Modeling and simulation of coal loading by cutting drum in flat seams

• Autorzy: Gospodarczyk P.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amsc-2016-0027

Warianty tytułu

PL

Modelowanie i symulacja ładowania węgla przez ślimakowy organ urabiający w niskich pokładach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a methodology for modeling work of a coal shearer work in low longwall coal seams where the wall height does not exceed 1.5 m. In such conditions, an important issue is the process of loading the ore from shearer cutting drum on an armored face conveyor and selection of appropriate kinematic parameters to avoid choking. Discrete element method was used to model coal seam. This method allows for efficient simulation of physical systems composed of many separate components. Methods and algorithms based on existing theoretical models were developed to imitate coal cutting process. Main focus of analysis was put on coal stream movement for different variants of the shearer construction and kinematic parameters.

PL

W artykule przedstawiono metodykę modelowania pracy kombajnu ścianowego w niskich pokładach węglowych, w których wysokość ściany nie przekracza 1,5 m. W takich warunkach, istotnym problemem jest proces ładowania urobku na współpracujący z kombajnem przenośnik zgrzebłowy i dobór parametrów kinematycznych tak, aby nie doszło do zadławienia się organu. Ma to szczególne znaczenie w wyrobiskach niskich gdzie tak zwana furta ładowania jest wymiarowo/gabarytowo ograniczona. Do zamodelowania calizny wykorzystana została metoda elementów dyskretnych, pozwalająca na efektywne odzwierciedlenie układów fizycznych składających się z wielu odrębnych elementów. Opracowano metody i algorytmy pozwalające na imitację urabiania w oparciu o istniejące modele teoretyczne a główny nacisk położono na analizę ruchu strugi odspojonego urobku dla różnych wariantów pracy kombajnu i parametrów kinematycznych.

Słowa kluczowe

EN

discrete element method; longwall mining; shearer; armored face conveyor

PL

metoda elementów dyskretnych; system ścianowy; kombajn; przenośnik zgrzebłowy

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 61, no. 2
• Strony: 365--379
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gospodarczyk P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Brezáni I., Zelenák F., 2010. Rosin-rammler diagram plotting tool. Available Online. http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/28013-rosin-rammler-diagram-plotting-tool.
• [2] Coetzee C.J., Els D.N.J., 2009. The numerical modelling of excavator bucket filling using DEM. Journal of Terramechanics, 46, 5, 217-227.
• [3] Coetzee C.J., Els D.N.J., Dymond G.F., 2010. Discrete element parameter calibration and the modelling of dragline bucket filling. Journal of Terramechanics, 47, 1, 33-44.
• [4] Czuba W., Gospodarczyk P., Kulinowski P., 2010. Wykorzystanie symulacyjnych metod obliczeniowych w analizie rozkładu prędkości strugi urobku na rynnie przenośnika zgrzebłowego. Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, 3, 66-70.
• [5] Czuba W., Gospodarczyk P., Kulinowski P., 2010. Zastosowanie Metody Elementów Dyskretnych (DEM) do symulacji odstawy urobku przez ścianowy przenośni zgrzebłowy. Symulacja w Badaniach i Rozwoju, 1, 3, 213-221.
• [6] Gröger T., Katterfeld A., 2007a. Application of the Discrete Element Method in Materials Handling - Part 1: Basics and Calibration. Bulk Solids Handling, 27, 1, 17-23.
• [7] Gröger T., Katterfeld A., Minkin A., 2007. Application of the Discrete Element Method in Materials Handling - Part 2: Screw and Shaftless Screw Conveyors. Bulk Solids Handling, 27, 2, 84-93.
• [8] Gröger T., Katterfeld A., 2007b. Application of the Discrete Element Method in Materials Handling - Part 3: Transfer Stations. Bulk Solids Handling, 27, 3, 158-166.
• [9] Itasca Consulting Group Inc., 2008. Theory and Background MANUAL PFC3D. Minneapolis, USA.
• [10] Itasca Consulting Group Inc., 2008. User’s Guide MANUAL PFC3D. Minneapolis, USA.
• [11] Krauze K., 2000. Analityczna ocena procesu ładowania frezującymi organami ślimakowymi kombajnu ścianowego. Archives of Mining Sciences, 44, 3, 409-426.
• [12] Lu M., McDowell G.R., 2006. The importance of modelling ballast particle shape in the discrete element method. Granular Matter, 9, 1-2, 69-80.
• [13] McDowell G., Lowndes I., Li, H., 2011. The importance of particle shape in discrete-element modelling of particle flow in a chute. Géotechnique Letters, 1 (July-September), 59-64.
• [14] O’Sullivan C., 2011. Particulate Discrete Element Modelling: A Geomechanics Perspective. Spon Press/Taylor & Francis.
• [15] Opolski T., 1966. Elementy urabiające nowoczesnych maszyn górniczych.Wydawnictwo Śląsk. Katowice.
• [16] Rojek J., 2007. Modelowanie i symulacja komputerowa złożonych zagadnień mechaniki nieliniowej metodami elementów skończonych i dyskretnych. Prace Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN, 4, 1-331.
• [17] Wauge D., 2002. Modelling of an Armoured Face Conveyor. Masters of Engineering Science Thesis, Department of Mechanical Engineering, University of Queensland.
• [18] Wensrich C.M., Katterfeld A., 2012. Rolling Friction as a Technique for Modelling Particle Shape in DEM. Powder Technology, 217, 409-417.
• [19] Wydro T., Krauze K., 2011. Analiza procesu ładowania frezującymi organami ślimakowymi na podstawie badań laboratoryjnych. Przegląd Górniczy, 67, 11, 48-56.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę