Исследование закономерностей электропотребления электропривода скребкового конвейера очистного забоя

Исследованы закономерности электропотребления электропривода скребкового конвейера (СК) очистного забоя за полный цикл челноковой работы очистного комбайна (ОК). Разработана цифровая математическая модель расчета электрической энергии, потребляемой электроприводом (ЭП) СК, учитывающая технологические операции выемки ленты угля ОК, зарубки исполнительного органа ОК в пласт угля косыми наездами и взаимное направление движения ОК и тягового органа СК при выемке угля. Разработанная модель электропотребления электроприводов ОК и СК позволяет точно оценить энергетические параметры электропривода СК с интервалом дискредитации, равным 0,1 м прохождения ОК по лаве. Установлено, что при обратном ходе комбайна мощность, потребляемая СК практически линейно возрастает от мощности холостого хода до максимального значения; а при прямом ходе комбайна – мощность на расстоянии от вентиляционного штрека от 12–45 м увеличивается до максимального значения и затем линейно уменьшается до мощности холостого хода. Электроэнергия, потребляемая электроприводом СК при выемке ленты угля, при выполнении прямого хода на 6–8% выше, чем при выполнении обратного хода. Электрическая энергия, потребляемая электроприводом СК при зарубке исполнительного органа ОК в пласт угля у вентиляционного штрека в 1,8 раза выше, чем у конвейерного штрека и составляет, соответственно 100 и 60 кВт·ч. Установлено, что с увеличением скорости подачи и производительности ОК удельный расход электропривода СК за цикл работы ОК уменьшается.

Бабокин Г. И., Шпрехер Д. М., Колесников Е. Б., Овсянников Д. С. Исследование закономерностей электропотребления электропривода скребкового конвейера очистного забоя // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 10. – С. 149–163. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_10_0_149.

Бабокин Геннадий Иванович — д-р техн. наук, профессор, ГИ НИТУ «МИСиС», e-mail: babokinginov@yandex.ru,
Шпрехер Дмитрий Маркович¹ — д-р техн. наук, доцент, профессор, e-mail: shpreher-d@yandex.ru,
Колесников Евгений Борисович — канд. техн. наук, доцент, Новомосковский филиал (институт) Московского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева, e-mail:kolesnikov55@mail.ru,
Овсянников Дмитрий Сергеевич¹ — аспирант, e-mail: ovsyannikov_d_s@mail.ru,
¹ Тульский государственный университет.

Шпрехер Д.М., e-mail: shpreher-d@yandex.ru.

1. Казаченко Г. В., Кислов Н. В., Бамсам Г. И. Использование балансовых соотношений в расчетах горных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. — № 9. — С. 229—240.

2. Воронин В. А., Непша Ф. С. Выбор оптимальной конфигурации конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения выемочных участков // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 12. — С. 94—108. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_12_0_94.

3. Кибрик И. С. К вопросу повышения эксплуатационной надежности привода забойных скребковых конвейеров // Уголь. — 2016. — № 8. — С. 96—97.

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. 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.

6. 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.

7. 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: 10.25018/0236-14932021-2-0-139-149.

8. Gао Guoqiang Coal mining speed governing cooperative control based on load adaptive prediction // Mechanical Management and Development. 2018, vol. 5, pp. 32—33. DOI: l0.16525/ j.cnki.cnl4-1134/th.2018.05.58.

9. Li Jiling, Liu Hongyun Design of fully-mechanized scraper conveyor used on thin coal seam // Mining Engineering. 2019, vol. 47, no. 4, pp. 6—9. DOI: 10.16816/j.cnki.ksjx.2019.04.002.

10. Cui Nannan Combine speed control system based on the joint operation of fully mechanized mining equipment // Coal. 2017, vol. 26, no. 2, pp. 47—49.

11. 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.

12. Дмитриева В. В. Корреляционный анализ и методы моделирования случайного грузопотока, поступающего на сборный конвейер // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 10. — С. 145—155. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-10-0145-155.

13. Liu Xiaobing Research on coordinated speed regulation control strategy of shearer and scraper conveyor // Mechanical Management and Development. 2020, vol. 2, pp. 34—36. DOI: 10.16525/j.cnki.cnl4-1134/th.2020.02.074.

14. Бабокин Г. И., Шаллоева В. А. Исследование влияния технологической схемы работы очистного комбайна и длины лавы на удельный расход электроэнергии скребкового конвейера механизированного очистного забоя // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 4. — С. 167—176. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_4_0_167.

15. Бабокин Г. И. Исследование энергетических параметров системы очистной комбайн — скребковый конвейер // Известия ТулГУ. Технические науки. 2021. — № 8. — С. 290—296. DOI: 10.24412/2071-6168-2021-8-290-296.

16. Dong Sheng Zhang, Xiao Hong Liu, Jian Guo Shi, Jun Mao, Zhong Li Scraper conveyor dynamic modeling and simulation // Advanced Materials Research. 2011, vol. 217—218, pp. 426—430. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.217-218.426.

17. Ткаченко А. А., Осичев А. В. Анализ динамических процессов в двухприводном скребковом конвейере СР72 в различных технологических режимах // Электротехнические и компьютерные системы. — 2011. — № 3(79). — С. 182—184.

18. Шпрехер Д. М., Бабокин Г. И., Колесников Е. Б., Овсянников Д. С. Исследование неравномерности нагружения двухдвигательного частотно-регулируемого электропривода скребкового конвейера // Известия вузов. Электромеханика. — 2021. — Т. 64. — № 4-5. — С. 37—45. DOI: 10.17213/0136-3360-2021-4-5-37-45.

19. Овсянников Д. С. Моделирование динамики распределения нагрузки на скребковом конвейере // Известия ТулГУ. Технические науки. — 2021. — № 11. — С. 435—440.

20. Shevyrev Y. V., Pichuev A. V., Shevyreva N. Y. Improving energy performance in networks with semiconductor converters / 2019 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2019. Sochi, 2019, article 8743020. DOI: 10.1109/ ICIEAM.2019.8743020.

21. Ещин Е. К. Вариант снижения динамической нагруженности электромеханических систем скребковых конвейеров // Известия вузов. Электромеханика. — 2019. — Т. 62. — № 3. — С. 51—57. DOI: 10.17213/0136-3360-2019-3-51-57.