По мере совершенствования конструкций конвейеров и технологии применения конвейерного транспорта границы эффективного использования различных типов конвейеров могут изменяться.

1.2 Обоснование выбранного направления

Задачи, решаемые, при проектировании систем управления конвейерными линиями сходятся к созданию безопасных, ремонтопригодных, высоконадежных и высокопроизводительных линий с минимальным использованием ручного труда.

В настоящее время задача проектирования высокопроизводительных конвейерных линий решена и на повестку дня ставится вопрос о рациональном использовании имеющихся мощностей. При решении задачи рационального использования конвейерного транспорта без увеличения существующих мощностей необходимо оценить воздействия комплекса мероприятий (технических, технологических, управленческих, организационных).

Основными мероприятиями принято считать выбор и определение технических и технологических параметров, а режимы организации и управления рассматриваются либо как подчиненные им, либо во внимание не принимаются. В то же время последние оказывают свое влияние на процесс транспортирования, и поэтому следует рассматривать этот процесс в комплексе. Комплексная оценка и выбор рационального режима транспортирования горной массы - задача многозвенная, учитывающая больное количество параметров взаимосвязанных друг с другом.

Задачей настоящего этапа является исследование принципов управления конвейерами тракта, учитывающих технические, технологические и организационные факторы транспортирования конвейерами.

1.3 Анализ существующих критериев управления конвейерными линиями

В литературе приводятся ряд критериев управления конвейерными линиями, используемыми при добыче угля подземным способом. Главной задачей системы оптимального автоматического управления определяется задача предельного снижения ограничивающего влияния режимов работы конвейерной линии на производительность забоя. Отсюда главный критерий для этих систем формулируется в следующем виде: "Предельное снижение времени простоя добычных участков по причине отказов конвейерной линии или отказов на выходе конвейерной линии".

Помимо этой задачи, существует другая задача системы оптимального автоматического управления конвейерными линиями, которая формулируется как предельное снижение эксплуатационных затрат на единицу веса транспортируемого груза.

Критерии для указанной задачи формулируются следующим образом:

· минимальный расход электроэнергии на транспортирование единицы веса груза (минимальные удельные энергозатраты);

· минимальный износ материальной части конвейера на транспортирование единицы веса груза (минимальный удельный износ).

Следует отметить, что предлагаемые авторами критерии управления не отвечают самому главному требованию и не учтены взаимовлияния этих критериев друг на друга. Таким образом, не производится оценки выбора критерия отвечающему требованию рационального критерия в каждый конкретно взятый момент времени. Кроме того, методы, используемые при решении поставленных задач, не приемлемы для решения задач автоматизации конвейерных линий роторных комплексов открытых горных работ. Так, например, главный критерий управления решается при использовании аккумулирующей способности конвейерной линии, переводом грузопотока из аварийного участка на менее загруженный. Т.е. используется тот факт, что шахтные конвейерные линии в своем большинстве разветвленные, и, таким образом, есть возможность, используя технологические решения, предельно снизить время простоя добычных участков по причине отказов конвейерной линии. Формулируются две задачи управления для подсистемы АСУ конвейерным транспортом: управление грузопотоком и управление пуском и остановкой конвейерных линий.

Обе эти задачи подчиняются одной цели - получения минимальной себестоимости транспортирования. Первая задача решается путём введения комбинированного управления с использованием системы бункер - регулируемый конвейер. Применение бункера в такой системе позволит уменьшить глубину регулирования скорости, а регулируемый конвейер позволит принимать меньший объем бункера по сравнению с вариантом нерегулируемого конвейера.

Управление пуском и остановкой конвейерных линий производится с учетом количества груза, лежащего на конвейере. Однако в этой работе, как и в предыдущей критерий управления конвейерной линией не является рациональным, т.к. предложенные критерии не оценивают взаимовлияние их между собой. Другие критерии не приняты во внимание, так, например, не оценен критерий обеспечения надежности работы конвейерной линии.

Наиболее полно оценены критерии управления ,где выделяют пять основных критериев управлении конвейерным транспортом, которые учитывают технические, технологические, организационные и управленческие направления.

1. Обеспечение максимальной вероятности безопасной работы транспорта.

2. Минимизация доли ручных операций в процессе управления.

3. Обеспечение максимальной функциональной надежности. Это возможно за счет сокращения простоев добычных механизмов, связанных с организацией работы транспорта, а также с возникновением неисправностей. Это обеспечивается следующими мероприятиями: контроль за непревышением фактической загрузки конвейера; устранение просыпания угля на конвейере путем контроля за непревышением фактической величины грузопотока; введение регулируемого торможения для снижения аварийности перегрузочных пунктов, имеющие место при остановке конвейерной линии из-за равности времени выбега конвейеров; введение регулируемого запуска конвейеров в линии, сокращающее время запуска.

4. Обеспечение максимальной эксплуатационной надежности конвейеров. Под этим следует понимать максимальное использование конвейеров во времени за счет снижения холостых пробегов ленты и обеспечения непрерывности грузопотоков. Задача решается путем регулирования моментов пуска-останова конвейеров. Кроме того, в это понятие входит максимальное использование конвейеров по производительности путем стабилизации погонной нагрузки и приближения ее к номинальной. Решение задачи возможно двумя путями: использование регулируемого привода и введение усреднительного бункера. При этом объем этого бункера должен быть оптимальным, т.е. позволяющим сглаживать мгновенные пиковые нагрузки и аккумулировать определенную часть груза, и, в то же время, не быть громоздким.

5. Обеспечение минимального расхода материальных ресурсов достигается за счет увеличения срока службы ленты, роликов, футеровки барабанов и других запасных частей, а также снижение потребляемой электроэнергии.

Нетрудно заметить, что эти критерии тесно взаимосвязаны. Так, например, обеспечение минимального расхода материалов исходит из увеличения срока службы отдельных частей конвейера, а это, в свою очередь способствует снижению времени простоев при поломке оборудования, что приводит к увеличению эксплуатационной производительности конвейерной линии. В общем виде указанная задача выбора параметров системы конвейерного транспорта сводится к установлению их рационального соотношения, обеспечивающего наименьшие приведенные затраты на транспортирование при надежной реализации плановой нагрузки на забои. В математической форме функция цели имеет вид:

С ( Ск, Сэ, П, Рг, Рд, Рт, Км, Кс, Ро, Ру) ®min;

Q ( П, Рг, Рд, Рт, Км, Кс, Ро, Ру) ³Q*,

где С - функция приведенных затрат;

Q, Q* - функция суммарной нагрузки на добычной конвейерный участок и её плановая величина;

Ск, Сэ - составляющие приведенных затрат, зависящие от капитальных и эксплуатационных затрат на систему конвейерного транспорта в целом;

П - функция потери добычи по конвейерному добычному участку;

Рг = (Рг₁ , Рг₂ , ... Рг_n ) - совокупность горнотехнических параметров;

Рд = (Рд₁ , Рд₂ , ... Рд_n ) - совокупность параметров добычного оборудования;

Рт=(Рт₁ , Рт₂ ... Рт_n ) - совокупность параметров, характеризующих работу смежных транспортных звеньев;