Науковий вісник НГУ

Обґрунтування параметрів конвеєрної лінії вугільних шахт

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №6 2025

Останнє оновлення: 25 грудня 2025

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 711

Authors:

Є. А. Коровяка, orcid.org/0000-0002-2675-6610, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

T.M. Лубенець, orcid.org/0000-0002-3116-2681, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

Дж. Хаддад, orcid.org/0000-0003-3787-0010, Аль-Балка Прикладний університет, факультет інженерних технологій, кафедра машинобудування, м. Амман, Йорданія

В. О. Расцвєтаєв*, orcid.org/0000-0003-3120-4623, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В. В. Яворська, orcid.org/0000-0002-1639-6818, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2025, (6): 079 - 087

https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-6/079

Abstract:

Мета. Обґрунтування параметрів конвеєрної лінії вугільної шахти із використанням вихідних даних фактичного розподілу випадкового вантажопотоку та з урахуванням впливу швидкості транспортування корисних копалин.

Методика. Проведення комплексного дослідження. Пошук теоретичної моделі розподілу вантажопотоків:

-     опис розподілу фактичного вантажопотоку за допомогою різних індикативних алгебраїчних функцій;

-     аналіз моделей розподілу вантажопотоків за різними критеріями.

Отримання рівняння тертя гнучких тіл, що враховує вплив швидкості руху гнучкого тіла:

-     розв’язання класичної задачі ковзання гнучкого тіла по блоку методом, запропонованим Ейлером, проте з урахуванням нових концепцій тертя тіл і збереження механічної енергії;

-     експериментальне дослідження впливу швидкості конвеєрної стрічки на тягову здатність конвеєра.

Результати. Побудована теоретична модель розподілу випадкового вантажного потоку для конвеєрного транспорту шахти у вигляді алгебраїчної експоненціальної функції з окремо визначеними параметрами зростаючої й спадаючої гілок. Новий перегляд рівняння тертя гнучких тіл обґрунтовано методом, запропонованим Ейлером, проте із застосуванням нових ідей про тертя тіл і збереження механічної енергії, що стали відомими після його висновків, а також з урахуванням відцентрових сил гнучкого тіла. Згідно із дослідженням, сила тяги стрічкового конвеєра збігається із прогнозованою відповідно до нової редакції рівняння тертя гнучких тіл, а прогнозована, згідно із рівнянням Ейлера, сила тертя гнучких тіл має відхилення від 25 % і більше. Вплив швидкості конвеєрної стрічки на зменшення тягової здатності стрічкового конвеєра значно слабший (до 3 разів) порівняно із тим, що передбачає рівняння Ейлера щодо тертя гнучких тіл.

Наукова новизна. Уперше побудована теоретична модель розподілу випадкового вантажопотоку для конвеєрного транспорту шахти у вигляді алгебраїчної експоненціальної функції, зростаючої й спадаючої, гілки якої описуються нормальним законом розподілу випадкової величини з окремо визначеними параметрами. Обґрунтовано новий варіант рівняння тертя гнучких тіл, що долає існуючі невідповідності між законом тертя Ейлера щодо гнучких тіл і загальними законами класичної механіки, а також ураховує вплив відцентрових сил гнучкого тіла.

Практична значимість. Вихідні дані випадкового вантажопотоку, обґрунтовані застосуванням запропонованої теоретичної моделі його розподілу, та нова версія рівняння тертя гнучких тіл позитивно впливають на розрахунок і вибір раціональних параметрів конвеєрної транспортної лінії, сприяють економії електроенергії, а також підвищують ефективність і надійність роботи конвеєрно-транспортної системи шахти.

Ключові слова: шахта, конвеєрна транспортна лінія, розподіл вантажопотоку, тертя гнучкого тіла

References.

1. Belytsky, P. (2017). The improvement of belt conveyor efficiency in mining intensive management. Journal of Donetsk Mining Institute. Series: Mechanical engineering, 2(41), 160-168. https://doi.org/10.31474/1999-981x-2017-2-160-168

2. Kondrakhin, V., Stadnik, N., & Belitsky, P. (2013). Statistical Analysis of Mine Belt Conveyor Operating Parameters. Scientific Papers of Donetsk National Technical University. Series: Mining-Electromechanical, 2(26), 140-150.

3. Khomenko, V., Pashchenko, O., Ratov, B., Kirin, R., Svitlychnyi, S., & Moskalenko, A. (2024). Optimization of the technology of hoisting operations when drilling oil and gas wells. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1348(1), 012008. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1348/1/012008

4. Koroviaka, Ye., Pinka, J., Tymchenko, S., Rastsvietaiev, V., Astakhov, V., & Dmytruk, O. (2020). Elaborating a scheme for mine methane capturing while developing coal gas seams. Mining of Mineral Deposits, 14(3), 21-27. https://doi.org/10.33271/mining14.03.021

5. Pivnyak, G., Bondarenko, V., & Kovalevska, I. (2015). New developments in mining engineering 2015: Theoretical and practical solutions of mineral resources mining, 607. https://doi.org/10.1201/b19901

6. Solak, A., Kalay, E., & Imrak, E. (2018). Constructive Design of a Belt Conveyor for a Coal Mine. International Scientific Journal “Innovations”, (3), 113-115.

7. Korovyaka, Ye., Astakhov, V., & Manukyan, E. (2014). Perspectives of mine methane extraction in conditions of Donets’k gas-coal basin. Progressive Technologies of Coal, Coalbed Methane, and Ores Mining, 311-316. https://doi.org10.1201/b17547-54

8. Gorai, A. K., Kumar, P., & Patel, A. K. (2017). Reliability Analysis of the Main Conveyor System in Underground Coal Mine to Determine the Maintenance Schedules. International Journal of Mining and Mineral Engineering, 8(3), 207. https://doi.org/10.1504/ijmme.2017.085838

9. Huanzhong, W., & Jing-xia, D. (2011). Research on the Reliability of Underground Coal Mine Belt Conveyor System. 2011 Second International Conference on Mechanic Automation and Control Engineering. Wuhan, China: Wuhan Institute of Technology. https://doi.org/10.1109/mace.2011.5988818

10.      Radu, S. M., Popescu, F. D., Andraș, A., & Kertesz (Brînaș), I. (2019). Mining transportation and equipment. ISBN 978-3-330-34503-4. LAP Lambert Academic Publishing.

11.      Monastyirskiy, V. F., Maksyutenko, V. Yu., & Kiriya, R. V. (2010). The efficiency of band conveyers work at mining enterprises. Geo-Technical Mechanics, 88, 185-191.

12.      Kundu, S., & Mukherjee, M. (2016). Study and design of belt conveyor system in coal mines. ISBN 9783659820786. LAP Lambert Academic Publishing.

13.      Lubenets, M., Koroviaka, Y., Rastsvietaiev, V., & Lubenets, T. (2019). Improving operation efficiency of transportation vehicles equipped with a flexible tractive element under conditions of mining enterprises. Paper presented at the E3S Web of Conferences, 01040, 123. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301040

14.      Rosita, N. D. (2023, May 30). Coal transport through the conveyor belt: Literature study of process and supporting factors. Jurnal Sains Teknologi Transportasi Maritim, 5(1), 44-49. https://doi.org/10.51578/j.sitektransmar.v5i1.67

15.      van Etten, M. C. (2017). Application of conveyors in mining industry (Report No. 2016.TEL.8042, supervised by Dr.ir. Y. Pang, 39 pp.). Delft University of Technology, Faculty of Mechanical, Maritime and Materials Engineering.

16.      Alfaqs, F., Haddad, J., Fayyad, S., Koroviaka, Y., & Rastsvietaiev, V. (2020). Effect of Elevated Temperature on Harmonic Interlaminar Shear Stress in Graphite/Epoxy FRP Simply Supported Laminated Thin Plate Using Finite Element Modeling. International Review of Mechanical Engineering, 14(8), 523-533. https://doi.org/10.15866/ireme.v14i8.19468

17.      Lubenets, T. M., Koroviaka, Ye. A., Snigur, V. H., Tkachuk, A. V., & Rastsvietaiev, V. O. (2023). Theoretical Model of Random Freight Flow Distribution in the Conveyor Transport Line of the Coal Mine. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (6), 12-18. https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-6/012

18.      Lubenets, N. A. (2017). Conservation of mechanical energy of a flexible body during friction over a block. Collection of research papers of the National Mining University. Series: Mining machinery and geotechnical mechanics, 50, 194-203.

19.      Mao, Q., Li, S., Hu, X., & Xue, X. (2022). Coal Mine Belt Conveyor Foreign Objects Recognition Method of Improved YOLOv5 Algorithm with Defogging and Deblurring. Energies, 15(24), 9504. https://doi.org/10.3390/en15249504

20.      Nurbanasari, M. (2015). In Situ Damage Assessment on Supporting Structure of Coal Conveyor. Applied Mechanics and Materials, (763), 129-133. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.763.129

21.      Lodewijks, G., Schott, D. L., & Pang, Y. (2011, august 3-4). Energy saving at belt conveyors by speed control. Proceedings of the 16 ^th beltcon conference, 1-10. Retrieved from http://www.beltcon.org.za/docs/B16-12.pdf

22.      Lubenets, M. (2017). Friction of flexible friction effect and general law on friction in operation of transport machines with flexible tie body. Mining of Mineral Deposits, 11(4), 104-110. https://doi.org/10.15407/mining11.04.104

23.      Koroviaka, Ye., & Lubenets, Т. (2017). Substantiation of the method for constructing the diagram of the horizontal belt conveyor tightness. Mining of Mineral Deposits, 11(3), 111-116. https://doi.org/10.15407/mining11.03.111

24.      Yu, L., Wang, F., & Zhang, X.L. (2014). Design of Coal Mine Belt Conveyor Control System Based on OPC Technology. Applied Mechanics and Materials, (614), 191-194. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.614.191

25.      Zhao, P.J., & Zhu, Y. (2014). Design and Application Analysis of Coal Mine Belt Conveyor Automation System. Advanced Materials Research, (1044-1045), 759-762. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.1044-1045.759

26.      Wang, J. X., Xie, H. D., & Wang, Z. D. (2014). Research on Real Time Monitoring System for Coal Mine Belt Conveyor. Advanced Materials Research, (1030-1032), 1527-1532. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.1030-1032.1527

27.      Yu, L., Zhang, X.L., & Wang, F. (2014). Simulation of PID Control of Belt Conveyor System in Coal Mine by an Improved Adaptive Genetic Algorithm. Applied Mechanics and Materials, (614), 215-218. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.614.215

28.      Walker, S. C. (2012, December 2). Mine winding and transport. Advances in Mining Science and Technology. ISBN 9780444430151. [eBook]. Elsevier Science.

29.      Simon, F., Javad, B., & Abbas, B. (2014). Availability Analysis of the Main Conveyor in the Svea Coal Mine. International Journal of Mining Science and Technology, 24(5), 587-591. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2014.07.004

• < Попередня
• Наступна >