Исследование влияния технологической схемы работы и длины лавы на удельный расход электрической энергии очистного комбайна

Исследовано влияние технологической схемы работы и длины лавы на удельный расход электрической энергии очистного комбайна, работающего в механизированном комплексе при отработке угольных пластов полого падения с целью оценки его энергоэффективности. Потребление электрической энергии составляет 70–80% от общего потребления энергоресурсов угольной шахты, при этом доля электрической энергий, потребляемой технологическими операциями добычи и транспортирования угля механизированными забоями с очистным комбайном достигает 12,1–15,7%, поэтому энергосбережение и исследование влияния технологических схем работы комбайна, параметров забоя и лавы на удельный расход электрической энергии комбайна актуальны. Разработана аналитическая методика расчета удельного расхода электрической энергии, потребляемой очистным комбайном, при работе по односторонней и челноковой технологическим схемам, отличающаяся учетом индивидуального электропотребления электроприводами шнеков и подачи комбайна при выполнении технологических операций выемки угля, зачистки машинной дороги, зарубки исполнительного органа в пласт угля. Исследование проведено для очистного комбайна 4LS20, работающего в механизированном комплексе YOU, в условиях пласта 19 шахты «Костромовская» ООО ММК-уголь, при вынимаемой мощности пласта 2 м. Установлены зависимости удельного расхода электрической энергии комбайна от сопротивляемости пласта угля резания при работе по односторонней и челноковой технологическим схемам и показано, что применение челноковой схемы позволяет, при длине лавы 300 м, снизить удельный расход электрической энергии на 8–13% по сравнению с односторонней схемой работы. Представлены зависимости удельного расхода электрической энергии очистного комбайна от длины лавы и установлено, что с увеличением длины лавы от 140 до 500 м удельный расход уменьшается с 4 до 20% для односторонней схемы работы и с 10 до 34% для челноковой технологической схемы работы при изменении сопротивляемости пласта угля резанию от 300 до 100 кН/м. Установлено, что применение челноковой схемы работы комбайна снижает удельный расход электрической энергии комбайна по сравнению с односторонней схемой работы на 5–13% и позволяет повысить энергоэффективность работы механизированного комплекса.

Ключевые слова: очистной комбайн, механизированный комплекс, удельный расход электроэнергии, односторонняя и челноковая схемы работы комбайна, производительность, длина лавы, сопротивляемость угля резанию, потребляемая энергия, мощность.
Как процитировать:

Бабокин Г. И. Исследование влияния технологической схемы работы и длины лавы на удельный расход электрической энергии очистного комбайна // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 2. – С. 139–149. DOI: 10.25018/02361493-2021-2-0-139-149.

Благодарности:
Номер: 2
Год: 2021
Номера страниц: 139-149
ISBN: 0236-1493
UDK: 621.313: 631.371
DOI: 10.25018/0236-1493-2021-2-0-139-149
Дата поступления: 06.05.2020
Дата получения рецензии: 11.06.2020
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.01.2021
Информация об авторах:

Бабокин Геннадий Иванович — д-р техн. наук, профессор, e-mail: babokinginov@yandex.ru, НИТУ «МИСиС».

 

Контактное лицо:
Список литературы:

1. Захарова А. Г. Закономерности электропотребления на угольных шахтах Кузбасса. — Кемерово: Изд-во КузГТУ, 2002. — 198 с.

2. Ефимов В. И., Хмелинский А. А., Мефодьев С. Н. Современные подходы к компоновке оборудования для добычи угля на пологих пластах // Уголь. — 2019. — № 6. — С. 36—40.

3. Казанин О. И., Сидоренко А. А., Мешков А. А. Организационно-технологические принципы реализации потенциала современного высокопроизводительного очистного оборудования // Уголь. — 2019. — № 12. — С. 4—13. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-12-4-13.

4. Jonek-Kowalska I., Turek M. Dependence of total production costs on production and infrastructure parameters in the Polish hard coal mining industry // Energies. 2017. Vol. 10. No 10. Article 1480. DOI:10.3390/en10101480.

5. Stebnev A. V., Zadkov D. A., Gabov V. V., Mukhortikov S. G. Analysis of operation of powered longwall systems in mines of SUEK-Kuzbass // Eurasian mining. 2017. No 2. P. 28— 32. DOI: 10.17580/em.2017.02.07.

6. Рейнлендер П., Нинхаус К. Исследования и разработки для высокопроизводительных очистных забоев в международной горной промышленности // Глюкауф. — 2006. — № 1(2). — С. 44—46.

7. Копылов К. Н., Кубрин С. С., Закоршменный И. М., Решетняк С. Н. Экспериментальные исследования параметров работы очистного комбайна угольной шахты при различных скоростях подачи // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № S29. — С. 48—55. DOI: 10.25018/0236-1493-2017-12-29-48-55.

8. Stecula K., Brodny J., Tutak M. Informatics platform as a tool supporting research regarding the effectiveness of the mining machines work / CBU International Conference on Innovations in Science and Education. 2017. Pp. 1215—1219.

9. Плотников В. В. Вывод формулы для расчета производительности очистных комбайнов со штрековым, барабанным или корончатым исполнительным органом // Уголь. — 2009. — № 9. — С. 47—55.

10. Позин Е. З., Меламед В. З., Тон В. В. Разрушение углей выемочными машинами. — М.: Недра, 1984. — 288 с.

11. Александров Б. А., Кожухов Л. Ф., Антонов Ю. А. и др. Горные машины и оборудование подземных разработок. — Кемерово: Изд-во КузГТУ, 2006.

12. Ордин А. А., Метельков А. А. К вопросу об оптимизации длины и производительности комплексно-механизированного очистного забоя угольной шахты // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2013. — № 2. — С. 100—112.

13. Пучков Л. А., Пивняк Г. Г. Электрификация горного производства. — М.: Изд-во МГГУ, 2007. — 1051 с.

14. Казаченко Г. В., Кислов Н. В., Бамсам Г. И. Основы расчета затрат мощности и производительности очистных и проходческих комбайнов. — Минск: БНГУ, 2015. — 75 с.

15. Brodny J., Alszer S., Krystek M., Tutak M. Availability analysis of selected mining machinery // Archives of Control Sciences. 2017. Vol. 27. No 2. Pp. 197—209.

16. Ning Wang, Zongguo Wen, Mingqi Liu, Jie Guo Constructing an energy efficiency benchmarking system for coal production // Applied Energy. 2016. Vol. 169. Pp. 301—308.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.