Porównanie zużycia energii elektrycznej przez przenośniki taśmowe w kopalni węgla brunatnego. Część 4. Rozważania teoretyczne i weryfikacja dla danych z Konina

• Autorzy: Bajda Mirosław , Jurdziak Leszek

Warianty tytułu

EN

Comparison of electric energy consumption by belt conveyors in a brown coal mine. Part 4. Theoretical considerations and verification for data from Konin

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Czwarty artykuł z cyklu poświęconego analizie zużycia energii przez przenośniki węglowe w kopalni węgla brunatnego nie odwołuje się do danych z kopalni, lecz przedstawia rozważania teoretyczne zagadnienia zużycia energii przez przenośniki. Przechodząc od czynników wpływających na zużycie energii i całkowitych oporów ruchu przenośnika autorzy przeszli do zapotrzebowania na moc i zdefiniowanego we wcześniejszych pracach wskaźnika zużycia energii WskZE. Weryfikację przeprowadzono dla danych empirycznych opublikowanych w innych artykułach dla przenośników ze zmienną prędkością, które funkcjonują w kopalni węgla brunatnego w Koninie. W przeciwieństwie dla danych z kopalni Bełchatów na przenośniku węglowym DW5, który miał podobną długość (940 m), to wydajność koparki była stała w trakcie testów, a zmieniana była prędkość taśmy i przez to stopień wypełnienia taśmy. Dzięki temu można było przetestować zależności testowe zarówno dla zmiennej średniej wydajności przy stałej prędkości [1-3] jak i zmiennej prędkości przy stałej wydajności [30, 31, 34, 35]. Wskaźnik zużycia energii, jak podpowiada teoria oporów ruchu przenośnika, okazał się funkcją dwóch zmiennych, dla przenośnika poziomego. Jest on liniowo zależny od prędkości i odwrotnie proporcjonalny od bieżącej wydajności. Analiza ilorazu mocy potrzebnej do jałowej pracy przenośnika (pustego) i pracy z obciążeniem pokazała, że choć obniżanie prędkości przy stałej wydajności prowadzi do coraz niższego zużycia energii, to jednak coraz większą część energii zużywa się na transport ciężkiej i szerokiej taśmy oraz poruszanie wielkich krążników dobranych do przeniesienia szczytowych wydajności koparki. W pracy zasugerowano zmianę paradygmatu doboru przenośników, by poprawić stosunek masy urobku na taśmie do masy części ruchomych (taśmy i krążników) i obniżać zużycie energii poprzez lepsze wykorzystanie wydajności teoretycznej poprzez lepszą organizację pracę ciągów np. pokazywanie nie tylko ilości i jakości urobku na tablicach synoptycznych, lecz również bieżącego wskaźnika zużycia energii i wartości skumulowanych dla wybranych okresów.

EN

The fourth paper from the cycle devoted to the analysis of energy consumption by coal conveyors in a lignite mine does not refer to data from the Bełchatów mine but presents theoretical considerations of the issue of energy consumption by conveyors. Moving from factors influencing energy consumption and the total resistance of the conveyor, the authors moved to the demand for power and the unit energy consumption index WskZE defined in previous works. The verification was carried out for empirical data published in other papers for conveyors with variable speed that operate in the Konin lignite mine. Unlike the data from the Bełchatów mine on the DW5 coal conveyor in Konin, which had a similar length (940 m), the excavator’s output was constant during testing, and the belt speed and thus the degree of belt filling degree (in %) was changed. Thanks to this, it was possible to test relationships for both: variable average capacity at the constant speed [1-3] and variable speed at the constant capacity [30, 31, 34, 35]. The unit energy consumption index, as suggested by the theory of conveyor resistance, turns out to be a function of two variables (for a horizontal conveyor). It is linearly dependent on speed and inversely proportional to current capacity. Analysis of the ratio of power needed for the idle operation of the conveyor (empty) and work with load showed that although lowering the speed at constant capacity leads to lowering the level energy consumption, however, an increasing part of the energy is consumed for the transport of heavy and wide belt and moving large rollers selected to match peak excavator performance. The paper suggests a change in the paradigm of the selection of conveyors to improve the ratio of the mass of spoil on the belt to the mass of moving parts (belts and rollers) and reduce energy consumption by better use of theoretical efficiency through better organization of the conveyor lines operation, e.g. showing not only the quantity and quality of spoil on synoptic boards but also the current energy consumption indicators and their cumulative values for selected periods.

Słowa kluczowe

PL

zużycie energii elektrycznej; przenośniki taśmowe; zmienna prędkość; oszczędność energii; dobór przenośnika; transport węgla brunatnego

EN

electricity consumption; belt conveyors; variable speed; energy saving; belt conveyor selection; lignite transport

• Wydawca: Instytut Górnictwa Odkrywkowego "Poltegor-Instytut"
• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 60, nr 6
• Strony: 4--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz.

Twórcy

autor

Bajda Mirosław

• Wydział Geoinżynierii Górnictwa i Geologii, Politechnika Wrocławska

autor

Jurdziak Leszek

• Wydział Geoinżynierii Górnictwa i Geologii, Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• [1] Bajda, M., Jurdziak, L., Konieczka, Z., 2018. Porównanie zużycia energii elektrycznej przez przenośniki taśmowe w kopalniach węgla brunatnego. Cz. 1, Badanie istotności statystycznej różnic i korelacji. Górnictwo Odkrywkowe nr 5, 2018, s. 4-14, ISSN: 0043-2075
• [2] Bajda, M., Jurdziak, L., Konieczka, Z., 2019. Porównanie zużycia energii elektrycznej przez przenośniki taśmowe w kopalniach węgla brunatnego. Cz. 2, Badanie istotności statystycznej różnic i korelacji. Górnictwo Odkrywkowe nr 3, 2019
• [3] Bajda, M., Jurdziak, L., Konieczka, Z., 2019. Porównanie zużycia energii elektrycznej przez przenośniki taśmowe w kopalniach węgla brunatnego. Cz. 3, Korekta prognozy jednostkowego zużycia energii o wpływ temperatury. Górnictwo Odkrywkowe nr 4, 2019, s. 11-23
• [4] Błażej, R., Jurdziak, L., Kozłowski, T., Bajda, M., 2020. Wykonanie badania rdzenia taśmy z linkami stalowymi za pomocą systemu automatycznej oceny stanu z opcją predykcji DIAGBELT w warunkach odstawy urobku węglowego. Raport z badania taśmy St w jednej z kopalń węgla kamiennego w Polsce, Politechnika Wrocławska (raport niepublikowane)
• [5] DIN 22 101. Norma Gurtförderer für Schüttgüter
• [6] Doroszuk, B., Król, R., 2019. Analysis of conveyor belt wear caused by material acceleration in transfer stations. Mining Science 26:189–201, DOI: https://doi.org/10.37190/msc192615
• [7] Galetakis, M., Michalakopoulos, T., Bajcar, A., Roumpos, C., Lazăr, M., Svoboda. P. 2016. Project Bewexmin: Bucket Wheel Excavators Operating under Difficult Mining Conditions Including Unmineable Inclusions and Geological Structures with Excessive Mining Resistance
• [8] Gladysiewicz, L., Kawalec, W., 2006. Optimised selection of a belt conveyor loaded by a BWE. In: Proceedings of the 8th International Symposium of Continuous Surface Mining ISCSM, Achen, pp. 353–357
• [9] Gładysiewicz, L, Kawalec, W, Król, R. 2016. Selection of carry idlers spacing of belt conveyor taking into account random stream of transported bulk material. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 2016; 18 (1): 32–37, http://dx.doi.org/10.17531/ein.2016.1.5
• [10] Gładysiewicz, L. , Migdał, W., 2017. Współczynniki energochłonności przenośników taśmowych. Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, Nr 4, s.5-9
• [11] Gładysiewicz, L. „Przenośniki taśmowe – teoria i obliczenia”, Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2003
• [12] Gładysz, S., 1964. Analiza statystyczna nieregularności rozkładu mas na taśmociągach i zwałowarkach obsługujących układ koparek i taśmociągów. Prace Naukowe Instytutu Matematyki Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1964 (praca niepublikowana)
• [13] Gładysz, S., 1964. Proces awarii układu technologicznego kopalń odkrywkowych. Węgiel Brunatny, 1, 1964, s. 62÷74
• [14] Gładysz, S. Wydajność systemu taśmociągów. Węgiel Brunatny. 1965, nr 3, s. 199÷204
• [15] Jurdziak, L., 1988. Określenie wpływu długości przenośnika na trwałość taśm przenośnikowych w kopalni podziemnej. Prace Naukowe Instytutu Górnictwa P.Wr. Nr 50, Seria: Konferencje Nr 11, Podstawowe Problemy Transportu Kopalnianego, Wrocław
• [16] Jurdziak, L., 1999. Wpływ zmian trwałości taśm na koszty eksploatacji przenośników. Wiadomości Górnicze. Nr 10, s.424-431
• [17] Jurdziak, L., 2006. Methodology of BWE efficiency analysis for power reduction of conveyor drives. Proceedings of the 8th International Symposium Continuous Surface Mining, ISCSM 2006, Aachen, Mainz, 24th–27th September 2006, pp. 125–131
• [18] Jurdziak, L., 2006. Reaktywacja modelu rozkładu urobku na taśmie przenośnika. Mining Science 2006;VIII(1):99–109
• [19] Jurdziak, L., 2006. Wykorzystanie teorii wartości ekstremalnych do wymiarowania przenośników współpracujących z koparkami kołowymi. Transport przemysłowy, 3, 25, 2006, s. 38-43
• [20] Jurdziak, L., 2008. Application of extreme value theory for joint dimensioning of BWEs and long distance belt conveyors in lignite mines. In: International Conference on Bulk Europe 2008, Prague, Czech Republic, 11–12 September 2008. Vogel Industrie Medien, Wurzburg
• [21] Jurdziak, L., 2019. Analysis of Moving Averages of BWEs Actual Capacity. Advances in Intelligent Systems and Computing, Volume 835. Intelligent Systems in Production Engineering and Maintenance, ISPEM 2019, Springer
• [22] Jurdziak, L., Bajda, M., Błażej, R., 2019. Estimation of Purchase and Replacement Costs of Conveyor Belts and their Splices in an Underground Mine Based on their Durability, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 221
• [23] Kasztelewicz, Z., 2004. Analiza parametrów pracy krajowych kopalń węgla brunatnego. Górnictwo Odkrywkowe 46(2), 21–32
• [24] Kasztelewicz, Z., Szymański, J., 2007. Nowoczesne napędy węglowych przenośników taśmowych o regulowanej prędkości taśmy. Górnictwo Odkrywkowe, Nr 5-6, 81-87
• [25] Kawalec, W., Kulinowski ,P., 2007. Obliczenia przenośników taśmowych, T. Przem. 1(27), 2007
• [26] Kawalec, W., Woźniak, D., 2014. Energy efficiency of the bottom cover of a conveyor belt – the first step to the new classification of belts. Mining Science 2014;21(Special Issue 2):47–60
• [27] Kolovos, Ch., 2004. Efficiency of a bucket wheel excavator lignite mining system. Int. J. Surf. Min. Reclam. Environ. 18(1), 21–29
• [28] Kulinowski, P. Geneza zintegrowanego środowiska programowego QNK-TT. http://www.entertech.com.pl/articels
• [29] Kulinowski, P., Dobór mocy napędu i wytrzymałości taśmy przenośnika w warunkach pracy ustalonej. www.kmg.agh. edu.pl
• [30] Matras E., Reizer R., Umiński W., 2007. Optymalizacja pracy ciągu przenośników taśmowych. Problemy eksploatacji, 1-2007, s.57-65
• [31] Matras, E., Reizer, R., Umiński W, 2006. Zastosowanie nowoczesnych napędów w modernizacji maszyn. https://www. utrzymanieruchu.pl/zastosowanie-nowoczesnych-napedow-w-modernizacji-maszyn/ z dnia 1.10.2006 (ściągnięto 28.03.2020)
• [32] Nowak-Szpak, A., Strempski, A., Bajcar, A., 2012. The results of studies on mining process in example of excavator SchRs 4000.37.5. Górnictwo Odkrywkowe, Nr 5-6
• [33] Suchorab, N., 2019. Specific energy consumption – the comparison of belt conveyors. Mining Science, vol. 26, 2019, 263–274
• [34] Szymański, J., 2009. Przenośniki węglowe o regulowanej prędkości taśmy. aspekty techniczne i ekonomiczne. Górnictwo i Geoinżynieria, Rok 33, Zeszyt 2, 2009
• [35] Szymański, J., 2009. Zagadnienia logistyczne i ekonomiczne transportu węgla brunatnego w kopalniach z zastosowaniem przenośników o regulowanej prędkości taśmy. Logistyka 4/2009
• [36] Using DEM to improve transfer chute design. https://rocky.esss.co/blog/using-dem-to-improve-transfer-chute-designs/
• [37] Walker, P., Doroszuk, B., Król, R., 2018.Wykorzystanie DEM do modelowania przepływu materiałów ziarnistych. Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, 3(4), s.2-8