WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

На правах рукописи

ДЕМЧЕНКО ИГОРЬИВАНОВИЧ

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИРАЗРАБОТКА

КОМПЛЕКСА СРЕДСТВМЕХАНИЗАЦИИ

ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯКАЧЕСТВА

УГЛЕПРОДУКЦИИ

Специальность 05.05.06– «Горныемашины»

25.00.22 –«Геотехнология

(подземная, открытая и строительная)»

А в т о р е ф е р а т

диссертации насоискание ученой степени

доктора техническихнаук

Иркутск – 2009

Работа выполнена вФедеральном государственномобразовательном

учреждении высшегопрофессионального образования

«Сибирский федеральныйуниверситет»

Научныйконсультант Заслуженный деятель науки РФ

доктор технических наук,профессор

Буткин Владимир Дмитриевич

Официальныеоппоненты Доктор технических наук,профессор

Викулов Михаил Александрович

Заслуженный деятель науки РФ

доктор технических наук

Маттис Альфред Робертович

Доктор технических наук,профессор

Щадов Иван Михайлович

Ведущая организация:Институт систем энергетики им. Л.А.Мелентьева

СО РАН

Защита диссертациисостоится 14 октября 2009 г. в 1000 ч на заседаниидиссертационного совета Д 212.073.04 приГосударственном образовательномучреждении высшего профессиональногообразования «Иркутский государственныйтехнический университет» по адресу:664074,г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, корпус К,конференцзал

Автореферат разослан 20августа 2009 г.

Ученыйсекретарь

диссертационногосовета

доктор техническихнаук, профессор

Н.Н.Страбыкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

Актуальностьработы. Экономическоеположение России в значительной степениопределяется состояниемтопливно-энергетического комплексастраны. Одним из основных факторовповышения конкурентоспособности угля, посравнению с другими энергоносителями,является улучшение качества исертификация угольной продукции,соответствующей Международной системеобеспечения качества ИСО-9000.

Большое разнообразиеугля и преобладание валовой выемкиприводит к тому, что потребителюпоставляется рядовой уголь, имеющий разныекачественные характеристики, определяющиеэнергетическую, экологическую иэкономическую эффективность егоиспользования.

Качество угля и егоизменение зависят от способа добычи,транспортирования, перегрузки ивременного хранения. Открытая перевозка ихранение угля приводят к прямым потерямтвердого топлива. При перевозкежелезнодорожным транспортом потери углеймелких классов от выдувания воздушным потоком при ихтранспортировании на 500 км составляют 0,5–0,6 т врасчете на один вагон. Это эквивалентно 1 %транспортируемых углей. В целом по стране на железнодорожныхперевозках теряется 3–5 млн т угля вгод.

При перевозках угляавтомобильным транспортом, осуществляемыхна котельные в коммунально-бытовомсекторе и индивидуальнымпотребителям, потери еще больше исоставляют 5 % перевозимыхуглей. Открытый способ перевозки ихранения угля способствует измельчению,увеличению влаги, что часто приводит ксмерзанию и осложнениям при разгрузке, атакже к окислению и возможномусамовозгоранию, от чего теряется до 7 %добываемого топлива. Перевозка и хранениеугля навалом уменьшают теплоту сгорания на5–80 ккал/кг вмесяц, при этом снижение содержания мелочина 1 % обеспечивает экономию топлива вразмере 0,54 %.

Применяемая технологияперевозки угля загрязняет окружающуюсреду, превращая прилегающую ктранспортным коммуникациям и угольным складамтерриторию в малопривлекательную ивредную для проживания.

Потеря качества угля приоткрытом способе перевозки и хранения,характеризующееся уменьшением теплотысгорания, измельчением, увеличениемзольности и влаги, приводит кнесоответствию поставляемого топливапроектному. Особенно такое несоответствиенаблюдается при поставках топлива вкотельные малой и средней мощности вкоммунально-бытовом секторе, которыесоставляют большинство втопливно-энергетическом комплексе страны(только в Красноярском крае ихнасчитывается более 2000).

Применениересурсосберегающей и экологичнойтехнологии получения и доставкиуглепродукции повышенного качества,особенно в котельные со слоевым сжиганиемтоплива, сдерживается отсутствиемсоответствующих машин и оборудования,создание которых недостаточно обеспеченонаучно обоснованными методамипроектирования.

Таким образом, важнейшеехозяйственное значение для развитияугольной промышленности имеет решениенаучной проблемы разработки теоретическихоснов совершенствования и создания новыхэффективных средств механизациитехнологических процессов получения наразрезе углепродуктов повышенногокачества и их транспортированияпотребителям, исключающих изменениекачественных и количественныххарактеристик угля и загрязнениеокружающей среды.

Работа охватываетобширный комплекс горных машин иоборудования: экскаваторы,углеперерабатывающие агрегаты,транспортные системы, усреднительныеустановки, средства механизации наскладах.

Диссертационная работаоснована на результатах исследований,начатых автором в 1994 г. в институтеКАТЭКНИИуголь по государственнойпрограмме 0-46 «Разработатьресурсосберегающие технологии и создатьоборудование по получениюконкурентоспособных продуктов из угля исредств углепроводного транспорта» ипродолженных на кафедре «Горные машины икомплексы» ФГОУ ВПО «СФУ» по теме«Повешение эффективности работывыемочно-погрузочного и сортировочногооборудования» и грантам Красноярскогокраевого фонда науки.

Целью диссертационнойработы является научноеобоснование и разработка машин иоборудования, комплексно обеспечивающихвысокое качество топлива, приресурсосбережении и экологичностипроцессов производства,транспортирования, хранения полученныхуглепродуктов и усреднения употребителя.

Основная идеяработы заключается вразработке и примененииспециализированных контейнеров на всехстадиях от получения углепродукцииповышенного качества в забое доиспользования у потребителя, которые вкомплексе с другими средствамиобеспечивают высокие потребительскиесвойства топлива.

Основные положениядиссертации,выносимые на защиту:

1. Полученнаяматематическая зависимость суммарныхтранспортных затрат от расположенияуглеперерабатывающих установокобусловливает целесообразностьразмещения их в блочно-модульномисполнении непосредственно на добывающемоборудовании или на сопряженном с ниммобильном шасси, причем в качестведобывающего оборудования следуетиспользовать экскаваторы фрезерного типа,имеющие лучшее соотношениепроизводительности и массы машины ипозволяющие отрабатывать пласты любоймощности.

2. Установленныезакономерности изменения потерь угля приперевозках и их влияния на загрязнениеокружающей среды позволяют утверждать, чтоосновным средством сохранениякачественных и количественныххарактеристик сортового угля и брикетов иэкологической безопасности являетсятарное перемещение их от моментапереработки до использования.

3. Разработаннаяматематическая модель формированиятранспортных потоков углепродукциитребуемого качества позволяет учестьособенности различных групп потребителейс помощью предложенных специализированныхконтейнеров.

4. Выявленные зависимости площадейбуртового и контейнерного угольныхскладов от их объема, формы, высоты,грузоподъемности специализированныхконтейнеров и числа ярусов их установкиопределяют целесообразность размещенияразличных марок углей в одном многоярусномконтейнерном штабеле, что обеспечиваетнеизменное качество углепродукции, полную механизацию складскихопераций с соблюдением экологической безопасности.

5. Установленныезависимости и факторы, влияющие на процессбункерного усреднения углей с разнымихарактеристиками, а также разработанныеустановки новых конструкций являютсяосновой окончательного формированиятребуемого качества топлива дляконкретного потребителя.

Обоснованность идостоверность научных положений, выводов ирекомендаций подтверждаетсясочетанием теоретических и лабораторныхисследований с результатами анализапроизводственных и опытных данных;сходимостью результатов теоретическихисследований и экспериментальных данных;эффективностью промышленного применениянайденных технических решений.

Научная новизнарезультатов исследований состоит в:

–установлении зависимости, позволившейопределить целесообразностьмаксимального приближенияуглеперерабатывающего оборудования кдобычному забою и возможность размещенияперерабатывающего оборудования наэкскаваторах фрезерного типа;

–выявлении (на экспериментальной установкес гравитационным способом перемешивания)зависимости и основных факторов, влияющихна процесс бункерного усреднения сортовыхуглей с получением у смеси свойств, эффективныхдля конкретного котельно-топочногооборудования;

–разработкематематической моделиформирования транспортныхпотоков углепродукции требуемогокачества, предназначенных для перевозки углепродуктовконкретным потребителям;

– определении зависимости времени вынужденного простояспециализированных контейнеров приперегрузке с одного вида транспорта надругой от грузоподъемности и времениоборота транспортных единиц;

–установлении зависимости площадейбуртового и контейнерного угольныхскладов от их объема, формы, высоты,грузоподъемности специализированныхконтейнеров и числа ярусов ихустановки;

–определении основных закономерностейизменения потерь угля при традиционнойтехнологии его перевозки железнодорожными автомобильным транспортом;

–уточнении степени влияния угольных потерьот выдувания на загрязнение территории ивоздушного бассейна при существующейтехнологии транспортирования ихранения.

Практическое значениерезультатов работызаключается в разработке:

– схемразмещения и структуры комплексовкарьерного горного оборудования в забое(пат. РФ № 2078928),обеспечивающих получение качественногоуглепродукта непосредственно в забойных условиях разреза илимаксимально приближенных кнему;

– стрелового фрезерного экскаватора(пат. РФ № 2315866),обеспечивающего эффективныйгранулометрический состав добываемогоугля;

–основных требований к специализированнымконтейнерам, предназначенным дляперевозки высококачественныхуглепродуктов разным потребителям иобеспечивающим сохранность и качествопоставляемого топлива на этапах перевозки,перегрузки и хранения;

–типоразмерного ряда специализированныхконтейнеров (пат.РФ№ 2153452, № 2178379, № 2243140, № 2271974, № 2254278),предназначенных для перевозкиуглепродуктов в разных условияхэксплуатации и обеспечивающих, взависимости от необходимости, возможностьих порционной или единовременнойразгрузки;

–грузоподъемной траверсы (пат. РФ № 2248930) длязахвата и опрокидывания контейнеров ссортовым углем при необходимости егоединовременной разгрузки употребителя;

–установок по усреднению углей сгравитационным (пат.РФ№ 2268219) и принудительным (пат. РФ № 2271975)способами перемешивания углей иполучением проектного топлива употребителя;

–специализированных автотранспортныхсредств (а.с. СССР № 1637159, №1719254), обеспечивающих повышениекоэффициента использованиягрузоподъемности при перевозке грузов сразличным объемным весом и удобстворазгрузки (пат. РФ № 2273568);

– новойтехнологии хранения угля на складах сзаменой существующего экологическивредного и затратного оборудования в видебульдозеров и погрузчиков на экологическичистое грузоподъемное оборудование сэлектроприводом.

Реализация результатовработы. Впромышленности:

– всоздании карьерного мобильногосортировочного агрегата на базе прицепатяжеловоза ЧМЗАП-5208 для Балахтинскогоразреза;

– вразработке конструкции кузовов карьерныхавтосамосвалов для перевозки угля наЧерногорском разрезе;

– припроектировании оборудования в НПО«КРАСБРИК» для получения и доставки потребителюуглепродукции повышенного качества.

Внаучно-исследовательских иопытно-конструкторских работах:

–«Разработать техническое задание натехнологию сортировки угля на базегрохотов с канатным движущимся полем» НИР2991067300 и «Отработка маломощных пластовоборудованием, обеспечивающим получениевысококачественного твердого топлива,экологически чистое его транспортированиеи хранение» НИР 2901069001, входящих в государственную программу 0-46«Разработать ресурсосберегающие технологии исоздать оборудование по получениюконкурентоспособных продуктов из угля исредств углепроводного транспорта», 1994–1995гг.;

– НИР29104606903 с научно-технической горнойассоциацией «Разработать техническоезадание на сортировочное оборудованиегорного комплекса для извлечения угля изпластов-спутников и создание контейнеровдля доставки и временного хранения угляпотребителю» (проект «Разработкаресурсосберегающих технологий иоборудования по подготовке сортовоготоплива и извлечения угля из разубоженнойгорной массы на угольных разрезах России»),1996 г.;

– грантКрасноярского краевого фонда науки«Разработка ресурсосберегающих иэкологически чистых технологий и созданиеоборудования для полученияконкурентоспособных продуктов из угля», 1998г.;

–программа «Повышение эффективности работыгорно-металлур-гического оборудования» в госбюджетнойНИОКР «Повышение эффективности работывыемочно-погрузочного и сортировочногооборудования» на 2006–2010 гг.

В учебномпроцессе:

–основные результаты диссертационнойработы изложены в трех учебных пособиях идвух монографиях, использующихся в учебномпроцессе в ФГОУ ВПО «СФУ»;

– стендыпо усреднению углей с гравитационным ипринудительным способом перемешиванияприменяются внаучно-исследовательскихработах студентов и аспирантов ФГОУ ВПО«СФУ».

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»