Введение к работе
Актуальность темы. Современный этап развития горнодобывающей промышленности СССР характеризуется преимущественным применением открытого способа разработки полезных ископаемых. В нашей стране на его долю приходится около двух пятых добываемого объема угля, более четырех пятых железной руда, примерно три четверти руд цветных металлов и химического сырья и почти весь объем добываемых строительных материалом. В будущем открытый способ разработки сохранит своо доминирующее положенно.
Исследования, выполненные в институтах "УкрІШИцроокт", КШ, ИГД щ. А.А.Скочннского, ИГТМ АН УССР и др. показывают, что вовлечение в добычу сложных по своему качественному составу и геологическому строению глэсторондений полезных ископаемых, в том числе залегающих нь значительной глубина, с одновременным возраставшем интенсификации производственных процессов приводит к резкому углубления разрабатываемых разрбзов и карьеров, значительно увеличивая долю расходов на трансиоптирование насыпных грузов в общей себестоимости дсбичя ПОЯЄЗІШХ ископаемых.
К 2000 г. общее число глубоких разрезов и карьеров в СССР возрастет до 200, а глубина разработки превысит 5СО м. Отсюда возникает настоятельная проблема простой, т. е. прямой передачи насыпных грузов с одного горизонта на другой, со дна карьера на его поверхность во кратчайшему пути. Решением этой проблемы мо-лет быть применение поточной и циклдчно-поточноі технологий, где главным звеном транспортний цопя являются ленточные конвейеры, транспортирующие насыпной груз, содержащий куски с максимальными размерами 400 - 500 мм под углами, не превышашцишг 18, что значительно сулает область их применения. Кроме этого, применение традиционных конструкций ленточных конвейеров для подъема насыпных грузов с глубоких горизонтов весьма проблематично, так как требует перемещения огромных объемов горной массы для подготовки трассы под размещение ленточного конвейера.
В этой связи проблема конвейерной доставки крупнокускошх грузов под крутыми" углами, наиболее эффективное решение которой заключается а преимущественном использовании крутонаклонных конвейеров, приобретает первостепенное значение.
Чрезвычайно эффективно применение вругонаклонннх конвейеров также в конструкциях горнотранопортних машин /роторных и
цепных экскаваторах, перегружателях, отвалообразователях, передвижных дробильно-сортировочных агрегатах и т.п./. Здесь крутонаклонные конвейеры позволяют значительно уменьшить габариты, металлоемкость и вес машин в целом.
На основании анализа технологических способов и исследований устройств для подъема крупнокусковых грузов с целью их применения в качестве крутонаклонных подъемников на открытых горных работах и п конструкциях горнотранспортных машин установлено, что наиболее целесообразным является применение крутонаклонных ленточных конвейеров и, в первую очередь, конвейеров с подпорными элементами. Поэтому создание крутонаклонных конвейеров с подпорными элементами, позволяющих повысить эффективность применения конвейерного транспорта на открытых разработках, является актуальной научной задачей.
Цель работы. Установление зависимостей основных геометрических и энергетических параметров крутонакяонных конвейеров от крупности и гранулометрического состава транспортируемого груза для создания крутонаклонннх конвейеров с подпорными элементами, позволяющих повысить эффективность применения конвейерного транспорта на открытых разработках.
Идея работы. Использование подпорных элементов для удержания крупнокускового груза от смещения на ленте крутонаклонного конвейера о таким соотношением геометрических параметров его грузонесущего полотна и гранулометрического состава транспортируемого груза, которое обеспечивает заданную производительность конвейера.
Научные положения, разработанные лично диссертантом, и новизна:
I/ установлены аналитические зависимости геометрических параметров грузонесущего полотна /ширины ленты, высоты перегородок, расстояния между нимж/ от угла наклона и производительности крутонаклонного конвейера, отличающиеся тем, что онв учитывают крупность и гранулометрический состав транспортируемого гру-, за, а также соотношение между размерами кусков отдельных фракций с шириной Ленты конвейера, посредством коэффициентов, математические описания которых представлены в виде регрессионных уравнений;
2/ установлены аналитические зависимости энергозатрат на загрузочном учх стке от производительности крутонаклонного конвейера и соотношения скоростей поступающего на ленту и перемещаемого ею груза, отличаоїдиося том, что они учитывают затраты энергии на деформацію материала при соударении перегородок с кусками груза;
3/ при определенном соотношении скорости, утла наклона и радиуса разгрузочного барабана крутонаклонного конвейєра происходит дополнителышк расход энергии на мотание груза перегородками, величина которой том больше, чом больше скорость и угол наклона конвейера и моньие радиус разгрузочного барабана.
Достоверность научных положений, обосіюваїшость выводов и рекомендаций, сформулированных в работе, подтворядеїш результатами теоретических исследовании с использованием методов теоретической механики, механики сыпучей среда, результатами экспериментальных исследований с применением апробированных методов теории планирования экспериментальных исследований, а также результатами испытаний" двух экспериментальных образцов крутонаклоншх ленточных конвейеров с перегородками.
Объем экспериментальных исследовании определен аз условия обеспечения S5 % наделшости результатов. Отклонение результатов теоретических исследований от экспериментальных но провышаот 20 %,
Научное значение работы заключается з установлений зависимостей основних геометрических параметров грузоносутдого полотна крутонаїслонного конвейера с подпорными элементами от ого производит ельностг, угла наклона, крупности и гранулометрического состава транспортируемого груза, в определении энергозатрат на загрузочном и разгрузочная участках, что является уточнением теории расчета крутонакяонннх конвейеров.
Практическая ценность работы заключается в разработка прпи» цишгальшх вопросов конструктивного исполнения крутонаклонных конвойвров с подпорными элементам для транспортирования крупно-' кускових грузов, что позволило создать ях конструктивные схеми и экспериментальные образцы; в создания научно обоснованной методики выбора и расчета основных параметров таких конвейеров, ут~ лервденной и использушой институтом "УкрЮМпроект" ври проектировании крутонаклошшх конвейеров.
Реализация виводові, я рекомендаций работа. Результаты исследований к методик* расчета попользованы при создания двух экоие-
4 риментальшх образцов крутонаклонянх конвейеров с подпорными элементами'- ленточнс—цепного и с подвесной лентой, а также при разработке Технического задания на самоходный грохотилькый агрегат СГА-1000.
Крутонаклонный конвейер с подвесной лентой и подпорными элементами внедрен на тахте им. Ленинского Комсомола ПО "Алек-сандрияугольп в 1988 г. с экономическим эффектом 15,5 тыс. руб. Конструкция ленточнс—цеяпого крутонаклонного конвейера используется в самоходном грохотильном агрегате СГА-І0ОО, экономический эффект которого от применения в условиях угольной промышленности составляет 660 тыс. руб.
Апробация работы. Диссертационная работа и ее отдельные разделы доложены и одобрены на научно-исследовательской конференции "Проблемы создания и эффективного использования роторных и ценных экскаваторов для разработки пород, склонных к образовании кусков при экскавации, и пород, содержащие крепкие включения" /г. Киев, 1983 г./; на Республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов "Молодые ученые -прогрессу в области разработки высокоэффективных технологий, средств механизации и автоматизации добычи и переработки полезных ископаемых*7сднепропетровск, 1984 г./; на научно-технической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 40-летшэ Победы СССР в Великой Отечественной войне/Шіев, 1985 г./; на техническом совещании в ПО "Алексавдрияуголь'' /г. Александрия, 1987 г./; на семинарах институтов "УкрНИИпроект" /1983 -1989 гг/ и МГИ /1988 - 1989 гг./; на заседании кафедры "Торной механики и транспорта" МГй /1990 г./.
Публикация. lb теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, получено 4 авторских свидетельства.
Структура и объем работы. Диссертация состоит- из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы и приложений.
Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 9 таблиц, 33 рисунка, библиографию из Ю8 наименований и 8 приложений на 23 страницах.