автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование методов повышения надежности эксплуатации конвейерных систем угольных шахт

I Контрольный I

/Га правах рукопи&Ы

ХАЧАТРЯН Самвел Амазаспович

ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОНВЕЙЕРНЫХ СИСТЕМ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Специальность 05,05.06- Горные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2004

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научный консультант -

заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Наталья Викторовна Анпилогова доктор технических наук, профессор

Геннадий Иванович Козовой

доктор физико-математических наук, профессор

Ведущее предприятие - Институт «ПечорНИИпроект» ОАО «Воркутауголь».

Защита диссертации состоится 2 июля 2004 г. в 14 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.07 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд. 7212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Алексей Алексеевич Кулешов

Роберт Фаритович Нагаев

Автореферат разослан 27 мая 2004 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета д.т.н., профессор <

ОБЩАЯХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема повышения надежности технологического и, в частности, транспортного оборудования в горнодобывающей промышленности страны была и остается важнейшей. Усложнение горно-геологических и горно-технических условий на шахтах и рудниках, увеличение концентрации горных работ, и вследствие этого, увеличение грузопотоков предъявляют повышенные требования к надежности транспортных систем. Растет мощность и конструктивная сложность горнотранспортного оборудования. На шахтах ОАО «Воркутауголь» уже используются ленточные конвейеры нового типа с промежуточными приводами. Так как в нашей стране такие конвейеры еще только начинают использовать, естественно, что и исследованием их надежности пока детально не занимались. Эта задача на сегодня является одной из самых актуальных. Наблюдается стремление к объединению в ряде случаев транспортных систем смежных шахт.

Основной тенденцией в развитии транспортных систем на угольных шахтах является переход на их полную конвейеризацию. При этом создается непрерывный грузопоток, прерывание которого из-за отказа магистрального конвейера приводит к остановке шахты на период ликвидации этого отказа, что сопровождается большими экономическими потерями.

На шахтах практически завершена конвейеризация участковых транспортных потоков. Примерно 50-60 % магистральных выработок шахт оснащены высокопроизводительными ленточными конвейерами. Наблюдается устойчивая тенденция к замене цикличного транспортирования угля по вертикальным стволам ленточными конвейерами по наклонным стволам. Имеются примеры использования ленточных конвейеров специальной конструкции для транспортирования угля по вертикальным стволам шахт. В наиболее развитых угольных бассейнах страны увеличивается количество шахт с полной конвейеризацией транспорта угля от очистных забоев до поверхности.

С увеличением времени эксплуатации конвейерной линии ее надежность снижается в сравнении с проектной вследствие амортизации узлов и деталей конвейеров и перегрузочных пунктов, что не учитывается при проектировании. По мере расходования ресурса растет число отказов, возрастают расходы на восстановление работоспособности, увеличиваются простои конвейерных линий и связанные с этим потери добычи угля. Так, за период 1997-2001 гг. простои конвейерных линий на шахтах ОАО «Воркутауголь» увеличились в 6,65 раза (с 340 до 2260 ч), а потеря добычи угля по этой причине - почти в десять раз (с 35,9 до 343 тыс. т).

Поэтому исследование и разработка методов и технических средств обеспечения высокого уровня надежности конвейерных систем представляет собой весьма актуальную проблему.

Цель работы. Установление причинных связей отказов структурных элементов конвейерных систем с условиями их эксплуатации для оценки показателей надежности и установления закономерностей их изменения, что позволит существенно повысить эффективность эксплуатации конвейерных систем угольных шахт.

Идея работы заключается в том, что повышение надежности функционирования конвейерных систем в условиях угольных шахт достигается на основе реализации динамических математических моделей систем, учитывающих закономерности взаимодействия их структурных элементов и позволяющих прогнозировать уровень надежности последних на стадии проектирования и в процессе эксплуатации.

Задачи исследований:

1. Статистический анализ показателей надежности конвейерных систем угольных шахт и выявление наиболее слабых звеньев; установление законов распределения показателей надежности основных узлов ленточных конвейеров и конвейерных систем.

2. Разработка математических моделей надежности конвейерных систем и отдельно взятого конвейера.

3. Разработка алгоритмов и на их основе пакета прикладных программ, методов моделирования уровня надежности конвейерных систем для различных структур и условий их эксплуатации.

4. Обоснование целесообразности и эффективности применения на угольных шахтах новых технических решений при формировании систем конвейерного транспорта.

5. Разработка технических и технологических требований к надежности шахтных конвейеров, как структурных элементов системы конвейерного транспорта.

Методы исследования. В работе использованы методы системного анализа изучаемых объектов и процессов с использованием основных положений теории вероятностей и математической статистики, теории надежности, теории массового обслуживания, а также методы математического моделирования.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Оценочные показатели надежности структурных элементов конвейерных систем подчиняются как правило экспоненциальному закону распределения, при этом случайные процессы перехода системы из одного функционального состояния в другое обладают свойствами эргодичности, что позволяет применить математические модели надежности конвейерных систем на основе непрерывных марковских процессов.

2. Математические модели переходных состояний конвейерных систем и их структурных элементов могут быть описаны системами дифференциально--разностных уравнений для прогнозирования показателей надежности конвейерных систем в различных условиях эксплуатации.

3. Оптимизация выбора антифрикционных материалов в паре трения лента конвейера-опора скольжения по критерию максимума износостойкости может быть обеспечена на основе математической модели процесса взаимодействия этих элементов с учетом условий их контакта и постоянной скорости движения ленты.

4. Математическая модель ленточного конвейера с промежуточными приводами, учитывающая особенности горно-технических условий угольной шахты, динамические режимы при пуске и торможении конвейера, а также пороговый уровень коэффициента готовности конвейера, позволяет выбрать оптимальное количество промежуточных приводов, их рациональное размещение и оценить

оценить эффективность использования последних в транспортной системе угольных шахт.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается анализом большого массива статистических данных, удовлетворительной сходимостью результатов математического моделирования с опытными данными и результатами экспериментальных исследований в производственных условиях; а также внедрением ряда практических рекомендаций на шахтах ОАО «Воркутауголь».

Научная новизна выполненной работы заключается в следующем:

♦ установлены законы распределения показателей надежно -сти структурных элементов конвейерных транспортных систем для условий угольных шахт;

♦ разработаны математические модели переходных состояний структурных элементов конвейерных систем, отличающиеся от известных тем, что в них рассматривается транспортная система всего горизонта угольных шахт с обоснованием применимости при разработке модели на основе теории непрерывных марковских процессов;

♦теоретически обоснованы оптимальные условия применения опор скольжения с установлением закономерностей процессов взаимодействия конвейерной ленты и опор скольжения;

♦ получены закономерности протекания переходных процессов при пуске и торможении многоприводных ленточных конвейеров.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

♦ в разработке методики и пакета прикладных программ расчета показателей надежности конвейерных систем и отдельного конвейера на основе предложенных математических моделей;

♦ в разработке научно обоснованных рекомендаций по совершенствованию конструкций ленточных конвейеров, связанных с применением опор скольжения вместо роликовых в узлах загрузки и на холостой ветви конвейера, устройств для повышения безопасно-

сти эксплуатации конвейеров (контроль температуры, ловители конвейерных лент и др.);

♦ в предложении математической модели расчета многоприводных конвейеров, позволяющей оценить их эффективность в различных условиях эксплуатации и разработать методику расчета показателей их надежности;

♦ в разработке технических и технологических требований к надежности шахтных ленточных конвейеров.

Реализация работы

♦ результаты диссертационной работы внедрены в ННЦГП ИГД им А. А. Скочинского при разработке типоразмерного ряда шахтных ленточных конвейеров для наклонных стволов и протяженных выработок;

♦ результаты ииследований использованы институтом «Пе-чорНИИпроект» при проектировании многоприводных ленточных конвейеров при модернизации конвейерных линий шахт ОАО «Воркутауголь», а также для рекомендаций по повышению пожарной безопасности проектируемых конвейеров и конвейерных линий;

♦ результаты диссертационный работы приняты к использованию в ОАО «Александровский машиностроительный завод» при проектировании многоприводных ленточных конвейеров для угольных шахт по рациональному размещению промежуточных приводов; предложенное в диссертации конструктивное решение опоры скольжения взамен роликоопор в узлах загрузки и на холостой ветви принято для использования в проектах конвейерных установок, выпускаемых заводом;

♦ в ОАО «Воркутауголь» принята для использования разработанная техническая документация опор скольжения для грузоне-сущей ленты в узлах загрузки и холостой ветви конвейеров 1Л120 и 1Л100; использованы как рекомендации по повышению надежности соединений конвейерных лент, так и методика сбора и анализа статистических данных об отказах ленточных конвейеров, позволяющие выявить удельный вес отказов важнейших структурных элементов их последствий и определить пути повышения надежности последних.

Личный вклад соискателя состоит:

в установлении теоретических законов распределения показателей надежности структурных единиц конвейерной системы, в масштабах целого угольного бассейна, выявлении наименее надежных узлов, что позволило обосновать разработку математической модели надежности конвейерных систем на базе непрерывных марковских процессов, позволяющей прогнозировать уровень надежности системы при проектировании и эксплуатации; в разработке физико-математической модели взаимодействия сопряженных элементов в системе «конвейерная лента-опора скольжения», позволяющей определять её оптимальные параметры; участии в проведении экспериментальных исследований; в разработке методики расчета многоприводных ленточных конвейеров с учетом особенностей угольных шахт и уровня надежности.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на межкафедральных научных семинарах в СПГГИ(ТУ) (Санкт-Петербург, 2000 - 2004 гг); международном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2004 г.); научно-техническом совете института «ПечорНИИпроект» (Воркута, 2003 г.); на семинаре в ННЦГП «ИГД им. А. А. Скочинского (2002 г.); на техническом совете ОАО «Воркутауголь» (Воркута, 2002 - 2003 гг.); 2-ой Международной научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития горнодобывающих отраслей промышленности» (Рудный, Республика Казахстан, 2004 г.); 4-ой Международной научно-практической конференции «Конвейерный транспорт: ленты, ролики, эксплуатация» (Боровичи, Новогородская обл., 2004 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 20 работ, в том числе изобретение и монография.

Структура и объем диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 152 наименований, 8 приложений, содержит 263 страниц машинописного текста, который сопровождается необходимыми таблицами и рисунками.

В приложение включены документы, подтверждающие практическое использование и внедрение результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации выполнен анализ современных тенденций развития конвейерных систем угольных шахт, структурных схем конвейерного транспорта и применяемого оборудования, поставлена цель, сформулированы задачи и приведены методы исследования.

Проблеме исследования и повышения надежности и эффективности горного оборудования на угольных шахтах и горнорудных предприятиях посвящены работы В. А. Бреннера, В. Н. Гетопанова, А В. Докукина, Л. И. Кантовича, С. В. Козлова, М. Д. Коломийцова, Ю. Д. Красникова, Г. С. Рахутина, В. М. Рачека, А. В. Топчиева, B. Н. Хорина и др.

Вопросы теории и практики применения ленточных конвейеров в горной промышленности и их надежности исследованы Л. М. Алотиным, Н. В. Анпилоговой, Д. М. Беленьким,

К. А. Васильевым, В. С. Волотковским, В. И. Галкиным, Г. Н. Гуленко, В. Г. Дмитриевым, В. А. Дьяковым, В. К. Дьячковым, И. В. Запениным, М. А. Котовым, 3. М. Лейтесом,

В. Ф. Монастырским, В. Т. Полуниным, В. А. Пономаренко, В. Н. Потураевым, А. А. Реутовым, В. В. Савиных,

А. О. Спиваковским, Ю. Д. Тарасовым, В. Н. Тартаковским, Л. Г. Шахмейстером, Е. Е. Шешко, М. Г. Штокманом и др.

Наиболее системные исследования надежности работы конвейерного транспорт выполнены в МГГУ, ИГД им А. А. Скочинского, ИГТМ (Днепропетровск, Украина). В последние годы в этом направлении активно работают специалисты СПГГИ(ТУ).

Во второй главе приведены результаты исследования надежности структурных элементов конвейерной системы, методы сбора и обработки статистических данных по надежности конвейеров, установленные закономерности.

В третьей главе описаны математические модели надежности конвейерных систем, базирующиеся на положениях теории непрерывных марковских процессов, результаты моделирования.

В четвертой главе изложены методы повышения надежности структурных элементов конвейерных систем путем использования новых технических решений - опор скольжения и пр.

В пятой главе приведены способы повышения надежности многоприводных ленточных конвейров (МПЛК) в условиях угольных шахт, методика определения оптимальных параметров МПЛК с учетом особенностей их эксплуатации в угольных шахтах.

В заключении приведены общие выводы и рекомендации.

Защищаемые научные положения:

1. Оценочные показатели надежности структурныхэле-ментов конвейерных систем подчиняются как правило экспоненциальному закону распределения, при этом случайные процессы перехода системы из одного функционального состояния в другое обладают свойствами эргодичности, что позволяет применить математические модели надежности конвейерных систем на основе непрерывныхмарковскихпроцессов.

Конвейерная система угольной шахты представляет собой структуру, сформированную из конвейерных линий разветвленного и неразветвленного типа, перегрузочных и аккумулирующих бункеров, систему управления и контроля работы конвейеров.

Структура транспортных систем угольных шахт зависит от системы разработки, схемы подготовки и вскрытия, углов падения пластов.

На эффективность эксплуатации конвейерных линий решающее влияние оказывает их надежность: при отказах конвейеров или перегрузочных пунктов снижается пропускная способность транспортной системы из-за уменьшения машинного времени работы конвейеров. При проектировании конвейерных линий коэффициент готовности отдельного конвейера принимают равным ^=0,95 - 0,96, но по мере эксплуатации он снижается из-за физического износа конвейеров. В результате среднесуточное машинное

время работы конвейерной линии снижается до 12 ч против 16 - 18 ч, заложенных при проектировании.

Динамика простоев конвейерных линий на шахтах ОАО «Воркутауголь»:

Годы 1997 1998 1999 2000 2001

Среднесуточные потери машинного времени конвейерных линий из-за отказов 1,15 1,2 4,6 6,5 6,7 конвейеров, ч

Наблюдается четкая тенденция снижения уровня надежности по мере расходования ресурса (табл. 1).

Таблица 1

Удельный вес отказов конвейерного оборудования (%) и простои из-за отказов (ч)

" ■—._____ Годы Вид отказа ' 1998 1999 2000 2001

% ч % ч % ч % ч

Обрывы лент 27,2 98 42,6 589 50,3 977 28,3 624

Отказы стыковых соединений и ленточного полотна 20,0 72 17 235 25,7 498 39,0 814

Отказы всего механического оборудования конвейеров (приводных барабанов, редукторов, гидромуфт и т.д.) 28,3 102 27,5 380 10,5 204 20,9 461

Огказы электрооборудования 13,3 48 11 132 7,6 147 11,5 255

Всего* 89 320 98,1 133 6 94,3 182 6 99,7 200 4

* - Остальные простои (до 100 %) связаны с остановкой конвейеров по требованию горнотехнической инспекции

Анализ данных табл.1 показывает, что наибольшее количество простоев связано с отказами из-за обрывов конвейерных лент, их аварийного ремонта и ремонта стыковых соединений. Значительная доля простоев (до 20%) случается из-за отказов механического оборудования. Наименьший удельный вес имеют отказы электрооборудования конвейеров.

Обработка полученных статистических данных о наработке агрегатов и узлов конвейеров на шахтах ОАО «Воркутауголь» производилась с целью получения числовых характеристик случайных величин наработки (математического ожидания, дисперсии, средне-

квадратичного отклонения), а также с целью получения функции наработки, интегральных функций вероятности безотказной работы и вероятности отказа.

Обработка массивов статистических данных проводилась согласно стандартным методикам, при этом статистическая информация подвергалась как качественному, так и количественному анализу. Из массивов отсеивались явно недостоверные данные, выполнялось условие репрезентативности образования выборки.

План наблюдений за объектами, реализованный на предприятии, соответствует плану [N,R,T], который соответствует ситуации, когда число объектов, взятых под наблюдение, равно N. Символ R обозначает, что после отказов наблюдаемые образцы заменялись новыми (восстанавливались), за которыми опять велись наблюдения.

Время подконтрольной эксплуатации прекращалось в заранее установленный момент Т. За это время отмечалось г отказов. При реализации этого плана наблюдалось N+r наработок. Число отказов при такой системе наблюдений является случайной величиной.

Следует отметить, что в связи со значительным объемом компьютерной обработки статистических данных, графики дифференциальной функции (плотности) и интегральной функции распределения вероятности безотказной работы представлены по временной шкале в минутах, что позволило: во-первых, повысить точность вычислений, а во вторых, упростить алгоритм обработки статистических данных.

Характер постепенной потери работоспособности узлами конвейера установлен на основе применения методов и средств теории надежности горных машин и комплексов, что приведено в табл.1 и на рис.1 и 2.

Аналогичные выравнивающие кривые и интегральные функции распределения показателей надежности установлены и для других структурных элементов конвейерной системы.

Математическое ожидание наработки на отказ роликоопор достаточно велико. В то же время наблюдается большой разброс этого показателя (коэффициент вариации V=0,917), что свидетельст-

вует о нестабильности условий и режимов их эксплуатации, а также о необходимости конструктивного совершенствования роликоопор.

Рис. 1. Гистограмма и выравнивающая кривая экспоненциального распределения времени безотказной работы конвейерных лент

Рис. 2. Дифференциальная функция распределения вероятности времени безотказной работы Р($ конвейерных лент

Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что надежность перегрузочных пунктов (бункеров) относительно высока, хотя и имеет место большой разброс в их наработке на отказ (коэффициент вариации У=0,89). Распределение времени безотказной работы перегрузочных пунктов подчиняется закону Вейбулла. Приемные пункты (бункера) работают более надежно, чем перегрузочные: им соответствуют большая наработка на отказ (38 ч) и меньший коэффициент вариации (У=0,86). Распределение наработки на отказ так же, как и в предыдущем случае подчиняется закону Вей-булла. Один отказ случается в среднем за 105 ч. Коэффициент вариации также существенно ниже (У=0,75) по сравнению с другими узлами конвейера. Анализируя полученные данные и зависимости, можно сделать вывод о недостаточно стабильной работе натяжных станций, что подтверждается высоким коэффициентом вариации (У=0,933) и большим диапазоном значений наработки на отказ. Выявлено, что распределение времени безотказной работы этих узлов подчиняется экспоненциальному закону.

Из результатов исследования также следует, что показатели надежности конвейерных систем фактически ниже нормативных и имеют тенденцию к дальнейшему снижению, подтверждаемому ежегодным увеличением простоев конвейерных установок.

Основными направлениями повышения надежности конвейерных систем и относительной стабилизации показателей надежности является совершенствование конструкции в целом и их основных узлов, в наибольшей степени определяющих уровень надежности конвейеров в частности: конвейерных лент, их стыковых соединений, опорных элементов для лент и оборудования, обеспечивающего уровень безопасной эксплуатации конвейеров.

Установлено, что наиболее точно описываются показательным законом распределения время безотказной работы натяжной станции, время восстановления работоспособности конвейерной ленты после отказов, а также время между пробуксовками ленты на приводных барабанах.

Полученные закономерности являются основой для разработки математических моделей надежности отдельного конвейера и конвейерных систем с использованием теории непрерывных марковских процессов.

2. Математические модели переходных состояний конвейерных систем и их структурных элементов могут быть описаны системами дифференциально-разностных уравнений для прогнозирования показателей надежности конвейерных систем в различных условиях эксплуатации.

Процесс появления отказов элементов конвейерной системы по своей физической природе носит случайный характер и критерии надежности являются статистическими величинами. К ним относятся критерии:

• безотказности (вероятность безотказной работы, частота отказов, интенсивность отказов, среднее время безотказной работы, наработка на отказ - среднее время работы между отказами);

• восстанавливаемости (вероятность восстановления, среднее время восстановления, интенсивность восстановления);

• технического обслуживания (среднее время обслуживания);

• эксплуатационные коэффициенты надежности (коэффициенты готовности, технического использования, простоя, стоимости эксплуатации).

Одним из основных критериев надежности является вероятность безотказной работы элемента p(t) или системы элементов (например, конвейера) P(t) за определенный промежуток времени.

Безотказность исследуемой системы характеризуется также функцией частоты отказов J[f), которая характеризует скорость снижения надежности во времени.

Вероятность безотказной работы надежных элементов за сравнительно малый интервал времени достаточно высока, т.е. ее значение мало отличается от единицы. В этом случае т.е.

функции интенсивности отказов и частоты отказов практически совпадают. Однако с течением времени обе функции расходятся, и для любого момента времени, отличного от нуля, выполняется неравенство вида

Ш)>Л о.

Интенсивность отказов системы восстанавливаемых элементов Л(/) количественно характеризует надежность системы в целом, позволяет установить указанные периоды ее работы, рационалыгую продолжительность времени приработки системы до начала функционирования, а также ресурс до профилактического ремонта и уменьшить тем самым число отказов при эксплуатации.

Интенсивность и частота отказов как количественные характеристики надежности системы имеют один и тот же недостаток: они позволяют достаточно точно и просто характеризовать надежность системы лишь до первого отказа, т.е. являются удобными характеристиками надежности разового применения.

Для количественной характеристики надежности системы используются и другие величины — средняя частота отказов u(t) и частота отказов a(t). Под величино<й(фнимается отношение числа отказавших элементов в единицу времени к числу элементов, участвующих в эксплуатации, при условии, что все вышедшие из строя элементы заменяются на исправные.

Средняя частота отказов определяется из выражения:

/

œ(t) = a(t) + Jet)(г) a{t - z)dx. о

Это уравнение позволяет по известной средней частоте отказов CJ(7) определить частоту отказам, соответственно, найти интенсивность отказов >(/).

Отметим некоторые важные свойства средней частоты отказов:

1 )w(/)>a(0;

2) независимо от вцда функции a(t) при /-* оо средняя частота отказов u(t) -* const;

3) если ty) = const, то u(t) = ХО = const равна интенсивности отказов.

Отметим, что в случае сложного вида плотности распределения времени работы системы возникает трудность определения характеристики надежности системы P(t) - вероятности безотказной работы системы: на практике, как правило, не удается получить решение в аналитической форме соответствующего интегрального уравнения. Поэтому для решения этой задачи используют различные вычислительные процедуры.

Сложная производственная система, каковой является система конвейерного транспорта, состоит из большого числа элементов, и поэтому необходимо определить зависимость средней частоты отказов от средних частот отказов элементов. Для этого вводится понятие суммарной частоты отказов сложной системы 0)с(<), под которой понимается число отказов в единицу времени, приходящихся на один ее элемент, т.е. а>с(/)=лг(/)/1-Д/. При многотипности элементов в системе

где - число типов элементов.

Широко применяемый на практике такой показатель, как коэффициент готовности, обладает тем недостатком, что по его величине невозможно судить о времени непрерывной работы системы без отказов. Поэтому вводится коэффициент вынужденного простоя под которым понимается вероятность того, что система будет неработоспособна в произвольный выбранный момент времени

К„=\-Кг.

Коэффициент вынужденного простоя К„ является, таким образом, производным от коэффициента готовности Кг, тем самым он обладает всеми достоинствами и недостатками, присущими коэффициенту готовности.

Для оценки уровня надежности конвейеров целесообразно использовать такой показатель, как коэффициент профилактики К„р, равный:

Кпр -К„/ Кг или Кщ= "(О ^

где /„ - время восстановления объекта.

Процессы возникновения отказов и восстановления работоспособности элементов конвейерных систем описываются методами теории массового обслуживания. В этом случае работа любой системы представляется в виде системы, на вход которой поступает в общем случае случайный поток требований (отказов) с заданной интенсивностью Mf). В зависимости от показателя обслуживания (восстановления) системы и характера потока требований система с

некоторыми вероятностями Po(t), P\{t)...../*„(/) может находиться в

различных возможных состояниях в любой момент

времени t, т.е. число состояний системы конечно. Сами вероятности количественно характеризуют качество или эффективность «обслуживания» конвейерных линий угольных шахт. Следовательно, процесс функционирования системы массового обслуживания представляет собой случайный процесс дискретного типа.

Стационарность случайного процесса (времени возникновения отказов) означает, что вероятность появления определенного числа к отказов за фиксированный промежуток времени зависит только от самого числа и от длительности промежутка и не зависит от начала его отсчета, т.е. плотность потока появления событий постоянна во времени. Мгновенная интенсивность ординарного потока без последействий совпадает с мгновенным значением его параметра, т.е. ^(/) = Я(/).

Для построения модели надежности конвейерной системы рассматривается поток с ограниченным последействием, или поток Пальма — ординарный поток, при котором промежутки времени между последовательными событиями являются независимыми случайными величинами.

Таким образом, если поток отказов системы состоит из потоков отказов отдельных элементов (структурных единиц), то на основании предельной теории вероятностей этот поток будет близок к простейшему, если даже присутствует последействие в потоках отказов элементов. Последнее свойство суммарного потока позволяет с достаточной точностью полагать, что для сложных конвейерных систем справедлив экспоненциальный закон распределения. При этом, если независимые потоки являются ординарными, параметр суммарного потока равен сумме параметров независимых потоков, т.е.

В том случае, когда поток требований является простейшим, а изменение времени обслуживания (с некоторыми допущениями) можно считать подчиненным экспоненциальному закону распределения, определение искомых вероятностей возможных состояний системы массового обслуживания через переходные вероятности основывается на применении математического аппарата марковских процессов.

Модель перехода конвейерной линии из одного состояния (работоспособного) в другое (отказ) и наоборот, строится на основе системы дифференциально-разностных уравнений. Вывод последних рассмотрим для случая восстановления (ремонта) приводов конвейера. Тогда случайные события перехода системы из состояния к - неработающих приводов к состоянию /(/=0, 1,..., с

учетом события: за время система остается в прежнем состоянии,

образуют полную группу, т.е. Или

Очевидно, что все члены в правой части равенства (1), кроме есть бесконечно малые величины более высокого порядка малости, чем

С учетом того, что число приводов конвейера, находящихся в ремонте, в момент времени равно то вероятность того, что ни

один из них не будет отремонтирован за промежуток времени определяется по теореме умножения вероятностей для независимых событий:

где [I - время восстановления.

Вероятность того, что за время А1 будет отремонтирован хотя бы один из приводов, равна

Учитывая, что вероятность восстановления двух и более приводов за время имеет порядок малости то вероятность

того, что за время будет восстановлен только один привод из равна

Pk^k_l){Лt) = kцЛt + o{Лt) (0<*52И).

Необходимая вероятность с точностью до А/равна

С учетом полученных выражений д Рк (¿_1) (А и

равенство (1) примет вид Р^ (Д/) = 1-АЛ<-А,цД/ + 0(Д/) (0 < & ^ л -1).

Тогда окончательно после некоторых преобразований искомая система дифференциально-разностных уравнений примет вид

Если на практике нет необходимости иметь точные решения системы (2), то приближенное решение последней получают из системы вида

-Др0+//р, =0, •Ярк.1-(Л + кМ)рк+{к + 1)яра+1=0 ([<к<п-\), (3)

На этой основе можно вычислить основной критерий функционирования обслуживающей системы - вероятность её отказа. Так как очередное требование на обслуживание не будет принято только в том случае, когда все приводы будут находиться в ремонте, т.е. если то вероятность отказа равна

(4)

где р — — - приведенная плотность потока требований на ремонт И

приводов. Математическое ожидание числа приводов, находящихся в ремонте:

п « «1 (Х^

1Ф* = 5>*=Л)5Ьг-тт: - • (5)

А=0

к=1

т-1)

В предположении, что конвейерная система состоит из неограниченного числа приводов, понятие потери требования их ремонта теряет смысл. Однако существенно важно понятие вероятности состояния всей конвейерной линии, например,, какова вероятность А (0 того9 4X0 в момент времени / находится ровно к приводов в

обслуживающей системе.

Так как при рассмотрении системы, состоящей из п приводов, невозможен переход от п восстанавливаемых приводов к л+1, то в рассматриваемом случае это возможно (по условию задачи при ). Тогда

л+1

с*

п (0=Щ-х - (Я+кц) Рк (/)+ (Л +1) рРш (0. (6) (*>0)

Вероятность того, что в произвольный момент времени г будет находится в ремонте приводов при условии, что в начальный момент все они были в рабочем состоянии:

В частности, при ¿=0 получим вероятность того, что все приводы отремонтированы:

а в пределе при / —> со получим

Независимо от начального состояния стационарное решение имеет следующий вид

(8)

В качестве критерия, характеризующего качество функционирования конвейерной системы, выбирается отношение средней длины очереди к наибольшему числу требований на ремонт (т), находящихся одновременно в этой системе, т.е. коэффициентом простоя обслуживаемого объекта. В качестве другого критерия принимается отношение числа незанятых ремонтных постов к их общему числу, т.е. коэффициентом простоя ремонтной зоны.

Ясно, что если первый критерий характеризует потери времени из-за ожидания начала обслуживания, то второй показывает полноту загрузки обслуживающей системы.

Так как в системе обслуживания одновременно не может находиться больше т требований на ремонт, то, следовательно, она может находиться в момент времени 1 не больше, чем в т+\ различных состояниях. Эти состояния будут определяться числом требований, находящихся на обслуживании и ожидающих очереди. Очередь может возникнуть лишь при условии, если число п<т.

Математическое ожидание длины очереди, т.е. среднего числа требований, ожидающих начала обслуживания, равно

Таким образом, коэффициент простоя конвейера в ремонте

равен

М\ 1 \ т т к=п+х

(10)

В качестве показателей эффективности обслуживающей системы приняты: вероятность занятости обслуживающих постов; закон распределения времени ожидания начала обслуживания; вероятность того, что в системе находится ровно к требований (как обслуживаемых, так и ожидающих обслуживания). При этом не следует представлять, что в обслуживающей системе будет постоянно находиться в очереди большое число требований. Все зависит от соотношения между интенсивностью входящего потока (X), потока восстановлений (ц), временем обслуживания и количеством ремонтных постов («).

Вероятность того, что все ремонтные посты заняты, имеет место, когда в системе находятся п, п + 1, ... требований одновременно. Эти события независимы, поэтому вероятность того, что все ремонтные посты будут заняты, находится, как сумма вероятностей

(И)

С учетом условия — < 1 получим

IV

МРо

(12)

(п-1)!(«//- Я)

На основе приведенных моделей разработан пакет вычислительных программ и произведено моделирование, в результате которого получены численные значения вероятностей нахождения кон-

вейерной системы в одном из рассматриваемых состояний и других показателей надежности (рис.3).

Рис.3. Коэффициент готовности конвейерной системы из 8-ми последовательно соединенных конвейеров в зависимости от интенсивности потока восстановлений

3. Оптимизация выбора антифрикционныхматериалов в паре трения лента конвейера-опора скольжения по критерию максимума износостойкостиможетбыть обеспечена на основе математической модели процесса взаимодействия этих элементов с учетом условий их контакта и постоянной скорости движения ленты.

К числу первостепенных задач, от успешного решения которых зависит дальнейшее совершенствование ленточных конвейеров с опорами скольжения, относятся:

♦ оценка влияния внешних условий, конструктивных параметров и режима работы конвейера на величину коэффициента сопротивления движению ленты и износ опор скольжения;

♦ определение критериев надежной работы безроликового конвейера и значений этих критериев;

♦ исследование теплового режима работы ленты и опор скольжения и разработка методики расчета параметров безроликового конвейера с учетом его конструктивных размеров и производительности, а также теплообразования на контакте трущихся тел и фрикционных характеристик опор скольжения;

♦ оценка эксплуатационных характеристик конвейеров, оборудованных опорами скольжения с оптимальными параметрами, и

сравнение их с эксплуатационными качествами конвейера с другими параметрами;

♦ выбор рационального материала для изготовления опор скольжения.

До настоящего времени малоисследованным остается тепловой режим работы ленты и опор скольжения, который при высоких скоростях движения ленты и сравнительно больших погонных нагрузках на нее оказывает существенное влияние не только на коэффициент сопротивления движению грузонесущего органа, но и на общую работоспособность конвейера. Поэтому основным критерием надежной работы безроликового конвейера является температура, при которой не наблюдается тепловых нарушений поверхностного слоя пары трения и не интенсифицируется износ, а коэффициент трения имеет минимальное для данных условий значение. Существует максимально допустимая температура нагрева [Г*]. Её значения зависят от теплофизических свойств материалов, входящих в пару трения, их способности препятствовать адгезии поверхностных слоев, коэффициента трения и изменяется в пределах 30-100°С для разных пар трения.

Для получения аналитических зависимостей, отражающих влияние указанных выше факторов на температуру поверхностного слоя ленты и опоры скольжения, использованы методы, основанные на решении задачи Фурье.

При составлении математической модели принята следующая физическая модель процесса:

♦ конвейерная лента заданной толщины непрерывно скользит по ряду неподвижных опор;

♦ конструкция, форма, число и распределение опор в пространстве заданы.

Основные принципы расчета параметров процесса:

♦для расчета температур в зоне контакта ленты с опорой может быть использовано уравнение теплопроводности с источником (стоком) тепла с интенсивностью q, [Вт/м2], на границе контакта фаз в плоскости заданной конфигурации;

♦ задаются или экспериментально определяются зависимости коэффициента теплопроводности от температуры в материалах, со-

ставляющих отдельные слои опоры; вид данной функции может изменяться во времени, так как значение температуры может быть в общем изменяемыми во времени;

• учитыфвается геометрия элемента опоры;

• оценивается эффект взаимодействия конвейерной ленты с элементами опор, входящих в пакет, которые расположены на исследуемом участке; для этого необходимо задаться характером распределения теплового потока по элементам опор в каждом ряду;

• при расчете процесса теплообмена следует учитывать, что часть теплового потока будет отводиться через верхнюю поверхность конвейерной ленты и поступать в материал, находящийся на конвейерной ленте, а затем посредством воздушных конвективных потоков в окружающую среду (воздух);

• на участке пути между элементами опор нижняя поверхность ленты будет охлаждаться воздушными конвективными потоками;

• охлаждением ленты с торцов можно пренебречь.

Поэтому при решении задачи о распределении теплоты при

фрикционном контакте конвейерной ленты с опорами скольжения прибегают к некоторым упрощениям. При больших значениях параметра ^ (критерия Ре), характеризующего, скорость скольжения и теплофизические свойства контактирующих материалов, при расчете распределения «теплового потока между телами можно пользоваться упрощенной формулой:

1 Г

(13)

Для большинства конвейеров порядок величины тр составляет 107-108, т.е. практически все генерируемое в зоне трения тепло будет уходить в неподвижное относительно системы привязки пространство, что позволяет воспользоваться решением задачи о движении прямоугольного теплового источника по полупространству. Таким образом, в расчетном плане задача сводится к вычислению поверхностных температур вдоль оси, совпадающей с направлением движения ленты.

В результате получено приближенное выражение для вычисления средней поверхностной температуры:

(14)

при условии, что удельный тепловой поток равен

ч=РА

где р — удельное давление, / - коэффициент трения, V - скорость движения ленты.

Формула (14) может быть записана также в приближенной

форме:

-уЯ л

(15)

На рис. 4 представлена зависимость средней поверхностной температуры Т от удельной мощности теплового потока для разных нагрузок Р (коэффициент трения /=0,1). Данный график является достаточно общим и фактически аккумулирует всю информацию о тепловом состоянии поверхности трения.

Формула для расчета температуры ленты при входе её на участок скольжения, оборудованный опорами скольжения, в установившемся тепловом режиме имеет вид:

(16)

где «7л, 9гр- погонная масса соответственно ленты и груза/коэффициент трения; 1 -тепловой эквивалент механической работы; Аг - площадь контакта ленты с опорой скольжения; 1Х, 1Ж, 1„ - длины конвейера, участка, оборудованного опорами скольжения и промежутка между ними соответственно.

т,°с

¿=0,15 1=100 м

100

60

40

20

80

0 20 40 60 80 100 ц, кВт/м2

Рис 4. Зависимость средней поверхностной температуры от удельной мощности теплового потока для различных нагрузок и скоростей

Выражение (16) получено с учетом того, что температуру поверхности ленты можно представить в виде геометрической суммы двух функций: линейно-возрастающей по ходу движения ленты на участке ее взаимодействия с опорами и экспоненциально уменьшающейся на других участках. Кроме того, результаты этого решения позволили задать вид функции а также установить, что после достаточно большого количества проходов ленты вокруг одной опоры устанавливается некоторый циклический тепловой режим работы ленты. После достижения этого режима глубина проникновения тепла в тело ленты при прохождении ее над опорами скольжения составляет

Площадь опор скольжения в ленточных безроликовых конвейерах может быть определена по формуле.

А

К^гр+ЯлУх/I

(17)

где

- число Био для опоры; - коэффициент, учиты-

ос

27

вающии перераспределение погонной нагрузки вдоль грузонесущеи ленты.

Для определения оптимального соотношения между длиной опоры скольжения и шагом их установки с учетом результатов решения системы уравнений получено соотношение:

•*1

/» =

4кикц[и*]Агал1к

„Ч„

+ (2/к+/ос)

L

(О-

+ ¡ос

)

(18)

где [£/*]=[7ч]-7'0; кя - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине ленты; /э длина элемента опор скольжения; /„ — величина промежутка между опорами.

В результате расчетов построены номограммы для определения необходимой площади опор скольжения (рис.5).

Наряду с теоретическим, большой интерес представляет экспериментальное изучение процессов тепловыделения и распределения теплоты между трущимися телами. Интенсивность фрикционного тепловыделения обычно определяется зависимостью

(19)

из которой (19) видно, что для определения тепловыделения в эксперименте необходимо измерять силу трения и скорость. Значение А может соответствовать номинальной, контурной и фактической площадям контакта.

А„ м2/п м

0,6 0,4 0,2

i / /

/ / / , / / у

'// //Л г // // i0¿

t •<ХМ4

200 400 600 800 1000 Q, т/ч

Рис 5. Номограммы для определения необходимой площади опор скольжения

Анализ экспериментальных данных показал, что из всех исследовавшихся материалов (полистирол, полиамид 68, капрон, фторопласт 4А) при трении чистых сухих поверхностей наименее износостойким является фторопласт 4А, причем интенсивность его износа практически не изменяется с течением времени. Характер протекания процесса износа полистирола аналогичен, но его износостойкость на 40% выше. Наиболее высокой износостойкостью обладают полиамид 68 и капрон (в 5 раз выше, чем у полистрирола и в 7 раз выше, чем у фторопласта).

Производственные испытания экспериментальных образцов опор скольжения для загрузочных устройств и для холостой ветви ленты проведены в период 1996-2002 гг. на конвейерах 1Л120 угольных шахт ОАО «Воркутауголь» по специально разработанным программе и методике. За время испытаний по опоре скольжения перемещено 500 тыс.т горной массы. Абсолютный износ антифрикционного покрытия составил за это время (6 мес.) 1 мм по толщине, относительный - 4-10-6 г/см-т. При увеличении толщины антифрикционного слоя до 6 мм можно прогнозировать срок службы опоры скольжения в условиях эксперимента до замены пластин с антифрикционным покрытием из фторопластовой композиции Ф4К15М5 в пределах трех лет. При этом технического обслуживания опоры скольжения практически не потребуется.

Температурный режим взаимодействия опоры скольжения контролировался и оценивался дистанционно с помощью бесконтактного термометра MiniTempFS.

Испытания показали, что существенного повышения температуры в зоне фрикционного взаимодействия опоры скольжения с лентой не имеет места. Повышение температуры на 20°С находится в допустимых пределах и опасности не вызывает.

Испытания проводились также на магистральном ленточном конвейере ЗЛ100У, установленном в конвейерном квершлаге 222-Ю шахты «Воркутинская». Установлено, что износостойкость антифрикционных пластин из фторопласта Ф4К15М5 значительно выше, чем у полиэтилена высокого и низкого давления (примерно в 20 раз). Однако их ресурс при использовании рабочей толщины пластин, равной 4 мм, оказался явно недостаточным для длительной

эксплуатации в промышленных условиях угольной шахты. Прогнозный срок службы антифрикционных пластин при полном использовании их рабочей толщины (10 мм) может составить в тех же условиях эксплуатации 400-450 ч, так как средний износ 1 мм толщины пластины происходил, по результатам испытаний, за 38-40 ч.

Анализ результатов испытаний обоих видов опор скольжения подтверждает целесообразность использования опор скольжения отечественной конструкции в загрузочных устройствах ленточных конвейеров: при условии оснащения антифрикционной футеровкой из высокомолекулярного полиэтилена их эксплуатационные качества будут сравнимы с эксплуатационными качествами аналогичных зарубежных образцов при более низкой стоимости изготовления. Опоры скольжения для холостой ветви ленты конвейера требуют проведения испытаний более износостойкими материалами для их футеровки. При этом для увеличения ресурса опор желобчатая трехроликовая опора с углом наклона боковых роликов 30° должна быть заменена на ^образную двухроликовую с углом наклона роликов 10-12°, что снизит абразивный износ как роликов, так и футеровки заменяющих их опор скольжения.

4. Математическая модель ленточного конвейера с промежуточными приводами, учитывающая особенности горнотехнических условий угольной шахты, динамические режимы при пуске и торможении конвейера, а также пороговый уровень коэффициента готовности конвейера, позволяет выбрать оптимальное количество промежуточных приводов, их рациональное размещение и оценить эффективность использования последних в транспортной системе угольных шахт.

Несмотря на целый ряд теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в России, разработанных методов и методик их проектирования и расчета, эффективное использование МПЛК на угольных шахтах требует решения ряда актуальных задач:

♦ обоснования критериев и ограничений для технико-экономической оценки целесообразности применения МПЛК в специфических условиях угольных шахт;

♦ исследования распределения нагрузки между нерегулируемыми электродвигателями приводов МПЛК с целью совершенство-

вания и корректировки методов его проектирования и расчета для условий угольных шахт;

♦ оценки надежности МПЛК, оснащенного головным барабанным и ленточными промежуточными приводами.

Многоприводные конвейеры являются альтернативным техническим решением конвейерной линии из каскада последовательно установленных конвейеров, ^е количество которых они заменяют. Эффективность применения многоприводных конвейеров существенно зависит от числа принятых при его проектировании промежуточных приводов и их удельной тяговой способности, которая определяет их длину. От количества промежуточных приводов зависят прочностные параметры грузонесущей ленты конвейера и тяговых лент промежуточных приводов. С увеличением числа приводов прочностные и стоимостные параметры лент снижаются, но одновременно увеличивается расход конвейерной ленты для промежуточных приводов, растут капитальные затраты на сооружение их ставов, снижается надежность конвейера. Поэтому выбор параметров многоприводного конвейера сопряжен с варьированием достаточно большого числа исходных данных. При проектировании МПЛК эту задачу решают как оптимизационную с использованием экономико-математических моделей расчета.

Современные математические модели расчета МПЛК не предусматривают выполнение сопоставительной оценки надежности МПЛК и альтернативной каскадной схемы конвейеров и не используют показатели надежности в качестве ограничительного фактора при определении количества приводов многоприводного конвейера.

Коэффициент готовности конвейерной системы, состоящей из «п^ последовательно установленных однотипных конвейеров, может быть определен по формуле:

*ГС.= * Екп, (20)

— 1

т кт

где Кт - коэффициент готовности одного конвейера; - коэффициент готовности перегрузочного пункта.

Для МПЛК коэффициент готовности можно определить, если рассматривать МПЛК как объект, состоящий из двух структур-

ных элементов: системы приводов и комплекса всех остальных частей конвейера (ленты, роликоопор, натяжной станции). В этом случае коэффициент готовности МПЛК можно определить по формуле:

т

П^гпр^гкон

^т мплк= ' ;;; > (21)

ГТ К пр кон — П К пр К кон I 1

где Кгпр - коэффициент готовности приводной станции; Кгкон — коэффициент готовности комплекса всех остальных частей конвейера; т - число приводных станций конвейера.

Для численной оценки коэффициентов готовности рассматриваемых систем можно, принять в качестве базовых значения: Кг« 0,96; Кгп = 0,975; КТпр = 0,98.

Тогда коэффициент готовности конвейерной линии при различном числе установленных в ней конвейеоов п составит:

п 1 2 3 4 5

Кгл 0,96 0,9 0,845 0,79 0,75 Коэффициент готовности многоприводного конвейера при различном числе поиволных станпий

ипр 2 3 4 5

Кт 0,93 0,91 0,89 0,87

Коэффициент готовности многоприводного конвейера при замене им каскада последовательно установленных конвейеров оказывается несколько выше коэффициента готовности заменяемой им конвейерной линии. Однако он будет ниже, чем коэффициент готовности обычного конвейера с головным барабанным приводом, и принимаем при проектировании (0,95-0,96) снизится с увеличением числа установленных на нем приводных станций.

Пороговое значение коэффициента готовности МПЛК, определяющее целесообразность применения последнего взамен каскадной системы конвейеров по критерию надежности, должно быть выше коэффициента готовности заменяемой им конвейерной системы, но не ниже коэффициента готовности одноставного конвейера с головным барабанным приводом, значения которого находятся в пределах 0,83 - 0,96. Если принять за пороговое значение коэффициента готовности МПЛК Кг = 0,85, то количество приводов в его

конструкции, не должно превышать шести. При пороговом значении Кг = 0,9 предельное значение количества приводов для МПЛК снижается до четырех.

Таким образом, предлагаемые различными исследователями ограничения количества приводов при ведении расчетов МПЛК по факторам обеспечения синхронности работы приводных электродвигателей (8 приводов) или удельных энергозатрат на транспортирование и динамических усилий в грузонесущей ленте (6 приводов) нельзя считать определяющими.

На основе проведенных исследований построена диаграмма распределения тяговых усилий между промежуточными приводами МПЛК (рис. 6).

Щ] Е-10000.Н С3е-боооо«н

Рис.6. Диаграмма распределения тяговых усилий между промежуточными приводами многоприводного конвейера при различных значениях модуля упругости (Е) грузонесущей ленты и передаваемых тяговых усилий: а - при максимальных значениях грузопотока, поступающего на конвейер; б - при холостом ходе конвейера; в -при снижении грузопотока поступающего на конвейер

Как следует из диаграмм, равномерность распределения суммарного тягового усилия между нерегулируемыми приводами через ленту конвейера улучшается за счет более полной реализации относительного удлинения ленты. При большом количестве промежуточных приводов необходимо использовать систему с принудительно регулируемыми приводами, так как при неравномерной загрузке приводных участков в тяговых лентах промежуточных приводов возникают дополнительные натяжения, связанные с перераспределением нагрузки между приводами.

Равноинтервальиое размещение промежуточных приводов МПЛК может быть рекомендовано в ряде случаев только для основных магистральных выработок. В остальных случаях должно осуществляться разноинтервальное размещение приводов.

Разработанная в диссертации математическая модель расчета МПЛК имеет следующие отличия от известных:

1)конструктивная схема МПЛК, предусматривает обязательное наличие головного барабанного привода базового конвейера, работающего совместно с промежуточными. Это обеспечивает большую надежность МПЛК, особенно при пусковом режиме работы конвейера в период заполнения его грузом, когда фрикционная тяговая способность промежуточных приводов невелика;

2) равноинтервальное размещение промежуточных приводов по длине конвейера не является обязательным, а лишь желательным.

3) при проектировании конструктивной схемы конвейера целесообразно размещать один из промежуточных приводов, особенно первый по ходу ленты конвейера, в зоне погрузочного пункта.

4) предельное число промежуточных приводов ограничивается условием обеспечения допустимого нижнего уровня надежности конвейера;

5) в модели предусматривается параллельный расчет альтернативного (базового) варианта конвейерной линии из каскада последовательно установленных конвейеров, которые заменяются МПЛК Критериями рациональности вариантов является себестоимость транспортирования 1 т угля и коэффициент готовности системы.

В результате проведенного моделирования предложены структурные схемы МПЛК для конкретных горно-технических условий шахт ОАО «Воркутауголь».

На ресурсные и мощностные параметры МПЛК большое влияние оказывает динамика пуска и торможения конвейера. Анализ работ В. Г. Дмитриева, И. В. Запенина, Б. А. Кузнецова, Ю. Д. Тарасова, Д. А. Юнгмейстера показал разные подходы к описанию этих процессов с помощью математических моделей: упругой, либо одной из вязко-упругих - двухпараметровой модели Кельвина, трехпараметровой стандартной, многопараметровой.

Реальные характеристики ленты лучше всего отражают мно-гопараметровые модели. Однако для практических целей наиболее часто используется модель Кельвина и стандартная трехпараметро-вая модель. Ни одна из этих моделей не отражает полностью свойства ленты. Поэтому выбор той или иной модели диктуется поставленной при моделировании задачей и требуемой точностью результатов расчета. Наиболее приемлемы дискретные модели, построенные на представлении конвейерной ленты как приближение непрерывной системы, состоящей из п отрезков с сосредоточенными массами, при этом число отрезков стремится к бесконечности. Модель, описываемая уравнениями в частных производных заменяется системой уравнений в обыкновенных производных, в которых присутствуют функции, зависящие только от одной переменной - времени.

Стандартная трехпараметровая модель описывается уравнением

где К - натяжение ленты, Н/м; Еа - модуль упругой релаксации ленты, Н/м; Те - время релаксации, с; /(/) - длина /-го отрезка ленты, м;

- скорость движения ленты, м/с; - время запаздывания упругих деформаций.

Сопротивление движению в этой модели может быть представлено в виде трения Кулона, возникающего от действия каждой из сосредоточенных масс грузонесущей ленты, что позволяет достаточно просто учитывать изменение сопротивления на участках, ведомых головным и промежуточным приводами. Вращающиеся мас-

сы приводных барабанов головного и промежуточных приводов, а также тяговые ленты промежуточных приводов представлены в модели как концентрированные массы, включенные между отрезками ленты.

Рассмотренная модель многоприводного конвейера может быть рекомендована для исследования переходных процессов, в том числе и тормозных режимов, в многоприводных конвейерах с помощью персональных компьютеров.

Оценка надежности МПЛК производится с применением разработанной в диссертации методики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, представляющей собой научно-квалификационную работу, в которой на основе выполненных исследований изложены научно обоснованные технические решения, заключающиеся в разработке методов оценки и прогнозирования уровня надежности конвейерных систем, рекомендаций по повышению ресурса опорных конструкций конвейеров, оптимизации параметров многоприводных конвейеров, обосновании требований при проектировании конвейерных систем, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны и позволяет повысить эффективность эксплуатации конвейрных систем угольных шахт.

Основные выводы по результатам исследований:

1. Впервые в масштабах целого угольного бассейна на основе обработки и анализа большого объема статистических данных произведена оценка уровня надежности ленточных конвейеров, приемных и перегрузочных пунктов, установлены законы распределения показателей надежности, что позволило выявить наименее надежные узлы конвейеров и определить основные направления совершенствования их конструкции, а также создать предпосылки для разработки математических моделей надежности конвейерных систем.

2. Разработаны математические модели переходных состояний систем конвейерного транспорта угольных шахт, построенные на основе непрерывных марковских процессов, описываемые системами дифференциально--разностных уравнений Эрланга с рас-

смотрением различных методов их решений, включая и приближенные. Реализация моделей с помощью разработанного пакета вычислительных программ позволяет определить вероятность безотказной работы конвейерной системы в процессе эксплуатации.

3. Теоретически обоснованы и экспериментально проверены новые технические решения, связанные с совершенствованием конструкций опорных узлов ленточных конвейеров путем применением опор скольжения вместо роликоопор, которое для отечественного конвейеростроения является новым направлением. Разработана математическая модель процессов взаимодействия ленты и опор скольжения, построенная на представлении последней в виде полупространства, в которое переходит генерируемое в зоне трения тепло при условии равенства температур поверхности ленты и опоры скольжения. Разработанные конструкции опор скольжения приняты ОАО «Воркутауголь» для применения на шахтах.

4. Разработаны математическая модель и методика расчета многоприводных ленточных конвейеров, учитывающая уровень их надежности, в сответствии с которой предельное число приводов многоприводного конвейера должно ограничиваться при его проектировании пороговыми значениями показателей надежности конвейера: при значении коэффициента готовности конвейера к = 0,85 общее количество приводных станций не должно превышать шести, а при значении 0,9 - четырех.

5. Определение оптимальных компоновочных схем и конструкций многоприводных ленточных конвейеров необходимо осуществлять с учетом динамики пуска и торможения конвейера с использованием дискретной модели, основанной на представлении ленты как приближенной непрерывной системы, состоящей из отдельных отрезков с сосредоточенной массой, при этом число отрезков стремится к бесконечности.

6. Разработаны требования к проектированию конвейерных систем и их структурных элементов. При проектировании конвейерных линий в горизонтальных и слабонаклонных выработках целесообразно использовать многоприводные ленточные конвейеры.

При проектировании многоприводного ленточного конвейера обязательно предусматривать наличие головного барабанно-

го привода, работающего совместно с промежуточными приводами, а мощность электродвигателей головного привода и его тяговая способность должны обеспечивать пуск незагруженного конвейера при его заполнении грузом до момента, когда над первым по ходу ленты промежуточным приводом грузонесущая лента будет загружена на всей его длине, при этом следует первый по ходу ленты промежуточный привод располагать в зоне загрузки конвейера для эффективной его совместной работы с головным барабаном.

Основные положения и научные результаты опубликованы в следующихработах:

1. Проблемы надежности конвейерного транспорта угольных шахт (монография). РИЦ СПГГИ, СПб, 2004, 182 с.

2. Васильев К. А., Голицин С. В., Хачатрян С. А. Оценка надежности опор скольжения для лент конвейерных установок. Горные машины и автоматика. №1, 2002, с.38-40.

3.. Способ повышения надежности ленточных конвейеров с помощью опор скольжения. / К. А. Васильев, С. В. Голицын, С. А. Хачатрян и др.// Горные машины и автоматика. №1, 2001, с. 21-24.

4. Проблемы шахтного конвейерного транспорта в ОАО «Воркута-уголь» и пути их решения./ А. А. Кулешов, К. А. Васильев, С. А. Хачатрян и др. // Горные машины и автоматика. №4, 2001, с. 23-25.

5. Васильев К. А., Хачатрян С. А., Ястремский С. И. Новая конструкция вакуум-ловителя конвейерной ленты. Горные машины и автоматика. №3, 2001, с. 34-36.

6. Обоснование необходимости управления затратами на конвейерный транспорт в условиях ОАО «Воркутауголь». / К. А. Васильев, С. А. Хачатрян, А. М. Вдовиченко и др. // Горные машины и автоматика. №8, 2001, с. 35-37.

7. Хачатрян С. А. Экономико-математическая модель расчета многоприводного ленточного конвейера для условий угольных шахт. Горные машины и автоматика, №4, 2004, с.35-38.

8. Васильев К. А., Хачатрян С. А., Сизякин Д. А. Эффективность применения многоприводных ленточных конвейеров в подземных условиях угольных шахт. Горные машины и автоматика. №11, 2002, с. 31-34.

9. Хачатрян С. А. Анализ критерие надежности и определение направлений повышения надежности систем. Проблемы повышения качества углей. Материалы конференции молодых ученых. - М., 1980, с. 114-117.

10. Кононенко Б. А., Коровин В. Н., Хачатрян С. А. Методологические основы анализа надежности работы углеобогатительных фабрик. Обогащение и брикетирование угля. №4, 1980, с. 17-21.

11. Хачатрян С. А. Математическая формализация работы углеобогатительной фабрики для определения объема переработки. Народное хозяйство Республики Коми, т.1, №4, 1992, с. 613-617.

12. А.С. СССР №1765445, Способ развития лавы из базисной выработки / Вайгандт А. А., Зуев В. А., Спиридонов Ю. В., Хачатрян С. А. Открытия, изобретения, товарные знаки. №36, 1992.

13. Канев Н. И., Хачатрян С. А. Алгоритм расчета качественно-количественных показателей технологического процесса обогащения угля. Народное хозяйство Республики Коми, т.7, №1, 1998, с. 302-305.

14. Хачатрян С. А. Анализ надежности конвейерных лент на шахтах ОАО «Воркутауголь». Горный информационный аналитический бюллетень, МГТУ. Неделя горняка - №2, 2003, с. 207-208.

15. Хачатрян С. А. Анализ надежности конвейерных лент в условиях ОАО «Воркутауголь» - в сб.: Тезисы докладов Вторая межд. научно-практическая конференция «Современное состояние и перспективы развития горнодобыващих отраслей промышленности» г.Рудный Республика Казахстан, ДТП Институт горного дела им. Д. А. Кунаева, 2004, с.73.

16. Хачатрян С. А. Исследования надежности ленточных конвейеров горных предприятий в сб. Народное хозяйство Республики Коми, 2001, т. 10, №1.-2, с. 69-72.

17. Хачатрян С. А., Кононенко Б. А Выбор мощности односекци-онных и двухсекционных углеобогатительных фабрик с учетом надежности работы оборудования в сб. «Обогащение и брикетирование угля». М., №3, 1981, с. 12-14.

18. Хачатрян С. А., Тищенко Н. В. Моделирование транспортировки угля от места добычи в шахте к подъемнику. Сб. трудов первого республиканского семинара. Совершенствование методов разведки и добычи полезных ископаемых Крайнего Севера. Сыктывкар, 1988, с.59-62.

19. Хачатрян С. А., Канев Н. П. К вопросу о предварительном выделении крупной породы перед обогащением. Уголь. №9, 1989, с. 55.

20. Канев Н. П., Хачятрян С. А., Чергинец Э. К. Решение задачи по фильтрации шлама с подушкой осадка паром на ленточном вакуум-фильтре. ЛУ-10-1,25-8. Труды III Республиканского Семинара «Современные методы разведки и разработки месторождений полезных ископаемых Крайнего Севера. Сыктывкар, 1989, с. 139-140.

РИЦ СПГТИ. 24.05.2004. 3.244. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Ц24 3 б

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИСТЕМ КОНВЕЙЕРНОГО ТРАНСПОРТА УГОЛЬНЫХ ШАХТ.

1.1. Современные тенденции развития конвейерных систем.

1.2. Анализ структурных схем и транспортного оборудования конвейерных систем.

1.2.1. Анализ структурных схем конвейерных систем угольных шахт.

1.2.2. Анализ структуры транспортного оборудования конвейерных систем.

1.3. Цель, задачи и методы исследования.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ СТРУКТУРНЫХ ЕДИНИЦ КОНВЕЙЕРНЫХ СИСТЕМ.

2.1. Формирование массивов статистических данных и методика их обработки.

2.2. Оценка уровня эксплуатационной надежности конвейеров.

2.3. Определение показателей надежности конвейеров методом моделирования.

2.4. Выводы.:.

3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НАДЕЖНОСТИ КОНВЕЙЕРНЫХ СИСТЕМ.

3.1. Постановка задачи по разработке математических моделей надежности конвейерной системы угольной шахты.

3.2. Анализ системных методов обеспечения безотказности ленточных конвейеров.

3.3. Построение математических моделей надежности конвейерных систем на основе теории марковских процессов.

3.3.1. Использование элементов теории массового обслуживания при решении задач надежности транспортных систем.

3.3.2. Анализ положений теории марковских процессов, применимых к исследованию надежности конвейерных систем.

3.3.3. Дифференциально-разностные уравнения решения задачи.

3.3.4. Модель обслуживания конвейерной системы с неограниченным потоком требований.

3.3.5. Модель обслуживания конвейерной системы с ожиданием ремонта.

3.3.6. Модель обслуживания конвейерной системы с ожиданием для неограниченного потока требований.

3.4. Выводы.

4. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ СТРУКТУРНЫХ ЕДИНИЦ КОНВЕЙЕРНЫХ СИСТЕМ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НОВЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ.

4.1. Взаимосвязи качества и надежности структурных единиц в технических системах.

4.2. Повышение ресурса опорных элементов для ленты конвейера путем замены роликоопор на опоры скольжения.

4.2.1. Обоснование целесообразности использования опор скольжения.

4.2.2. Конструктивные решения опор скольжения и свойства антифрикционных материалов.

4.2.3. Оценка надежности опор скольжения.

4.3. Модель физических процессов при взаимодействии ленты с опорой скольжения и изучение закономерностей распределения теплоты при фрикционном контакте.

4.4. Анализ результатов производственных испытаний опор скольжения.

4.5. Исследование новых технических решений по повышению безопасности эксплуатации ленточных конвейеров.

4.5.1. Ловители конвейерных лент.

4.5.2. Температурный контроль пробуксовки ленты на приводных барабанах.

4.6. Выводы.

5. ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ МНОГОПРИВОДНЫХ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ В УСЛОВИЯХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ СИСТЕМ.

5.1. Обоснование критериев технико-экономической оценки применения многоприводных конвейеров.

5.1.1. Эксплуатационные качества многоприводных конвейеров.

5.1.2. Критерии и ограничения для технико-экономической оценки применения многоприводных конвейеров.

5.2. Особенности проектирования и расчета многоприводных ленточных конвейеров для угольных шахт.

5.3. Экономическая эффективность применения многоприводных ленточных конвейеров.

5.4. Экономико-математическая модель расчета многоприводных ленточных конвейеров для условий угольных шахт.

5.5. Исследование динамики переходных процессов при пуске и торможении многоприводного конвейера.

5.5.1. Общие положения.

5.5.2. Особенности динамики пуска и торможения шахтных многоприводных конвейеров.

5.5.3. Обоснование математической модели многоприводного конвейера для неустановившихся режимов его работы.

5.6. Требования к проектированию конвейерных систем и их структурных единиц.

5.7. Выводы.

Значительное повышение нагрузки на транспортные системы угольных шахт в связи с усилившейся концентрацией горных работ и широким применением на очистных работах высокопроизводительных механизированных комплексов требует применения прогрессивных и надежных транспортных систем с высокой пропускной способностью. Наиболее прогрессивным видом транспорта, обеспечивающим внедрение на шахтах поточной и циклично-поточной технологии транспортирования угля, является конвейерный, получающей все большее распространение на угольных шахтах России и зарубежных стран. Общее количество конвейерных установок на угольных шахтах России составляет около 4000. Основными видами конвейерных установок являются скребковые и ленточные конвейеры. Скребковые конвейеры входят в состав механизированных добычных комплексов и используются в качестве передвижных подлавных конвейеров.

Основную роль в осуществлении поточной технологии транспортирования угля по горным выработкам играют ленточные конвейеры. В настоящее время практически завершена конвейеризация участковых транспортных выработок. Примерно, 50-60% магистральных выработок шахт оснащены высокопроизводительными ленточными конвейерами. Наблюдается устойчивая тенденция к замене цикличного транспортирования угля по вертикальным стволам на его поточное транспортирование по наклонным стволам с помощью ленточных конвейеров. Уже имеются примеры использования ленточных конвейеров специальной конструкции и для транспортирования угля по вертикальным стволам шахт [138]. В наиболее развитых угольных бассейнах страны растет количество шахт с полной конвейеризацией транспорта угля от очистных забоев до поверхности. В некоторых угольных бассейнах, например, в Печорском, близка к завершению полная конвейеризация всех шахт. Общая протяженность выработок, оснащенных ленточными конвейерами, составляет на угольных шахтах России около 3000 км.

Производительность отечественных шахтных ленточных конвейеров достигает 1500 т/ч при длине става до 1900 м. Ленточные конвейеры используются не только для транспортирования угля, но и для доставки людей.

К достоинствам ленточных конвейеров следует отнести: высокую производительность и значительную длину става; относительно низкую энергоемкость транспортирования, так как только 20% всей энергии расходуется на перемещение его собственных масс; высокую надежность в сравнении с другими транспортными установками.

К числу основных недостатков ленточных конвейеров следует отнести: высокие капитальные затраты при их использовании, высокую стоимость конвейерной ленты, достигающую 70% от стоимости конвейера при сроке службы от 3 до 5 лет[106,124].

Как уже указывалось, ленточные конвейеры обладают достаточно высокой надежностью. Нормативный коэффициент готовности (интегральный показатель надежности) при проектировании магистральных конвейерных систем принимается равным 0,95-5-0,96, а для участковых -несколько ниже.

Однако коэффициент готовности конвейерной линии, состоящей из п-последовательно установленных конвейеров и (п-1) перегрузочных узлов, с увеличением числа конвейеров падает. В протяженных конвейерных линиях угольных шахт, длина которых нередко достигает 8-ИО км, последовательно устанавливается до 10 ленточных конвейеров.

Коэффициент готовности конвейерной линии (Кгл) может быть определен по формуле [13]: г.л=П*глсПЧ.л (1)

J=1 1=1 где Кг к - коэффициент готовности конвейера, Кг,п - коэффициент готовности перегрузочных пунктов; п — число конвейеров в линии.

При нормативных значениях Ктк=0,9б и Кгп=0,996, принимаемых при проектировании конвейерных линий, снижение надежности конвейерной линии (Кг п) в зависимости от числа установленных в ней конвейеров иллюстрируется графической зависимостью Kr s[=f[n) на рис.5.4. Приведенная зависимость показывает, что уже при семи конвейерах в линии коэффициент ее готовности равен всего лишь 0,73.

С увеличением времени эксплуатации конвейерной линии происходит снижение ее надежности в сравнении с проектной вследствие амортизации узлов и деталей конвейеров и перегрузочных пунктов. Это обстоятельство не учитывается при проектировании конвейерных линий. Вследствие этого с увеличением времени эксплуатации конвейерной линии растет число ее отказов, возрастают расходы на их ликвидацию, увеличиваются простои конвейерных линий и связанные с этим потери добычи угля.

Подтверждением динамики снижения надежности конвейерных систем служат показатели функционирования их в ОАО «Воркутауголь».

Годы

Показатели

1997 1998 1999 2000 2001

Простои конвейерных

340 360 1380 1940 2261 линий шахт, ч

Потери добычи угля, т 35900 48000 147000 270000 343272

Как следует из приведенной таблицы простои конвейерных линий и связанные с ними потери добычи угля имеют устойчивую тенденцию к их нарастанию, что может быть объяснено только естественным снижением их надежности вследствие амортизации основных узлов конвейеров.

Такое же положение с эксплуатацией подземных конвейерных систем наблюдается и на других шахтах России. Поэтому повышение надежности конвейерных систем угольных шахт с учетом динамики ее снижения во временных рамках их эксплуатации является актуальной проблемой. Одним из основных способов повышения надежности транспортных систем является резервирование либо всей системы, либо отдельных ее элементов. Резервирование позволяет создавать системы, надежность которых выше надежности входящих в них элементов. Для подземных конвейерных систем повышение их надежности путем резервирования всей системы является неприемлемым вследствие неоправданно высоких капитальных затрат на дополнительные горные работы по проведению транспортных выработок и сооружение резервной конвейерной линии.

Поэтому повышение надежности подземных конвейерных систем может быть осуществлено либо за счет резервирования отдельных элементов системы, либо повышения их надежности, за счет мероприятий конструктивного, производственного и эксплуатационного характера. Подземную конвейерную систему следует рассматривать как сложную вероятностную систему, функционирование которой описывается математическими моделями. Повышение надежности конвейерных систем требует научно обоснованных решений на базе теории надежности.

Основные выводы по результатам исследований:

1. Впервые в масштабах целого угольного бассейна на основе обработки и анализа большого объема статистических данных произведена оценка уровня надежности ленточных конвейеров, приемных и перегрузочных пунктов, установлены законы распределения показателей надежности, что позволило выявить наименее надежные узлы конвейеров и определить основные направления совершенствования их конструкции, а также создать предпосылки для разработки математических моделей надежности конвейерных систем.

2. Разработаны математические модели переходных состояний систем конвейерного транспорта угольных шахт, построенные на основе непрерывных марковских процессов, описываемые системами дифференциально-разностных уравнений Эрланга с рассмотрением различных методов их решений, включая и приближенные. Реализация моделей с помощью разработанного пакета вычислительных программ позволяет определить вероятность безотказной работы конвейерной системы в процессе эксплуатации.

3. Теоретически обоснованы и экспериментально проверены новые технические решения, связанные с совершенствованием конструкций опорных узлов ленточных конвейеров путем применением опор скольжения вместо роликоопор, которое для отечественного конвейеростроения является новым направлением. Разработана математическая модель процессов взаимодействия ленты и опор скольжения, построенная на представлении последней в виде полупространства, в которое переходит генерируемое в зоне трения тепло при условии равенства температур поверхности ленты и опоры скольжения. Разработанные конструкции опор скольжения приняты ОАО «Воркутауголь» для применения на шахтах.

4. Разработаны математическая модель и методика расчета многоприводных ленточных конвейеров, учитывающая уровень их надежности, в сответствии с которой предельное число приводов многоприводного конвейера должно ограничиваться при его проектировании пороговыми значениями показателей надежности конвейера: при значении коэффициента готовности конвейера к = 0,85 общее количество приводных станций не должно превышать шести, а при значении 0,9 - четырех.

5. Определение оптимальных компоновочных схем и конструкций многоприводных ленточных конвейеров необходимо осуществлять с учетом динамики пуска и торможения конвейера с использованием дискретной модели, основанной на представлении ленты как приближенной непрерывной системы, состоящей из отдельных отрезков с сосредоточенной массой, при этом число отрезков стремится к бесконечности.

6. Разработаны требования к проектированию конвейерных систем и их структурных элементов. При проектировании конвейерных линий в горизонтальных и слабонаклонных выработках целесообразно использовать многоприводные ленточные конвейеры.

При проектировании многоприводного ленточного конвейера обязательно предусматривать наличие головного барабанного привода, работающего совместно с промежуточными приводами, а мощность электродвигателей головного привода и его тяговая способность должны обеспечивать пуск незагруженного конвейера при его заполнении грузом до момента, когда над первым по ходу ленты промежуточным приводом грузонесущая лента будет загружена на всей его длине, при этом следует первый по ходу ленты промежуточный привод располагать в зоне загрузки конвейера для эффективной его совместной работы с головным барабаном.

1. Александровская Л.Н., Афанасьев А.П., Лисов А.А. Современные методы обеспечения безопасности сложных технических систем. - М.: Лотос, 2001.

2. Альтушер В.М. Методика построения математической модели для изучения надежности горнотранспортных систем. В кн. «Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых». Новосибирск: №1, 1969.

3. Анпилогова Н.В. Проблемы обеспечения промышленности России конвейерными лентами современного технического уровня. Науч. сообщ. ИГД им. А.А. Скочинского. №315, 2000.

4. Байхельд Ф., Франкен П. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход. М.: Радио и связь, 1988.

5. Балакин В.А. // Wear, 1981. Vol. 72, № 2. Р/ 133-141.

6. Балакин В.А. // ИФЖ, 1981. Т. XL, № 6. С. 1083-1089.

7. Балакин В.А. Основы прочности поверхностного слоя. Гомель,1974.

8. Балакин В. А., Переверзева О.В. // Трение и износ, 1990. Т. 11, « 2. С. 233-239.

9. Баруча-Рид А.Т. Элементы теории марковских процессов и их применение. М.: Наука, 1969.

10. Баскаков В.И., Герасимов Г.К. (ВостНИИ), Лудзин B.C. Пожары на конвейерном транспорте. Безопасность труда в промышленности. №1, 2000.

11. Беленький Д.М., Шулькин Л.П., Туманян М.О. Определение показателей мощных ленточных конвейеров. Горный журнал. №1,1980.

12. БельфорВ.Е., Запенин О.В. Особенности расчета многоприводных ленточных конвейеров. Горные машины и автоматика, №4, 1968.

13. Богданович П.Н., ПрушакВ.Я. Трение и износ в машинах. -Минск: Вышэйшая школа. 1999.

14. Брауде В.И., Семенов J1.H. Надежность горнотранспортных машин. -М.: Машиностроение, 1986.

15. Бусленко Н.П. Метод статистических испытаний.- М., Физмагиз,1962, 331с.

16. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем.- М., Наука,1968.

17. Бусленко Н.П., Калашников B.C., Коваленко Н.Н. Лекции по теории сложных систем,- М., Советское радио, 1973, 430с.

18. Васильев К.А., Марголин И.И. Оценка надежности многоприводного ленточного конвейера. Зап. СПГГИ «Шахтный и конвейерный транспорт. Экология. Безопасность». Том 141, СПб, 1995.

19. Васильев К.А., Хачатрян С.А., Галицын С.В. Оценка надежности опор скольжения для лент конвейерных установок. Горные машины и автоматика. №1, 2002.

20. Васильев К.А., Хачатрян С.А., Сизякин Д.А. Эффективность применения многоприводных ленточных конвейеров в условиях угольных шахт. Горные машины и автоматика, №11, 2002.

21. Васильев К.А., Хачатрян С.А., Ястермский С.И. Новая конструкция вакуум-ловителя конвейерной ленты. Горные машины и автоматика, 33, 2001.

22. Васильев К.А., Юнгмейстер Д.А. Экономико-математическая модель выбора и расчета параметров многоприводного ленточного конвейера с промежуточными вакуум-приводами. Зап. ЛГИ им. Г.В. Плеханова, т. 97, 1983.

23. Васильев М.В., Волотковский B.C., Кармаев Г.Д. Конвейеры большой протяженности на открытых работах. М.: Недра, 1979.

24. Венцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Физматгиз, 1962.

25. Венцтель Е.С. Обобщение уравнений формул Эрланга на случай системы массового обслуживания смешанного типа с ограниченным временем ожидания. Морской сборник, №1, 1961.

26. Вишневский В.П., Палант Г.Я., Князьян Г.С. Надежность горной техники. Киев: Техника, 1973.

27. Волотковский B.C., НохринЕ.Г., Герасимова М.Ф. Износи и долговечность конвейерных лент. -М.: Недра, 1976.

28. Высочин Е.М. и др. Стыковка и ремонт конвейерных лент на предприятиях горной металлургии. М.: Металлургия, 1989.

29. Галкин В.И. Методы расчета и оценка показателей надежности ленточных конвейеров горных предприятий. Докторская диссертация на соискание доктора технических наук. М.: 2000.

30. Гетопанов В.Н., Рачек В.М. Проектирование и надежность средств комплексной механизации. М.: Недра, 1986.

31. Гинзбург А.Г. // Расчет и испытание фрикционных пар. М., 1974. С. 23-28.

32. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятности и математической статистике. М.: «Высшая школа», 1979.

33. Гнеденко Б.В. Введение в теорию массового обслуживания.- М., Наука, 1966.

34. Гнеденко Б.В. Лекции по теории массового обслуживания.-Киев, вып. №1 и №2, 1960.

35. Гнеденко Б.В., Коваленко Н.Н. Лекции по теории массового обслуживания.- К., изд. КВИРТУ, 1963.

36. Гнеденко Б.В., Беляев, Солавьев А.Д. Математические методы в теории надежности. -М.: Наука, 1965.

37. Горский Jl.К. Статистические алгоритмы исследования надежности,- М., Советское Радио, 1970.

38. Гук Ю.Б. Козак Н.А., Мясников А.В. Теория и расчет надежности систем электроснабжения.- М., Энергия, 1970, 176с.

39. Гук Ю.Б. Теория надежности в электроэнергетике.- Л., изд. ЛПИ, 1971, 124с.

40. Дерр Э., Валчек Э. Ленточные конвейеры установки большой длины шахтах компании «Бергбау А.Г. Липпе», «Глюкауф», №21, 1995.

41. Джимаев И.А. Повышение прочности стыковых соединений резинотканевых лент. Автореферат кандидатской диссертации. М.: 1993.

42. Диллон Б., Сингх Ч. Инженерные методы обеспечения надежности систем.- М., Мир, 1984.

43. Докукин А.В., Красников Ю.Д., Хургин З.Я. Статистическая динамика горных машин,- М., Машиностроение, 1973, 430с.

44. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в экстремальных условиях. М., 1986.

45. Дынкин Е.Б. Марковские процессы,- М., Физматгиз, 1963.

46. Дынкин Е.Б. Основные теории марковских процессов. М.: Физмагиз, 1959.

47. Дьяков В.А., В.К. Морозов, П.П. Лысков // Ленточные конвейеры со скользящей лентой. С. 80-85.

48. Дьяков В.А., Шахмейстер Л.Т., Дмитриев В.Г. и др. Ленточные конвейеры в горной промышленности. М.: Недра, 1982.

49. Дьячков В.К. Возможные неравномерности параметров приводных участков многоприводного конвейера. Механизация и автоматизация производства, №6, 1983.

50. Дьячков В.К. Расчет ленточных конвейеров головными и промежуточными приводами. Механизация и автоматизация производства, №3, 1986.

51. Дьячков В.К., АйриянцВ.А., Барков В.А. Криволинейный многоприводной ленточный конвейер. Промышленный транспорт, №8, 1987.

52. ЕжовИ.И. Эргодическая теорема для марковских процессов, описывающих общие системы массового обслуживания. В кн. «Кибернетика» М.: №5, 1966.

53. Завадский Ю.В. Методика статистической обработки экспериментальных данных.- М., МАДИ, 1973,98с.

54. Зеленцов Б.П. Марковская модель анализа надежности систем. В кн. «Известия Сибирского отделения АН СССР», серия технических наук. -Новосибирск: №8, вып. 2, 1967.

55. Игнатьева З.В. // Исследование структуры фрикционных материалов при трении. М., 1972. С. 88-129.

56. Игнатьева З.В., Чичинадзе А.В. // Тепловая динамика трения. М., 1970. С. 17-20.

57. Калабро С.Р. Принципы и практические вопросы надежности. -М.: Машиностроение, 1966.

58. Калемаев В.А., Староверов О.В., Турундаевский В.Б. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 1991.

59. Калявин В.П. Основы теории надежности и диагностики. -СПб.: Элмор, 1998.

60. Канур Е., Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем.-М., Мир, 1980.

61. Карлин С. Основы теории случайных процессов. М.: Мир,1971.

62. Кислун В.А. Обоснование области применения и необходимой мощности промежуточных приводов шахтных ленточных конвейеров. Деп. в УкрНИИНТИ., Донецк: 1987.

63. Климов Г.П. Стохастические системы обслуживания. М.: Наука, 1966.

64. Кокс Д.Р., Смит B.JI. Теория восстановления. — М.: Сов. радио,1967.

65. Кокс И.И., Зорин В.А. Основы надежности дорожных машин. Под редакцией В.А. Зорина. М.: Машиностроение, 1978.

66. Колонии С.С., Германчук Ф.К. // Расчет и испытание фрикционных пар. М., 1974. С. 135-145.

67. Корочкина Г.В., Р.Я. Пирназаров, Н.В. Немогай, Б.И. Купчинов / Расчет теплового режима ленточного конвейера с длинномерными опорами скольжения из древесно-полимерных материалов // ???. с. 33-37.

68. Кофман А., Крюон Р. Массовое обслуживание. «Теория и приложения».-М.: 1965.

69. Кочетков Е.С. Анализ восстанавливаемых систем обнаружения. «Автоматика и телемеханика», №8, 1965.

70. Кочетков Е.С. Расчет надежности восстанавливаемых систем с учетом времени восстановления. «Автоматика и телемеханика», №5, 1965.

71. Крагелъский И.В. Трение и износ. М., 1968.

72. Крагельский И.В., Чупилко Г.Е., Чичинадзе А.В. Процессы трения в тормозах авиаколес. М., 1955.

73. Крамер Г. Математические методы статистики. М.: Наука,1964.

74. Кузнецов Б.А. Динамика пуска длинных ленточных конвейеров. В сб. «Транспорт шахт и карьеров». М.: Недра, 1971.

75. Кузнецов Б.А., Ренгевич А.А., ШоринВ.Г. и др. Транспорт на горных предприятиях. М.: Недра, 1976.

76. Куллдорф Ф.Г. Введение в теории оценивания. М.: Наука,

77. Купчинов Б.И. Применение композиционных материалов в машиностроении. Минск: с. 195, 1988.

78. Купчинов Б.И., Ермаков С.Ф., Пирназаров Р.Я. Трение и износ, т. 12, №1, с. 63-70, 1991.

79. Купчинов Б.И., Немогай Н.В., Пирназаров Р.Я. Расчет теплового режима ленточного конвейера с длинномерными опорами скольжения из древесно-полимерных материалов. Вести АНБССР, №1, 1991.

80. Купчинов Б.И., Немогай Н.В., Чижик Е.Ф. и др. Древеснополимерные опоры скольжения для ленточных конвейеров // Горный журнал. №1,1988.

81. Леман Э. Проверка статистических гипотез. М.: Наука, 1964.

82. Ленточные конвейеры в горной промышленности. Под редакцией А.О. Спиваковского. М.: Недра, 1982.

83. ЛудзинВ.С. Пожары на конвейерном транспорте. Безопасность труда в промышленности. №1, 2000.

84. Марголин И.И. Основы теории надежности горных транспортных машин. Л.: РИО ЛГИ, 1980.

85. Методы определения и контроля надежности больших систем/ под ред. А. Червонного.- М., 1976.

86. Монастырский В.Ф. Анализ тенденций развития конструкций различных элементов конвейеров и модели их динамической системы. Надежность горных машин. Киев.: 1989.

87. Монострырский В.Ф. Разработка методов и средств управление надежностью мошных ленточных конвейеров. Автореферат дисс. на соискание ученой степени доктора технических наук ИГТМ АН УССР, Днепропетровск, 1991.

88. Надежность в машиностроении. Справочник HI7. Под общ. редакцией В.В. Шашкина, Т.П. Карзова. СПб.: Политехника, 1992.

89. Надежность в машиностроении: Справочник / Под общей ред. В.В. Шашкина, Г.П. Карзова- СПб.: Политехника, 1992.

90. Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений. ГОСТ 27.502-83, М.: 1984.

91. Надежность в технике. Термины и определения. ГОСТ 27.00283, М.: 1983.

92. Новиков Е.Е., Шпакунов И.А., Моставой Б.И. Повышение срока службы опорных элементов скольжения для грузовой ветви ленточного конвейера. АН УССР ИГТМ. Киев. 1991.

93. Овчаров J1.A. Прикладные задачи теории массового обслуживания.- М., Машиностроение, 1969.

94. Окороков В.Р. Надежность производственных систем.- JL, ЛГУ,1972.

95. Опора скольжения для загрузочных устройств ленточных конвейеров. Патент РФ №2165880, 2001.

96. Опора скольжения для холостой ветви ленты конвейера. Патент РФ №2157091, 2001.

97. Основные положения по проектированию подземного транспорта для новых и действующих угольных шахт. Институт горного дела им. А.А. Скочинского. Люберцы, Моск. обл. 1984.

98. Отчет по НИР. Разработка и внедрение рекомендаций по повышению ресурса конвейерных лент и надежности их соединений в условиях ОАО «Воркутауголь». Х/д №2/23/39 от 20.12.2000 г. Фонды ИПТАНРФ, 2001.

99. Полунин В.Т., Гуленко Г.Н. Эксплуатация мощных конвейеров. -М.: Недра, 1986.

100. Постановление Госгортехнадзора от 19.-4.96 №18.

101. Присман Э.Л. Время пребывания одной системы в неисправном состоянии. М.: «Труды математического института АН СССР», т. 71, 1964.

102. Проблемы шахтного конвейерного транспорта в ОАО «Воркутауголь» и пути их решения / Ястермский С.И., Кулешов А.А., Васильев К.А., Хачатрян С.А. // Горные машины и автоматика, №4, 2001.

103. Проектирование и конструирование транспортных машин и комплексов под ред. И.Г. Штокмана. М.: Недра, 1986.

104. Пыжевич Л.М. Расчет фрикционных тормозов. М., 1964.

105. Разработка конструкции, изготовление и испытания в промышленных условиях опытного образца опоры скольжения для ленточных конвейеров. Отчет по хоздоговору 42/95. СПб, СПГГИ, 1997.

106. Распределение теплоты между трущимися телами / О.В. Переверзева, В.А. Балакин / Трение и износ, 1992, № 3, Т. 13. с. 507-516.

107. Реутов А.А. Разработка методов расчета и проектирования соединений лент конвейеров горных предприятий. Докторская диссертация на соискание доктора технических наук. Брянск. 2000.

108. Решение задач надежности и эксплуатации на универсальных ЭЦВМ. Под редакцией Н.А. Шишонка. М.: Сов. радио, 1967.

109. Решение задач надежности и эксплуатации но универсальных ЭЦВМ/ под. ред. Н.А. Шишонка.- М., 1967.

110. Розанов Ю.А. Случайные процессы. М.: Наука, 1971.

111. Розенберг В.Я., Прохоров А.Н. Что такое теория массового обслуживания?- М., Советское Радио, 1962.

112. Руководство по эксплуатации подземных ленточных конвейеров в угольных и сланцевых шахтах. М.: Росуголь, 1995.

113. Савиных В.В. Исследование и установление параметров опор скольжения для шахтных ленточных и ленточно-цепных конвейеров. Автореферат дисс. к.т.н. М., 1979. -17с.

114. Савиных В.В. Исследование и установление параметров опор скольжения для шахтных ленточных и ленточно-цепных конвейеров. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МГИ, 1979.

115. Сандлер Д.Д. Техника надежности систем. М.: Наука, 1966.

116. Севастьянов Б.А. Эргодическая теория для марковских процессов и ее приложение к телефонным системам с отказами. В сб. «Теория вероятностей и ее приложения», т. 2, вып. 1, 1957.

117. Средства и методы диагностики технического состояния горного оборудования. Обзорная информация. ЦНИИЭуголь, М.: 1989.

118. Труды математического института им. В.А. Стеклова. 1955, вып.49.

119. Филимонов А.Т, Ремонт самоходного оборудования на подземных рудниках.- М., Недра, 1987.

120. Фокин Ю.А. Вероятно-статистические методы в расчетах систем энергоснабжения.- М., Наука, 1966.

121. Хан Г., Шапиро С.- Статистические модели в инженерных задачах.- М., Мир, 1969.

122. Хинчин А.Я. Работы по математической теории массового обслуживания.-М.: 1963.

123. Чичинадзе А.В. Расчет и исследование внешнего трения при торможении. М., 1967. Чупилко Г.Е. // Сухое и граничное трение. Фрикционные материалы. М., 1960. С. 233-245.

124. Шахмейстер Л.Г., Солод Г.И. Подземные конвейерные установки. -М.: Недра, 1976.

125. Шендеров А.И., Емельянов О.А., Один Н.М. Надежность и производительность комплексов горнотранспортного оборудования.- М., Недра, 1976.

126. Шор Я.Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности.- М., Советское Радио, 1962.

127. Щеглов B.C. // Трение и износ в машинах. М., 1995. Вып. X. С. 155-296.

128. Эндрени Д.Ж. Моделирование при расчетах надежности в электроэнергетических системах,- М., Энергоатомиздат, 1985.

129. Эндрени Д.Ж. Моделирование при расчетах надежности в электроэнергетических установках.- М., 1983.

130. Юнгмейстер Д.А. Основы синтеза проходческих и добычных комплексов для сложных горно-геологических условий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. -СПб.: 2003.

131. Юрченко В.М. Анализ причин возникновения пожаров на шахтных ленточных конвейерах. Горные машины и автоматика, №1, 2003.

132. Barber I.R. // J. Mech. Engin. Scince. 1967. Vol. 9, № 5. P. 351-354.

133. Barber I.R. // J. Mech. Engin. Scince. 1967. Vol. 9, №5. P. 351-354.

134. Benerjee B.N., Burton R.A. // J. Lubr. Tech. 1979. Vol. 101. P. 275282.

135. Benerjee B.N., Burton R.A. // J. Lubr. Tech.

136. Blok H. // Proc. Inst. Mech. Eng. 1937. Vol II. Gr IV. P. 222-235.

137. Blok H. // Second World Petroleum Congress. Paris, 1937. P. 471486.

138. Bulck Soleds Handl. №1, 1991.

139. Conveyors in Mining Engineering and Mining Journal, 1987, №12.

140. Conveyors in Mining. Engineering and Mining Journal. №12, 1987.

141. Dow T.A. // Wear, 1980. Vol. 59, № 2. P. 213-221.

142. Dow T.A., Stockweall R.D. // J. Lubr. Tech, 1977. Vol. 95. P. 359364.

143. Huang I.N., Frederick D.I. // Wear, 1985. Vol. 102, № 1. P. 81-104.

144. Jaeger T.C. // Proc. Ray. Soc. new sauth wales. 1942. Vol. 76. part III. P. 203-224.

145. Kaliparti S.R., Burton RA. // ASLE Trans. 1977. Vol. 20. № 1. P.64.70.

146. Kennedy F.E. // Wear, 1980. Vol. 59, № 2. P. 149-163.

147. Kennedy F.E. // Wear, 1984. Vol. 100. № 3. P. 453-476.

148. Kennedy F.E., Grim I.N. // ASLE Trans, 1984. Vol. 27, № 2. P. 122128.

149. Netzel I.P. // Wear. 1980. Vol. 59, № 2. P. 135-148.

150. Parker R.C., Marshall P.R. // Proc. Inst. Mech. Eng. London, 1948. Vol. 158. P. 209-229.

151. Price C., Meche. Linear drive route. Potash'83 Mining: equipment/.

152. ZuzT., Hardygora. Przenosniki tasmowe w gormctwe. Katowice: "Slask", 1996.