Выбор оптимальной структуры экскаваторно-автомобильного комплекса Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Рис. 6. Схема проведения горизонтальной скважины для газопровода в г.Новокузнецке: 1-бурошнековая установка; 2-емкость в жидкостью; 3-рабочий котлован; 4-якорь; 5-теплотрасса; 6-бетонная опора; 7-промежуточный котлован; 8-свая; 9-расширитель обратного хода; 10-железнодорожный

путь; 11-кожух; 12-приемный котлован

ных элементов и гидроцилиндров перемещения.

Кафедрой также были сконструированы и испытаны в составе действующих бурошнековых комплексов машинные агрегаты, снабженные гидроприводом вращения. Это благоприятно сказалось на габаритах и массе, а также расширило диапазон возможных статических и динамических режимов нагружения агрегатов, необходимость в которых возникает при бурении. Однако это приводят к необходимости создания уникального выносного гидравлического оборудования и ослож нению эксплуатации при низких температурах.

Созданные на кафедре ГМ и К буро машины успешно прошли промышленн тания на промышленных предприятиях К

России, что подтверждено актами промышленных испытаний. Испытания позволили оценить достоверность данных о процессах функционирования комплектов бурошнекового оборудования, реализующих различные способы одноэтапных и двухэтапных технологических схем бурения (рис. 2), и получить обобщающие научно-технические рекомендации по режимам бурения и совершенствованию бурошнековых машин.

Полученные в ходе испытаний результаты позволяют наметить направления рационального твования конструкций установок, а сле-

о, возможность повысить эффектив-оты комплексов бурошнекового обору-целом.

СГ

1. Материалы 26-й конференции и выск Щества по бестраншейным технологиям [Элек-

тронный ресурс]. - М: SIBICO International Ltd.', 2008. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM): цв.; 12см - Загл. с контейнера. -ISBN 978 -5-9900677-5-2.

□ Авторы статьи:

Маметьев Леонид Евгеньевич

- докт. техн. н.аук, проф. каф. горных машин и комплексов КузГТУ. Тел.. 8 (3842) -39-69-40

Дрозденко Юрий Вадимович

- ст. преп. каф. горных машин и комплексов КузГТУ. Тел.. 8 (3842) -39-69-40 Email: [email protected]

Ананьев Кирилл Алексеевич

- ст. преп. каф. горных машин и комплексов КузГТУ. Тел.. 8 (3842) -39-69-40

Любимов Олег Владиславович

- ст. преп. каф. прикладной механики КузГТУ. Тел.. 8 (3842) -39-63-87. Email: [email protected]

УДК 622.271.4

В.Ф. Колесников, А.И. Корякин, А.В. Стрельников

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ЭКСКАВАТОРНО-АВТОМОБИЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

Экскаваторно-автомобильный комплекс явля- вспомогательные процессы выемочно-

ется отдельным звеном всей технологической погрузочных работ, транспортирования и склади-

структуры разреза, включая в себе основные и рования горных пород.

60

В.Ф. Колесников, А.И. Корякин, А.В. Стрельников

В [1] впервые было установлено численное соотношение емкостей кузова автосамосвала и вместимости ковша экскаватора в зависимости от расстояния транспортирования грузов с учетом минимизации эксплуатационных затрат на выемочно-погрузочные работы. Эти положения и рекомендации были правомерны при регулируемой устойчивой экономической системе.

При рыночной экономике необходимо для этих целей принимать более объективные факторы, не зависящие от стоимостных показателей, когда собственник стремится к максимальному использованию купленного оборудования. К таким факторам относится производительность экскаватора и автосамосвала, формирующих в конечном счете экономические показатели на момент работы экскаваторно-автомобильного комплекса, оптимизация которого обеспечивается достижением максимальной производительности как экскаватора, так и обслуживающих автосамосвалов.

В основе производительности комплекса оборудования лежит продолжительность экскаваци-онного цикла, который в зависимости от условий работы обратных гидравлических экскаваторов (ЭГО), получивших широкое применение в Куз-

бассе, имеет различные составляющие при различных режимах черпания и погрузки.

На основе натурных наблюдений, экспериментальных исследований и теоретических расчетов числовые значения рабочего цикла ряда экскаваторов типа ЭГО при различных режимах работы представлены в табл. 1.

В процессе погрузки экскаватор выполняет ряд циклов, обеспечивающих необходимое наполнение кузова автосамосвала. Исходя из этого, время погрузки определяется:

V ■ к

а н.а

Е э к

К,.

■

(1)

где Vа - геометрическая емкость кузова автосамосвала, м3; Кн.а- коэффициент наполнения кузова автосамосвала; Ек- вместимость ковша экскаватора, м3; Кн.к- коэффициент наполнения ковша экскаватора; tц- длительность рабочего цикла, с.

Приняв в соответствии с практическими данными Кн.а=1,15; Кн.к= 1,1, получим:

tn

1,15 Va

-t

V.

= 1,045 а

1,1Ек Ек

ц

Таблица 1.Продолжительность рабочего цикла гидравлических экскаваторов при различных режимах черпания, с

Режим черпания Тип экскаватора (ЭГО)

Я-9350 СаТ-5130 №-200 Я-994 Я-984с

1. Нижнее черпание с погрузкой на уровне стояния экскаватора: - черпание от нижней бровки откоса забоя; - черпание горизонтальными и наклонными слоями сверху вниз. 44,1/35 42,17/34,4 43,3/36 43/35 43/36 43/35 44,2/35 42,17/34,4 43,3*/36 42/34

2. Нижнее черпание с нижней погрузкой: - черпание от нижней бровки откоса забоя; - черпание горизонтальными и наклонными слоями сверху вниз 37,9/31,5 35,8/30,5 37,9/31,5 35,8/30,5 37,9/31,5 35,8/30,5 37,9/31,5 35,8/30,5 37,9/31,5 35,8/30,5

• числитель - с раздельным выполнением операций цикла; знаменатель - с совмещением операций цикла.

Таблица 2.Емкость кузова автосамосвала для работы в комплексе с гидравлическим экскаватором (м3)

Режим черпания Тип экскаватора

Я-9350 СаТ-5130 ИИ-200 Я-994 Я-984с

1. Нижнее черпание с погрузкой на уровне стояния экскаватора: - черпание от нижней бровки откоса забоя; - черпание горизонтальными и наклонными слоями сверху вниз. 51/67,3 53,7/68,7 38,8/49,6 39,9/51,2 76,2/97,2 78,3/100,5 40,4/53,7 42,8/54,8 19,8/24,5 20,3/26,3

2. Нижнее черпание с нижней погрузкой: - черпание от нижней бровки откоса забоя; - черпание горизонтальными и наклонными слоями сверху вниз 53/66,2 56,8/69 40,3/50,4 43,3/52,5 79,1/98,9 84,9/103 42,2/52,8 45,3/55 20/24,9 21,4/26

Таблица 3. Рекомендуемое экскаваторно-автомобильные комплексы для ведения вскрышных работ на

разрезах УК «Кузбассразрезуголь»

Тип экскаватора Вместимость ковша, м3 Марка автосамосвала

R-935U 13,8 БелАЗ-7512; БелАЗ-75131

CaT-513U 1U,5 БелАЗ-7512

RH-2UU 2U,6 БелАЗ-75215; БелAЗ-75303

R-994 11 БелАЗ-7512

R-984С 5,2 БелАЗ-7555В; БелАЗ-7548А

Учитывая, что гидравлический экскаватор до прихода следующей машины делает еще один цикл черпания и ждет самосвал с наполненным ковшом, время погрузки будет уменьшено на время одного цикла при погрузке на уровне стояния ($у) и на время одного цикла и время зачистки забоя (^) при нижней погрузке (?„).

tri = tоб tц ;

tn = tоб t3 ti

ц

Время оборота автосамосвала ^об) определяется как

Iоб = ^от + ^уст + ^зад,

где t от - время на отъезд груженого автосамосвала, с; Густ - время на разворот и установку порожнего автосамосвала в зону погрузки экскаватора, с; tзад - задержки автосамосвала при его движении по трассе и на отвале, с.

При формировании экскаваторно-автомо-

бильного комплекса необходимо принимать общие регламентированные затраты времени как для экскаватора, так и для автосамосвалов. При этом для конкретной марки экскаватора должны быть приняты автосамосвалы с одинаковой геометрической емкостью кузова и грузоподъемности.

На основании хронометражных данных установлено, что среднее время на отъезд груженного автосамосвала из зоны погрузки ((2от = 15 с), время на разворот от типа автосамосвала под погрузку несущественно зависит от типа автосамосвала и составляет ((ууст = 50 с), время зачистки забоя при нижней погрузке (4 = 24 с), задержки автосамосвала на трассе и отвале (^ад = 150 с).

Таким образом, продолжительность погрузки автосамосвала должна быть.

- при нижней погрузке:

tн = tz +1п +1 д п от уст зад

-13 -14 =191 - и ; (3)

- при погрузке на уровне стояния

t« = ta6 - 1ц = 215 - ^ц Приравняв (2) с (3) и (4), получим:

(4)

(191 -1„)

Е

э ц

191 - tu )= 1,045-аtu , (215-1 )= 1,045-аt

,V„

Е

эц

откуда

Ха

Еэ

= 0,95

\

t

ц

(5)

V (215 -1 )

= 0,95--^

Е э t

кц

(6)

Преобразовав выражения (5) и (6) получим: - нижнее черпание с нижней погрузкой

К 181,45

Еэ

- 0,95

t

'к Ц

- нижнее черпание с погрузкой на уровне стояния экскаватора

V 204 25

-а- = 20425 - 0,95

Еэ

t

Принимая значения ^ из табл. 1, находим значения емкостей кузова автосамосвалов, соответствующие вместимости ковша экскаватора, (табл. 2).

Полученные результаты (табл. 2) дают возможность подобрать соответствующие марки автосамосвалов для рассматриваемых типов экскаваторов (табл. 3).

По аналогичной методике имеется возможность выбора соответствующего типа автосамосвала и других зарубежных фирм.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Томаков П. И. Структуры комплексной механизации карьеров с техникой цикличного действия. -М.: Недра, 1976. - 232 с.

□ Авторы статьи:

Колесников Валерий Федорович -докт.техн.наук., проф., зав. каф. открытых горных работ КузГТУ Тел. 8-3842-39-63-68. e-mail: [email protected]

Корякин Анатолий Иванович -докт.техн.наук., проф.

каф. открытых горных работ КузГТУ Тел. 8-3842-39-63-68.

Стрельников Андрей Владимирович

- начальник управления по перспективному развитию ОАО «УК «Кузбассразрезуголь», тел. 83842-44-00-48.