Задачи автоматизации выемочных работ

 

Технологические процессы горного производства связные с его спецификой требуют от систем автоматического управления выполнения следующих задач.

1. Обеспечение минимальных энергетических затрат добычи полезного ископаемого.
2. Обеспечение своевременной и безопасной передвижки призабойной крепи.
3. Вывод обслуживающего персонала на безопасное расстояние от забоя лавы (это задача минимум) или переход на безлюдную выемку (это задача максимум).

 

Требования к системам автоматизации выемочных работ

 

Системы автоматического управления технологическим процессом выемки полезного ископаемого должны обеспечивать.

1. Автоматическую подачу предупредительного звукового сигнала перед запуском комбайна или добычного комплекса.
2. Автоматическое поддержание нагрузки на режущем органе выемочной машины.
3. Автоматическую остановку подачи выемочной машины. при встрече ее с препятствием на машинной дороге.
4. Автоматический реверс направления движения выемочной машины на конечных участках лавы.
5. Обеспечение согласованного режима работы с системой автоматической передвижки призабойной крепи.
6. Обеспечение согласованного режима работы с системой автоматического контроля газового состояния лавы.
7. Автоматическое отключение приводов резания и подачи выемочной машины при аварийной ситуации.

 

Варианты автоматического регулирования выемочных машин.

 

Принципиально существуют два варианта автоматизации поддержания нагрузки на приводе выемочной машины.

 

1. Вариант, при котором оптимальная нагрузка на приводе выемочной машины поддерживается изменением только изменением скорости ее подачи на забой (минимальный вариант).
2. Вариант, при котором оптимальная нагрузка на приводе выемочной машины поддерживается одновременным изменением, как скорости подачи, так и скорости режущего исполнительного органа (максимальный вариант). Однако этот вариант значительно сложней предыдущего для практической реализации, поэтому в настоящее время он реализован только для выемочных машин с раздельным приводом.

Оба вариант автоматизации поддержания нагрузки на приводе выемочной машины обеспечивают вариацию следующих параметров ее рабочего цикла.

· Vp - скоростью резания полезного ископаемого;

· Vп - скоростью подачи выемочной машины;

· Po - эффективной мощностью резания полезного ископаемого.

В свою очередь минимальный вариант автоматизации выемочных работ делится на следующие разновидности:

· стабилизацию скоростей;

· экстремальный вариант;

· стабилизацию мощности;

· двойной экстремальный вариант.

 

Вариант стабилизации скоростей

 

При этом варианте соотношения основных параметров рабочего цикла выемки полезного ископаемого следующие:

Vp = const; Vп = const; Pon = var;

Этот вариант можно реализовать завышением мощности привода выемочной машины. Он эффективен только для выемки пластов полезного ископаемого мало меняющихся по крепости и мощности залегания.

При этом варианте соотношения основных параметров рабочего цикла выемки полезного ископаемого следующие:

Vp = var; Vп = const; Pon = min;

Структурная схема этого варианта представлена на рис.28.

В схеме этого варианта введены следующие обозначения:

Рэф зад – заданное значение эффективной мощности привода;

У – усилитель;

РЭ – регулирующий элемент;

Пр ИО – привод исполнительного органа;

Dм – датчик мощности.

 

Рис.28. Структура экстремального варианта автоматизации поддержания нагрузки на приводе выемочной машины.

 

Этот вариант обеспечивает постоянную производительность выемочной машины, но ее работа осуществляется с постоянным недогрузом по мощности привода, а следовательно и по производительности.

Применение этого варианта поддержания нагрузки на приводе выемочной машины целесообразно для выемочных машин с раздельными приводами основных механизмов.

 

Вариант стабилизации мощности

 

Соотношения основных параметров рабочего цикла выемки полезного ископаемого при этом варианте следующие:

Vp = var; Vп = const; Pon = const;

Структурная схема этого варианта представлена на рис.29. Этот вариант обеспечивает полное использование установленной мощности привода выемочной машины.

 

Рис.29. Структура системы автоматизации поддержания нагрузки на приводе выемочной машины в варианте стабилизации мощности.

 

В схеме этого варианта введены следующие обозначения:

ПрП – привод подачи;

К – комбайн;

Dр – датчик скорости резания.

 

Применение этого варианта обеспечивает полное использование мощности приводов выемочной машины, но он не обеспечивает оптимальности режимов ее работы. Наибольшее применение этот вариант нашел для автоматизации выемочных работ на пластах малой мощности не требующей большой энерго- вооруженности комбайнов. В самом упрощенном виде он был использован для автоматического поддержания нагрузки на приводе врубовой машины «Урал –33».

 

Двойной экстремальный вариант

 

Этот вариант обеспечивает одновременное управление по двум параметрам, один из которых, как правило, является приоритетным. Примером реализации такого варианта является схема управления, представленная на рис.30.

Рис.30. Структура системы автоматизации поддержания нагрузки на приводе

выемочной машины в двойном экстремальном варианте.

 

В этой схеме представлены два контура управления: один из них управляет эффективной мощностью двигателя, а второй скоростью подачи выемочной машины. При этом первый контур является приоритетным по сравнению со вторым контуром. Этот вариант применяется в основных системах автоматического поддержания нагрузки горных машин, таких как САДУ-2 и ИПИР-3М.