АНАЛИЗ ЭНЕРГОЗАТРАТ НА ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ

АНАЛИЗ ЭНЕРГОЗАТРАТ НА ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
И РЕМОНТ ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО
ДЕЙСТВИЯ
асп. САДРИДИНОВ А.Б., маг. ФЭН ХАО, доц. ПИЧУЕВ А.В.
Национальный
исследовательский
технологический
университет
«МИСиС»
г. Москва, Россия
ANALYSIS OF ENERGY CONSUMPTION FOR THE CREATION,
MAINTENANCE, AND REPAIR OF ROADHEADERS SELECTIVE
ACTION
Graduate SADRIDINOV A., master degree FENG HAO, prof. PICHUEV A.
National research technological University "MISiS"
Moscow, Russia
В
процессе
энергетической
оценки
технологии
ведения
горнопроходческих работ ставятся задачи оптимизации режимов
энергопотребления и обоснования выбора наиболее энергоэффективных
машин и комплексов, позволяющих при заданных горно-геологических
условиях добиться максимальной производительности при минимальных
затратах энергии.
Одной из составляющих общих затрат энергии на строительство
подземных сооружений являются затраты на создание, техническое
обслуживание и ремонт (СТОиР) горнопроходческих комбайнов (ПК),
которые зависят от их технических параметров и эксплуатационных
характеристик. Величина затрат определится по формуле:
,
т
где
– энергоемкость единицы массы машины (механизма, установки),
МДж/кг;
– масса машины (механизма, установки), кг;
– норма
амортизационных отчислений на ремонт и техническое обслуживание, %;
– годовая загрузка рабочей машины (механизма, установки), час.; т –
часовая техническая производительность проходческого комбайна, м³/ч.
Оценка затрат энергии принимается по существующим нормативам
отчислений средств от общей энергоемкости изготовления машин [1].
Нормы амортизационных отчислений установлены по группам и видам
основных фондов [2].
Для установления зависимости между затратами энергии, часовой
технической производительностью ПК и его массой заданы базовые
условия: энергетический эквивалент для ПК принят равным
=144
МДж/кг [3], норма амортизационных отчислений на техническое
обслуживание и ремонт ПК с =20% [2], годовое время работы ПК с учетом
продолжительности и количества рабочих смен в сутки и количества
рабочих дней в году составляет =6570 ч.
Используя технические и эксплуатационные характеристики ПК
[4,5], получены данные по затратам энергии на создание, ремонт и
техническое обслуживание ПК, производимых в СНГ, которые приведены
в табл.1.
Таблица 1.Энергозатраты на создание, техническое обслуживание и
ре онт проходческих ко байнов
, МДж/м³
Модель
т , м³/ч
, кг
(модификация)
max
min
min
max
1ГПКС-00
26000
85,2
15,6
1,34
7,31
1ГПКС-02
27000
85,2
15,6
1,39
7,59
1ГПКС-03
28000
26,4
6
4,65
20,47
КП21-01
46000
120
18
1,6
11,2
КП200 (01)
75000
108
19,2
3,04
17,12
КП200Т (01)
75000
108
19,2
3,04
25,57
КПЮ-50
105000
108
18
4,26
25,57
КПА
75000
78
4,21
П110-01
53000
102
18
2,28
12,9
ПП110-04
51000
180
18
1,24
12,4
ПП110-01М
51000
180
18
1,24
12,4
КСП-22
30000
85,2
1,54
КСП-22МГ
17500
105
0,73
КСП-35
52000
108
18
2,11
12,66
КСП-42
75000
30
12
10,9
27,4
4ПП-2М)
45000
28,2
15,6
7
12,6
4ПП-5
75000
60
5,48
П160
50000
25,2
8,7
В результате корреляционного анализа получено уравнение
регрессии
в соответствии с
к,
которым устанавливается множественная корреляционная связь между
энергозатратами, техническими параметрами и эксплуатационными
характеристиками ПК. Результаты расчетов приведены в табл.2.
Результаты корреляционного анализа показали, что величины
частных коэффициентов корреляции меньше совокупного коэффициента
=0,79, величина которого свидетельствует о наличии тесной
корреляционной связи между искомой функцией
и признак-факторами
и т . Знаки коэффициентов
и
указывают на прямую
зависимость
от массы ПК и, соответственно, обратную зависимость
от производительности . При этом, коэффициент
=0,04 указывает на
отсутствие корреляционной связи между признак-факторами. Частные
коэффициенты корреляции при элиминировании признак-факторов
подтверждают характер зависимостей, при этом степень влияния на
показатель затрат энергии фактора
несколько выше, чем фактора
.
Достоверность
уравнения
регрессии
подтверждается
высокими
значениями индекса корреляции и коэффициента множественной
детерминации.
Таблица 2 Пара етры корреляции и уравнения регрессии
Параметр
Обозначение
Совокупный коэффициент
множественной корреляции
Частные коэффициенты корреляции
Частные коэффициенты корреляции при
элиминировании признак-факторов
Среднеквадратические отклонения
Корреляционное соотношение
(индекс корреляции)
Коэффициент множественной
детерминации
Коэффициенты уравнения регрессии
Значение
0,79
0,41
-0,65
0,04
0,59
-0,74
7,3
23,8
44,59
0,92
0,624
7,046
0,141
-0,11
На рис.1 приведен график зависимости
для
т
дискретных значений массы горнопроходческих комбайнов при изменении
часовой технической производительности в диапазоне 5÷150 м³/ч.
Данные зависимости могут быть использованы в качестве
номограммы для определения затрат энергии на создание, техническое
обслуживание и ремонт проходческих комбайнов в зависимости от их
массы и производительности.
Следует отметить, что затраты энергии
зависят от
продолжительности эксплуатации ПК в течение года. Поэтому полученные
результаты необходимо корректировать относительно расчетных базовых
значений по формуле:
б
,
где
б – расчетное значение затрат энергии по регрессионной
зависимости;
– коэффициент непрерывности работы, учитывающий все
виды простоев при работе комбайна [6].
В качестве примера на рис.2. приведены зависимости изменения
затрат энергии на СТОиР проходческого комбайна КПЮ-50 от
продолжительности эксплуатации в течение года при различных значениях
технической производительности.
ωм, МДж/м³
25
20
ωм=7,046+0,141mм-0,11Qт
15
10
m = 105 т
m = 90 т
5
m = 75 т
m = 60 т
m = 45 т
m = 30 т
0
0
50
100
150
200
Qт, м³/ч
Рис.1 Регрессионные зависи ости затрат нергии на СТОиР
проходческих ашин
ωм, МДж/м³
140
120
100
Qт=25 м³/ч
80
Qт=50 м³/ч
60
Qт=75 м³/ч
40
Qт=100 м³/ч
20
0
0
2000
4000
6000
8000
10000
Тм, час
Рис.2. Зависи ости из енения затрат нергии на СТОиР проходческого
ко байна
КПЮ-50
от
продолжительности
ксплуатации
и
производительности ПК
Анализ затрат энергии на СТОиР проходческих комбайнов позволил
сделать следующие выводы.
1. Снижение затрат энергии
может быть достигнуто за счет
увеличения продолжительности работы машин в период ведения
проходческих работ за время строительства объекта. При сокращении
простоев оборудования, обусловленных нарушениями технологического
процесса или авариями, несвоевременной подачей транспортных средств
доставки породы коэффициент непрерывности работы
будет
повышаться и затраты энергии снижаться до расчетных базовых величин.
2. Увеличение срока эксплуатации ПК в период годового цикла также
приводит к снижению совокупных затрат энергии за счет максимального
использования амортизационного фонда.
3. Затраты энергии
в значительной степени определяются
производительностью проходческой машины, которая в свою очередь
зависит от крепости проходимых пород и усилий резания, развиваемых
исполнительным органом ПК. В этом случае подбор оптимального режима
резания также оказывает влияние на затраты энергии, связанные
техническим обслуживанием и ремонтом, а также степенью износа и
ремонтопригодности ПК.
4. Данный вид затрат энергии
необходимо учитывать в общем
энергобалансе, т.к. его величины сопоставимы с затратами электроэнергии
непосредственно на выемку породы проходческими комбайнами, которые
составляют 1,8 – 46,8 МДж/м³.
Литература
1. Колпачков В.И., Ящура А.И. Производственная эксплуатация,
техническое обслуживание и ремонт энергетического оборудования.
Справочник. – М.: ЗАО «Энергосервис», 1999.
2.
http://zakon.kuban.ru/private4/enao1072.htm/
Единые
нормы
амортизационных отчислений на полное восстановление основных
фондов.
3. ГОСТ Р 51387-99. Энергосбережение. Нормативно-методическое
обеспечение. Основные положения.
4. Горная техника. Каталог-справочник. – СПБ: выпуск №1, 2012 г., с.
40‒43.
5. http://maxi-exkavator.ru/ Проходческие комбайны. Каталог техники.
6. Гетопанов В.Н., Гудилин Н.С., Чугреев Л.И. Горные и транспортные
машины и комплексы. – М.: Недра, 1991, 304 с.