Козлов В.В. Надёжность горных машин и оборудования

Подождите немного. Документ загружается.

211

При промышленных испытаниях перед каждым полным

циклом замеров и после него обязательно производятся маркшей-

дерские замеры в лаве (длина лавы; длина и ширина ниши; гип-

сометрия пласта; мощность пласта и прослоев), в которой ведутся

испытания.

Область применения забойного конвейера устанавливается

по углу падения, мощности и гипсометрии пласта, по длине ла-

вы, крупности угля, обводненности забоя и другим факторам.

Испытаниям механизированных гидравлических кре-

пей должно предшествовать подробное изучение горно-

геологических условий испытаний: проводятся наблюдения за

состоянием, устойчивостью и движением боковых пород в приза-

бойном пространстве; характером деформаций; обрушением по-

род за крепью и проникновением их в призабойное пространство

со стороны выработанного пространства и в зазоры между пере-

крытиями. Наблюдения проводятся до первичного обрушения

кровли при продвигании очистного забоя и в период установив-

шегося режима работы лавы.

При наблюдении за характером деформаций и обруше-

ния пород за крепью фиксируются: время с момента обнаже-

ния кровли до ее обрушения; длина зависающих консолей; мощ-

ность обрушающихся пород, площадь обрушения; последователь-

ность обрушения; другие факторы.

Наблюдения за состоянием кровли в лавах с механизиро-

ванными крепями, имеющими коэффициент затяжки кровли

менее 0,8, ведутся на участках длиной 1 - 2 м через каждые 10

м по длине лавы.

Оценка состояния кровли производится по методу ДонУ-

ГИ, исходя из степени ее нарушенности:

212

вывалами

∑

= ;

уступами

∑

= ;

трещинами

∑

= ,

где ∑S

– суммарная площадь вывалов на участках наблюдений,

;

∑V – суммарный объем вывалов, м

;

– суммарная площадь участков наблюдений, м

;

– протяженность уступов, м;

– высота уступа ( смещение ),м;

Н – мощность пласта, м;

– протяженность трещин, м

В процессе испытаний необходимо регистрировать относи-

тельное сближение боковых пород и почвы, скорость смещения,

податливость гидростоек, фактическое сопротивление гидростоек

от начального распора до предельного сопротивления, герметич-

ность стоек, усилия передвижки крепи и др.

Значительный объем исследований отводится гидросисте-

ме крепи. Основными задачами этих исследований являются:

определение скорости крепления по длине очистного забоя; уста-

новление режима работы гидропривода; определение машинного

времени, необходимого для передвижения крепи по операциям;

определение гидравлических потерь при передвижке секции,

213

забойного конвейера, базы и других элементов; определение рас-

хода эмульсии на 100 т добычи угля.

11.5 Испытания опытного образца комплекса [1]

В процессе испытаний опытного образца комплекса прово-

дятся наблюдения за работой машин и механизмов, входящих в

его состав, их взаимодействие между собой, наблюдение за мес-

тами сопряжений выемочной машины и крепи с забойным кон-

вейером, крепи сопряжений с лавной крепью и конвейером, кон-

вейера с кабелеукладчиком. Оцениваются: работоспособность

пускорегулирующей аппаратуры, средств освещения, сигнализа-

ции, удобство монтажа оборудования; трудоемкость монтажа и

ориентировочно демонтажа оборудования комплекса; условия

комфортности при его работе; правильность выбора технологиче-

ской схемы работы. Выявляются условия безопасности при рабо-

те комплекса и его элементов, дается оценка средств пылеподав-

ления, удобств ремонта и эксплуатации, возможности контроля

состояния элементов тяговых цепей комбайна, сопротивления

гидростоек крепей.

Устанавливается трудоемкость обслуживания и ремонта

комплекса и машин, входящих в его состав (чел-смен на 1000 т

добычи угля), затраты на ежесуточное техническое обслуживание.

Определяются фактические технико-экономические пока-

затели работы (добыча угля: среднесуточная и максимальная

суточная, среднемесячная и максимальная месячная; среднесу-

точное и среднемесячное продвигание очистного забоя; произво-

дительность труда рабочего на выход) и экономическая эффек-

тивность комплекса.

214

Проводится оценка по действующим методикам уровня

качества оборудования, входящего в его состав.

Уточняется область применения комплекса по его основ-

ным элементам в целом.

При оценке надежности оборудования опытного образца

комплекса устанавливаются: полный перечень всех отказов (от-

дельно комбайна, конвейера, крепи), включая отказы электрообо-

рудования; показатели надежности комплекса в целом и отдельно

комбайна, конвейера, крепи лавы и крепи сопряжений и их ос-

новных частей и узлов, за которыми необходимо продолжить

наблюдения после завершения испытаний в заданном объеме

(узлов, которые в период испытаний не отказывали и по которым

не определены показатели надежности).

В процессе испытаний должны быть определены следую-

щие показатели надежности машин и узлов: наработка на отказ,

коэффициент готовности, удельная трудоемкость межремонтного

технического обслуживания и плановых текущих ремонтов, ко-

эффициенты неисправности, среднее время восстановления, про-

цент простоев узлов машин, параметр потока замен элементов из-

за отказов.

На основе анализа испытаний опытного образца комплекса

и его основных машин устанавливается целесообразность про-

должения работ по дальнейшему совершенствованию и доводке

комплекса, разрабатываются рекомендации по корректировке

чертежей на серийное производство или на изготовление повтор-

ного образца.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

215

1. Перечислите виды испытаний горной техники.

2. Какова цель и объем предварительных испытаний?

3. Назовите три основных вида испытаний на надежность.

4. В каком случае проводятся определительные испытания?

5. Как оценивается средний ресурс при испытании на на-

дежность восстанавливаемых изделий?

6. Что содержит методика приемочных испытаний опытно-

го образца?

7. Какова подготовка и порядок проведения испытаний

горной машины?

8. Что предусматривается на первом и втором этапах про-

ведения испытаний опытного образца?

9. Какие характеристики очистного комплекса устанавли-

ваются в результате проведения испытаний?

215

ГЛАВА 12

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАДЕЖ-

НОСТИ ЗАБОЙНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

12.1 Показатели безотказности и долговечности

оборудования [1]

Основными факторами, влияющими на надежность работы

очистного оборудования, являются: совершенство конструкции,

качество конструкционных материалов, условия эксплуатации,

режимы работы, регулярность проведения технического обслу-

живания и качество выполнения текущих и внеплановых ремонт-

ных работ.

Данные о простоях очистных забоев из-за отказов обору-

дования некоторых типов очистных комбайновых комплексов,

работающих на шахтах Донецкого угольного бассейна, представ-

лены в табл. 12.1.

Как видно из табл. 12.1, наибольший удельный вес (4,1 -

6,3%) приходится на долю простоев, связанных с отказами очи-

стных узкозахватных комбайнов. Простои из-за отказов забойных

скребковых конвейеров составляют 3,7 - 5,3 % времени добычной

смены, из-за отказов механизированных крепей - 1,6 - 2,4 % вре-

мени простоев очистных забоев.

Среди структурных элементов комбайнов и сопутствую-

щих систем наименее безотказными являются системы (табл.

12.2): энергоснабжения (16,2 - 26,4 % отказов), пылеподавления

(16,4 - 24,1 % отказов), а также система связи комбайна с конвей-

ером (13,5 - 20% отказов).

На долю указанных систем приходится в совокупности от

52 до 64,8 % отказов в процессе работы очистных комбайнов.

Необходимо отметить, что среди отказов систем пылеподавления

и связи комбайна с конвейером до 80 % отказов имеют неполно-

216

мочный характер (засорение форсунок орошения, сход комбайна

с конвейера).

Таблица 12.1

Простои очистных забоев (в % от продолжительно-

сти добычных смен) из-за отказов:

Очистной

комплекс

очистного

комбайна

забойного

конвейера

механизированной

крепи

комплекса

в целом

КМ87Э с

комбайном

2К52М

4,3 4,0 1,6 9,9

КМ87Э с

комбайном

1ГШ68

4,2 4,3 2,0 10,5

1КМ97 с

комбайном

1К101

5,1 4,2 1,8 11,1

1КМ88 с

комбайном

1К101

6,3 3,7 2,0 12,0

«Донбасс»

с комбай-

ном МК67

4.1 3,8 2,4 10,3

«Донбасс»

с комбай-

ном 1К101

6,0 5,3 2,4 13,7

217

Таблица 12.2

Число отказов (%) для комбайнов Элементы очистных

комбайнов

1К101 2К52М 1ГШ68 КШ1КГ МК67

Режущая часть 4,7 2,6 11,2 12,2 9,5

Механизм подачи 3,7 1,8 5,1 4,9 7,9

Тяговый орган 6,5 4,5 5,1 2,4 7,5

Электро-

оборудование

3,8 2,6 5,1 6,8 4,8

Опорная часть 1,6 1,0 4,2 4,9 1,6

Погрузочное

устройство

0,9 1,0 1,1 - 1,6

Гидросистема 7,6 10,8 6,3 6,4 1,6

Система

энергоснабжения

19,9 26,4 18,4 16,2 23,3

Система

пылеподавления

24,1 18,5 17,4 16,4 21,1

Система связи ком-

байна с конвейером

18,2 19,9 16,2 20,0 13,5

Прочие 9,6 11,9 9,9 9,9 7,6

Примечание. Комбайн КШ1КГ не имеет погрузочного

устройства.

На режущую часть, механизм подачи и электрооборудова-

ние очистных комбайнов приходится в совокупности только 8,9 -

24,9 % всех отказов комбайнов. Однако ликвидация отказов этих

элементов, связанная с необходимостью замены электродвигате-

лей, ремонта или замены режущих частей и механизмов подачи,

218

вызывает длительные простои очистных комбайнов в периоды

добычных смен.

В забойных скребковых конвейерах наименее надежным

элементом по свойству безотказности является скребковая цепь,

на которую приходится от 40 до 50 % всех отказов скребковых

конвейеров очистных комбайновых комплексов. В конвейерах

струговых установок число отказов скребковой цепи может дос-

тигать 60 %. Далее следуют: электрооборудование (10 – 22 %

отказов), приводные головки (5 – 10 % отказов) и рештачный став

(3 – 8 % отказов).

Соотношение числа отказов различных элементов механи-

зированных крепей приведено в табл. 12.3.

Таблица 12.3

Число отказов (%)

для крепей

Элементы механизированной

крепи

М87Э 1М88 1МК97 "Дон-

басс"

Металлоконструкция секции 51,6 47,2 27,6 32,8

Гидростойки 6,4 8,4 6,3 4,5

Гидроцилиндры 4,9 6,8 6,7 5,0

Гидроразводка секций 15,7 20,4 25,4 23,0

Аппаратура управления секцией 2,1 2,3 1,8 2,4

Магистральный трубопровод 4,3 3,4 17,9 18,4

Насосная станция 12,9 8,7 13,9 10,4

Прочие 2,1 2,8 0,4 3,5

Как видно из табл. 12.3, наибольшее число отказов в меха-

низированных крепях приходится на металлоконструкцию (27,6 -

219

51,6 %) и гидроразводку секций (15,7 - 25,4 %), а также на маги-

стральные трубопроводы (3,4 - 18,4 %) и насосные станции (8,7 -

13,9 %). При этом необходимо отметить, что в крепях 1МК97 и

«Донбасс» наблюдается большее по сравнению с крепями М87Э

и 1М88 число отказов гидроразводки секции и магистральных

трубопроводов и меньшее число отказов металлоконструкций

секции.

Важными показателями долговечности забойного обору-

дования являются ресурс до первого капитального ремонта и ре-

сурс между капитальными ремонтами.

Ресурс очистных комбайнов устанавливают, исходя из

долговечности подшипников качения и тяжелонагруженных зуб-

чатых колес.

Согласно существующим нормативам установлены опре-

деленные значения ресурсов и сроки службы очистных комбай-

нов и забойных скребковых конвейеров (табл. 12.4).

Для рештачного става забойных конвейеров при работе по

углю и в зависимости от типа конвейера ресурс до первого капи-

тального ремонта находится в пределах 300 - 700 тыс. т угля.

Исследованиями установлено, что фактические значения

ресурса и срок службы различных типов горных машин, опреде-

ленные по результатам эксплуатации систем забойного оборудо-

вания, изменяются в довольно широких пределах.

Так, например, коэффициент вариации ресурса очистных

узкозахватных комбайнов и забойных конвейеров, измеряемый

машинным временем, в 1,5 - 2 раза меньше, чем коэффициент

вариации ресурса, измеряемого в тоннах добытого угля, и в 2,5 -

6 раз меньше коэффициента вариации срока службы оборудова-

ния, измеряемого календарным временем.

Данное положение объясняется тем, что существующие

количественные показатели долговечности и выбор базовых эле-