Введение к работе
Актуальность темы. Одним из основных условий дальнейшего совершенствования угольной промышленности является повышение эффективности и пропускной способности внутришахтного транспорта. Дости -жение этого возможно только за счет слаженной,безотказной работы всех систем,обеспечивающих функционирование транспортных средств, в том числе и системы подземного электроснабжения.
Как показывают многочисленные исследования, отказы электрооборудования систем электроснабжения магистрального транспорта и конвейерного подъема обуславливают до 30 потерь добычи полезного ископаемого. Остановки транспортных средств приводят не тольяо к потерям добычи из-за вынужденных простоев обслуживаемых ими вые -мочных и подготовительных участков, но и вызывают увеличение расхода электроэнергии,повышают износ оборудования,снижают ритмич -ность процесса угледобычи. Отказы электрооборудования могут пов -лечь за собой возникновение ситуаций опасных для жизни и'здоровья обслуживающего персонала.
Уменьшение ущерба ої> перерывов электроснабжения магистрального, транспорта и конвейерного подъема может быть достигнуто путем ввода избыточности в электрические системы. На предприятиях угольной промышленности в настоящее время используется только один в крайнем случае два вица избыточности. Как правило,их- ввод не обосно -ван на технико-экономической основе. Отсутствие объективной оценки в потребности вида, типа, количества, места установки избыточности, естественно, приводит с одной стороны к снижению произво -дительности транспортирования полезного ископаемого, а с другой к увеличению материальных, стоимостных и трудовых затрат на эксплуатацию систем подземного электроснабжения.
Поэтому объектом исследования данной диссертационной работы
является оценка воздействия комплекса различного вида и типа из-быточности на параметры шахтных грузопотоков для обеспечения повышения производительности работы транспортных средств.
Работа выполняласьв соответствии с, программой ЦО10605 отраслевой темы по плану НИР и ОКР МУП СССР, подятап 92 "Разработка способов и средств повышения эффективности, надежности, безотказности электроснабжения шахт с мощным электрическим приводом горных машин и новым более совершенным электрооборудованием и кабелями".
Целью работы является разработка методов и средств расчета и построения систем подземного электроснабжения магистрального транспорта и конвейерного подъема, обеспечивающих оптимальные параметры безотказности функционирования электрических систем угольных шахт.
Идея работы заключается в повышении эффективности использования транспортных средств угольных шахт путем обеспечения надеж -ности функционирования систем электроснабжения магистрального транспорта и конвейерного подъема за счет ввода в них комплекса нагрузочной, структурное и временной избыточности, обоснованного экономико-математическим моделированием.
Методы исследования. В основу разработанных аналитических методов оценки безотказности обеспечения электрической энергией рабочих машин магистрального транспорта и конвейерного подъема положены понятия и методы теории случайных импульсных потоков,теории вероятностей и нацежності . При выполнении работы также ис -пользованы: методы математической статистики; планирования экс -периментов, имитационного моделирования, численные методы реше -ния задач на ЭВМ, методы экспериментальных исследований в производственных условиях.
Научная новизна диссертации состоит в:
разработке методики формирования статистических показателей надежности электрооборудования систем электроснабжения транспортных машин;
проведении статистического анализа результатов эксперимен -тальных исследований; получении количественных характеристик безотказности и ремонтопригодности электрооборудования магистрального транспорта и конвейерного подъема, а также поэлементного распределения повреждений электрооборудования;
-разработке методики математического моделирования функцио -
нирования систем электроснабжения с избыточностью, выполнении
анализа эффективности нагрузочной, структурной и временной избы -'
точности в системе электроснабжения; '
определении допустимого времени перерыва электроснабжения транспортных машин при нагрузочной и структурной.избыточности;
выработке методологии построения системы электроснабжения, осуществляющей безотказное обеспечение электрической энергией транспортных машин;
теоретическом обосновании и разработке методов и средств,ис-. ключающих воздействие отказов систем электроснабжения транспорт -ннх машин и их электрооборудования на работу забойной техники.
Практическая ценность работы. Предлагаемый метод оценки надежности позволяет на стациях проектирования и эксплуатации систем подземного электроснабжения транспортных машин вводить избыточ -ность различного вида и типа, что приводит к снижению не только потерь добычи, но и расхода материалов, запасных, частей, числа обслуживающего персонала. Вероятностная модель функционирования системы электроснабжения и стохастических шахтных грузопотоков дает возможность рассчитать значения потенциальных потерь добычи
в каждой точке транспортной системы из-за отказов электрооборудо-ванил и рекомендовать в конкретном случае комплекс средств и мер по уменьшению или исключению воздействия отказов на технологичесг кий процесс. Результаты статистических исследований могут быть использованы проектными и исследовательскими институтами и орга -ниэациями для повышения безотказности и ремонтопригодности рудничного взрывобезопасного электрооборудования. Разработан и внедрен алгоритм управления, позволяющий поддерживать оптимальные параметры функционирования системы подземного электроснабжения магист -рального транспорта и конвейерного подъема с избыточностью,обес -печивающий максимальную рентабельность добычи полезного ископае -мого.
Достоверность полученных результатов подтверждается математи -ческим обоснованием полученных моделей; представительной выборкой данных экспериментов в промышленных условиях; удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований в производственных условиях с результатами моделирования на ЭВМ параметров надежности систем электроснабжения магистрального транспорта и конвейерного подъема (доверительная вероятность составляет 0,90...0,95 при погрешности не более 10)..
Реализация работы. Разработанные способы управления вероятностным процессом функционирования систем электроснабжения транспортных машин с избыточностью внедрены на шахтах им.Костенко и "Ка -захстанская" производственного объединения "Карагандауголь". Экономический эффект от внедрения рекомендаций в 1990 г. составил 92 тыс.рублей.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Карагандинского политехнического
института (г.Караганда, І990-Г992г.г.), научно-техническом семи -наре "Микропроцессорные системы контроля и управления экскаваторным электроприводом" (г.Свердловск, 1990г.), УІ научно-техничес -кой конференции "Технико-экономические проблемы оптимизации режимов электропотребления промышленных предприятий (г.Миасс,1991г.), УН научно-технической конференции "Повышение надежности, экономичности и конкурентоспособности асинхронных электродвигателей и электроприводов" (г.Кемерово,1992г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Изложена на 154 страницах машинного текста, включает 25 рисунков, 8 таблиц, список«литературы из 140 наименований, I приложение на 13 страницах.
