№77-5
Обґрунтування раціональних параметрів виймання тонких пластів на основі дослідження енергетичних характеристик процесу різання вугілля виконавчим органом
А.О. Хорольський1, Ю.О. Заболотна2, В.М. Почепов2, В.Ю. Медяник2, В.В. Лапко2, О.Р. Мамайкін2
1 Відділення фізики гірничих процесів Інституту геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України, Дніпро, Україна
2 Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2024, 77:46–55
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/77.046
АНОТАЦІЯ
Мета. Розробити новий підхід, щодо обґрунтування раціональних параметрів виймання тонких пластів механізованим способом.
Методика. Для розробки підходу було застосовано метод оцінки енергетичних характеристик процесу виймання вугілля механізованим способом за допомогою очисних комбайнів. Для визначення раціональних параметрів слід розрахувати основні енергетичні характеристики серед яких: енергетичні витрати на виймання 1м3 вугілля; еталонні витрати на виймання 1 метру кубічного вугілля; загальна ефективність виймання (відношення енергетичних витрат до еталонних).
Результати. Було запропоновано новий підхід, щодо раціоналізації параметрів видобутку вугілля очисними комбайнами. Для цього було застосовано методику дослідження енергетичних характеристик процесу виймання. На основі порівняння еталонних витрат, витрат на виймання 1 метру кубічного вугілля було визначено раціональну область застосування найбільш популярних очисних комбайнів. Дослідження ефективності процесу виймання вугілля дозволило встановити, що на пластах малої потужності застосовувати комбайни з барабанним виконавчим органом (КА80, КА200) недоцільно через високі енергетичні витрати, а також обмеженість в регулюванні розташування виконавчого органу в очисному вибої. Також недоцільно застосовувати комбайни які призначені для роботи на пластах середньої та великої потужності (РКУ10, РКУ13) для відпрацювання пластів малої потужності через низьку енергетичну ефективність.
Наукова новизна. Розроблено методику оцінки енергетичних характеристик очисних комбайнів в залежності від типу виконавчого органу.
Практична значимість. Визначено раціональну область застосування очисних комбайнів на пластах полого падіння, а також визначено загальну ефективність процесу виймання вугілля очисними комбайнами зі шнековим та барабанним виконавчим органом. Встановлено, що сучасні виймальні машини УКД400, CLS-450 мають порівняно прийнятні енергетичні характеристики (при перерахунку на узагальнений критерій бажаності 0,51–0,75, що відповідає задовільному та доброму рівню), але виключно в діапазоні заданих паспортних характеристик.
Ключові слова: параметр, енергетичні характеристики, еталонні характеристики, загальна ефективність, очисний комбайн, діапазон.
Перелік посилань
1. Khorolskyi, A., Mamaikin, O., Medianyk, V., Lapko, V., & Sushkova, V. (2021). Development and implementation of technical and economic model of the potential of operation schedules of coal mines. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 16(18), 1890–1899.
2. Хорольський, А.О. (2021). Наукові основи обґрунтування меж області раціонального проєктування при відпрацюванні родовищ корисних копалин. Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва, 23, 149–173. https://doi.org/10.37101/ftpgp23.01.011
3. BazalukO, PetlovanyiM, ZubkoS, LozynskyiV. & SaiK. (2021). Instability Assessment of Hanging Wall Rocks during Underground Mining of Iron Ores. Minerals,11(8):858. https://doi.org/10.3390/min11080858
4. Bondarenko, V. I., Kovalevska, I. A., Podkopaiev, S. V., Sheka, I. V., & Tsivka, Y. S. (2022, June). Substantiating arched support made of composite materials (carbon fiber-reinforced plastic) for mine workings in coal mines. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science(Vol. 1049, No. 1, p. 012026). IOP Publishing.https://doi.org/10.1088/1755-1315/1049/1/012026
5. Хорольський, А.О. (2022). Результати досліджень із розробки системи підтримки прийняття рішень для проєктування процесів освоєння родовищ корисних копалин. Вісті Донецького гірничого інституту, 2(51), 122–135. https://doi.org/10.31474/1999‐981X‐2022‐2‐122‐135
6. Fomychov, V., Fomychova, L., Khorolskyi, A., Mamaikin, O., & Pochepov, V. (2020). Determining optimal border parameters to design a reused mine working. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 15(24), 3039–3049.
7. Шека, І. В., & Цівка, Є. С. (2021). Обґрунтування вуглепластику як інноваційного матеріалу для кріплення гірничих виробок вугільних шахт. Збірник Наукових Праць НГУ, 64, 112–121. https://doi.org/10.33271/crpnmu/64.112
8. Bazaluk, O., Ashcheulova, O., Mamaikin, O., Khorolskyi, A., Lozynskyi, V., & Saik, P. (2022). Innovative Activities in the Sphere of Mining Process Management. Frontiers in Environmental Science, 304. https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.878977
9. Pavlychenko, A., Adamchuk, A., Shustov, O., & Anisimov, O. (2020). Justification of dump parameters in conditions of high water saturation of soils. Technology Audit and Production Reserves, 6(3(56)), 22–26.https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.218139
10. Adamchuk, A., Shustov, O., Panchenko, V., & Slyvenko, M. (2019). Substantiation of the method of determination the open-cast mine final contours taking into account the transport parameters. Collection of Research Papers of the National Mining University, 59, 21–32. https://doi.org/10.33271/crpnmu/59.021
11. Liang, W., Zhao, G., Wu, H., & Chen, Y. (2019). Assessing the risk degree of goafs by employing hybrid TODIM method under uncertainty. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 78, 3767–3782. https://doi.org/10.1007/s10064-018-1340-4
12. Pak, M. C., Han, U. C., & Kim, D. I. (2022). Suitable Mining Method Selection using HFGDM-TOPSIS Method: a Case Study of an Apatite Mine. Journal of Mining and Environment, 13(2), 357–374. https://doi.org/10.22044/jme.2022.11713.2163
13. Li, S., Huang, Q., Hu, B., Pan, J., Chen, J., Yang, J., ... & Yu, H. (2023). Mining method optimization of difficult-to-mine complicated orebody using Pythagorean fuzzy sets and TOPSIS method. Sustainability, 15(4), 3692. https://doi.org/10.3390/su15043692
14. Хорольський, А.О., & Косенко, А.В. (2022). Розробка та реалізація моделі для обґрунтування оптимальних технологічних схем відпрацювання викидонебезпечних вугільних пластів. Науковий вісник ДонНТУ, 1(8)–2(9), 193–205. https://www.doi.org/10.31474/2415-7902-2022-1(8)-2(9)-193-205
15. Hrinov, V., & Khorolskyi, A. (2018). Improving the process of coal extraction based on the parameter optimization of mining equipment. In E3S Web of Conferences (Vol. 60, p. 00017). EDP Sciences. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20186000017
