежуточного элемента, под которым понимается конструкция, кинематически связанная с базовым элементом и служащая для перемещения расположенных на ней функциональных элементов относительно базового (региональные перемещения). Региональные
перемещения могут быть вызваны сле-1д.уюнщеиомбхиопдриимчоиснтаьмюи: отвода
функциональных элементов от забоя перед взрывными работами при условии, что базовый элемент отводиться не должен;
2. необходимостью отвода от забоя одних функциональных элементов и подвода других при неподвижном базовом элементе;
3. при совмещении операций во времени, когда в течение проходческого цикла одни и те же функциональные элементы должны присутствовать в разных местах выработки;
В своем составе АБВПС может иметь несколько промежуточных элементов, но при отсутствии вышеуказанных причин, промежуточного элемента может не быть вовсе. Промежуточные элементы могут быть следующих типов: а) единый - перемещающий все функциональные элементы относительно базового; б) групповой - перемещающий два и более функциональных элемента, но не все; в) индивидуальный - перемещающий один из функциональных элементов системы; г) комбинированный, т. е. в системе присутствуют промежуточные элементы двух типов - группового и индивидуального.
Итак, общий подход к систематизации АБВПС заключается в определении состава АБВПС (элементы какого типа и в каком количестве входят
в агрегатированную систему) и ее структуры (взаимосвязь элементов системы между собой и виды связей, действующих внутри системы), зная которые, можно любую АБВПС описать формулой, которая будет четко и однозначно характеризовать структуру агрегатированной системы, а также давать общее понятие о ее конструкции и компоновке. Принцип структу-рообразования формул показан на рис. 1.
Рис. 1. Структурообразо-вание АБВПС
пеустановщика является сама призабойная крепь, а базой для погрузочного органа и
щего элемента - некоторая конструкция,
ски связанная с призабойной крепью.
Очевидно, что
ния «Сибири» и « ходческого агрегата», ставленные по
веденным формулам, практически полностью идентичны конструкции
Используя принятые символы, обобщенную схему АБВПС, у которой имеют место все элементы, можно описать следующими общими формулами:
-и гтэ
бзі;
- при наличии кинематическои связи;
Б К
п -1-м ГТЭ — -4- нм ПЭ -1-м т
Рис. 2. Структурная формула проходческого комплекса «Сибирь»
ЗГЕЕПГО*
пэ
- при наличии конструктивной связи.
где х - расположение базового элемента; у - тип ходовой части базового элемента.
Путем наложения соответствующих связей и вырождения элементов можно получить целый ряд структурных формул, производных от базовой, что позволяет произвести
систематизацию всех как существующих, так и возможных вариантов АБВППрСед. ложенные принципы систематизации позволяют идентифицировать все разработанные к настоящему времени АБВПС, например, составим структурные формулы для уже навшихся агрегатированных систем «Сибирь» и «Проходческий агрегат». Попытаемся описать их конструкцию,
используя лишь ту информацию, рую можно почерпнуть из ных формул.
Глядя на данную формулу (рис. 2), можно сказать следующее: перед
нами агрегатированная буровзрывная проходческая система,
представляющая собой опорную несущую раму на колесно-рельсовом ходу, перемещающуюся по почве выработки. На раме располагаются бурильное оборудование, погрузочный орган, транспортирующий элемент и крепеустановщик. Система не имеет в своем составе средств призабойного креїВшниттривая вторую формулу (рис. 3), можно сделать следующее заключение. В данной АБВПС базой для расположения функциональных элементов является призабойная крепь с распорно-подающим низмом перемещения, опирающаяся на почву выработки. Причем базой для бурильного оборудования и
этих систем. Предложенная матизация позволяет на основании составленных формул определять не только структурное содержание регатированной системы, но и вать схематичное представление о ее конструкции и компоновке уже на стадии проектирования в нейшем она будет использоваться для работы в таких направлениях, как анализ рабочих качеств изводительность системы,
кость и стоимость) и синтез новых вариантов АБВПС. Ведется работа над выявлением степени влияния личных структурных признаков и их сочетания на конечную эффективность АБВПС в целом.
Несомненно, какие-то системы, могут оказаться либо невозможными вообще, либо просто неэффективными. Наша задача состоит в поиске оценочных характеристик, разработке таблицы ограничений и, в конечном итоге, выявлении таких структур АБВПС, реализация которых позволила бы получить системы с высокой производительностью и свести к минимуму трудоемкость и стоимость АБВПС.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Денисов А. А., Колесников Д. Н. Теория больших систем управления. -Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. -288 с.
2. Солод В.И., Первов К.М. Основы проектирования выемочных комплексов и агрегатов.-М.: изд. Моск. ун-та. 1972.-170 с.
3. Солод Г. И. Структурообразование и классификация конвейеров // Подземные конвейерные установки/ А.Г. Шахмейстер, Г. И. Солод.-М.: Недра. 1976. -с. 31-37.
4. Гетопанов В. Н., Гудилин Н. С., Чугреев Л. И. Горные и транспортные машины и комплексы. -М.: Недра. 1991. -304 с.
5. Патент 2026982 (РФ). Проходческий агрегат / Хребто И. Ф., Хазанович Г. Ш., Хребто С. И. Заявл. 26.03.92, № 5034474. -Опубл. в Б И, 1995, №2.
!
Хазанович Григории Шнефович профессор, докчор юхничсских наук, зав. кафедрой «Горные машины», Шахтинский институт Новочеркасского государственного технического университета.
Воронова ЭЮ. — Шахтинский институт Новочеркасского государственного техниче-
Файл:
Каталог:
Шаблон:
Заголовок:
Содержание:
Автор:
Ключевые слова: Заметки:
Дата создания:
Число сохранений: Дата сохранения: Сохранил:
Полное время правки: Дата печати:
При последней печати страниц: слов: знаков:
ХАЗАНОВ
в:\С диска по работе в универе\01ЛВ_20\01ЛВ4_00\ВСЕ
С:\и8еге\Таня\ЛррБа1а\Коат1^\М1сго80й\ШаблоныШогта1Ло1т
В1Ь;к
вМО_8ЬАУБ
14.04.2000 15:58:00 6
04.12.2008 16:26:00 Таня
37 мин.
04.12.2008 16:40:00 4
I 993 (прибл.)
II 365 (прибл.)
