Повышение эффективности функционирования систем конвейерного транспорта угольных шахт

Abstract

В статье рассмотрен вопрос повышения энергетической эффективности функционирования систем подземного конвейерного транспорта угольных шахт с разветвленной структурой. Эти системы конвейерного транспорта, как правило, имеют большое количество конвейеров. Из-за простоев конвейеров, а также неравномерности грузопотоков, поступающих из лав, снижается эффективность их функционирования, то есть снижается производительность и увеличиваются энергозатраты на транспортирование угля. Одним их путей повышения эффективности функционирования систем конвейерного транспорта угольных шахт является управление грузопотоками с помощью аккумулирующих бункеров и регулирования скорости ленты конвейера с использованием контроллеров и частотных преобразователей. В работе разработан алгоритм адаптивного управления системой подземного транспорта с разветвленной структурой, позволяющий повысить ее пропускную способность и снизить энергозатраты на транспортирования горной массы. При этом система управления конвейерным транспортом представлена как двухуровневая иерархическая система управления, на первом уровне которой оператор задает скорости конвейеров и питателей, а на втором уровне контроллеры в бункерах определяют максимальные заданные значения груза в аккумулирующих бункерах. Глобальной функцией цели этой системы управления является комплексный показатель, равный удельной энергоемкости транспортирования угля, то есть количество электроэнергии, необходимой на транспортирование тонны угля. Локальными функциями этой системы являются минимальные значения среднего объема груза в аккумулирующих бункерах системы конвейерного транспорта.

У статті розглянуто питання підвищення енергетичної ефективності функціонування систем підземного конвеєрного транспорту вугільних шахт з розгалуженою структурою. Ці системи конвеєрного транспорту, як правило, мають велику кількість конвеєрів. Через простої конвеєрів, а також нерівномірності вантажопотоків, що надходять з лав, знижується ефективність їх функціонування, тобто знижується продуктивність і збільшуються енерговитрати на транспортування вугілля. Одним їх шляхів підвищення ефективності функціонування систем конвеєрного транспорту вугільних шахт є управління вантажопотоками за допомогою акумулюючи бункерів і регулювання швидкості стрічки конвеєра з використанням контролерів і частотних перетворювачів. В роботі розроблено алгоритм адаптивного управління системою підземного транспорту з розгалуженою структурою, що дозволяє підвищити її пропускну здатність і знизити енерговитрати на транспортування гірської маси. При цьому система управління конвеєрним транспортом представлена як дворівнева ієрархічна система управління, на першому рівні якої оператор задає швидкості конвеєрів і живильників, а на другому рівні контролери в бункерах визначають максимальні задані значення вантажу в акумулюючих бункерах. Глобальною функцією цілі цієї системи управління є комплексний показник, що дорівнює питомій енергоємності транспортування вугілля, тобто кількість електроенергії, необхідній на транспортування тонни вугілля. Локальними функціями цієї системи є мінімальні значення середнього об’єму вантажу в акумулюючих бункерах системи конвеєрного транспорту.

The paper is devoted to problems of energy effectiveness working (EEW) increasing for conveyor transport systems (CTS) with complicate structures. The CTS, as usual, have a lot of conveyors. The EEW is decreased and caused by conveyor stoppages and discontinuities drift freight flows. In other words, productivity is decreased and energy expenditures for coal transportation are increased. One of the ways to EEW increasing for CTS with complicate structures is freight flow control with accumulate bunkers (AB) and belt conveyor velocity control with controldevices and frequency conversions. The adaptive CTS control is developed. It allow to increase the capacity and decrease the freight flows energy expenditures. Therefor conveyor transport system have two level hierarchic control systems. In first level control operator defines the conveyor velocity and feeders. In second level control bunker conversions define maximum set freight values for AB. Global target function for optimization the system is complex value and is equal to specific transport power accumulation and power quantifies which is needed for one ton coal transportation. Local target functions for system optimization are average minimal values coal volumes in CTS for AB.