Обеспечение максимальной вероятности безопасной работы транспорта

1.  Обеспечение максимальной вероятности безопасной работы транспорта.

2.  Минимизация доли ручных операций в процессе управления.

3.  Обеспечение максимальной функциональной надежности. Это возможно за счет сокращения простоев добычных механизмов, связанных с организацией работы транспорта, а также с возникновением неисправностей. Это обеспечивается следующими мероприятиями: контроль за непревышением фактической загрузки конвейера; устранение просыпания угля на конвейере путем контроля за непревышением фактической величины грузопотока; введение регулируемого торможения для снижения аварийности перегрузочных пунктов, имеющие место при остановке конвейерной линии из-за равности времени выбега конвейеров; введение регулируемого запуска конвейеров в линии, сокращающее время запуска.

4.  Обеспечение максимальной эксплуатационной надежности конвейеров. Под этим следует понимать максимальное использование конвейеров во времени за счет снижения холостых пробегов ленты и обеспечения непрерывности грузопотоков. Задача решается путем регулирования моментов пуска-останова конвейеров. Кроме того, в это понятие входит максимальное использование конвейеров по производительности путем стабилизации погонной нагрузки и приближения ее к номинальной. Решение задачи возможно двумя путями: использование регулируемого привода и введение усреднительного бункера. При этом объем этого бункера должен быть оптимальным, т.е. позволяющим сглаживать мгновенные пиковые нагрузки и аккумулировать определенную часть груза, и, в то же время, не быть громоздким.

5.  Обеспечение минимального расхода материальных ресурсов достигается за счет увеличения срока службы ленты, роликов, футеровки барабанов и других запасных частей, а также снижение потребляемой электроэнергии.

Нетрудно заметить, что эти критерии тесно взаимосвязаны. Так, например, обеспечение минимального расхода материалов исходит из увеличения срока службы отдельных частей конвейера, а это, в свою очередь способствует снижению времени простоев при поломке оборудования, что приводит к увеличению эксплуатационной производительности конвейерной линии. В общем виде указанная задача выбора параметров системы конвейерного транспорта сводится к установлению их рационального соотношения, обеспечивающего наименьшие приведенные затраты на транспортирование при надежной реализации плановой нагрузки на забои. В математической форме функция цели имеет вид:

С ( Ск, Сэ, П, Рг, Рд, Рт, Км, Кс, Ро, Ру) ® min;

Q ( П, Рг, Рд, Рт, Км, Кс, Ро, Ру) ³ Q*,

где С - функция приведенных затрат;

Q, Q* - функция суммарной нагрузки на добычной конвейерный участок и её плановая величина;

Ск, Сэ - составляющие приведенных затрат, зависящие от капитальных и эксплуатационных затрат на систему конвейерного транспорта в целом;

П - функция потери добычи по конвейерному добычному участку;

Рг = (Рг₁, Рг₂, ... Рг_n) - совокупность горнотехнических параметров;

Рд = (Рд₁, Рд₂, ... Рд_n) - совокупность параметров добычного оборудования;

Рт=(Рт₁, Рт₂ ... Рт_n) - совокупность параметров, характеризующих работу смежных транспортных звеньев;

Км= (Км₁, Км₂, ... Км_n) - совокупность технических параметров транспортных средств;

Кс = (Kc₁, Kc₂, ... Кс_n) - совокупность технологических параметров транспортных схем;

Ро, Ру - принятые режимы организации и управления транспортными звеньями.

1.4 Разработка критериев управления линией

Управление конвейерным транспортом представляет собою процесс, характеризующийся многими параметрами, оказывающими взаимовлияние друг на друга. Для получения рационального режима управления конвейерной линией необходимо выделять параметры, оказывающие влияние на её режимы работы, оценить взаимовлияние этих параметров друг на друга. Рациональным режимом управления будем называть режим, обеспечивающий плановую производительность транспортирования с наименьшими затратами на единицу транспортируемого груза.

1.4.1 Анализ причин потерь производительности

На производительность конвейерной линии оказывают влияние потери транспортируемого материала. Причины, вызывающие эти потери следующие.

При пересыпании груза выше борта конвейерной ленты возникают просыпи, которые можно исключить, проведя ряд мероприятий. Например, установка датчиков, определяющих объем груза, находящегося на ленте. Для исключения пересыпания груза возможно применение дозатора, дозирующего порцию груза с учетом характеристик поступающейй горной массы, ограничивающего объем последней на конвейерной ленте.

Вторая причина оказывающая влияние на потери – это засыпание перегрузочных узлов при пусках и остановках. Для исключения этого негативного явления необходимо производить регулируемый пуск и торможение, обеспечивающие при этом еще и минимальную длительность этого процесса с формированием оптимальных динамических усилий.

Сокращение времени на текущий и аварийный ремонты, на поиск аварийного узла, на ликвидацию аварии, а также сокращение времени пусков и торможений открывает дополнительный резерв увеличения времени эксплуатации конвейерной линии.

Оценка аварийных ситуаций позволит выявить “узкие места” в конвейерной линии, усовершенствовать график планово-предупредительных ремонтов и тем самым увеличить надежность работы конвейерной линии.

При решении вопроса сокращения длительности пуска и останова целесообразно предусмотреть индивидуальную программу разгона каждого конвейера в линии, которая бы, исходя из условия исключения засыпания перегрузочных узлов, учитывала сложившуюся технологическую ситуацию (распределение груза по конвейерам линии, степень загруженности каждого из конвейеров). Программа должна включать в себя очередность пуска (торможения) конвейеров, интенсивность пуска (торможения). Все эти операции должны быть направлены на сокращение времени пуска (торможения) с динамическими режимами, обеспечивающими максимально-возможный срок службы составных элементов конвейера, и минимальный расход электроэнергиии. Снижение времени на поиск аварийной ситуации производится зa счет введения в систему управления узла, определяющего номер неисправности. Для более оперативного обслуживания систем управления каждого из конвейеров и системы управления конвейерной линии в целом целесообразно разрабатывать и применять модульные системы с достаточным запасом ЗИПа. Неисправные элементы, которые подлежат замене в централизованном порядке ремонтируются специальными службами или подлежат замене на заводе-изготовителе.

1.4.2 Оценка режимов работы линии

Режимы работы конвейерной линии зависят от горнотехнических параметров поступающих материалов.

При крупнокусковых грузах целесообразно снижать скорость его транспортирования. При этом увеличивается срок службы ленты, роликов, возможно решение вопроса снижения металлоемкости конвейера. Однако, при снижения скорости транспортирования снижается производительность. Следовательно, следует оценить уровень снижения скорости. увеличение срока службы элементов и снижение металлоемкости конвейера, являющиеся следствием снижения скорости и потери производительности при этом. В этом случае возможен выбор оптимального режима, т.к. увеличение срока службы элементов конвейера создает предпосылки для увеличения надежности конвейерной линии, следовательно увеличение времени эксплуатации линии. В общем случае, при достижении оптимального режима в этом случае производительность не снижается, а становится стабильной на протяжении всего срока эксплуатации.

На величину себестоимости оказывают влияние технические параметры конвейеров.

Это стоимостные и массо-габаритные показатели привода и системы управления. Надежность работы систем управления и привода, которые в конечном итоге оказывают влияние на длительность времени эксплуатации конвейеров в линии. Одним из методов повышения надежной работы систем управления конвейерной линией является резервирование. В двухуровневых системах управления это возможно за счет дублирования алгоритмов регулирования, управления конвейером в системе управления линией.

Для получения рационального режима конвейерной линии следует обеспечить оптимальный режим работы каждого отдельного конвейера в линии. Оптимальным режимом работы отдельного конвейера в линии будем называть режим, обеспечивающий минимальные затраты при изменяющихся параметрах конвейера, уровень загрузки, уровень скорости, уровень натяжения, распределение тяговых усилий между приводными барабанами, степень взаимовлияния барабанов в многоприводных конвейерных установках. Кроме этого в этот режим включаются программы разгона и торможения в зависимости от степени загрузки конвейера и с учетом корректировки, поступающей из системы управления конвейерной линии при отработке рационального критерия управления конвейерной линией.

1.4.3 Создание оптимального критерия управления

Для создания рационального критерия управления конвейерной линией следует учитывать влияние технологических параметров транспортных схем.

Карьерные конвейерные линии в большинстве своем представляют неразветвленные системы конвейеров, расположенные последовательно друг за другом. Поэтому особо остро в таких системах встает вопрос обеспечения высоконадежных технологических схем, т.к. при существующих производительностях конвейерных линий остановка по причине аварии обуславливает ничем невосполнимые потери в добыче или снижение интенсивности снятия вскрыши. Рассматривают два пути повышения надежности таких технологических схем. Первый - это на основании статистических данных оценивают наиболее уязвимую составную часть конвейерной линии и производят резервирование этого конвейера путем введения транспортных мостов. Второй путь - это повышение составных частей конвейеров. Стационарность грузопотоков оказывает влияние на надежность работы конвейеров. Достижение необходимой стационарности поступающего грузопотока возможно за счет введения в технологическую схему бункера достаточной емкости. C использованием регулируемого привода бункер как накопитель исключается из технологической схемы. Но в этом случае возникают частые пуско-тормозные режимы, которые оказывают отрицательное влияние на надежность конвейерной установки. При оптимальном объеме бункера и системы регулируемого привода, получаем вариант оптимальной технологической цепочки. Оптимальный объем бункера рассчитывают из условий использования бункера как буфера, сглаживающего пики нагрузки, относительно средней величины, и акумулятора на период перехода конвейера с низшего уровня скорости на высший с минимально-возможным ускорением. При каждом из вариантов критериев управления целесообразно оценивать капитальные и эксплуатационные затраты и таким образом будет определяться себестоимость транспортирования груза.

1.5 Выводы и предложения по реализации исследований принципов управления

Задача выбора параметров системы конвейерного транспорта сводится к установлению рационального критерия управления конвейерной линией. Рациональным критерием (причем наиболее полным Критерием, т.к. он учитывает максимальное количество параметров, оказывающих влияние на конвейерную линию) следует считать критерий, обеспечивающий наименьшие приведенные затраты на транспортирование при надежной реализации плановой нагрузки.

При создании рационального критерия управления учитывают оптимальные критерии управления каждым из конвейеров при конкретной технологической ситуации, учитывающие такие параметры как уровень загрузки, уровень скорости, уровень натяжения, распределение тяговых усилий между приводными барабанами их взаимовлияния, центрирование ленты, работоспособности элементов.

Рассматривается оптимальный режим, обуславливаемый влиянием горнотехнических параметров горной массы, снижающий потери транспортируемого материала, а также технологические схемы, оказывающие влияние на работу конвейерной линии. Решение этой задачи целесообразно выполнять, используя средства микропроцессорной техники. Поскольку конвейерная линия по своей структуре является двухуровневой (1-й уровень - отдельный конвейер, 2-й уровень - ряд конвейеров, объединенных в линию), то целесообразно проектировать и двухуровневую систему автоматизированного управления конвейерной линией. Нижний уровень - это система автоматического управления, выполняющая задачи оптимизации работы отдельного конвейера в линии, учитывающие конструктивные особенности конвейера (ширину ленты, производительность, скорость, уровень натяжения, распределения тяговых усилий), а также на динамику в нестационарных режимах. Применение быстродействующей микропроцессорной техники позволит кроме решения этих задач решить задачу днагностирования технического состояния отдельных элементов конвейера. Большой объем оперативной памяти дает возможность производить учет времени простоев и производительной работы с целью оптимального планирования планово-предупредительных ремонтов и сокращения аварийных ремонтов.

Верхний уровень - это автоматизированная система управления конвейерной линией. В ее функции входит выполнение следующих задач. Определение рационального критерия управления при оценке всех параметров. Выдача управляющего сигнала для отработки этого критерия каждому из конвейеров линии. Режим слежения за выполнением выданного задания. Выполнение диспетчерской и информационной функции.

Известные технические решения (аппаратура типа "ЦИКЛ","Поток" и др.) осуществляют дистанционное управление, диспетчеризацию, защиту и блокировки. Функции регулирования эти системы не выполняют. Не решается вопрос рационального управления.

Для решения этого вопроса следует рассмотреть возмущающие воздействия, оказывающие влияние на работу конвейерной линии, оценить их влияние, выявить взаимосвязи этих воздействий, а также определить цели, стоящие перед проектировщиками конвейерных линий.

1.6 Постановка задач на исследование

В квалификационной работе магистра необходимо выявить самый рациональный критерий, обеспечивающий наименьшие приведенные затраты на транспортирование при надежной реализации плановой нагрузки. Все критерии преследуют цель уменьшения затрат на транспортирование, что влечёт за собой увеличение производительности и снижение расхода электроэнергии. Снижение расхода электроэнергии особо важно, так как мощности очень велики, и это позволит существенно снизить себестоимость транспортировки.

Необходимо также смоделировать динамические процессы в ленточном конвейере и на модели провести исследования этих процессов при использовании регулируемого и нерегулируемого приводов ленты конвейера. В результате этого исследования нужно получить зависимость уменьшения приведенных затрат при использовании регулируемого привода.

В процессе выполнения квалификационной работы магистра необходимо дать технико-экономическое обоснование выполненной работе, рассчитать годовой экономический эффект, который можно получить от внедрения средств модернизации конвейера серии КЛ5250.

Также нужно изучить условия труда на рабочем месте обслуживающего персонала конвейера, провести критический анализ опасных и вредных производственных факторов в горнорудном производстве, изучить вопросы охраны труда и техники безопасности.

При анализе возможных решений самым рациональный решением, обеспечивающим наименьшие приведенные затраты на транспортирование при надежной реализации плановой нагрузки, является использование регулируемого привода движения ленты.

Таким образом, основной задачей проектирования является исследование процесса транспортирования при использовании регулируемого привода движения ленты.

Исследования проводятся при помощи модели, которая реализует динамику конвейера.

конвейер груз динамический автоматизация