Теоретико-механический расчет устойчивости движения сосуда в шахтной скиповой пневмоподъемной установке

В. М. Таугер, Е. Б. Волков, А. А. Леонтьев 

Таугер В. М., Волков Е. Б., Леонтьев А. А. Теоретико-механический расчет устойчивости движения сосуда в шахтной скиповой пневмоподъемной установке // Известия УГГУ. 2018. Вып. 1(49). С. 89–93. DOI 10.21440/2307-2091-2018-1-89-93

Актуальность. В сегменте горно-шахтных подъемных установок сложилась критическая ситуация. Традиционный канатный скиповой подъем практически исчерпал свои возможности. Увеличение глубины месторождений и рост производительности проходческих и очистных комбайнов обусловливают все большие емкости, размеры и скорости движения скипов, повышение мощности и массы подъемных машин, увеличение количества и диаметра канатов, высоты копра, диаметра шахтного ствола. Поиск альтернативных способов шахтного подъема, обладающих более высокой удельной производительностью, к однозначному выводу о перспективности перехода от канатных к скиповым пневмоподъемным установкам.

Цель работы: обеспечить устойчивость движения сосуда в шахтнойскиповой пневмоподъемной установке.

Методология исследования. Для снижения невозвратных потерь энергии на подъем собственного веса скипа организована замкнутая пневмосистема: выходное сечение спускного трубопровода воздуховодом сообщается с входным окном воздуходувки. В воздуходувку поступает поток с избыточным давлением, определяющимся весом порожнего скипа, в результате чего энергозатраты на подъем зависят только от веса полезного ископаемого. Оптимальная работа замкнутой системы возможна только при определенном значении диаметра трубопроводов.

Результаты. Описаны конструкция и принцип работы предложеннойпневмоподъемной установки, приведена методика расчета диаметра трубопроводов для реализации воздухообмена между спускным и подъемным трубопроводами.

Заключение. В статье обосновано новое конструктивное исполнениескиповой пневмоподъемной установки, обладающей более высокой производительностью и экономичностью энергозатрат, за счет снижения аэродинамического сопротивления трассы и устранения невозвратных затрат энергии на подъем собственной массы скипа. По предложенной методике произведен расчет устойчивости движения сосуда в спускном трубопроводе пневмоподъемной установки.

Ключевые слова: подъемная установка; канатный подъем; конструкция; скип; пневмосистема; расход энергии; трубопровод.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бежок В. Р., Дворников В. И., Манец И. Г. и др . Шахтный подъем. Донецк: ООО «Юго-Восток, Лтд», 2007. 624 с.
2. Бурчаков А. С., Малкин Л. С., Еремеев В. М. и др . Проектирование предприятий с подземным способом добычи полезных ископаемых: справочник. М.: Недра, 1991. 399 с.
3. Спиваковский Л. О., Гончаревич И. Ф. Специальные транспортирующие устройства в горнодобывающей промышленности. М.: Недра, 1985. 128 с.
4. Хоменко О. Е ., Кононенко М. Н., Мальцев Д. В. Горное оборудование для подземной разработки рудных месторождений : справ. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. Днепропетровск: НГУ , 2011. 448 с.
5. Кузьмин А. В. Справочник по расчетам механизмов подъемнотранспортных машин. Минск: Высш. школа, 1983. 350 с.
6. Николаев Ю. А. Горнодобывающим отраслям – новый вид транспорта // Изв. вузов. Горный журнал. 1999. № 3/4. С. 14–17.
7. Борецкий Е . А., Егорова М. С. Глобальная горнодобывающая промышленность // Молодой ученый. 2015. № 11.4. С. 40–45.
8. Mine 2011. The game has changed // Review of global trends in mining industry. PWC 2011. URL: https://www.pwc.kz/en/events/assets/mine_2011_eng.pdf
9. Outlook: Prospects for Recovery in the global Mining Industry. KPMG, 2010. URL: https://home.kpmg.com/content/dam/kpmg/pdf/2012/08/building-business-value-part-2.pdf
10. Литвинский Г. Г. Сущность научной доктрины «Шахта ХХI века» // Уголь. 2006. № 11. С. 44–46.
11. Николаев Ю. А. Методика расчета скиповой пневмоподъемной установки // Горный журнал. 1990. № 9. С. 95–97.
12. Николаев Ю. А. Теория и методы расчета скиповой пневмоподъемной установки для шахт и карьеров : автореф. дис. … д-ра техн. наук. Свердловск, 1991. 45 с.
13. Таугер В. М., Волков Е . Б., Холодников Ю. В. Скиповая пневмоподъемная установка повышенной энергоэффективности // Изв. вузов. Горный журнал. 2017. № 2. С. 77–83.
14. Промышленные воздуходувки и турбовоздуходувки SIEMENS. URL: http://www/bibliotecar.ru
15. Холодников Ю. В., Альшиц Л. И., Таугер В. М. Промышлен- ные композиты: возможности и перспективы . Саарбрюккен (ФРГ): Lambert Academic Publishing, 2016. 455 с.
16. Детали машин: онлайн-справочник. URL: http://detamash.ru/tribotehnika/tipyi-uplotneniy.html