Исследование влияния длины отрабатываемого столба на удельный расход электрической энергии очистного механизированного участка

Разработана аналитическая методика расчета удельного расхода электрической энергии очистного участка, включающего электрооборудование очистного забоя и многодвигательный электропривод участковой конвейерной линии, отличающаяся учетом изменяющихся длины отрабатываемого выемочного столба и сопротивляемости пласта угля резанию. Исследование проведено для очистного участка шахты «Апардинская» ООО «ЮжКузбассуголь», оснащенного механизированным комплексом «Глинник 21/45» с очистным комбайном KSW-1140 и скребковым конвейером «АНЖЕРА-34». Участковый ленточный транспорт включает от одного до шести последовательно установленных ленточных телескопических конвейеров «ПИОМА В1200S» с возможностью отработки столба длиной от 450 до 2700 м. Установлены зависимости удельного расхода электрической энергии очистного участка от сопротивляемости пласта резанию и изменения номинальной длины отрабатываемого столба и выявлено, что удельный расход электрической энергии очистного участка с увеличением длины выемочного столба от 450 до 2700 м увеличивается: от 2,9 до 4,9 кВт·ч/т, от 2,2 до 4,0 кВт·ч/т, от 1,7 до 3,2 кВт·ч/т, соответственно при сопротивляемости угля резанию 300, 200, 100 кН/м. Доля удельного расхода электрической энергии на транспортирование угля участковыми ленточными конвейерами от полного удельного расхода электрической энергии оборудованием очистного участка составляет от 13,7 до 55,8%, возрастая с увеличением длины выемочного столба и сопротивляемости пласта угля резанию. Установлены зависимости числа суток отработки выемочного столба очистным забоем от сопротивляемости пласта угля резанию для номинальной длины выемочного столба от 450 до 2700 м.

Бабокин Г. И. Исследование влияния длины отрабатываемого столба на удельный расход электрической энергии очистного механизированного участка // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 5. – С. 155–169. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_5_0_155.

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

1. 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. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-6-36-40.

2. Мешков А. А., Волков М. А., Ордин А. А., Тимошенко А. М., Ботвенко Д. В. О рекордной длине и производительности очистного забоя шахты имени В.Д. Ялевского // Уголь. — 2018. — № 7. — С. 4—7. DOI: 10.18796/0041-5790-2018-7-4-7.

3. Кубрин С. С., Решетняк С. Н., Бондаренко А. М. Анализ влияния технологических факторов на удельные параметры расхода оборудования выемочных участков угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 2. — С. 161—170. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-2-0-161-170.

4. Федоров Г. С., Журавлев Е. И. Расчет оптимальных энергетических параметров работы очистного комплекса в различных горно-геологических условиях на основе имитационной модели очистного комбайна // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 12. — С. 356—361.

5. Воронин В. А., Непша Ф. С. Имитационное моделирование электропривода очистного комбайна для оценки показателей энергоэффективности системы электроснабжения // Записки Горного института. — 2020. — Т. 246. — С. 633—639. DOI: 10.31897/ PMI.2020.6.5.

6. 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.

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

8. Бабокин Г. И. Исследование влияния технологической схемы работы и длины лавы на удельный расход электрической энергии комбайна // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2. — С. 139—149. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-2-0139-149.

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. Бабокин Г. И., Шпрехер Д. М. Повышение энергоэффективности механизированного очистного забоя угольной шахты // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 9. — С. 122—134. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_9_0_122.

11. Карпенко С. М., Карпенко Н. В., Безгинов Г. Ю. Прогнозирование электропотребления на горнопромышленных предприятиях с использованием статистических методов // Горная промышленность. — 2022. — № 1. — С. 82—88. DOI: 10.30686/1609-9192-20221-82-88.

12. 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.

13. 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. DOI: 10.1016/j.apenergy.2016.02.030.

14. Acarnley P. P., Watson J. F. Review of position-sensorless operation of brushless permanent-magnet machines // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2006, vol. 53, no. 2, pp. 352—362. DOI: 10.1109/TIE.2006.870868.

15. Shi J. G., Mao J., Wei X. H. Research on dynamic tension control theory for heavy scraper conveyor // Applied Mechanics and Materials. 2010, vol. 34–35, pp. 1956—1960. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.34-35.1956.

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. DOI: 10.1016/j.apenergy.2016.02.030.