Сравнительный анализ энергозатрат транспортирования вскрышных работ

Сравнительный анализ энергозатрат транспортирования вскрышных работ.

, студент филиала ГУ КузГТУ в г. Белово

, профессор, д. т.н.

В нынешних условиях дефицита топливно-энергетических ресурсов важную роль играет оценка энергозатрат промышленных машин. Расход энергии - универсальная характеристика, показывающая экономическую эффективность всего производства. Во время оценки энергетической оценке транспортных систем карьеров имею место две главных проблемы.

Первая: перевод тепловой энергии горючего топлива используемого в автотранспорте, и электроэнергии потребляемой конвейерным и железнодорожным транспортом, в необходимый вид. В отечественной литературе имеется несколько вариантов. Но по мнению и профессора самый выгодный выход это перевод расхода электрической энергии и дизельного топлива к расходу первичных энергонесущих ресурсов, например к «условному топливу» (у. т.) который также учитывает расход энергии на добычу данных ресурсов, переработку и транспортирование. В РФ как у. т. используется угольный эквивалент – 7000ккал (29.3 мДж) – теплота, выделяемая при сжигании 1т высококачественного угля. Подобный подход распространен и за рубежом. В США и Англии используют британскую тепловую единицу (БТЕ) энергия которую необходимо затратить для поднятия температуры 1 фунта воды на 1°F (1 БТЕ = 0,252 кал/кг).

Вторая: это выбор и обоснование параметра оценки энергоэффективности транспорта глубоких карьеров. Распространенные параметры (кВт·ч/т, г/т, кВт·ч/т·км, г/тк·м) показывающие расход энергии на единицу объема перевезенной горной массы или на единицу грузооборота не эффективны для глубоких карьеров, т. к. не учитываю высоту подъема груза. Поэтому необходимо принять величину энергозатрат для подъема 1 т породы из карьера.

Воспользовавшись методом предложным Тангаевым. И.А. и , после чего доработанным и , получаем показатели энергоемкости конкретных видов транспорта при работе на подъем горной породы (рис.1). Энергоэффективность конвейерного транспорта в разы выше, чем у железнодорожного транспорта и автомобильного [3].

Исходя из этого видно, что при формировании комбинированных транспортных систем большее внимание нужно уделять вводу конвейерного и ж/д транспорта и уменьшение расстояния перевозок с использованием автомобильного транспорта.

Рис.1

Т. к. конвейерный транспорт энергетически выгоден при работе на подъем проанализируем его подробнее. Рассчитаем составляющие силы сопротивление для более тщательного анализа.

Исходя из формул сопротивления движению ленты на груженом (1) и порожнем (2) участке. Выводим составляющие сил сопротивления движению [5]:

(1)

(2)

Получаем соответствующие уравнения:

1)- сопротивление от сил трения (3)

2) - сопротивление от сил тяжести (4)

3)- сопротивление от сил скатывания (5)

4)- сопротивление движению в роликоопорах на груженой ветви (6)

5)- сопротивление движению в роликоопорах на порожней ветви (7)

6)- сумарнное сопротивление в роликоопорах (8)

Принимаем в промежутке от 0 до 20,L=1000м, линейную нагрузку от массы вращающихся роликоопор, и массы ленты берем из таблицы 1 при заданной ширине ленты B=1200мм, выбираем по СНиП 2.05.07-85:=0.04 , остается посчитать , для этого нам известна плотность горной массы т/м. А затем и составляющие сил сопротивления.

Сначала считаем площадь сечения груза, на ленте исходя из рис.2 и данных к нему: .

Рис.2

Считаем основание треугольника, для этого нужно высчитать высоту трапеции и верхний катет треугольника со сторонами НВС по формуле:

Отсюда высчитываем основание равнобедренного треугольника.

И катет с высотой ,==344,15.Далее высчитываем площадь, которая равняется сумме площадей треугольника и трапеции:

Полученное значение подставляем в формулу:

Теперь строим круговые диаграммы составляющих сопротивления:

Рис.3

Рис.4

Рис.5

Из диаграмм (Рис.3 и Рис.4) видим, что с увеличением угла подъема увеличивается и сопротивление движению ленты в основном за счет, сопротивления от сил скатывания. На Рис.5 видим, что линейная нагрузка в роликоопорах вне зависимости от угла транспортирования, остается не изменой.

Вывод: Из приведенных выше расчетов, видим, что из всех составляющих сопротивления движению ленты регулировать, возможно, только сопротивление роликоопор. В данной области есть 2 решения:

1)Пластмассовая обечайка которые по сравнению со стандартным исполнением обладают меньшим весом, более износостойки, коррозийноустойчивы, имеют свойства демпфузора, что и ведет к снижению сопротивления движения ленты. Но данные ролики имеют существенный недостаток, по отношению к роликам из металла обладают высокой стоимостью.

2)Использования метода переменного шага в роликоопорах. Который подразумевает изменять шаг роликоопор в зависимости от силы натяжения ленты. Достоинства стоимость конвейера не увеличивается, уменьшение ударных нагрузок. Недостатки трудоемкость в расчете и изготовлении.

Список используемой литературы:

1.  Тангаев процессов добычи и переработки полезных ископаемых. – М.: Недра, 1986. – 231 с.

2.  , Лукин резервы экономии дизельного топлива на карьерном транспорте/Разработка рациональных технологий добычи руд цветных металлов: Сб. научн. тр./Ин-т Унипромедь. – Свердловск, 1988. – С. 39–45.

3.  , Лель транспортных систем карьеров: оценка и перспективы [Электронный ресурс]: http://library. stroit. ru/articles/trankar/

4.  Ставров создания эффективного электромобиля. – М.: Наука, 1984. – 88 с.

5.  , ,Шешко машины и автоматизированные комплексы открытых разработок. – М.: Недра, 1975. – 464 с.