Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 62

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 4 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  roadheader
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 4 next fast forward last
EN
An expert assessment of the existing means of keeping roof rocks in the area of work of people and machines was carried out. On the basis of computer modeling of the processes of interaction of rocks of mine workings with arched design options, variants of the design of the roof and their elements for temporary fastenings support are proposed. The parameters of the four sectional support are presented. Temporary arched support was used in the area of operation of the roadheader, which helps to reduce a number of technological operations and the use of manual labor and to increase the safety of service personnel. The results of research aimed at the design improvement of the machine are described. The obtained parameters are checked by calculations and design solutions. The results can be applied in the passage of subway tunnels and other similar workings, in the construction of tunnels of roads and railways. The design of the device has the ability to adjust in height depending on the condition of the roof of the workings.
EN
The paper presents a discussion on the selected nonlinearities existing in sensor and actuator subsystems of the roadheader cutting head speed control system. There have been concerned the most significant nonlinearities - rotational speed encoder and frequency rate limiter in the input of the power electronic converter. These nonlinearities significantly reduce the stability margin of the control system and therefore should be minimized. They have also an influence on allowable speed controller settings range. Reduction in the controller settings can result in a decrease in the quality of operation of the entire control system. The measurement time of the encoder-based speed sensing should be as short as possible, or continuous measurement (like tachogenerator) should be used. The frequency converter should be overmatched to ensure current overload capability – allowing an increase in the permissible rate of output voltage frequency change.
EN
The first works related to the exploration of the salt deposit in O/ZG “Polkowice- -Sieroszowice” took place in 1991. At that time, a number of opening-out headings to the salt deposit from the level of the copper ore level were begun. Currently, the total length of the excavations in the salt deposit is approximately 40 km. It should be noted that, depending on the function, the volume of drifts is different, which results from the dimensions of individual excavations. The total volume of drifts in the salt deposit is estimated to be approximately 2.5 million m3 . In the Sieroszowice mining area, salt occurs at a depth of 950 m above sea level. In November 2013, the mine obtained a license to extract rock salt from the “Bądzów” deposit (50 years). Part of the mining activities in the salt deposit are performed mechanically in a chamber system with the use of roadheaders. The applied technology for deposit extraction requires the methodology of headings mining. These headings (chambers) are made in layers, from top to bottom. The target transverse dimensions of the chambers are 15 m × 15 m (width × height) in a variety of lengths. Chambers are separated by inter- -chamber pillars 20 m wide. which should ensure the stability of the chambers and the pillars themselves. The remaining works consist of drifts driving with dimensions 7 m × 5 m (width × height). The mining works carried out so far take place more or less in the middle part of the deposit (understood in terms of thickness), and the excavations created as a result of these works are located in salts with various geomechanical parameters.
PL
Pierwsze prace związane z rozpoznaniem złoża solnego w O/ZG „Polkowice-Sieroszowice” miały miejsce w 1991 r. Rozpoczęto wówczas drążenie szeregu wyrobisk udostępniających złoże solne z poziomu złoża rud miedzi. W chwili obecnej łączna długość wyrobisk górniczych w złożu soli wynosi około 40 km. Należy zaznaczyć, że w zależności od rodzaju wyrobiska ich kubatura jest różna, co wynika z gabarytów poszczególnych wyrobisk. Łączną kubaturę wyrobisk wykonanych w złożu solnym szacuje się na około 2,5 mln m3 . W obszarze górniczym Sieroszowice sól występuje na głębokości 950 m p.p.t. W listopadzie 2013 r. kopalnia uzyskała koncesję na wydobywanie soli kamiennej ze złoża „Bądzów” (50 lat). Część robót górniczych w złożu solnym prowadzona jest systemem komorowym, mechanicznie, z wykorzystaniem kombajnów górniczych. Stosowana technologia urabiania złoża narzuca sposób wykonywania wyrobisk. Wyrobiska te (komory) wykonywane są warstwami z góry na dół. Docelowe wymiary poprzeczne komór to 15 m × 15 m (szer. × wys.) przy zróżnicowanej długości tych wyrobisk. Komory rozdzielone są filarami międzykomorowymi o szerokości 20 m, które powinny zapewnić zachowanie stateczności komór i samych filarów. Pozostałe roboty górnicze polegają na drążeniu wyrobisk korytarzowych o wymiarach 7 m × 5 m (szer. × wys.). Dotychczas prowadzone roboty górnicze mają miejsce mniej więcej w środkowej partii złoża (rozumiejąc ją jako miąższość), powstałe w wyniku tych robót wyrobiska zlokalizowane są w solach o zróżnicowanych parametrach geomechanicznych.
PL
Pierwsze prace związane z rozpoznaniem złoża solnego w O/ZG „Polkowice-Sieroszowice” miały miejsce w 1991 r. Rozpoczęto wówczas drążenie szeregu wyrobisk udostępniających złoże solne z poziomu złoża rud miedzi. W chwili obecnej łączna długość wyrobisk górniczych w złożu soli wynosi około 40 km. Należy zaznaczyć, że w zależności od rodzaju wyrobiska ich kubatura jest różna, co wynika z gabarytów poszczególnych wyrobisk. Łączną kubaturę wyrobisk wykonanych w złożu solnym szacuje się na około 2,5 mln m3 . W obszarze górniczym Sieroszowice sól występuje na głębokości 950 m p.p.t. W listopadzie 2013 r. kopalnia uzyskała koncesję na wydobywanie soli kamiennej ze złoża „Bądzów” (50 lat). Część robót górniczych w złożu solnym prowadzona jest systemem komorowym, mechanicznie, z wykorzystaniem kombajnów górniczych. Stosowana technologia urabiania złoża narzuca sposób wykonywania wyrobisk. Wyrobiska te (komory) wykonywane są warstwami z góry na dół. Docelowe wymiary poprzeczne komór to 15 m × 15 m (szer. × wys.) przy zróżnicowanej długości tych wyrobisk. Komory rozdzielone są filarami międzykomorowymi o szerokości 20 m, które powinny zapewnić zachowanie stateczności komór i samych filarów. Pozostałe roboty górnicze polegają na drążeniu wyrobisk korytarzowych o wymiarach 7 m × 5 m (szer. × wys.). Dotychczas prowadzone roboty górnicze mają miejsce mniej więcej w środkowej partii złoża (rozumiejąc ją jako miąższość), powstałe w wyniku tych robót wyrobiska zlokalizowane są w solach o zróżnicowanych parametrach geomechanicznych.
EN
The first works related to the exploration of the salt deposit in O/ZG “Polkowice- -Sieroszowice” took place in 1991. At that time, a number of opening-out headings to the salt deposit from the level of the copper ore level were begun. Currently, the total length of the excavations in the salt deposit is approximately 40 km. It should be noted that, depending on the function, the volume of drifts is different, which results from the dimensions of individual excavations. The total volume of drifts in the salt deposit is estimated to be approximately 2.5 million m3 . In the Sieroszowice mining area, salt occurs at a depth of 950 m above sea level. In November 2013, the mine obtained a license to extract rock salt from the “Bądzów” deposit (50 years). Part of the mining activities in the salt deposit are performed mechanically in a chamber system with the use of roadheaders. The applied technology for deposit extraction requires the methodology of headings mining. These headings (chambers) are made in layers, from top to bottom. The target transverse dimensions of the chambers are 15 m × 15 m (width × height) in a variety of lengths. Chambers are separated by inter- -chamber pillars 20 m wide. which should ensure the stability of the chambers and the pillars themselves. The remaining works consist of drifts driving with dimensions 7 m × 5 m (width × height). The mining works carried out so far take place more or less in the middle part of the deposit (understood in terms of thickness), and the excavations created as a result of these works are located in salts with various geomechanical parameters.
PL
W pierwszej części artykułu opisano sposób drążenia wyrobisk udostępniająco-przygotowawczych z zastosowaniem materiałów wybuchowych oraz określono możliwe postępy drążenia, uzyskiwane tą metodą w warunkach kopalń LGOM. Następnie, jako alternatywę dla tradycyjnego sposobu drążenia wyrobisk udostępniających, przedstawiono koncepcję udostępnienia części złoża pokładowego z użyciem kombajnów chodnikowych. Obejmuje ona harmonogram postępu drążenia wiązki 3-nitkowej z zastosowaniem trzech kombajnów chodnikowych. Taki sposób udostępnienia złoża nie był do tej pory stosowany w kopalniach KGHM Polska Miedź S.A. Umożliwia on znaczne przyspieszenie wykonywania wyrobisk udostępniających, otwierających nowe pola eksploatacyjne. W nawiązaniu do przedstawionego harmonogramu opisano możliwy sposób wybierania części złoża z eksploatacją prowadzoną od granic.
EN
The first part of the article describes the method of making development workings with the use of explosives and determines the possible progress of the drilling achieved with this method in the conditions of LGOM mines. Then, as an alternative to the traditional method of making the workings, the concept of making part of the bed deposit accessible with the use of roadheaders was presented. It includes a progress schedule for drilling a 3-thread bundle with the use of three roadheaders. This method of development the deposit has not been used in the mines of KGHM Polska Miedź S.A. so far. It enables a significant acceleration of the development, opening new exploitation panels. With reference to the presented schedule, a possible method of exploitation of a part of the deposit with mining from the border was described.
PL
Proces urabiania, zwłaszcza skał trudno urabialnych, wysięgnikowymi kombajnami chodnikowymi jest źródłem silnych obciążeń dynamicznych, nie tylko napędu głowic urabiających, ale również mechanizmów wychylania wysięgnika, na którego końcu głowice te są rozmieszczone. Zapewnienie odpowiednich proporcji pomiędzy wartościami parametrów siłowych mechanizmów wychylania wysięgnika oraz mocą napędu głowic urabiających i masą kombajnu ma kluczowe znaczenie z punktu widzenia skuteczności i efektywności urabiania czoła przodku drążonego wyrobiska korytarzowego w kopalniach podziemnych lub tuneli. W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań doświadczalnych kombajnu chodnikowego R–130 (prod. Famur S.A.) w warunkach półprzemysłowych. Na podstawie charakterystyk dynamicznych zarejestrowanych podczas urabiania powierzchni bloku cementowo-piaskowego określone zostały relacje pomiędzy obciążeniem napędu głowic urabiających oraz mechanizmów wychylania wysięgnika. Zbadano wpływ technologii urabiania (rodzaju skrawu wykonywanego podczas przemieszczania głowic urabiających w ruchu roboczym) przy różnych skojarzeniach wartości parametrów procesu urabiania na obciążenie napędów kombajnu chodnikowego odpowiedzialnych za realizację tego procesu.
EN
The mining process, especially of hard rocks, using boom–type roadheaders is the source of strong dynamic loads not only for the drive of cutting heads, but also for boom swinging mechanisms, at the end of which these cutting heads are arranged. Ensuring appropriate proportions between the values of the force parameters of the boom swinging mechanisms and the power of cutting heads drive and the weight of the roadheader is of key importance from the point of view of efficiency and effectiveness of mining the heading face of the drilled roadways in the underground mine or tunnels. The article presents selected results of experimental investigations of the R–130 roadheader (manufactured by Famur S.A.) in laboratory conditions. On the basis of dynamic characteristics recorded during cutting of the cement-sand block surface, the relations between the load of the cutting heads drive and boom swinging mechanisms were determined. The influence of cutting technology (the type of cut performed during moving of cutting heads in a work movement) was examined with different associations of the values of cutting process parameters for the load of the roadheader’s drives responsible for this process.
7
Content available Sandvik experiences with remote controlled machinery
EN
The article presents historical and current methods of controlling Sandvik machinery operating in underground mining. It indicates the direction of roadheaders development, with a special focus on various stages of introducing technical innovations that can be used in mining. The currently developed machines fit the idea of “Industry 4.0”, and the solutions presented in this article allow underground plants to improve safety and productivity, making the mining branch an industrial trendsetter.
PL
Artykuł przedstawia historyczne i aktualne sposoby sterowania maszynami produkcji firmy Sandvik pracującymi w górnictwie podziemnym. Wskazuje kierunek, w którym następował rozwój kombajnów chodnikowych, wyszczególniając poszczególne etapy wprowadzania możliwych do zastosowania w górnictwie nowinek technicznych. Aktualnie tworzone maszyny wpisują się w ideę „Przemysłu 4.0”, a oferowane i przedstawione w niniejszym artykule rozwiązania wpływają na zwiększenie bezpieczeństwa, produktywności i powodują, że w górnictwie również są wyznaczane trendy dla innych gałęzi przemysłu.
PL
W Katedrze Mechanizacji i Robotyzacji Górnictwa Wydziału Górnictwa i Geologii Politechniki Śląskiej prowadzone są badania doświadczalne obejmujące urabianie bloku wykonanego z materiałów ekwiwalentnych kombajnem R–130 zainstalowanym na stanowisku badawczym. Wykonywanie skrawów równoległych do podłoża realizowane jest podczas wychylania wysięgnika kombajnu wyposażonego w głowice poprzeczne o zróżnicowanej konstrukcji. Kombajn chodnikowy wyposażony jest w układ pomiarowy rejestrujący parametry procesu urabiania. Dla potrzeb analizy obciążenia układu urabiania kombajnu chodnikowego z zarejestrowanych podczas realizacji procesu urabiania przebiegów czasowych wyznaczono prędkość wychylania wysięgnika w płaszczyźnie równoległej do podłoża, moc mechaniczną silnika układu urabiania, wydajność, energochłonność urabiania oraz wskaźniki charakteryzujące proces urabiania. Dla wybranych skrawów przeanalizowano wpływ prędkości kątowej dwóch głowic o różnej konstrukcji na charakterystyki energetyczne procesu urabiania.
EN
The Department of Mining Mechanization and Robotization of the Faculty of Mining and Geology of the Silesian University of Technology conducts experimental research covering cutting of a block made of equivalent materials using R–130 roadheader installed on a test station. Cuts parallel to the floor are carried out during swinging of a boom of a roadheader equipped with transverse cutting heads of varied construction. A roadheader is equipped with a measuring system which is recording the parameters of the cutting process. For the purposes of the analysis of a roadheader cutting system load on the basis of time lines registered during the cutting process, the speed of a boom deflection in the plane parallel to the floor, cutting system engine mechanical power, efficiency, cutting energy consumption and indicators characterizing the cutting process have been determined. The impact of angular velocity of two cutting heads of different constructions on the cutting process energy characteristics has been analyzed for selected cuts.
PL
Zagadnienie wibroizolacji stanowisk pracy operatorów maszyn ma istotne znaczenie w świetle wymagań wynikających ze spełnienia obowiązujących norm z zakresu ergonomii i higieny pracy. Dotyczy to również maszyn górniczych, w tym – kombajnów chodnikowych. Silnie dynamiczny charakter realizowanego przezeń procesu roboczego sprawia, że intensywne drgania przenoszone są poprzez węzły konstrukcyjne na stanowisko operatora. W celu ograniczenia narażenia operatora na drgania niezbędne jest określenie wielkości i charakteru tych drgań w aspekcie dziennej ekspozycji na drgania oraz występowanie w ich spektrum szkodliwych, niebezpiecznych dla człowieka składowych. Identyfikacja wpływu procesu roboczego na intensywność drgań oraz określenie możliwości ich redukcji, a także określenie wymaganych charakterystyk leży u podstaw doboru układu wibroizolacji stanowiska operatora. W artykule przedstawiono wybrane wyniki obszernych badań komputerowych, które pozwoliły na ocenę stopnia narażenia operatora wysięgnikowego kombajnu chodnikowego na drgania. W przebiegach przyspieszenia drgań wyodrębnione zostały główne ich składowe, których częstotliwości skonfrontowane zostały z częstotliwościami rezonansowymi organów człowieka. Pokazany został wpływ wartości parametrów procesu urabiania na wartość skuteczną oraz dzienną ekspozycję na drgania. Określone zostały możliwości redukcji drgań poprzez dobór własności tłumiących mocowania siedziska operatora kombajnu. W badaniach symulacyjnych wykorzystany został oryginalny, zweryfikowany doświadczalnie model matematyczny wysięgnikowego kombajnu chodnikowego z głowicami poprzecznymi.
EN
The issue of vibration isolation of machine operator working stations is significant in terms of requirements resulting from meeting the applicable standards of ergonomics and occupational health. This also applies to mining machines, including roadheaders. Due to the highly dynamic nature of the working process executed by the machine, intense vibrations are transmitted via construction nodes to the operator station. In order to limit the exposure of the operator to vibrations, it is necessary to determine the magnitude and nature of those vibrations in terms of daily exposure to vibrations and their occurrence in the spectrum of components which are harmful and dangerous for a human. Identification of the impact of the working process on the intensity of vibrations and determination of possibilities to reduce them, as well as determination of required characteristics, constitute a basis for selection of a operator station’s vibration insulation system. This paper presents selected results of extensive computer studies, which allowed to assess the degree of exposure of a boom roadheader operator to vibrations. In the waveforms of acceleration of vibrations, their main components have been isolated, the frequencies of which have been confronted with resonance frequencies of human organs. The results showed the impact of the values of parameters of the cutting process on the effective value and daily exposure to vibrations. The possibilities to reduce vibrations by selecting damping properties of mounting the roadheader operator’s seat have been determined. The simulation research used the original, experimentally verified mathematical model of boom roadheader with transverse cutting heads.
EN
The paper presents selected results of the laboratory tests of the speed control system for the R-130 roadheader with an inverter-fed cutting heads drive. The results recorded for the variable speed system have been compared with the measurement obtained for the network supplied drive. There have been noticed some oscillations after rapid current overloads. They are due to the operation of the internal current controller of the PWM-inverter, The oscillations are fast decaying - so they prove the results of initial system stability checking. Generally, the automatic speed control, tracking the optimum speed level calculating by supervisory speed adjuster makes possible to better utilize the motor power throughout the whole cutting time. The better operating conditions of the motor cause increase in the whole system power efficiency (even in spite of additional losses in the inverter circuit) Additionally the sped control reduces dynamical overloads. This fact can have a positive influence on the whole system reliability. The speed control subsystem is a part of the whole control system which contains also close-loop boom angular position and velocity control circuits.
EN
The paper presents a new solution of a mining head for roadheader designed for hard and very hard rock mining. The mining head was equipped with mini disk tools with a complex trajectory. The results of field tests were presented, under which the effectiveness of the new mining head solution was observed. The load and vibrations of the mining head, dustiness and grain size of the excavated material as well as disk tool wear were measured. These tests were carried out for various constructional and material parameters of the used asymmetrical mini disk tools and kinematic parameters of the mining head.
EN
This article presents the selected results of experimental examinations performed on the test stand in the Technological Hall of the Faculty of Mining and Geology at the Silesian University of Technology in which an R-130 roadheader (by Famur S.A.) is installed. During the examinations, the courses of dynamic load were determined in the points of the roadheader’s boom support during its operation. In order to determine the impact of the cutting process on the strengths transferred onto the floor, the distribution of the static load of the roadheader’s supports caused by its own weight with its changing center of gravity caused by the boom deflecting were determined. During the examinations, the size and nature of the dynamic impact of the roadheader on the floor in its support points while cutting the surface of the block made of equivalent materials (cement and sand masses) of various uniaxial compressive strength (UCS) was determined experimentally. The nature of the roadheader’s chassis vibrations caused by cutting as well as the changeability of the location of its anchorage point with the movement of the cutting heads on the surface being mined result in high load fitfully in the roadheader’s support points. The dynamic impact of the roadheader on the floor also has a strongly dynamic character.
PL
W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań eksperymentalnych zrealizowanych na stanowisku badawczym w Hali Technologicznej Wydziału Górnictwa i Geologii, na którym zainstalowany jest kombajn chodnikowy R-130 (prod. Famur S.A.). W trakcie tych badań wyznaczone zostały przebiegi obciążenia dynamicznego w punktach podparcia wysięgnikowego kombajnu chodnikowego podczas realizacji przezeń procesu roboczego. W celu określenia wpływu procesu urabiania na siły przenoszone na podłoże wyznaczono rozkład obciążenia statycznego podpór kombajnu od ciężaru własnego przy zmieniającym się położeniu jego środka ciężkości spowodowanym wychylaniem wysięgnika. W trakcie badań wyznaczono doświadczalnie wielkość oraz charakter oddziaływania dynamicznego kombajnu na podłoże w punktach jego podparcia podczas urabiania powierzchni bloku wykonanego z materiałów ekwiwalentnych (mas cementowo-piaskowych) o różnej wytrzymałości na ściskanie. Charakter wymuszenia drgań nadwozia kombajnu od urabiania oraz zmienność położenia jego punktu zaczepienia w miarę przemieszczania głowic urabiających po urabianej powierzchni skutkują dużą nierównomiernością obciążenia w punktach podparcia kombajnu. Oddziaływanie dynamiczne kombajnu na podłoże ma przy tym silnie dynamiczny charakter.
PL
W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań eksperymentalnych zrealizowanych na stanowisku badawczym w Hali Technologicznej Wydziału Górnictwa i Geologii, na którym zainstalowany jest kombajn chodnikowy R-130 (prod. Famur S.A.). W trakcie tych badań wyznaczone zostały przebiegi obciążenia dynamicznego w punktach podparcia wysięgnikowego kombajnu chodnikowego podczas realizacji przezeń procesu roboczego. W celu określenia wpływu procesu urabiania na siły przenoszone na podłoże wyznaczono rozkład obciążenia statycznego podpór kombajnu od ciężaru własnego przy zmieniającym się położeniu jego środka ciężkości spowodowanym wychylaniem wysięgnika. W trakcie badań wyznaczono doświadczalnie wielkość oraz charakter oddziaływania dynamicznego kombajnu na podłoże w punktach jego podparcia podczas urabiania powierzchni bloku wykonanego z materiałów ekwiwalentnych (mas cementowo-piaskowych) o różnej wytrzymałości na ściskanie. Charakter wymuszenia drgań nadwozia kombajnu od urabiania oraz zmienność położenia jego punktu zaczepienia w miarę przemieszczania głowic urabiających po urabianej powierzchni skutkują dużą nierównomiernością obciążenia w punktach podparcia kombajnu. Oddziaływanie dynamiczne kombajnu na podłoże ma przy tym silnie dynamiczny charakter.
EN
This article presents the selected results of experimental examinations performed on the test stand in the Technological Hall of the Faculty of Mining and Geology at the Silesian University of Technology in which an R-130 roadheader (by Famur S.A.) is installed. During the examinations, the courses of dynamic load were determined in the points of the roadheader’s boom support during its operation. In order to determine the impact of the cutting process on the strengths transferred onto the floor, the distribution of the static load of the roadheader’s supports caused by its own weight with its changing center of gravity caused by the boom deflecting were determined. During the examinations, the size and nature of the dynamic impact of the roadheader on the floor in its support points while cutting the surface of the block made of equivalent materials (cement and sand masses) of various uniaxial compressive strength (UCS) was determined experimentally. The nature of the roadheader’s chassis vibrations caused by cutting as well as the changeability of the location of its anchorage point with the movement of the cutting heads on the surface being mined result in high load fitfully in the roadheader’s support points. The dynamic impact of the roadheader on the floor also has a strongly dynamic character.
PL
Kombajny z organami walcowymi postrzegane są przede wszystkim jako maszyny urabiające sprawdzające się w przypadku urabiania węgla. W artykule poruszono wpływ warunków na spodziewane postępy dobowe kombajnów z organem walcowym w różnych warunkach geologicznych.
EN
Roadheaders with cylindrical coal mining tools are regarded fi rst of all as extracting machines that are suitable for coal mining. The paper discusses the impact of geological conditions on the expected daily progress of roadheaders with a cylindrical coal mining tool in various conditions.
EN
The article presents a dynamic model of a drive system of cutting heads of a boom-type roadheader equipped with an inverter system. Such roadheaders are used in underground mining for the mechanised drilling of roadways and for tunnelling in civil engineering. If the created mathematical model takes into account the electromagnetic effects accompanying the work of an asynchronous motor and an adjustable source of the motor power supply (inverter), dynamic effects can be simulated in the drive system working at different, angular velocities of cutting heads with stepless adjustment. The created mathematical model was implemented in Matlab/Simulink environment. The so established simulation model allows to perform numerical investigations, in particular for the purpose of optimisation of the values of the cutting process parameters, including the selection of cutting heads’ angular speed in the aspect of reducing dynamic loads and minimising the energy consumption of the cutting process. The representation of the inverter system dynamics allows to analyse the dynamic loads of all the key elements of the drive of the cutting heads – a drive motor, the parts of the system of power transmission onto cutting heads, equipped with a multistage transmission gear, and (allows) to examine the behaviour of an inverter system in its different operational modes.
PL
W artykule przestawiono model dynamiczny układu napędowego głowic urabiających wysięgnikowego kombajnu chodnikowego wyposażonego w układ przekształtnikowy. Kombajny tego rodzaju stosowane są w górnictwie do zmechanizowanego drążenia wyrobisk korytarzowych oraz tuneli w budownictwie inżynieryjnym. Uwzględnienie w opracowanym modelu matematycznym zjawisk elektromagentycznych towarzyszących pracy silnika asynchronicznego oraz sterowanego źródła zasilania silnika (falownika) pozwala na symulowanie zjawisk dynamicznych w układzie napędowym pracującym przy różnych, regulowanych bezstopniowo prędkościach kątowych głowic urabiających. Utworzony model matematyczny został zaimplementowany w środowisku Matlab/Simulink. Uzyskany w ten sposób model symulacyjny pozwala na realizację badań numerycznych, między innymi dla potrzeb optymalizacji wartości parametrów procesu urabiania, w tym doboru prędkości kątowej głowic urabiających w aspekcie redukcji obciążeń dynamicznych i minimalizacji energochłonności procesu urabiania. Odwzorowanie dynamiki układu przekształtnikowego umożliwia analizę obciążeń dynamicznych wszystkich kluczowych elementów napędu głowic urabiających – silnika napędowego, elementów układu przeniesienia napędu na głowice urabiające wyposażonego w wielostopniową przekładnię zębatą oraz badanie zachowania się układu przekształtnikowego w różnych stanach jego pracy.
EN
Rock excavation is a basic technological operation during tunnelling and drilling roadways in underground mines. Tunnels and roadways in underground mines are driven into a rock mass, which in the particular case of sedimentary rocks, often have a layered structure and complicated tectonics. For this reason, rock strata often have highly differentiated mechanical properties, diverse deposition patterns and varied thicknesses in the cross sections of such headings. In the field of roadheader technology applied to drilling headings, the structure of a rock mass is highly relevant when selecting the appropriate cutting method for the heading face. Decidedly differentiated values of the parameters which describe the mechanical properties of a particular rock layer deposited in the cross section of the drilled tunnel heading will influence the value and character of the load on the cutting system, generated by the cutting process, power demand, efficiency and energy consumption of the cutting process. The article presents a mathematical modelling process for cutting a layered structure rock mass with the transverse head of a boom-type roadheader. The assumption was made that the rock mass being cut consists of a certain number of rock layers with predefined mechanical properties, a specific thickness and deposition pattern. The mathematical model created was executed through a computer programme. It was used for analysing the impact deposition patterns of rock layers with varied mechanical properties, have on the amount of cutting power consumed and load placed on a roadheader cutting system. The article presents an example of the results attained from computer simulations. They indicate that variations in the properties of the rock cut – as cutting heads are moving along the surface of the heading face – may have, apart from multiple other factors, a significant impact on the value of the power consumed by the cutting process.
PL
Urabianie skał jest podstawową operacją technologiczną podczas drążenia tuneli oraz wyrobisk korytarzowych w kopalniach podziemnych. Tunele w budownictwie inżynieryjnym oraz wyrobiska korytarzowe w kopalniach podziemnych drążone są w górotworze, który szczególnie w przypadku skał osadowych ma budowę warstwową o niejednokrotnie tektonice. Stąd, w przekroju poprzecznym tego rodzaju wyrobisk występują warstwy skalne o niejednokrotnie silnie zróżnicowanych własnościach mechanicznych, różnym sposobie zalegania oraz miąższości. W technologii kombajnowej budowa górotworu ma istotne znaczenie ze względu na odpowiedni dobór sposobu urabiania powierzchni czoła przodku. Duże zróżnicowanie wartości parametrów opisujących własności mechaniczne poszczególnych warstw skalnych zalegających w przekroju poprzecznym drążonego tunelu czy wyrobiska korytarzowego wpływać będzie przy tym istotnie na wielkość i charakter obciążenia dynamicznego układu urabiania generowanego procesem urabiania, zapotrzebowanie mocy, wydajność i energochłonność urabiania. W artykule omówiono sposób modelowania matematycznego procesu urabiania górotworu o budowie warstwowej głowicą poprzeczną wysięgnikowego kombajnu chodnikowego. Założono, iż urabiany masyw skalny złożony jest z pewnej liczby warstw skalnych o zadanych własnościach mechanicznych, określonej miąższości oraz sposobie zalegania. Utworzony model matematyczny zaimplementowany został w programie komputerowym. Wykorzystany on został do analizy wpływu sposobu zalegania warstw skalnych o zróżnicowanych własnościach mechanicznych na przebieg obciążenia układu urabiania kombajnu chodnikowego oraz moc zużywaną na urabianie. W artykule zaprezentowano przykładowe wyniki symulacji komputerowych. Wskazują one na to, iż zmienność własności urabianych skał w miarę przemieszczania się głowic urabiających po powierzchni czoła przodku, obok wielu innych czynników może mieć silny wpływ na wielkość mocy zużywanej do realizacji procesu urabiania.
PL
Wysięgnikowe kombajny chodnikowe stanowią podstawową grupę maszyn roboczych stosowanych w górnictwie podziemnym węgla kamiennego do drążenia wyrobisk korytarzowych. Proces urabiania, szczególnie skał trudno urabialnych jest źródłem silnych obciążeń dynamicznych, które prowadzić mogą do niskiej efektywności pracy kombajnu oraz awarii głównych jego podzespołów spowodowanych znacznym ich przeciążeniem. Identyfikacja stanu dynamicznego kombajnu chodnikowego podczas realizacji procesu roboczego - maszyny traktowanej jako złożony obiekt dynamiczny - ma dlatego fundamentalne znaczenie z punktu widzenia projektowania tego rodzaju maszyn oraz optymalizacji parametrów realizowanego przezeń procesu. W artykule przedstawiono wybrane wyniki symulacji komputerowych dynamiki nadwozia kombajnu chodnikowego R130 podczas realizacji procesu urabiania skał o zróżnicowanej urabialności. Z sytuacją taką mamy do czynienia powszechnie w przypadku drążenia wyrobisk korytarzowych w górotworze o budowie warstwowej, gdzie skałom łatwo urabialny (takim, jak na przykład węgiel kamienny) towarzyszą skały trudno urabialne (na przykład piaskowce). Zaprezentowano przykładowe charakterystyki dynamiczne napędu mechanizmów wychylania wysięgnika, które odpowiedzialne są, obok napędu głowic urabiających, za skuteczną realizację procesu urabiania. Określona została również wrażliwość napędu mechanizmów wychylania wysięgnika na warunki realizacji procesu urabiania.
EN
Boom-type roadheaders represent the fundamental group of working machines used in underground hard coal mining for drilling of dog headings. The cutting process, especially of rocks with low workability, is causing strong dynamic loads likely to lead to low effectiveness of a roadheader‘s work and to the failure of its key subassemblies due to significant loads exerted on them. The identification of dynamic states of a roadheader body when carrying out the mining process - a machine treated as a complex dynamic object - is therefore of fundamental importance in the context of designing such machines and for optimising the parameters of working processes performed by them. The article presents the selected results of computer simulations of R-130 roadheader body dynamics when carrying out the cutting of rocks with differentiated workability. Such situation is common in drilling dog headings in rock mass with a layered structure, where easily workable rocks (such as for instance hard coal) are accompanied by rocks difficult to work with (for example sandstones). The examples are presented of dynamic characteristics of the drive of boom deflection mechanisms which are responsible, apart from the drive of cutting heads, for performing the cutting process effectively. The sensitivity of the boom deflection mechanism drive to the cutting process implementation conditions was also established.
PL
Prowadzone w Instytucie Mechanizacji Górnictwa Wydziału Górnictwa i Geologii Politechniki Śląskiej badania możliwości obniżenia energochłonności urabiania przez sterowanie ruchem głowic urabiających obejmują skrawanie bloku wykonanego z materiałów ekwiwalentnych o różnej wytrzymałości na ściskanie zbudowanego z pięciu warstw nachylonych ukośnie w stosunku do spągu. W artykule przedstawiono sposób analitycznego wyznaczenia parametrów geometrycznych skrawów wykonywanych głowicami poprzecznymi kombajnu chodnikowego oraz położenia skrawu względem spągu i osi wzdłużnej kombajnu. Umożliwia to wyznaczenie granicy warstw w przekroju poprzecznym skrawu a tym samym średniej wytrzymałości skały w tym przekroju. Wykonano przykładowe obliczenia średniej wytrzymałości skrawu zrealizowanego na stanowisku badawczym.
EN
The research conducted at the Institute of Mining Mechanisation, Faculty of Mining and Geology, Silesian University of Technology pertaining to reduction of energy consumption of cutting by controlled movement of cutting heads include the cutting of a rock block made of equivalent materials with various compressive strength, made of five layers inclined diagonally in relation to the floor. The article presents a method of analytical determination of geometrical parameters of cuts made with transverse heads of a roadheader and of the cut position relative to the floor and to the boom’s longitudinal axis. This enables to determine the limit of layers in the cut cross section, hence the average compressive strength of rock in this cross section. The examples of calculations of average strength of cut performed on a test station were made.
EN
The process of mechanical excavation, especially that of hard rocks, is very dynamic. This results in heavy loads and vibrations in the cutting system of a roadheader, the drive units of the mechanism related to the excavation process, and the load-carrying structure of the roadheader. The ad verse dynamic state that stems from excessive dynamic loads or even overloading will cause a high failure rate in the roadheader and low efficiency of its operational process (high energy consumption, low productivity), thus leading to high costs of driving tunnels using the mining method involving roadheaders. This article presents selected results of extensive computer studies on the impact of cutting process conditions on the dynamic state of a boom-type roadheader equipped with transverse cutting heads and on the energy consumed during the excavation process. On one hand, cutting process conditions result from properties of an excavated rock material and, on the other hand, from process parameter values set up during the excavation of tunnels. Simulation studies conducted using experimentally verified mathematical models made it possible to identify relationhips that link dynamic loads of the body of a boom-type roadheader and energy needed for mining to the cutting process parameters of rocks with different compressive strengths. The regulation properties obtained in this way show the possibility of reducing dynamic loads of the roadheader through the proper control of cutting process parameters, including the angular speed of the cutting heads. By equipping the roadheader with a cutting head inverter drive system, it is possible to adjust the speed to the cutting process conditions by changing the supply voltage frequency of an asynchronous motor installed in the roadheader's cutting system.
PL
Proces urabiania mechanicznego (zwłaszcza skał zwięzłych) cechuje się dużą dynamiką. Skutkiem tego jest silne obciążenie i drgania w układzie urabiania kombajnu chodnikowego, napędach mechanizmów związanych z realizacją tego procesu oraz ustroju nośnym kombajnu. Niekorzystny stan dynamiczny wynikający z nadmiernego obciążenia dynamicznego czy nawet przeciążeń będzie prowadzić do zwiększonej awaryjności kombajnu, niskiej efektywności realizowanego przezeń procesu roboczego (wysokiej energochłonności, małej wydajności), a przez to – wysokich kosztów drążenia wyrobisk korytarzowych lub tuneli techniką kombajnową. W artykule zaprezentowano wybrane wyniki obszernych badań komputerowych wpływu warunków realizacji procesu urabiania na stan dynamiczny wysięgnikowego kombajnu chodnikowego oraz moc zużywaną do realizacji procesu urabiania. Warunki realizacji tego procesu wynikają z jednej strony z własności urabialnego ośrodka skalnego, z drugiej zaś – z wartości parametrów procesu, zadanych w trakcie urabiania powierzchni czoła przodku. Przeprowadzone badania symulacyjne z wykorzystaniem zweryfikowanych doświadczalnie modeli matematycznych umożliwiły określenie relacji wiążących obciążenie dynamiczne nadwozia wysięgnikowego kombajnu chodnikowego i moc na urabianie z parametrami procesu urabiania skał o różnej wytrzymałości na ściskanie. Uzyskane w ten sposób charakterystyki regulacyjne wskazują możliwości redukcji obciążeń dynamicznych kombajnu chodnikowego w wyniku odpowiedniego sterowania parametrami procesu urabiania, w tym – prędkością kątową głowic urabiających. Dzięki wyposażeniu kombajnu w napęd przekształtnikowy głowic urabiających możliwe jest dostosowanie (regulacja) tej prędkości do warunków realizacji procesu urabiania przez zmianę częstotliwości napięcia zasilania silnika asynchronicznego zainstalowanego w układzie urabiania kombajnu chodnikowego.
first rewind previous Strona / 4 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.