Введение к работе
Актуальность работы. В последние годы при открытой добыче элезных ископаемых, особенно на глубоких рудных карьерах, остро :тала проблема обновления существующих технологических видов эанспорта, повышения его экологической безопасности и шномической эффективности, улучшения его технических зраметров при транспортировании вскрышных пород и полезного скопаемого.
Транспортные схемы на большинстве крупных рудных карьеров рормировались в конце 60-х или в 70-х годах, когда в достаточной ере не учитывалась экологическая безопасность применения того ли иного вида транспорта. В настоящее время эти карьеры достигли дубины 300 — 400 м, и применяемый в большинстве случаев для ^экспортирования горной массы автотранспорт стал экономически еэффективным.
Уже при добыче полезного ископаемого на глубинах более 200 м ремя движения груженых автосамосвалов на подъем может достигать 5 % и более от времени рейса, а длина транспортирования — 5 — 7 м. Из-за перегрева тяговых двигателей и трансмиссии движение зтосамосвалов производится с частыми остановками. Загазованность гмосферы достигает такого уровня, что карьеры приходится станавливать для проветривания до 1000 и более часов в год, что эдет к значительным экономическим потерям.
Применяемые организационные и технические мероприятия уществешго не изменяют экологическую ситуацию на карьерах.
Одним из путей решения указанных проблем является римеиспие на подъеме традиционных ленточных конвейеров (с глом транспортирования до 18), так как при этом сокращается длина ранспортирования и объемы горнокапитальных работ.
Применение крутонаклонных конвейеров, располагаемых под глами откосов бортов карьера, позволяет не только наиболее резко низить длину транспортирования, но и свести до минимума эрнокапитальные работы.
Анализ различных видов карьерного транспорта позволил
делать вывод о перспективности использования крутонаклонных
онвейеров с прижимной лентой на карьерах с большими
эузопотоками. Между тем, несмотря на положительный зарубежный
пыт их эксплуатации в промышленных условиях, такие конвейеры в
астоящее время не изготавливаются отечественными
роизводителями.
Вопросами создания крутонаклонных конвейеров с прижимной
ентой занимались многие отечественные и зарубежные организации
ученые. Однако в настоящее время отсутствует комплексная
:етодика обоснования и выбора их параметров. Поэтому обоснование
основных параметров крутонаклонного конвейера с прижимное лентой для карьеров с большими грузопотоками является актуальное научной задачей.
Целью работы является установление основных зависимосте между геометрическими, режимными, силовыми и энергетическим! параметрами для определения рациональных параметрої кругонаклонных конвейеров с прижимной лентой, применение которых на карьерах с большими грузопотоками позволит обеспечиті повышение технико-экономических показателей транспортирования і существенное улучшение экологической обстановки.
Идея работы заключается в рассмотрении крутонаклонногс конвейера с прижимной лентой как единой механической системы с комплексным учетом взаимосвязей элементов конвейера і взаимозависимостей между его основными параметрами.
Научные положения, разработанные лично соискателем, і новизна:
-
Математическая модель силового взаимодействия злементої системы «лента — транспортируемый материал — лента» конвейера учитывающая упругие характеристики лент, обосновывает условия і параметры перераспределения усилий между прижимной і грузонесущей лентами и их относительного проскальзывания ш крутонаклонном участке конвейера.
-
Математическая модель переходных участков конвейера учитывающая изгибную жесткость лент с материалом и тш применяемых лент, позволяет определять минима^ные радиусь переходных участков и необходимые предварительные натяжени! лент.
-
Эквивалентная статическая схема крутонаклонного конвейєрі с прижимной лентой, отражающая его основные принципиальны! особенности, связывает ленточные контуры, их приводы и натяжньк устройства в единую механическую систему, что обеспечивав' возможность определения параметров конвейера с учетом и: взаимных связей.
-
Суммарные значения тяговых усилий лент, мощності приводов, энергозатраты на транспортирование и КПД подъема прі одинаковой производительности и высоте подъема практически ні зависят от угла наклона конвейера. При значениях грузопотока свьши 30 % от его расчетного значения КПД равно 0,8...0,85.
-
Для уменьшения перераспределения нагрузок межд грузонесущей и прижимной лентами и участков относительного и: проскальзывания в начале и в конце системы «лента транспортируемый материал — лента» удельные жесткости лен
должны выбираться пропорционально сопротивлениям их движению на крутонаклонном участке.
Обоснованность и достоверность научных положений,
выводов и рекомендаций обеспечиваются:
корректностью сделанных допущений при построении математических моделей;
использованием современных методов теории упругости, механики сыпучих сред, математического и физического моделирования процессов транспортирования, электромеханических и других процессов, методов математического моделирования, методов статистической обработки данных, использованием современного компьютерного оборудования и математического программного обеспечения: Mathsoft MathCad 2000, Math Works Matlab 5.3.1, Mathsoft S-Plus 2000, Microcal Origin 5.0a, Golden Software Grapher 2.0 и др.
- имеющимися экспериментальными данными, значениями
параметров зарубежных крутонаклонных конвейеров и результатами
их промышленной эксплуатации (расхождение результатов не
превышает в среднем 5 — 9 %).
Научное значение работы заключается: в разработке математических моделей участков крутонаклонного конвейера с прижимной лептой, в установлении зависимостей для определения его эсновных параметров с учетом жесткостных характеристик лент и приводов, что является дополнением теории крутонаклонных конвейеров с прижимной лентой.
Практическое значение работы состоит в создании комплексной методики расчета параметров крутонаклонного конвейера с прижимной лентой, а также пакета компьютерных программ, которые могут быть использованы проектными эрганизациями при его проектировании.
Реализация рекомендации и выводов работы.
Методика определения основных геометрических, режимных, :иловых и энергетических параметров крутонаклонного конвейера с прижимной лентой, рекомендации по выбору параметров загрузочного узла конвейера приняты к использованию при проектировании крутонаклонных конвейеров ОАО «ВНИИПТМАШ» и СКМ — Горное дело (Группа Компаний СКМ), а также ООО «Альбис» при рабочем проектировании ленточных конвейеров для ООО кБузан —Порт» (г. Астрахань) и Норильской обогатительной фабрики [НОФ) РАО «Норильский никель».
Апробация работы. Материалы диссертационной работі доложены и обсуждены:
на международном симпозиуме «Горная техника на порог XXI века» (Москва, МГГУ, 17 - 19. 10. 1996);
на научных симпозиумах «Неделя горняка — 97», «Недел горняка — 98», «Неделя горняка — 99», «Неделя горняка — 2000 (Москва, МГГУ);
на Первой, Второй и Третьей экологических конференция молодых ученых (студентов и аспирантов) (Москва, МГГУ, 24. 04. 1991 23. 04. 1998 и 25.04.1999);
на «Second Regional АРСОМ' 97 Symposium on Compute Applications and Operations Research in the Mineral Industries» (Moscov MSMU, 24 - 28. 08. 1997);
на «2 —nd International Simposium Mining and Environmente Protection» (Белград, Югославия, БГУ, 25 - 27. 05. 1998);
на конференции по итогам Всероссийского конкурса н лучшую научную работу студентов горного профиля (Екатеринбург УГГГА, 1998);
на «Fourth International Simposium on Mine Haulage an Hoisting» (Югославия, Белград, БГУ, 15-17.11.1999);
на «Miedzynarodowe Konferencji «Gornictwo 2000» (Польше Szczyrk, Politechnika Slaska, 23-24.11.1999);
на Международной конференции стран СНГ «Молоды ученые — науке, технологиям и профессиональному образованию дл устойчивого развития: проблемы и новые решения» (Москва, PAF МГГУ им. Баумана, 29.11-03.12.1999).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 1 научных статей, получено положительное заключение по заявке і] изобретение № 2000 119945 / 03 на «Крутонаклонный ленточны конвейер» (в соавторстве).
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит и введения, 4 глав и заключения, включает 79 рисунков, 10 таблиі список литературы из 105 наименований, 5 приложений.