Повышение эффективности комплексов многоканатных подъёмов с наземным расположением подъёмных машин.

Введение.

1. Состояние исследований и нерешенные вопросы повышения эффективности многоканатных подъёмных установок с наземным расположением подъёмных машин.
1.1. Состояние научных исследований в области вертикальных подъёмных установок с наземным расположением многоканатных подъёмных машин.
1.2. Задачи повышения эффективности создания и совершенствования многоканатных подъемных установок с наземным расположением подъёмных машин на глубоких карьерах.
1.3. Анализ существующих конструкций скипов наклонных карьерных подъемников.
1.4. Состояние исследований в области прогнозирования и установления фактических ресурсов подъемных установок
1.5. Цели и задачи диссертационной работы.
2. Исследование особенностей динамики наземных многоканатных подъемных установок.
2.1. Обоснование необходимости перехода от башенного к наземному расположению двух и более многоканатных машин.
2.2. Методика расчета фактических углов обхвата наземного канатоведущего шкива.
2.3. Особенности динамики многоканатных наземных подъемных установок.
2.4. Методика расчета нагрузок на основные элементы многоканатных наземных подъемных установок.

Футеровка канатоведущих и отклоняющих шкивов подъемных машин ПП-45.

Футеровка канатоведущих и отклоняющих шкивов подъемных машин ПП-45.
2.5. Исследование влияния величины провисов струны канатов на тяговую способность наземных многоканатных подъемных установок.
2.6. Сравнительный анализ нагружения канатоведущих шкивов при их башенном и наземном расположении.
2.7. Выводы по раз деду.
3.Обоснование рациональных параметров скипов для многоканатных карьерных подъемных установок с 78 наземным расположением подъемных машин.
3.1. Разработка и обоснование схем многоканатных наземных карьерных установок.
3.2. Оптимизация параметров большегрузных скипов.
3.3. Анализ и теоретическое обоснование наиболее целесообразного способа разгрузки большегрузных скипов.
3.4. Разработка методики расчета рациональных параметров большегрузных скипов.
3.5. Выводы по разделу.
4. Разработка и экспериментальное исследование нагруженности конструкций большегрузных скипов ^^ карьерных наклонных подъемников.
4.1. Разработка и обоснование конструкций большегрузных карьерных скипов.
4.2. Экспериментальное исследование нагруженности элементов большегрузных скипов.
4.3. Разработка и обоснование методики прочностных расчетов кузовов скипов предложенной конструкции.
4.4. Выводы по разделу.
5. Повышение безопасности комплексов подъемных установок на основе прогнозирования кризисных ситуаций, общего и остаточного ресурсов подъемных машин.
5.1. Комплексы подъемных установок как сложные энергомеханические системы.
5.2. Анализ и прогнозирование структурных кризисов комплексов шахтных подъемных установок.
5.3. Причинно-следственный анализ кризисных состояний шахтных подъемных комплексов.
5.4. Теоретические основы оценки общего и остаточного ресурсов шахтных подъемных машин.
5.5. Обоснование нормативных сроков эксплуатации подъемных машин.
5:6. Выводы no-разделу.
6. Апробация и реализация результатов диссертационной работы..
6.1. Реализация результатов исследований в рабочем проекте клетевого подъема шахты «Новая»
ОАО «Гайский ГОК».
6.2. Реализация результатов исследований в рабочем проекте двухскиповой подъемной установки на шахте «Новая»
ОАО «Гайский ГОК».
6.3. Реконструкция одноканатных подъемных установок с заменой барабанных подъемных машин на многоканатные наземного расположения.
6.4. Разработка методики определения общего и остаточного ресурсов многоканатных подъемных машин.
6.5. Выводы по разделу.

Непрерывное увеличение глубины ведения горных работ, углубление шахт и рудников и прямо связанное с этим проектирование все более мощных комплексов многоканатных подъемных установок (МКПУ) приводит к необходимости сооружения все более громоздких и дорогостоящих башенных копров, масса которых составляет уже в настоящее время вместе с фундаментом 6+16 тыс. т и более, а высота достигает 80-120 метров.
Строительство таких сооружений связано с большими капитальными затратами и со снижением уровня безопасности эксплуатации МКПУ, в то время как в мировой практике уже наметилась устойчивая тенденция перехода от башенного к наземному расположению подъемных машин (канатоведущих шкивов трения - КВШ). Однако в отечественном шахтном подъеме основные научно-технические аспекты данной проблемы остаются пока нерешенными, что зачастую сдерживает реализацию этого перспективного направления развития горных предприятий.
При постоянном увеличении в стране числа глубоких карьеров с большой производительностью все более востребованными становятся мощные многоканатные наклонные подъемные установки с наземным расположением подъемных машин. При этом параметры основного подъемного оборудования и, в частности, большегрузных скипов, должны быть соответствующим образом адаптированы к условиям таких схем. Поэтому возникает задача научной проработки и всестороннего обоснования основных конструктивных параметров большегрузных скипов карьерных многоканатных подъемных установок с наземным расположением канатоведущих шкивов трения.
Установленные в настоящее время нормативные сроки службы шахтных подъемных машин не отражают их фактической нагруженности, интенсивности и условий эксплуатации и, по существу, носят директивный характер, что негативно влияет на общий уровень безопасности эксплуатации этих потенциально опасных объектов. Назрела необходимость в дифференцированной и всесторонне обоснованной оценке нормативных сроков службы подъемных машин с учетом всего многообразия нагруженностей, интенсивностей и условий их эксплуатации.
Эти задачи, поставленные в настоящей диссертационной работе, являются актуальными, особенно в плане дальнейшего развития отечественной науки и практики в области шахтных и карьерных подъемных установок.
Объект исследования - комплексы многоканатных подъемных установок шахт и карьеров с наземным расположением подъемных машин.
Предмет исследования - закономерности формирования нагрузок основных элементов многоканатных подъемных установок.
Цель работы - повышение эффективности работы комплексов многоканатных подъемных установок с наземным расположением подъемных машин.
Идея работы — заключается в адаптации параметров схем и оборудования многоканатных подъемных установок шахт и карьеров к наземному расположению канатоведущих шкивов трения.
Научные положения, выносимые на защиту
1. Наземное расположение многоканатных подъемных машин при рациональной компоновке позволяет увеличить тяговую способность и динамический коэффициент безопасности против скольжения по сравнению с их башенным расположением.
2. Нагруженность коренных валов наземных многоканатных подъемных машин уменьшается с увеличением углов наклона струны канатов к горизонту. При рациональном выборе параметров наземного расположения канатоведущих шкивов возможно уменьшение в 1,5.1,7 раза изгибных напряжений коренных валов по сравнению с их башенным расположением и, соответственно, уменьшение массы подъемной машины и копра.
3. Основные конструктивные размеры большегрузных скипов карьерных наклонных многоканатных подъемных установок с наземным расположением КВШ должны определяться с учетом наименьших ударных нагрузок при загрузке и максимальных значений коэффициента заполнения кузова скипа.
4. Определение нормативного срока службы подъемных машин должно устанавливаться на стадии рабочего проектирования подъемных установок с учетом планируемой нагруженности, интенсивности и условий эксплуатации.
Научная новизна работы состоит в том, что в ней:
1. Обоснована технико-экономическая целесообразность перехода от башенного к наземному расположению многоканатных подъемных машин.
2. Выполнен анализ особенностей динамики многоканатных подъемных установок с наземным расположением канатоведущих шкивов.
3. Исследовано влияние величины провиса струны канатов на тяговую способность наземных подъемных шкивов трения.
4. Разработана методика оптимизации параметров большегрузных скипов карьерных наклонных подъемников.
5. Выполнено экспериментальное исследование нагруженности конструкций большегрузных скипов карьерных наклонных подъемников.
6. Сформулированы теоретические основы определения общего и остаточного ресурсов основных деталей подъемных машин.
Практическая ценность диссертации состоит в том, что в ней:
1. Разработана методика расчета нагрузок на основные элементы наземных многоканатных подъемных установок.
2. Дан сравнительный анализ нагружения канатоведущих шкивов при их башенном и наземном расположении.
3. Предложены схемы наземных многоканатных карьерных подъемных установок.
4. Разработана методика расчета оптимальных конструктивных параметров большегрузных скипов наклонных карьерных подъемников.
5. Разработаны конструкции большегрузных скипов наклонных карьерных подъемников.
6. Предложена методика прочностных расчетов кузова большегрузных скипов наклонных карьерных подъемников.
7. Разработана методика определения общего и остаточного ресурсов многоканатных подъемных машин, предложен подход к обоснованию их нормативных сроков службы.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением корректных методов математического и физического моделирования, базируется на основных положениях классической механики, теории устойчивости, теории колебаний, а также на апробированных методах экспериментальных исследований и подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований; при этом относительная ошибка экспериментальных данных не превышает 1+9% при 90%-м уровне сходимости экспериментальных данных с расчетными.
Реализация результатов. Результаты работы использованы в технико-экономических обоснованиях и рабочих проектах клетевого и скипового многоканатных подъемов с наземным расположением подъемных машин на шахте «Новая» ОАО «Гайский ГОК», при реконструкции барабанной подъемной установки на шахте «Клетевая» ОАО «Гайский ГОК» с её заменой на многоканатную с наземным расположением машины, при проведении экспертизы промышленной безопасности шахтных подъемных установок в ЗАО Центр диагностики и экспертизы «Цветметналадка», а также в учебном процессе кафедры горной механики Уральского государственного горного университета. Апробация работы.
Результаты диссертационной работы докладывались на 4 международных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, МГГУ), на 5 конференциях Уральской горнопромышленной декады (Екатеринбург, УГГУ), на 2-х Международных научно-технической конференциях «Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности» ( Екатеринбург), на международной конференции «Динамика горных машин», г.Гливице, Польша.
Публикации: по теме диссертации опубликовано 31 работа Объем и структура работы: Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, библиографического списка (123 наименований) и 3 приложений. Содержит 205 страниц текста, 35 таблиц и 51 рисунок.

Научная библиотека диссертаций и авторефератов  Скачать полный текст диссертации.