Определение длительности рабочих операций при передвижке крепи на основе хронометражных наблюдений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определение длительности рабочих операций при передвижке крепи на основе хронометражных наблюдений

Климова Н.Ю.

Функциональное назначение всех механизированных крепей в основном одинаково, и состав рабочих операций в крепи обычно не зависит от ее конструктивного исполнения. Поэтому системы гидроприводов всех механизированных крепей предназначены для выполнения одних и тех же рабочих операций, а цикл работы механизированной крепи в целом совпадает с циклом работы ее гидропривода.

Цикл работы гидросхемы секции - это определенная последовательность некоторой совокупности рабочих движений гидростоек и гидродомкратов. Каждый цикл начинается с исходного положения, при котором гидростойки крепи находятся под нагрузкой, поршневые полости их изолированы и давление в них зависит от воздействия внешних сил (горных пород) и характеристики предохранительного гидроклапана. В исходном положении чаще всего все секционные устройства управления находятся в нейтральном положении, отвод от напорной гидромагистрали в секциях может быть как открыт, так и перекрыт, независимо от того, работает ли насосная станция. механизированный гидросхема крепь

Из исходного положения крепи производятся операции передвижения, которые возможны в следующей последовательности: передвижение секций, затем базы или наоборот. Эти операции могут частично или полностью совмещаться по времени. Возможности такого совмещения зависят от конструкции всего комплекса, горных условий и принятой технологической схемы работы в лаве.

Разгрузка, передвижение и распор - основные рабочие операции в секциях механизированной крепи. Но кроме них во многих крепях предусмотрено выполнение дополнительных рабочих действий. Они могут совершаться параллельно с одной из основных операций или отдельно.

К дополнительным рабочим действиям относятся: смещение секций относительно друг друга в направлении длины лавы; поддержание заданного положения секции и ее элементов в пространстве; усиление консоли перекрытия; выдвижение элементов перекрытия, а также их подъем и опускание; распор и разгрузка реборд и др.

В качестве критерия эффективности механизированной крепи целесообразно принять показатель, в наибольшей степени отражающий производительность. Таким показателем является длительность цикла работы механизированной крепи Тц. От Тц зависит производительность комплекса. С уменьшением затрат времени на цикл работы крепи повышается вероятность увеличения числа циклов в смену и роста производительности. Продолжительность цикла работы механизированной крепи Тц - это сумма затрат времени на выполнение всех рабочих операций главным образом в гидросистеме, поэтому этот показатель в наибольшей степени отражает влияние особенностей гидропривода на экономическую эффективность комплекса и является наиболее приемлемым критерием качества для оценки работы гидропривода.

Выбор Тц в качестве критерия эффективности имеет еще и то преимущество, что позволяет учитывать вероятностный характер процессов, происходящих в системе "механизированный комплекс - вмещающие породы". При работе крепи и комплекса длительность цикла и длительность операций в секциях будут величинами переменными, подчиняющимися случайным законам распределения, как в разных секциях, так и в разных циклах несмотря на постоянство основного комплекса условий (т.е. конструктивных параметров). На основе обобщения результатов хронометражных наблюдений за работой механизированных крепей могут быть определены и учтены в расчетах параметры случайных законов изменения Тц.

В общем виде величину Тц можно выразить зависимостью

Тц = Тс + Тк + Том + Ток + Тпн + Тхх + Тн, (1)

где Тс - суммарная продолжительность передвижек всех секций;

Тк - не совмещенное с передвижкой секций время передвижения конвейера;

Том - суммарное время остановок, связанное с уменьшением скорости и простоями выемочной машины;

Ток - суммарное время остановок, связанное с уменьшением скорости или простоями при передвижении конвейера;

Тпн - время, затрачиваемое на подготовку к следующему циклу;

Тхх - время, затрачиваемое на холостой ход комбайна при односторонней работе;

Тн - время, затрачиваемое от начала цикла до начала первой передвижки секций.

В выражении (1) можно выделить две группы слагаемых: затраты времени, зависящие от работы механизированной крепи, и затраты времени, не зависящие от нее. К первой группе относятся величины Тс, Тк, Том, ко второй - остальные. Таким образом, цикл работы гидропривода механизированной крепи определяется зависимостью

Тцг = Тс + Тк + Том. (2)

С целью определения величины и установления законов распределения продолжительности рабочих операций в цикле передвижки крепи были проведены хронометражные наблюдения на трех шахтах: им. В.И. Ленина, им. Т. Кузембаева и Саранская УД АО "АрселорМиттал Темиртау". Объекты наблюдения характеризуются разнообразием угольных пластов по вынимаемой мощности и применяемых механизированных комплексов, получивших наибольшее распространение в Карагандинском угольном бассейне.

Добыча угля на шахте им. В.И. Ленина осуществляется двумя лавами с использованием комплексов "Фазос 12/28" и 2ОКП 70К.

Отработка одного выемочного участка производится комплексом "Фазос 12/28" с очистным комбайном 2ГШ 68Б и забойным конвейером КС-30Ф. Вынимаемая мощность пласта составляет 2,4 м, длина лавы - 185 м. Проектная нагрузка на забой составляет: суточная - 2169 т; месячная - 56 160 т.

Отработка другого выемочного участка ведется комплексом 2ОКП 70К с очистным комбайном 1КШЭ и забойным конвейером ОКП 34Л. Вынимаемая мощность пласта составляет 3,2 м, длина лавы - 227 м. Проектная нагрузка на забой составляет: суточная - 3500 т; месячная - 91 000 т.

Состав рабочих операций по передвижке крепи зависит от ее конструктивных особенностей, т.е. от количества групп гидродомкратов, выполняющих определенные функции.

Так, для крепи комплекса "Фазос 12/28" таких операций 12: опускание и распор козырька; удлинение и укорочение выдвижного козырька; подъем и опускание основания крепи; распор и снятие распора реборд; разгрузка и распор гидростоек; передвижка (подтягивание) секции крепи и передвижка конвейерной линии.

Для крепи комплекса 2ОКП 70К количество рабочих операций равно 10: разгрузка и распор щита удержания забоя; подъем и опускание козырька перекрытия; распор и снятие распора реборд; разгрузка и распор гидростоек; передвижка (подтягивание) секции крепи и передвижка конвейерной линии.

Отработка выемочного участка на шахте им. Т. Кузембаева ведется по пласту К 12 комплексом "Пиома 25/45-ОЗ" с очистным комбайном SL 300 немецкой фирмы "Айкхофф" и лавным конвейером КС-34.

Длина лавы составляет 245 м (162 секции крепи с шириной основания 1,5 м), вынимаемая мощность пласта - 3,7 м, ширина захвата комбайна 0,55 м. Проектная нагрузка на забой составляет: суточная - 5000 т; месячная - 130 000 т.

В соответствии с конструктивными особенностями крепи "Пиома 25/45-ОЗ" в процессе ее передвижки выполняется 8 рабочих операций: разгрузка и распор щита удержания забоя; распор и снятие распора реборд; разгрузка и распор гидростоек; передвижка (подтягивание) секции крепи и передвижка конвейерной линии.

На шахте Саранская отработка выемочного участка ведется с использованием комплекса "Фазос 24/53", включающего механизированную крепь "Фазос 24/53 Поз", очистной комбайн SL 500 фирмы "Айкхофф" и лавный конвейер PF-4 фирмы DBT. Питание гидропривода осуществляется насосной станцией AZE-4 фирмы "POWEN" с номинальным давлением 32 МПа и расходом рабочей жидкости 140 л/мин. Этот комплекс является самым мощным и металлоемким (масса линейной секции крепи составляет 34,5 тонны) из всех, применяемых в Карагандинском угольном бассейне. Длина лавы составляет 180 м (118 секций с шириной основания 1,5 м), мощность вынимаемого пласта равна 4,2 м, ширина захвата комбайна - до 0,67 м. Проектная нагрузка на забой составляет: суточная - 10 000 т; месячная - 260 000 т.

Конструкция крепи обеспечивает механизацию следующих работ: распор секции между кровлей и почвой; разгрузку секции крепи; передвижку секции, по отработке полосы, на забой; защиту кровли выдвижной консолью (в сложных кровельных условиях); передвижку забойного конвейера; корректировку установки секции; удержание груди забоя. Всего 20 рабочих операций, причем некоторые из них в процессе работы могут не использоваться при отсутствии необходимости.

Методика проведения хронометражных наблюдений заключалась в фиксации начала и окончания каждой из рабочих операций с помощью секундомера в процессе работы механизированного комплекса. Полученные результаты заносились в таблицы, которые затем обрабатывались с помощью компьютерной программы SPSS v11.0.1 и строились гистограммы распределения длительностей отдельных операций (рисунок 1).

На рисунке 1 в качестве примера приведены гистограммы длительностей рабочих операций при передвижке крепи комплекса "Пиома 25/45-ОЗ". Как видно из приведенного рисунка, длительности рабочих операций распределены по произвольным законам с соответствующими математическими ожиданиями (М 1-8), значения которых приведены на рисунке для каждой операции. Наиболее затратными по времени оказались две последние операции по передвижке секции крепи (13,5 с) и групповому перемещению секций конвейерной линии (29,1 с).

Аналогичные гистограммы распределений были получены и для комплексов "Фазос 12/28", "Фазос 24/53" и 2ОКП 70К.

Долю каждой рабочей операции в цикле передвижки крепи для всех рассмотренных комплексов хорошо иллюстрирует рисунок 2.

Рисунок 1 - Гистограммы продолжительности рабочих операций по передвижке крепи комплекса "Пиома 25/45-ОЗ": а, б - разгрузка и распор домкрата УГЗ; в, г - разгрузка и распор домкратов реборд; д, е - разгрузка и распор гидростоек; ж, з - передвижка секции крепи и группы секций конвейера

а б

в г

Рисунок 2 - Диаграммы циклов передвижки крепей комплексов "Пиома 25/45-ОЗ" (а), 2ОКП 70К (б), "Фазос 12/28" (в) и "Фазос 24/53" (г)

Как видно из рисунка, количество рабочих операций, обозначенных на диаграммах соответствующими секторами, различно для разных комплексов. Так, для комплекса "Пиома 25/45-ОЗ" их 8, а для комплекса "Фазос 24/53" - 15. Для всех комплексов две последние операции по передвижке секции крепи и перемещению секций конвейера являются наиболее продолжительными. Вместе они составляют более 50 % общей продолжительности цикла передвижки секции крепи.

Таким образом, для сокращения продолжительности цикла в первую очередь необходимо увеличить скорость перемещения цилиндра и штока гидродомкрата передвижки крепи. Такой эффект может быть достигнут за счет соответствующей модернизации гидропривода механизированного угледобывающего комплекса.

Размещено на Allbest.ru