ИНСТРУКЦИЯ* НО ПРИМЕНЕН!^ (ШДШШЗИРСВАШОЙ ПРОГРАММЫ П КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ" ПРИ ПР(ЖГИРОВАНДО УГОЛЬНЫХ ШАХТ

МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР АКАДЕМИЯ НАУК СССР ОРЛЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕЗОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУЛОЗОГО КРАСНОГО ЗШЕНИ ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА им. А.А.СКОЧИНСКОГО 3.0. "С023ШАХТОПРОЕКТ"

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ

угольной промышленности "центрогипрошахг

УТВЕРЖДАЮ:    УТВЕРЖДАЮ:

Заместитель начальника    Главный инженер

Технического управления    3.0. Союзшахтопроект

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ ПРОГРАММ "КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ" ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Москва, 1983

Массив исходных данных вводится с перфокарт.

Результат счета и выбора распечатывается на АЦПУ с указанием следующих величин:

-    длина участка, м;

-    рекомендуемый тип конвейера;

-    суммарная мощность привода, кВт;

-    скорость конвейера, м/с;

-    принятая в расчете скорость конвейера, м/с;

-    допустимая длина конвейера к установке, м;

-    приемная способность конвейера, т/мин;

-    максимальное значение грузопотока, т/мин;

-    допустимая длина конвейера при заданной длине участка, т/ч;

-    ожидаемая эксплуатационная нагрузка, т/ч;

-    коэффициент использования конвейера по приемной способности;

-    коэффициент использования конвейера по производительности.

Работа программы автоматизированного выбора типов конвейеров базируется на результатах отработки программы имитационной модели и осуществляется при работе программы " Конвейерный транспорт” в первом режиме.

2.2. Общая структура и основные принципы построения программы "Конвейерный транспорт"

Основой программы "Конвейерный транспорт" является разработанная в ИГД им. А.А.Скочинского имитационная модель, обеспечивающая высокую адекватность процесса моделирования реальным транспортным процессам и за счет этого необходимую досто-

верность определения параметров технологических схем конвейерного транспорта.

Структура программы имитационной модели (TRANS) содержит ряд функциональных блоков, имитирующих следующие процессы:

-    поступления грузопотоков из очистных и подготовительных забоев;

-    загрузки конвейерной системы;

-    транспортирования груза по ковейерам;

-    прохождения грузопотоков через бункеры различного технологического назначения;

-    перегрузки между отдельными звеньями конвейерной системы;

-    управления конвейерной системой.

Координация работы функциональных блоков осуществляется специальным организующим блоком модели. Моделирование процесса поступления грузопотоков из очистных забоев производится путем генерирования случайных значений грузопотоков с учетом конкретных горнотехнических показателей работы забоев, применяемой технологии выемки угля, а также случайных и регламентированных перерывов в работе забоев.

Программа позволяет моделировать процесс поступления грузопотоков из очистных забоев с комбайновой и струговой выемкой, а также из подготовительных забоев. Генерирование случайных значений грузопотоков на машинном времени работы забоев осуществляется исходя из нормального закона их распределения с учетом автокорреляционной связи между значениями грузопотоков в различные моменты времени. Для генериро-

вания случайных периодов поступления и отсутствия груза из забоев используется экспоненциальный закон. Принятые в модели закономерности подтверждаются результатами статистических исследований грузопотоков, полученных в действующих очистных забоях.

Выбор шага моделирования Т осуществляется из условия, что его величина не должна превышать время корреляции грузопотока, которое для высокопроизводительных забоев составляет 2-3 мин. Нижний предел для Т должен устанавливаться в зависимости от требуемой точности расчетов. Однако, исследования показали, что на интервалах меньших чем 30 сек. грузопотоки не подчиняются нормальному закону. Анализ непрерывных реализаций грузопотоков, полученных непосредственными замерами в действующих очистных забоях, показал, что значения максимальных грузопотоков, определенных при интервалах менее 30 сек. превышают значения полученных при минутных интервалах на 1-10^, причем вероятность появления этих превышений очень мала и колеблется в пределах 0,002-0,007. Разброс значений эксплуатационных нагрузок конвейеров, определенных при интервалах 5 сек, 30 сек.,

60 сек. не превышает 1%. Учитывая это, шаг моделирования принят равным I мин.

Для имитации функционирования конвейерных систем непрерывный процесс транспортирования приведен к дискретному виду. В связи с этим конвейерная система в модели представлена последовательностью переменных (ячеек памяти ЭВМ), характеризующих изменение состояния ее отдельных звеньев (либо отдельных участков звеньев) в зависимости от поступающих грузопотоков. Моделирование процесса перемещения случайных значений грузопотоков из забоя позволяет определить ожидаемые, при заданных показа-

телях работы забоев, нагрузки на конвейеры или транспортные выработки.

Для имитации процесса прохождения грузопотоков через бункеры в работе приведена универсальная модель, представляющая собой систему логических соотношений, разработанную на основе классификации бункеров по трем признакам: технологическому назначению (аккумулирующие, усредняющие), способу прохождения угля через бункеры (сквозные, обходные) и техническому исполнению (горные бункеры, бункер-конвейеры). Моделирование процесса перегрузки между звеньями конвейерной системы осуществляется посредством имитации работы перегрузочных пунктов. Для имитации процесса управления конвейерной системой разработан алгоритм, имитирующий случайные отказы конвейеров и функции существующей аппаратуры автоматизации конвейерных линий.

Основным достоинством предложенной структуры модели и принципов имитации звеньев конвейерных систем является возможность определения параметров технологических схем конвейерного транспорта прямым путем, без формализации и вычисления вероятностных характеристик грузопотоков, что позволяет исключить погрешности аналитических методов расчета.

Оценка достоверности результатов, получаемых при помощи программы осуществлялась путем сравнения параметров, определенных по реализации моделируемых грузопотоков и грузопотоков, полученных непосредственными замерами в действующих очистных забоях. Результаты оценки показали, что сходимость показателей работы очистных забоев и параметров технологических схем конвейерного транспорта, определенных по реализациям моделируемых и фактических грузопотоков составляет не менее 9А%.

ПрограммаТЯ/4 NS составлена на алгоритмическом языке ФОРТРАН для ЭВМ серии ЕС и состоит из ряда подпрограмм, имитирующих процессы поступления грузопотоков и транспортирования груза в соответствии с заданными технологическими схемами конвейерного транспорта. Программа позволяет отображать в памяти ЭВМ схемы конвейерного транспорта любой степени сложности и разветвленности, включающие в свой состав не более 50 конвейеров, 20 бункеров, 50 очистных и подготовительных забоев. Количество отображаемых звеньев ограничивается только памятью ЭВМ и может быть увеличено до необходимых размеров.

Программа "Конвейерный транспорт" (TRANS) может работать автономно и в составе подсистемы "Подземный транспорт" САПР-уголь с управляющей программой "КОНВ ", которая осуществляет автоматизированный выбор типов оборудования. Автономный режим работы программы Т/?/) NS рекомендуется использовать в ИВЦ производственных объединений при оценке пропускной способности конвейерных линий действующих шахт.

После отработки имитационной моделиТRANS результаты моделирования очистных и подготовительных забоев (максимальный минутный грузопоток, т/мин. и ожидаемая эксплуатационная нагрузка, т/ч.) выдаются "одновременно" на печать АЦПУ в виде таблицы и помещаются на диск в базу данных (промежуточных расчетов) совместно с другими параметрами, необходимыми для выбора конвейеров (длина участка (конвейера), м; предполагаемая скорость конвейера, м/сек; угол наклона конвейера, град; насыпная масса, т/м³).

Управляющая программа автоматизированного выбора типов конвейеров "КОНВ" составлена на алгоритмическом языке PJ-/I и

объединяет работу нескольких подпрограмм. Управляющая программа "КОНВЕ" выполняет следующие процедуры:

-    вводит исходные данные:

-    с перфокарт (условия эксплуатации конвейера, место установки и максимальный размер куска транспортируемого материала);

-    с диска (временный или постоянный набор данных) результаты работы имитационной модели TRANS*

-    организует цикл по числу выработок.

Подпрограммы "ШЩ", "ТАВ43", "ТВ" и "NETK0N" выполняют соответственно следующие функции:

"ШВ" - печать шапки выходной информации;

"ТАВ43"- выбор по углу наклона выработки, максимальному грузопотоку и куску транспортируемого материала (из условия В = 2К + 200), ширины ленты конвейера (табл. 2.1);

"ТВ" --выбор по данным условиям (скорость, ширина ленты, ожидаемая эксплуатационная нагрузка, длина и угол наклона выработки) из базы данных технических параметров конвейеров (БД) типа конвейера;

"NETtf01Г- если по заданным условиям конвейер не выбран, подпрограмма обрабатывает ситуации и печатает следующие сообщения:

-    длина выработки (участка) превышает максимально допустимую длину конвейера данной группы;

-    "область нерационального использования конвейера";

-    угол наклона выработки превышает допустимый

Тип конвейера, угол наклона выработки	Ширина ленты конвейера В, км
	800	1000	1200	1600
	Скорость ленты конвейера, м/с
	1.6 2,0	1,6 2,0 2,5	2,5 3,15	3,15
Стационарный до 6°	7,2 9,3 11,2 14,0 17,5 25,0 31,6 53,0
Стационарный от 6° до 18°	6.8 8,8 10,6 13,3 16,6 23,7 30,0 50,35
Полустационарный ДО 6°	6,5 8,4 10,1 12,6 15,7 -
Полустационарный от 6° до 18°	6,2 8,0 9,6 12,0 14,9 -

для данной группы конвейеров; ожидаемая эксплуатационная нагрузка превышает допустимую техническую производительность данной группы конвейеров,рекомендуется установить последовательно два или несколько конвейеров на расчетном участке выработки или усреднить грузопоток до допустимой технической производительности Qg«n.

Укрупненная схема программы "Конвейерный транспорт" представлена на рис.2.2

2.3 Последовательность решения задач при помощи программы "Конвейерный транспорт"

При проектировании транспортной конвейерной линии необходимо предусматривать:

-    возможность раздельной доставки угля и породы путем создания промежуточных емкостей для аккумулирования породы.Выгрузку породы из бункеров предусматривать во время технологических перерывов или в нерабочие смены.При значительных грузопотоках и невозможности устройства аккумулирующих бункеров предусматривать специализированные транспортные породные маршруты (конвейерный, локомотивный транспорт и др.^.Выбор вида транспорта экономически обосновывать;

-    при моделировании грузопотоков из очистных забоев следует учитывать грузопотоки из подготовительных забоев только при условии проведения подготовительных забоев по углю полным сечением без подрывки породы;

-    при одновременной добыче угля двух марок и более раздельное или последовательное их транспортирование осуществляется в зависимости от количества шахтовыдач и обьемов добываемого угля по шахтомаркам

При параллельных схемах шахтовыдачи расчет каждой линии выполняется раздельно,при последовательной- на обьем транспорта угля по максимальной шахтозыдаче в соответсвии с настоящей методикой Проектирование конвейерных линий осуществляется в следующей

последовательности

При первом обращении к программе функционируют два модуля и их работа выполняется как двухшагозое задание. На первом шаге выполняется программа имитационной модели (TfcAN£)_e Программа реализована на алгоритмическом языке ФОРТРАН. Работа программы при этом осуществляется в режиме выбора оборудования.В результате определяются ожидаемые нагрузки ( максимальные минутные и эксплуатационные) на конвейерные выработки или расчетные участки выработок. Результаты расчета распечатываются на АЦПУ в виде таблиц,затем помещаются на диск в последовательный или временный набор данных.

На втором шаги выполняется программа автоматизированного выбора типов конвейеров С "КОНВ"). Программ реализована на алгоритмическом языке PI/ I. Исходными данными для программы служат результаты работы программы моделирования грузопотоков.записаные на диске.

	до
упоо&лоющая . пезгрсуча , „ OutnQMG/piftfCKtJii иы5оо
cxfindoicMua. кот"

АННОТАЦИЯ

Инструкция по применению специализированной программы "Конвейерный транспорт" содержит методические указания по применению имитационной модели подземного конвейерного транспорта при проектировании угольных шахт.

Имитационная модель подземного конвейерного транспорта, разработанная ИГД им. А.А.Скочинского, позволяет производить оценку проектных решений, а также расчет параметров сложных систем подземного конвейерного транспорта с промежуточными емкостями на стадии разработки проектов и рабочей документации строительства, реконструкции и подготовки новых горизонтов угольных шахт.

Для автоматизированного выбора типов транспортного оборудования по установленным при помощи моделирования параметрам, в инструкции приведена специальная программа, разработанная институтом "Центрогипрошахт".

Инструкция предназначена для проектировщиков, работников производственных объединений, связанных с проектированием подземного транспорта угольных шахт.

В разработке инструкции принимали участие:

От ИГД им. А.А.Скочинского - Котов М.А., 1Удалов В.П.,

Кондрашия Ю.А., Кариман С.А., Гавринева Е.Б., Леонтьева Г.В.

От Центрогидрошахта    - Митейко А.И., Щербаков Б.М.,

Пейсахович Г.Я., Шакина Г.В., Бабушкина И.Л., Ольшанская М.В.

Программа "КОНВ" на основании расчетных нагрузок на конвейерные выработки или расчетные участки выработок осуществляет выбор типов конвейеров из группы базы данных, соответствующих заданыьм условиям эксплуатации. При отсутствии конвейера, удовлетворяющего нагрузкам и условиям эксплуатации, программа выдает сообщение по какой причине не выбран конвейер и печатает рекомендации для принятия решений.

Результаты работы программы "КОНВ" распечатываются на АЦПУ в виде таблиц.

При втором обращении к программе моделируется скорректированная, с учетом принятых решений по выбору типов конвейеров, схема и определяются емкости усредняющих бункеров (информация о максимальном наполнении бункеров распечатывается на АЦПУ). Работа программы при решении этой задачи также производится как двухшаговое задание в режиме выбора оборудование

При третьем обращении к программе моделируется схема конвейерного транспорта, составленная на основе анализа полученных результатов, т.е. указываются типы и допустимые параметры принятых к установке конвейеров, а также показатели их надежности.

Целью данного обращения является определение потерь добычи очистных забоев по причине простоев конвейеров. Работа программы осуществляется как одношаговое задание, т.е. без программы "КОНВ ", в режиме оценки пропускной способности. Информация о потерях добычи распечатывается на АЦПУ. Анализ этой информации позволит определить наиболее рациональные места установки аккумулирующих бункеров.

При четвертом обращении моделируется скорректированная

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

1.    ВВЕДШИЕ........................................... 5

2.    НАЗНАЧЕНИЕ И КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ ПРОГРАММЫ "КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ" ........................................ 8

2.1.    Назначение программы "Конвейерный

транспорт" .................................... 8

2.2.    Общая структура и основные принципы построения программы "Конвейерный

транспорт" ....................................ХО

2.3.    Последовательность решения задач при помощи программы "Конвейерный

транспорт" ....................................17

3.    ИНСТРУКЦИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ..........21

3.1.    Инструкция по заполнению входной

документации в режиме выбора оборудования .....21

3.2.    Контрольный пример ............................35

3.3.    Инструкция по заполнению входной документации в режиме оценки пропускной способности или экспертной оценки

проектных решений ............................^

3.4.    Контрольный пример ...........................67

3.5.    Инструкция по перфорации .....................79

4.    ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОГРАММЫ...............80

4.1.    Прогон контрольных примеров ..................80

4.2.    Результат счета ..............................60

4.3.    Анализ результата счета.......................81

Стр.

ПРИЛОЖЕНИЕ I. Таблицы параметрического рада

конвейеров ..........................91

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Тяговые характеристики

параметрического рада конвейеров ..... 98

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Информационная база данных (БД) для автоматического выбора на ЭВМ типоразмеров и технологических

параметров конвейеров .................XI9

3.1    Структура БД.......................119

3.2    Файлы указателей    ...................119

3.3    Файлы параметров    конвейеров........121

3.4 Корректировка базы данных с дисплея 123

I. ВВЕДЕНИЕ

Широкое применение на угольных шахтах высокопроизводительных механизированных комплексов и осуществляемая концентрация горных работ ведут к значительному повышению нагрузок на транспортные выработки. В этих условиях возрастает роль подземного транспорта в общем технологическом процессе угледобычи на шахтах.

Наиболее важной и ответственной становится роль конвейерного транспорта, который при больших грузопотоках угля является наиболее совершенным и высокопроизводительным видом транспорта.

От правильного выбора параметров конвейерных систем на стадии проектирования, с учетом специфических особенностей каждой шахты и неравномерности грузопотоков угля из очистных забоев, в большой степени зависит бесперебойный прием и транспортирование угля в период эксплуатации.

Методические указания по выбору конвейеров с учетом этих факторов изложены в "Основных положениях по проектированию подземного транспорта новых и действующих угольных шахт" и являются в настоящее время основным методическим документом, по которому ведется проектирование конвейерных систем. Однако слабыми местами данной методики являются ограниченность табличных данных о коэффициенте неравномерности, а также базирование основных аналитических выводов на обобщенном среднестатистическом материале.

Кроме этого, точность метода значительно снижается при наличии в транспортной системе бункеров с глубоким усреднением грузопотоков, которые деформируют их вероятностные ха-

рактеристики. Вообще аналитические методы анализа грузопотоков с деформированными в бункерах вероятностными характеристиками весьма сложны и еще не приспособлены для инженерного применения.

Следует отметить, что расчет разветвленных систем конвейерного транспорта с различного рода аккумулирующими и усредняющими емкостями по упомянутой выше методике весьма сложен и трудоемок, что может привести к значительным ошибкам в процессе проектирования.

В настоящее время наиболее рациональным путем преодоления этих трудностей является моделирование работы конвейерных систем. Этот метод с успехом применяется для исследования и расчета сложных систем со стохастическим характером функционирования в различных областях науки и техники.

В ИГД им. А.А.Скочинского в развитие "Основных положений по проектированию подземного транспорта новых и действующих шахт" разработана имитационная модель и специализированная программа "Конвейерный транспорт", позволяющая устанавливать емкость бункеров для глубокого усреднения и аккумулирования угля и исключить возможные ошибки, которые могут возникнуть при аналитическом методе расчета.

Автоматизированный выбор типоразмеров конвейеров и расчет расхода электроэнергии осуществляется программой, разработанной институтом "Центрогипрошахт".

Представленная в работе "Инструкция ... " содержит методические указания по применению специализированной программы "Конвейерный транспорт" для расчета параметров конвейер

ных систем.

Инструкция предназначена для выполнения экспертизы принятых решений и для разработки проектно-сметной документации на стадиях "проект" и "рабочая документация" систем конвейерного подземного транспорта при строительстве, реконструкции и подготовке новых горизонтов действующих угольных шахт.

Настоящая инструкция реализуется на базе разработанной ИГД им. А.А.Скочинского цифровой имитационной модели подземного конвейерного транспорта, "Основных положений по проектированию подземного транспорта новых и действующих угольных шахт", 1977 г. и "Общесоюзных норм технологического проектирования подземного транспорта горнодобывающих предприятий", 1979 г.

Инструкция является составной частью методического обеспечения технологической линии автоматизированного проектирования систем подземного транспорта угольных шахт подсистемы "Подземный транспорт" САПР-уголь.

2. НАЗНАЧЕНИЕ И КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ ПРОГРАММ "КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ"

2.1. Назначение программы "Конвейерный транспорт"

Программа "Конвейерный транспорт" предназначена для оценки пропускной способности действующих и расчета допустимых нагрузок вновь вводимых конвейерных линий, а также определения параметров технологических схем конвейерного транспорта при проектировании угольных шахт на стадиях проекта и рабочей документации.

Объектами расчетов могут быть технологическая схема транспорта полностью конвейеризированной шахты с бункерами или без бункеров (до скипового подъема или поверхности при конвейерном подъеме), участковые конвейерные линии до погрузочного пункта на другой вид транспорта. Технологическая схема конвейерного транспорта при заполнении исходных данных кодируется, а затем при работе программы производится автоматический набор и отображение ее в ячейках памяти ЭВМ.

В программе предусмотрено, два режима работы: режим выбора оборудования и режим оценки пропускной способности.

При работе в первом режиме в исходных данных задаются горнотехнические показатели работы очистных и подготовительных забоев и технологическая схема горных выработок. Основными результатами моделирования являются ожидаемые на горные выработки нагрузки, в соответствии с которыми производится ручной или автоматизированный выбор типов транспортного оборудования и определяются емкости бункеров для усреднения грузопотоков.

При работе программы во второ?* режиме задаются фактические показатели работы забоев, технологическая схема конвейерного транспорта с указанием типов, допустимых технических параметров и параметров надежности, установленных или принятых к установке конвейеров. В результате моделирования устанавливаются нагрузки на все конвейеры технологической схемы при заданных нагрузках на очистные забои. Оценка соответствия допустимых параметров конвейеров установленным при моделировании нагрузкам позволяет выявить узкие места и разработать мероприятия по обеспечению необходимой пропускной способности, а также определить емкости бункеров, необходимые для аккумулирования угля в периоды простоев транспортного оборудования. Оценка пропускной способности может производиться не только для существующего положения, но и с учетом перспективного плана развития шахты.

Для условий проектирования систем конвейерного транспорта с помощью ЭВМ (машинная технология проектирования) на стадиях разработки проекта и проекта рабочей документации рекомендуется пользоваться программой автоматизированного выбора типов конвейеров и их технических параметров (длина, установленная мощность электродвигателя, ширина ленты, тип ленты), разработанной "Центрогипрошахтом".

Программа позволяет осуществлять расчет и выбор конвейеров, устанавливаемых в горизонтальных, наклонных участковых и магистральных горных выработках.

Расчет осуществляется по методике, изложенной в "Общесоюзных нормах технологического проектирования подземного транспорта горнодобывающих предприятий".