Разработка методов оценки надежности гидротехнических систем для технологий обогащения минерального сырья
Гідротехнічні системи технологій збагачення мінеральної сировини проаналізовано як об’єкт теорії надійності, виділено рівні формування надійності, сформульовано критерії надійності, вказано характерні періоди оцінки надійності, а також запропоновано метод розрахунку показників надійності систем, що...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Геотехническая механика |
|---|---|
| Datum: | 2012 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54256 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Разработка методов оценки надежности гидротехнических систем для технологий обогащения минерального сырья / Е.В. Семененко, О.А. Медведева // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 104. — С. 135-146. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859896721113350144 |
|---|---|
| author | Семененко, Е.В. Медведева, О.А. |
| author_facet | Семененко, Е.В. Медведева, О.А. |
| citation_txt | Разработка методов оценки надежности гидротехнических систем для технологий обогащения минерального сырья / Е.В. Семененко, О.А. Медведева // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 104. — С. 135-146. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехническая механика |
| description | Гідротехнічні системи технологій збагачення мінеральної сировини проаналізовано як
об’єкт теорії надійності, виділено рівні формування надійності, сформульовано критерії надійності, вказано характерні періоди оцінки надійності, а також запропоновано метод розрахунку показників надійності систем, що розглядаються, на розрахунковий період.
Hydroengineering systems of mineral concentration technologies were analyzed as an object of
reliability theory, levels of reliability formation were marked out, reliability criterions were
formulated, specific periods of reliability evaluation were indicated, method of calculation of
reliability indexes of systems under consideration for projected period was offered.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:55:04Z |
| format | Article |
| fulltext |
135
23. Бовенко В.Н. Основные положения автоколебательной модели предразрушающего состояния твердых
тел / В.Н. Бовенко // ДАН СССР. – 1986. – Т.286, №5. – С. 1097–1101.
24. Электромагнитное излучение горной породы в условиях взрывного нагружения / [М.Б. Гохберг,
И.Л. Гуфельд, О.В. Козырева и др.] // ДАН СССР. – 1987. – Т.295, № 2. – С. 321–325.
25. Бовенко В.Н. Связь автоакустической эмиссии с предразрушающим состоянием кристалла / В.Н. Бо-
венко // ДАН СССР. – 1983. – Т.271, №5. – С. 1086–1090.
26. Исаков А.Л. О механизме разрушения кристаллов при взрывном воздействии / А.Л. Исаков, В.Н. Бело-
бородов // Физ.-техн. пробл. разраб. полезн. ископ. – 1991. – № 5. – С. 47–56.
27. Ефремов Э.И. О механизме измельчения взрывом многокомпонентных твердых сред с включениями
зерен минералов / Э.И. Ефремов, В.А. Никифорова, А.И. Сердюк // Высокоэнергетическая обработка матери а-
лов. – Днепропетровск: ГГАУ, 1995. – С. 74–79.
УДК 622.648.24 – 192:622.7.06
Д-р техн. наук Е.В. Семененко,
канд. техн. наук О.А. Медведева
(ИГТМ НАН Украины)
РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ
ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЙ ОБОГАЩЕНИЯ
МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Гідротехнічні системи технологій збагачення мінеральної сировини проаналізовано як
об’єкт теорії надійності, виділено рівні формування надійності, сформульовано критерії надій-
ності, вказано характерні періоди оцінки надійності, а також запропоновано метод розрахунку
показників надійності систем, що розглядаються, на розрахунковий період.
ELABORATION OF METHODS OF RELIABILITY EVALUATION
OF HYDROENGINEERING SYSTEMS FOR MINERAL
CONCENTRATION TECHNOLOGIES
Hydroengineering systems of mineral concentration technologies were analyzed as an object of
reliability theory, levels of reliability formation were marked out, reliability criterions were
formulated, specific periods of reliability evaluation were indicated, method of calculation of
reliability indexes of systems under consideration for projected period was offered.
В настоящий момент надежность технологических систем и технических
средств представляет отдельную отрасль научных знаний, для которой суще-
ствуют характерные методы и приемы, определены понятия и принципы, сфор-
мулированы критерии и теоремы, признанные классическими и имеющие уни-
версальный характер [4 – 10].
Именно поэтому при рассмотрении вопросов надежности конкретного объ-
екта всегда является первостепенным и наиболее важным следующее: опреде-
ление места этого объекта в сложившейся системе понятий и принципов теории
надежности; характеристика его как объекта теории надежности; обоснование
показателей и уровней надежности; описание методов расчета и оценки показа-
телей надежности; выбор в жизненном цикле объекта этапов оценки, формиро-
вания и обеспечения надежности.
Объект исследования – эффективность и надежность гидротехнических си-
стем технологий обогащения минерального сырья.
Цель работы – разработка методов оценки надежности гидротехнических си-
136
стем для технологий обогащения минерального сырья.
Гидротехнические системы технологий обогащения минерального сырья
(ГСТОМС), с точки зрения теории надежности, являются сложными объектами,
с соответствующей иерархией, включающими в себя в качестве подсистем:
гидротранспортные комплексы; установки оборотного водоснабжения; добыч-
ные технологические комплексы; хранилища отходов (ХО) обогащения; водо-
хранилища; обогатительные фабрики (ОФ); систему отведения отходов обога-
щения; систему складирования отходов обогащения.
Таким образом, надежность ГСТОМС, наиболее правильно оценивать со-
гласно принципам и методам оценки надежности технологических систем, со-
гласно соответствующим нормативным документам [7 – 10]. В этом случае
надежность ГСТОМС определяется как надежность сложных технологических
систем на разных уровнях и по различным показателям [8, 9]. При этом руко-
водствуются известными нормативными документами [7, 10], принципами и
правилами системного подхода, требованиями экологической безопасности и
охраны труда, а также существующими отраслевыми нормами и условиями
технологических регламентов.
С учетом сформулированных принципов надежности иерархия ГСТОМС
может быть представлена в следующем виде:
верхний уровень надежности – надежность ГСТОМС как технологиче-
ской системы, которая характеризуется показателями надежности по качеству
готовой продукции и показателями надежности по объему производства [8, 9];
нижний уровень надежности – надежность элементов ГСТОМС как тех-
нических средств и технологического оборудования, которая характеризуется
показателями безотказности, работоспособности и ремонтопригодности, а так-
же комплексными показателями надежности каждого элемента технологиче-
ской системы [4– 6].
Надежность ГСТОМС на нижнем уровне обеспечивается надежностью
установленного оборудования, выбором системы планово-предупредительных
ремонтов и обеспечивается силами ремонтных бригад и служб технического
обслуживания. Этот уровень достаточно хорошо изучен в отечественной и ми-
ровой практике.
В данной работе рассматривается надежность ГСТОМС на верхнем уровне,
на котором она обеспечивается согласованностью параметров и режимов рабо-
ты элементов технологической системы, а также потенциальной возможностью
эксплуатации технологий, используемых в подсистемах, в сложившихся техно-
логических, экономических и экологических условиях.
В отличие от традиционного подхода к большему числу технологических
систем, для которых надежность закладывается на этапе проектирования, а
обеспечивается и поддерживается на стадии эксплуатации, надежность
ГСТОМС закладывается как на этапе проектирования, так, и в процессе эксплу-
атации. Это обусловлено следующими факторами: длительностью периода экс-
плуатации ГСТОМС; существенной разницей в ресурсах элементов ГСТОМС;
периодическими изменениями параметров ГСТОМС, определяющих функцио-
137
нальную надежность; возможными вариациями параметров и режимов работы
элементов и подсистем ГСТОМС между периодическими изменениями основ-
ных параметров.
Наиболее яркими примерами таких изменений и таких параметров являются
[2]: периодическое изменение длин магистралей гидротранспортного комплекса
в результате переноса головной пульпонасосной станции (ПНС) вслед за фрон-
том горных работ; изменение количества ПНС и их мест размещения на маги-
страли; начала новой карты намыва на данной геодезической отметке ХО; пе-
реход складирования отходов на новую геодезическую отметку дамбы храни-
лища; реорганизация системы отведения отходов за счет установки других насо-
сов; внедрение системы сгущения пульп на ОФ; модернизация системы обо-
ротного водоснабжения путем включения бустерных насосов; ввод в эксплуа-
тацию узла предварительного обогащения.
Отличительной особенностью изменений основных параметров ГСТОМС яв-
ляются существенные капитальные затраты соответствующих элементов систе-
мы. Между периодическими изменениями основных параметров капитальные
затраты отсутствуют или же минимальны, доминирующими в этот период явля-
ются эксплуатационные затраты. В процессе же изменения основных парамет-
ров, эксплуатационные затраты минимальны, пренебрежимо малы по сравнению
с капитальными затратами, поскольку в этот период элемент системы не функ-
ционирует.
Из вышеприведенного очевидно, что уровень надежности ГСТОМС может
оцениваться на разных этапах жизненного цикла. Отличительной особенностью
рассматриваемого объекта является «тотальная» зависимость уровня надежно-
сти от основных параметров. В процессе эксплуатации надежность ГСТОМС
может оцениваться средствами мониторинга, по данным технологического и
коммерческого учета, а также на основе результатов анализов записей в журна-
лах учета соответствующих служб. Однако эта оценка будет справедливой
только в границах соответствующего изменения основных параметров
ГСТОМС. При очередном изменении, которое неизбежно происходит по за-
вершению периода, справедливость полученных показателей и оценок надеж-
ности необходимо обосновывать, уточнять или же их нужно определять заново.
С учетом этого, а также согласно известных требований и формулировок
нормативных документов по надежности технологических систем [7 – 10],
надежность ГСТОМС прежде всего определяется вероятностью выполнения за-
каза в течение оговоренного времени, то есть – поставки на склад заданного объ-
ема концентрата с характеристиками, соответствующими существующим техни-
ческим нормам, при условии, что основные параметры ГСТОМС не изменяются,
полученные в результате этого объемы твердых и жидких отходов обогащения
могут быть складированы в хранилище без нарушения существующих экологи-
ческих норм и правил, а также без нарушения режима работы системы оборотно-
го водоснабжения.
Требования надежности для ГСТОМС могут быть ужесточены условиями,
чтобы при выполнении указанного события эксплуатационные и капитальные
138
затраты не превысили регламентированных значений.
Поскольку подсистемы ГСТОМС, указанные в формулировке, иерархически
соединены последовательно, то вероятность выполнения заказа выражается че-
рез вероятности выполнения технологического задания соответствующих под-
систем по формуле:
654321 PPPPPPP , (1)
где 1P – вероятность получения ОФ заданного объема концентрата с характери-
стиками, соответствующими существующим техническим нормам; 2P – веро-
ятность того, что полученный объем отходов поместится в ХО; 3P – вероят-
ность осветления заданного объема оборотной воды; 4P – вероятность сгуще-
ния заданного объема отходов; 5P – вероятность обеспечения гидротранспорт-
ным комплексом требуемой производительности по пульпе и твердому матери-
алу; 6P – вероятность обеспечения системой оборотного водоснабжения требу-
емой подачи требуемого объема воды.
Вероятность получения ОФ заданного объема концентрата с характеристи-
ками, соответствующими существующим техническим нормам, определяется
зависимостью сепарационной характеристики ОФ от объема поступающих ис-
ходных песков, объемной доли в них ценного компонента, а также объемным
расходом оборотной воды [1, 2]. При этом для рассматриваемых параметров
устанавливаются интервалы изменения, внутри которых вероятность 1P остает-
ся выше требуемой величины:
000 ; TTT QQQ ; WvwW QQQQQ 0 , (2)
где 0 – минимально допустимое значение объемной доли минералов в ис-
ходных песках; 0 – объемная доля минералов в исходных песках; 0 – мак-
симально допустимое значение объемной доли минералов в исходных песках;
TQ – минимально допустимое значение объемной подачи исходных песков на
ОФ; TQ – объемная подача исходных песков на ОФ; TQ – максимально допу-
стимое значение объемной подачи исходных песков на ОФ; WQ – минимально
допустимое значение расхода воды, подаваемой на ОФ; wQ – расход воды, пода-
ваемой в технологию вместе с исходными песками; 0Q – расход воды, отбирае-
мой из водохранилища в ОФ; vQ – расход воды, подаваемой на ОФ из других
источников; WQ – максимально допустимое значение расхода воды, подаваемой
на ОФ.
Величина расхода vQ для условий ОФ, перерабатывающих руды черных и
редкоземельных металлов, а также полиметаллические россыпи, может быть
принята пропорциональной суммарному расходу воды, подаваемой в техноло-
139
гию вместе с исходными песками и из водохранилища:
0
QQbQ
wv
, (3)
где b – коэффициент пропорциональности ( 1b ).
С учетом выражения (3), получим неравенство в виде:
WwW QQQbQ 01 . (4)
Вероятность того, что полученный объем отходов поместится в ХО, опреде-
ляется соотношением доступного объема хранилища и суммарного объема
складирования отходов за рассматриваемый период. С учетом рассмотренных в
[1] моделей систем «ОФ – ХО» это условие может быть записано в следующем
виде:
WHS HkH ; WW HH ; (5)
T
0
TT
T
0
W
00
T
0
ww
H
0
w dttQAdttQAdttQAdzzF
W
; (6)
T
0
T
H
0
S dttQ
m
1
dzzF
S
. (7)
где SH – высота текущего дна ХО, границы раздела между твердой и жидкой
фазами; Hk – коэффициент, учитывающий наличие слоя воды на дном ХО,
предотвращающего унос ветром пылеватых и глинистых фракций; WH – теку-
щая высота зеркала воды; WH – допустимая высота зеркала воды; T – теку-
щий период эксплуатации; W
0Q – объем отбираемой из ХО осветленной воды; t
– время; m – пористость отходов обогащения после укладки в ХО; zFS –
функция, описывающая зависимость текущей площади поперечного сечения ХО,
занятого твердой фракций от высоты зеркала воды; zFw – функция, описыва-
ющая зависимость текущей площади поперечного сечения ХО, занятого жидкой
фракций от высоты зеркала воды; Tw AAA ,, 0 – коэффициенты, определяемые
типом ОФ и ХО; z – высота зеркала воды.
Вероятность осветления заданного объема оборотной воды определяется
скоростью осаждения твердых частиц, превышением уровня осветленной воды
над уровнем борта перелива, а также обеспечением безопасности эксплуатации
ХО и гарантией предотвращения его разрушения при эксплуатационном пере-
ливе отстойного пруда.
Для каждой отметки верха дамбы ХО это возможно, если выполняется сле-
дующая система неравенств:
140
WHS HHH ; HHS HkH ; WHH HkH ; HS
L
0 s
s HHdx
xv
xw
, (8)
где HH – геодезический уровень борта перелива; Hk – коэффициент, допусти-
мое превышение уровня борта перелива над геодезической отметкой дна ХО;
Hk – коэффициент, допустимое превышение текущей высоты зеркала воды в
ХО над уровнем борта перелива; L – расстояние от точки сброса пульпы до
борта перелива; sw – разница гидравлической крупности твердых частиц и вер-
тикальной скорости воды; sv – скорость твердых частиц в горизонтальном
направлении; x – текущая координата.
В общем случае рассматривается система дифференциальных уравнений,
аналогичная математической модели течения гидросмеси в вертикальном сгу-
стителе гравитационного типа со слоем перелива.
Исходя из общей концепции безопасной эксплуатации гидроотвалов [11],
складирование отходов обогащения путем их намыва на пляж должно осу-
ществляться при обеспечении на протяжении всей эксплуатации требуемого
превышения гребня намывной дамбы хранилища над уровнем воды отстойного
пруда и необходимой ширины пляжа. При этом обеспечивается безопасностью
эксплуатации хранилища и гарантируется его целостность при эксплуатацион-
ном переливе отстойного пруда, который может производить недопустимое за-
грязнение окружающей среды [11]:
HH ; LL , (9)
где H – текущее превышение гребня намывной дамбы ХО над уровнем воды
отстойного пруда; H – допустимая величина превышения гребня намывной
дамбы ХО над уровнем воды отстойного пруда; L – текущая ширина пляжа;
L – допустимая величина ширины намываемого пляжа ХО.
Величины H и L являются контрольными величинами, определяемыми
расчетным путем. Эти величины являются технологическими критериями
оценки безопасности эксплуатации ХО, так как они формируются в процессе
укладки хвостов и свойствами хвостовой пульпы, транспортируемой к месту
укладки. Таким образом, надежность процесса укладки отходов обогащения ха-
рактеризуется следующими коэффициентами:
H
H
kh ;
L
L
kl . (10)
Вероятность сгущения заданного объема отходов определяется технологи-
ческими характеристиками узла сгущения, которые характеризуются свойства-
ми твердых частиц и их объемным расходом, объемом подаваемой с пульпой
жидкости, а также технологическими требованиями к узлу. Технологические
141
характеристики узла сгущения комплексно учитывают степень сгущения пуль-
пы отводимой с ОФ ( ), а технологические требования, могут быть сформули-
рованы в виде одного из следующих условий: обеспечение возврата в техноло-
гию требуемого объема оборотной воды; ограничение объема воды, подаваемой
в ХО; ограничение объема пульпы, подаваемой в ХО; обеспечение объемной
расходной концентрации пульпы, подаваемой в ХО.
В некоторых случаях к работе узла сгущения предъявляются одновременно
несколько из вышеперечисленных технологических требований.
Необходимость обеспечения возврата в технологию требуемого объема обо-
ротной воды может быть сформулирована в виде следующего неравенства:
WQkQ , (11)
где Q – объем воды, направляемой на ОФ после сгущения отходов обогащения; WQ
– суммарный объем воды, направляемый на ОФ; k – коэффициент, показываю-
щий какую долю от объема воды, подаваемой на ОФ, компенсирует узел сгу-
щения.
При ограничении объема воды, подаваемой в ХО, рассматривается условие:
W
W
X QkQ 1 , (12)
где W
XQ – объем воды, поступающей в ХО после сгущения пульпы.
Ограничение объема пульпы, подаваемой в ХО, выражается в следующем виде:
QQX , (13)
где XQ – расход пульпы, поступающей в ХО после сгущения; Q – допусти-
мый по нормам укладки отходов и правилам эксплуатации хранилища, расход
пульпы, поступающей в ХО после сгущения.
В случае, когда технологические требования накладываются на объемную
расходную концентрацию пульпы, подаваемой в ХО, то рассматривается усло-
вие в виде неравенства:
P
X
P CC , (14)
где
X
PC – объемная расходная концентрация пульпы, поступающей в ХО после
сгущения; PC – минимально допустимая объемная расходная концентрация
пульпы, поступающей в ХО после сгущения.
Вероятность обеспечения гидротранспортным комплексом требуемой про-
изводительности по пульпе и твердому материалу определяется близостью ра-
бочей точки гидротранспортной установки при перекачивании гидросмеси за-
данной концентрации к требуемой подаче пульпы:
142
Q
P
P
Q
QQ
; G
P
PTT
G
GQ
, (15)
где Q – текущий объемный расход пульпы на ОФ; PQ – регламентированный
объемный расход пульпы на ОФ; Q – допустимое относительное отклонение
объемного расхода пульпы, поступающего на ОФ, от регламентированного
значения; PG – регламентированный грузопоток исходных песков на ОФ; T –
плотность исходных песков, т/м
3
; G – допустимое относительное отклонение
грузопотока исходных песков на ОФ от регламентированного значения.
Неравенство (15), согласуется с условиями (11) и (12), требует ограничения
рабочей точки системы областью, находящейся между вертикальными линиями,
проходящими через соответствующие расходы, и кривыми расходно-напорной
характеристики (РНХ) магистрали при граничных значениях длины и геодезиче-
ского перепада [2]. Для выполнения поставленного условия суммарная РНХ
насосов должна пересекать полученную область в ее средней трети [2].
Вероятность обеспечения системой оборотного водоснабжения требуемой
подачи требуемого объема воды, при условии осветления достаточного ее объ-
ема в существующей системе очистки, определяется близостью рабочей точки
насосной установки оборотного водоснабжения в заданном диапазоне измене-
ния длины и геодезического перепада магистрали:
W
w QQb
W
01
1 , (16)
где W – текущая производительность насосной установки системы оборотного
водоснабжения; W – допустимое относительное отклонение производительно-
сти насосной установки системы оборотного водоснабжения от регламентирован-
ного значения.
Неравенство (16), согласуется с условием (4), требует ограничения рабочей
точки насосной установки областью, находящейся между вертикальными лини-
ями, проходящими через соответствующие расходы, и кривыми РНХ магистра-
ли при граничных значениях длины и геодезического перепада. Для выполне-
ния поставленного условия суммарная РНХ насосов должна пересекать полу-
ченную область в ее средней трети [2].
Наиболее часто оценка надежности ГСТОМС производится при изменении
основных параметров, что обусловлено необходимостью обоснования модерни-
зации оборудования или его замены. В некоторых случаях одновременно с этим
выполняют оценку надежности ГСТОМС в период между изменениями основ-
ных параметров, что обусловлено планированием работы системы и прогнозам
по необходимости модернизации оборудования на период до следующего из-
менения основных параметров. В редких случаях, при разработке технико-
143
экономического обоснования, бизнес-плана или инвестиционного проекта осу-
ществляется оценка надежности ГСТОМС за весь период эксплуатации. При
этом предполагается, что завершению периода эксплуатации, или отработки
месторождения, закончатся сроки эксплуатации ХО и ОФ, или будет начата
разработка техногенного месторождения, сформированного из отходов обога-
щения разрабатываемых полезных ископаемых.
Фонд рабочего времени для ОФ в течение периода оценки надежности, с
учетом планово-предупредительных и восстановительных ремонтов, а также
простоев, может быть рассчитан пропорционально общему числу часов работы
за период оценки с использованием некоторых показателей надежности:
TKk1T ГOQ ;
T
T
k O
O , (17)
где QT – количество часто в работы ОФ за период оценки; Ok – коэффициент,
учитывающий простои ОФ; ГK – коэффициент готовности технологии обога-
щения; T – общее количество часов работы за период оценки.
С учетом выражения (17) и требуемого за период оценки объема товарного
концентрата заданного качества, часовая производительность ОФ по концен-
трату рассчитывается по формуле:
TKk1
Q
Q
ГO
A
K , (18)
где AQ – требуемый за период оценки объем товарного концентрата.
Учитывая требования (2), накладываемые на величину KQ , которые можно
записать в виде двойного неравенства:
IIKI QQQ , (19)
позволяющего оценить допустимые интервалы изменения показателей надеж-
ности и суммарной наработке ОФ:
IO
A
Г
IIO
A
TQk1
Q
K
TQk1
Q
; (20)
Г
Г
II
A
OQ
Г
Г
I
A
O
K1
K
Q
Q
TTT
K1
K
Q
Q
TT . (21)
Для обеспечения требуемой производительности ОФ по товарному концен-
трату на обогатительное производство необходимо подавать следующие расхо-
ды исходных песков и воды:
144
K
T
Q
Q ; KW qQQ , (22)
где q – удельный расход воды на переработку одного метра кубического то-
варного концентрата.
Часть воды поступает на ОФ вместе с пульпой, а часть добавляется в техно-
логический процесс непосредственно из водохранилища или же после сгуще-
ния отходов обогащения:
Kw qQw1Q ; K0 wqQQ . (23)
С учетом формул (22), (23) оборудование гидротранспортной установки за
период оценки будет перекачивать следующий объем гидросмеси
KQqw1
1
Q . (24)
При этом в течение периода оценки оборудование гидротранспортной уста-
новки и установки оборотного водоснабжения должно будет выработать соот-
ветствующее количество ресурсов
G
Q
qw1
1
n A
G ;
0
A
w
G
Q
wqn , (25)
где Gn – количество ресурсов, которые необходимо выработать оборудованию
гидротранспортной установки за период оценки; G – ресурсов оборудования
гидротранспортной установки; wn – количество ресурсов, которые необходимо
выработать оборудованию установки оборотного водоснабжения за период
оценки; 0G – ресурсов оборудования установки оборотного водоснабжения.
Не трудно показать, что для рассматриваемых условий наработка часов обо-
рудования гидротранспортной установки и установки оборотного водоснабже-
ния будут рассчитываться по соответствующим формулам:
T
K
Q
G
qw11
11
Kk1
t
Г
A
ГO
G ; T
K
Q
W
wq
1
11
Kk1
t
Г
A
ГO
V , (26)
где Gt – межремонтная наработка оборудования гидротранспортной установки; Ok
– коэффициент, учитывающий простои оборудования гидротранспортной уста-
новки; ГK – коэффициент готовности технологии оборудования гидротранс-
145
портной установки; Vt – межремонтная наработка оборудования установки
оборотного водоснабжения; Ok – коэффициент, учитывающий простои обору-
дования установки оборотного водоснабжения; ГK – коэффициент готовности
оборудования установки оборотного водоснабжения.
Зная межремонтные наработки оборудования (26), значения вероятности
безаварийной работы при условии G -% ресурса элементов ГСТОМС вычис-
ляются в соответствии с принятым для рассматриваемых объектов закона рас-
пределения [6, 11]:
GG 1tP . VV 1tP . (27)
Зависимости (22) – (24) позволяют определить значения SH и WH , входя-
щие в критериальные условия надежности складирования отходов обогащения
(5), а также в неравенство (8), определяющее надежность осветления заданного
объема оборотной воды как корни следующих интегральных уравнений:
K
2
H
0
w Q1
m
m1
wqqw1b1dzzF
W
; (28)
K
H
0
S Q
m
1
dzzF
S
, (29)
где – влажность концентратов, поступающих на сушку.
Надежность работы узла сгущения пульпы обеспечивается выбором соот-
ветствующего уровня резервирования.
Таким образом, впервые гидротехнические системы технологий обогащения
минерального сырья проанализированы как объект теории надежности, выделены
уровни формирования надежности, сформулированы критерии надежности, ука-
заны характерные периоды оценки надежности, а также предложен метод расчета
показателей надежности рассматриваемых систем на расчетный период.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Булат, А.Ф. Модели элементов гидротехнических систем горных предприятий: Монография / А.Ф. Булат,
О.В. Витушко, Е.В. Семененко; Ин-т геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины. – Днепропетровск:
Герда, 2010. – 216 с.
2. Семененко, Е.В. Научные основы технологий гидромеханизации открытой разработки титан -цирконовых рос-
сыпей / Е.В. Семененко – К.: Наукова думка, 2011. – 231 с.
3. Головачев, Н.В. Обоснование технического обслуживания и ремонта оборудования для повышения эф-
фективности эксплуатации системы гидротранспорта на горных предприятиях: дисс. … кандидата техн. наук:
05.05.06 / Н.В. Головачев − Санкт-Петербург, 2010. – 136 с.
4. Гаркушин, Ю.К. Надежность и эффективность оборудования углеобогатительных фабрик /
Ю.К. Гаркушин, В.В. Смирнов. – Днепропетровск: Полiграфiст, 1999. – 182 с.
5. Болошин, Н.Н. Надежность работы технологических узлов и оборудования обогатительных фабрик /
Н.Н. Болошин, В.И. Гашичев. – М.: Недра, 1974. – 137 с.
6. Надежность напорных гидротранспортных систем / А.И. Борохович, Л.И. Махарадзе, М.Т. Куция,
Т.Ш. Гочиташвили. – Красноярск: Изд-во Красноярского ун-та, 1992. – 224 с.
146
7. ГОСТ 27.004-85. Надежность в технике. Системы технологические. Термины и определения. – Взамен
ГОСТ 22954-78; Введ. 01.07.86. – М.: Изд-во стандартов, 1985. – 11 с.
8. ГОСТ 27.204-83. Надежность в технике. Технологические системы. Технические требования к методам
оценки надежности по параметрам производительности. – Введ. впервые; Введ. 01.01.85. – М.: Изд-во стандар-
тов, 1984. – 38 с.
9. ГОСТ 27.202-83. Надежность в технике. Технологические системы. Методы оценки надежности по па-
раметрам качества изготавливаемой продукции. – Взамен ГОСТ 23641-79, ГОСТ 16467-70, ГОСТ 16.304-74,
ГОСТ 16.305-74, ГОСТ 16.306-74; Введ.01.07.84. – М.: Изд-во стандартов, 1984. – 52 с.
10. ДСТУ 2862-94. Надійність техніки. Методи розрахунку показників надійності. Загальні вимоги. – Чинний від.
01.01.1996. – Київ: Держстандарт України, 1995. – 40 с.
11. Докукин, В.П. Повышение эффективности эксплуатации систем трубопроводного гидротранспорта /
В.П. Докукин. – Санкт-Петербург: СПГГИ(ТУ), 2005. – 105 с.
УДК 622.647.2
Д-р техн. наук В.Ф. Монастырский,
канд. техн. наук Р.В. Кирия,
инженеры А.Н. Смирнов, Т.Ф. Мищенко
(ИГТМ НАН Украины)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ УСИЛИЙ ПРИ
ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ГРУЗОПОТОКА С РОЛИКООПОРАМИ
ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ УГОЛЬНЫХ ШАХТ
Розроблено математичну модель взаємодії вантажу з роликоопорами стрічкового кон-
веєра різної конструкції. Визначено коефіцієнт динамічності при взаємодії крупних шматків
вантажу з роликоопорами. Проведено аналіз залежності коефіцієнта динамічності від швид-
кості стрічки, параметрів роликоопор, конвеєра та вантажу.
BULK AND ROLLER SUPPORTS DYNAMIC EFFORTS
INTERACTIONS OBTAINING FOR MINE BELT CONVEYER
Bulk material interaction with a different belt conveyer construction roller supports
mathematical model are proposed. Dynamic factor in large fraction bulk material and roller
supports interaction is obtained. Dynamic factor vs belt velocity, roller support, bulk material and
conveyer parameters dependents had analysed.
При транспортировании горной массы подземными ленточными конвейе-
рами угольных шахт вследствие взаимодействия грузопотока с роликоопорами
возникают динамические усилия, разрушающие роликоопоры и уменьшающие
срок службы роликов.
Задачей взаимодействия грузопотока с роликоопорами ленточных конвейе-
ров занимались многие исследователи [1–5]. В этих работах рассматривались
задачи взаимодействия крупных кусков груза с роликоопорами мощных лен-
точных конвейеров с натяжением ленто S > 10 кН. Авторами предполагалось,
что динамические усилия при взаимодействии крупных кусков груза с ролико-
опорами связаны с прогибом ролика [1] или с сжатием конвейерной ленты [2].
При этом оказалось, что динамические усилия не зависят от натяжения ленты
конвейера, что противоречит результатам экспериментальных исследований.
В работах [3, 4] предполагалось, что из-за разности направления скоростей
центра тяжести крупных кусков груза и ленты в момент взаимодействия с ро-
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-54256 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:55:04Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Семененко, Е.В. Медведева, О.А. 2014-01-30T23:07:43Z 2014-01-30T23:07:43Z 2012 Разработка методов оценки надежности гидротехнических систем для технологий обогащения минерального сырья / Е.В. Семененко, О.А. Медведева // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 104. — С. 135-146. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54256 622.648.24 – 192:622.7.06 Гідротехнічні системи технологій збагачення мінеральної сировини проаналізовано як об’єкт теорії надійності, виділено рівні формування надійності, сформульовано критерії надійності, вказано характерні періоди оцінки надійності, а також запропоновано метод розрахунку показників надійності систем, що розглядаються, на розрахунковий період. Hydroengineering systems of mineral concentration technologies were analyzed as an object of reliability theory, levels of reliability formation were marked out, reliability criterions were formulated, specific periods of reliability evaluation were indicated, method of calculation of reliability indexes of systems under consideration for projected period was offered. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Разработка методов оценки надежности гидротехнических систем для технологий обогащения минерального сырья Elaboration of methods of reliability evaluation of hydroengineering systems for mineral concentration technologies Elaboration of methods of reliability evaluation of hydroengineering systems for mineral concentration technologies Article published earlier |
| spellingShingle | Разработка методов оценки надежности гидротехнических систем для технологий обогащения минерального сырья Семененко, Е.В. Медведева, О.А. |
| title | Разработка методов оценки надежности гидротехнических систем для технологий обогащения минерального сырья |
| title_alt | Elaboration of methods of reliability evaluation of hydroengineering systems for mineral concentration technologies Elaboration of methods of reliability evaluation of hydroengineering systems for mineral concentration technologies |
| title_full | Разработка методов оценки надежности гидротехнических систем для технологий обогащения минерального сырья |
| title_fullStr | Разработка методов оценки надежности гидротехнических систем для технологий обогащения минерального сырья |
| title_full_unstemmed | Разработка методов оценки надежности гидротехнических систем для технологий обогащения минерального сырья |
| title_short | Разработка методов оценки надежности гидротехнических систем для технологий обогащения минерального сырья |
| title_sort | разработка методов оценки надежности гидротехнических систем для технологий обогащения минерального сырья |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54256 |
| work_keys_str_mv | AT semenenkoev razrabotkametodovocenkinadežnostigidrotehničeskihsistemdlâtehnologiiobogaŝeniâmineralʹnogosyrʹâ AT medvedevaoa razrabotkametodovocenkinadežnostigidrotehničeskihsistemdlâtehnologiiobogaŝeniâmineralʹnogosyrʹâ AT semenenkoev elaborationofmethodsofreliabilityevaluationofhydroengineeringsystemsformineralconcentrationtechnologies AT medvedevaoa elaborationofmethodsofreliabilityevaluationofhydroengineeringsystemsformineralconcentrationtechnologies |