Исследование и разработка предложений по повышению эффективности работы механизированных комплексов с учетом фактора окружающей среды тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.06, кандидат технических наук Милешин, Евгений Павлович

• Милешин, Евгений Павлович
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Милешин, Евгений Павлович

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследований

1.1. Система "человек - машина - окружающая среда"

1.2. Влияние освещения на производительность и безопасность труда в механизированных забоях

1.3. Анализ способов и средств освещения механизированных комплексов

1.4. Цель и задачи исследований

2. Исследование конструкций и параметров механизированных комплексов для пологих пластов и рабочих мест, как

объектов освещения

2.1. Компоновочные схемы комплексов для пологих

пластов

2.2. Анализ и выбор возможных мест установки светильников

на механизированных крепях для пологих пластов

2.3. Пылеаэродинамика очистных выработок на пологих пластах угольных шахт

2.4. Системы искусственного освещения

3. Методы светотехнических расчетов и оценки видимости в условиях угольных шахт

3.1. Оптические характеристики шахтной атмосферы

3.2. Анализ существующих методов светотехнических расчетов

3.3. Точечный метод расчета с учетом прозрачности шахтной атмосферы

3.4. Видимость освещаемых объектов

3.5. Видимость излучающих объектов

3.6. Определение пороговой контрастности при низких уровнях яркостей фона

4. Исследование, расчет и выбор типовых кривых сил света

4.1. Расчет и предварительный выбор типовых кривых

сил света

4.2. Анализ и выбор типовых кривых сил света

4.3. Исследования и выбор мощности источника света

5. Предложения по повышению эффективности и безопасности работы механизированных комплексов

5.1. Предложения по разработке системы освещения

5.2. Предложения по обеспечению безопасности

5.3. Разработка технических средств

5.4. Область применения разработок

5.5. Предложения по дальнейшему использованию

результатов работы

Заключение

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка предложений по повышению эффективности работы механизированных комплексов с учетом фактора окружающей среды»

ВВЕДЕНИЕ

В результате технического перевооружения угольных шахт на основе внедрения новой техники и технологии ведения горных работ, в том числе высокопроизводительных очистных комплексов, возрастает нагрузка на забой, увеличивается скорость продвижения забоев, образуется значительное количество пыли и её выделение в атмосферу горных выработок [1].

От человека, работающего под землёй с современной машиной, требуется высокий уровень знаний, способность к длительному сосредоточению внимания, умение ориентироваться в большом объёме информации, правильно оценивать её, своевременно реагировать в ненормативных кризисных ситуациях.

Дополнительные трудности, порождаемые природными факторами, при подземной добыче угля (горное давление, геологические нарушения, внезапные выбросы пород и газов, ограниченность рабочего пространства, отсутствие естественного освещения и т.д.) требуют принятия соответствующих мер по улучшению условий труда и повышению безопасности.

Зрительный анализатор является основным источником информации человека во всех процессах его деятельности. Зрительная информация составляет около 90% всей информации получаемой человеком [2]. Отсюда справедлив вывод о том, что снижение эффективности использования машин и увеличения опасности в подземных выработках происходит и потому, что имеется дополнительная специфическая причина - сложные условия видимости. Эта причина обусловлена низкими коэффициентами отражения поверхностей, низким контрастом объектов наблюдения с фоном, наличием витающей пыли в шахтной атмосфере. Трудно оценить ко-

личественно влияние этой причины на происшедшие аварии и травмы. Но практически в каждом случае имеется элемент, определяющий ухудшение условий получения информации через зрительный анализатор или же, в худшем случае, прекращение поступления информации об окружающей обстановке [3, 4].

Важную роль в формировании эффективной работы машины играет освещение как отдельных участков горных машин, входящих в механизированный комплекс, так и рабочих мест.

Аварийное отключение освещения в лаве может привести к остановке работы комплекса и явиться причиной несчастных случаев и травматизма людей. На условия освещения в забоях шахт значительное влияние оказывает окружающая среда - атмосфера, запыленность которой определяет качество и надежность освещения. Таким образом, надежность работы очистных забоев определяется надежностью горных машин, надежностью горнорабочих, надежностью рабочих мест и окружающей среды (атмосферы). В свою очередь надежность работы горных машин зависит от качества их управления, обслуживания и ремонта, что в значительной степени зависит от эффективности освещения рабочих мест, комфортности окружающей среды, что также определяется освещением.

Освещенность участков лавы тесно связана с конструкцией и параметрами горных машин - механизированных крепей, комбайнов, конвейера, крепей сопряжения лавы со штреком и т.д. Поэтому организация освещения угледобывающих комплексов, в том числе рабочих мест, повышение надежности освещения невозможно без исследования конструкций и параметров горных машин. Следует отметить, что повышению качества и надежности освещения под землёй уделяется недостаточное внимание, особенно в забоях, оснащенных механизированными угледобывающими комплексами. В связи с этим возникла необходимость, в первую очередь, в проведении исследований конструкций и параметров механизирован-

ных комплексов для пологих пластов и рабочих мест как объектов освещения и созданию для них средств освещения.

Работа выполнена автором в соответствии с отраслевыми планами Министерства угольной промышленности СССР, Компании "Росуголь", тематическими планами ИГД им. A.A. Скочинского и планами новой техники Прокопьевского завода шахтной автоматики в 1979-97 гг. по созданию новых систем и средств освещения.

Заключение диссертации по теме «Горные машины», Милешин, Евгений Павлович

Результаты исследования позволили сделать следующие выводы:

1. Анализ конструкции механизированных комплексов позволил выявить факторы снижения производительности из-за ограничений по созданию осветительных установок, обеспечивающих эффективность и безопасность их работы.

2. Установлены закономерности изменения фотометрического тела и соответственно кривых сил света светильников в условиях забоя с механизированными комплексами. В частности показано, что эти изменения являются функцией расстояния, а не времени.

3. Рассчитаны номограммы изменения коэффициента пропускания шахтной атмосферы от показателя ослабления и расстояния до освещаемого объекта.

4. Разработана математическая модель забоя и осветительной установки, объединяющая параметры механизированного комплекса, оптические показатели среды и осветительных установок, позволяющая определить требования к световым приборам.

5. Экспериментально в условиях ряда шахт Кузбасса подтверждены результаты теоретических исследований осветительных установок. Сходимость результатов не менее 80 %.

6. На основе комплексного решения задачи, в которой учтены механизированный комплекс, окружающая среда и осветительная установка, предложена комбинированная система освещения, состоящая из системы общего освещения на основе сетевых светильников и местного освещения на основе индивидуальных аккумуляторных светильников с повышенными характеристиками. Такая система освещения обеспечивает относительно небольшие первоначальные и эксплуатационные затраты, включая снижение энергопотребления в 1.5-^-3 раза.

7. Разработана и выпускается на Прокопьевском заводе шахтной автоматики гамма сетевых световых приборов для механизированных комплексов.

8. Разработаны и выпускаются взрывобезопасные аккумуляторные светильники. Разработаны светильники с повышенной емкостью аккумуляторных батарей и фокусирующим устройством.

9. Методы расчета, выбор световых приборов и построения осветительных установок применимы и для других выработок шахт, других видов горно-шахтного оборудования, например электровозов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной задачи -исследование и разработка предложений по повышению эффективности работы механизированных комплексов с учетом фактора окружающей среды.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Милешин, Евгений Павлович, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Формирование процесса добычи комплексно - механизированных лав. В кн. Ю.Д. Красников и др. Стабилизация работы участков горных предприятий. -М., Недра, 1995, с. 43-63.

2. Луизов А.В. Глаз и свет. -Ленинград, Энергоатомиздат, 1983, с. 5.

3. Бабокин И.А. Система безопасности труда на горных предприятиях. -М., Недра, 1984, с. 94, 152, 172.

4. Раух К.-Г. Анализ динамики несчастных случаев на подземных работах каменноугольных шахт ФРГ. -«Глюкауф», 1981, № 10, с. 29-35.

5. Условия освещения в шахте как важная характеристика среды. В кн. Ю.Д. Красников и др. Стабилизация работы участков горных предприятий. -М., Недра, 1995, с. 29-37.

6. Monk Т.Н. Target uncertainly in applied visual search "Human Factors", 1976, XII, vol. 18, p 607-612, table Bibliog. 19 ref.

7. Светотехника в 1987-88 годах. -Обзор, «Светотехника», 1989, №1, с. 9.

8. Trotter D.A. A rational approach to underground roadway lighting "CLM Bulletin"? 1982. Vol. 75, 202-209.

9. Chorines Nicholas P. Underground mine lighting a look at what's new in concepts and equipment. "Coal Age", 1974, 79, № 8, 66-74.

10. Шенке Г., Шютц P. Светильники в рудничном взрывозащищен-ном исполнении с люминесцентными лампами и осветительные установки для подготовительных выработок каменноугольных шахт. -Глюкауф, 1983, № 19, с. 15-17.

11. L. Alan Weakly/ Arco Illumination in Room And Pillar Hard Rock Mines "Mining Engineering", -1978, June, 674-678.

12. Милешин Е.П. Оценка влияния освещенности рабочих мест на производительность механизированных угледобывающих комплексов. В

кн. Тезисы докладов XXXI научно - технической конференции МГОУ. -М., 1997, с. 95-96.

13. Хартил Р. Современные осветительные устройства в каменноугольной промышленности Великобритании. -Глюкауф, 1976, № 5, с. 2430.

14. Bureau- Sponsored research in bringing new era in mine lighting, "Coal Age", 1976, 81, № 7, c. 155, 158.

15. Lester Cecil E. Mining Enforcement and Safety Administration review of new rulemaking in mine illumination, "Inform. Circa. Bur. Mines U.S. Dip. Inter", 1976, № 8709, c. 3-9.

16. Некоторые вопросы охраны труда в угольной промышленности США. -Угольная промышленность, 1977, № 46, с. 22.

17. 2В244- 2В251. Освещение угольных шахт. Материалы семинара. Информационный циркуляр № 8709 Управления горной промышленности Министерства внутренних дел США. -РЖ. Электротехника и энергетика, 1977, № 2.

18. Гебхардт Н. Энергетическое оборудование, техника привода и автоматического управления. -Глюкауф, 1976, № 18, с. 55.

19. Карагодин JI.H. Средства охраны труда и техники безопасности. -Уголь, 1984, № 3, с. 14.

20. Izparada В. Oswietlenie ogolne podziemnyck statych wevobisk ko-rytavzowyehzalegane metodi i srodki realizacji, Mechnizacja i automatyzacja cornietwa, 1977, № 8, stv. 11-15.

21. Peretiatkowiez A. Oswietlenie ogolne w scianach weglowyeh, Mechanizacja i Automatyzacja Covnietwa, 1977, № 8, str. 15-21.

22. Милешин Е.П. Качественные характеристики шахтных осветительных установок. Научные сообщения ИГД им. А.А. Скочинского. Выпуск 193. Повышение эффективности и качества электроснабжения угольных предприятий. -М., 1980, с. 78-80.

23. Хитов А.И. Исследование и выбор оптимальных световых параметров систем сетевого освещения механизированных комплексов (на примере шахт Кузбасса). Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук, ИГД им. А.А. Скочинского. -М., 1970, с. 10, 12.

24. Клорикьян С.Х., Старичнев В.В., Сребный М.А. и др. Машины и оборудование для шахт и рудников. Справочник. -М., МГГУ, 1994, с. 10-63, 81-88.

25. Милешин Е.П. К выбору класса светораспределения и относительные расстояния между светильниками для механизированных угледобывающих комплексов. Научные сообщения ИГД им. Скочинского. Выпуск 203. Вопросы электрификации предприятий угольной промышленности. -М., 1981, с. 87-91.

26. Кантович Л.И., Гетопалов В.Н. Горные машины. -М., Недра, 1989, с. 57-131.

27. Саламатин А.Г., Мышляев Б.К. Создание механизированных крепей комплексов для выемки мощных пластов. -Уголь., 1996, №11, с. 12-16.

28. Мышляев Б.К. О создании Гипроуглемашем современной очистной техники. -Уголь., 1997, №4, с. 39-41.

29. Сафокин М.С., Александров Б.А., Нестеров В.И. Горные машины и оборудование. -М., Недра, 1995, с. 208-295.

30. Руководство по борьбе с пылью в угольных шахтах. -М., Недра, 1979, с. 8.

31. Петрухин П.М. и др. Борьба с угольной и породной пылью в шахтах.- М., Недра, 1981, с. 5-6.

32. Кирин Б.Ф. и др. Борьба с пылевыделением в шахтах.-М., 1983, с. 5- 7, 49.

33. Мешков В.В., Епанешников М.М. Осветительные установки., Энергия.- М., 1972, с. 38- 50, 284- 288, 300- 302, 308, 323.

34. Михедов H.A. и др. Влияние непрозрачности шахтной атмосферы на уровень освещенности рабочих мест.- Уголь Украины, № 2, 1983, с. 30.

35. Мачуговский Н.Б. Исследование условий безопасности рабочих в откаточных выработках угольных шахт, освещаемых светильниками с лампами накаливания. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук, ИГД им. A.A. Скочинского.- М., 1967, с. 7-12.

36. Ушаков К.З., Бурчаков A.C., Пучков JI.A., Медведев И.И. Аэрология горных предприятий. -М., Недра, 1987, с. 39-56.

37. Карпов Е.Ф., Бирсенберг И.Э., Басовский Б.И. Автоматическая газовая защита и контроль рудничной атмосферы. -М., Недра, 1984, с. 6-9.

38. Умцов А.Е., Голик A.C., Палеев Д.Ю., Шевцов Н.В. Предупреждение и локализация взрывов в подземных условиях. -М., Недра, 1990, с. 89-97.

39. Справочник по борьбе с пылью в горнодобывающей промышленности. - М., Недра, 1982, с. 32.

40. Мамаев В.И., Ибраев Ж.А., Лигай A.B. и др. Предупреждение взрывов пылеметановоздушных смесей. -М., Недра, 1990, с. 19-27.

41. Кирин Б.Ф., Ножкин Н.В. и др. Охрана труда. Под общей ред. Ушакова К.З. -М., Недра, 1986, с. 408-414.

42. Ищук И.Г., Поздняков Г.А. Средства комплексного обеспыливания горных предприятий. -М., Недра, 1991, с. 4-16.

43. Борьба с угольной и породной пылью в шахтах (инструктивно -методический материал). -Кемерово, ВостНИИ, 1990, с. 10-13.

44. Кнорринг Г.М. Светотехнические расчеты в установках искусственного освещения. -Ленинград, Энергия, 1973, с. 117-119, 141-143.

45. Милешин Е.П. Методы светотехнических расчетов в условиях угольных шахт. Научные сообщения ИГД им A.A. Скочинского. Выпуск

210, Повышение эффективности и качества электроснабжения угольных шахт и разрезов. -М., 1982, с. 117-123.

46. РД 12.48.106-86. Методические указания. Методы расчетов и оценка светотехнических характеристик шахтных осветительных установок. -М., МУП СССР, 1986.

47. Правила безопасности в угольных шахтах (РД 05-94-95). -М.,

1995.

48. Мешков В.В. Основы светотехники. - ч.2, М- Л., Госэнергоиз-дат, 1961, с. 63-67.

49. Гаврилов В.А. Видимость в атмосфере. -Л., Гидрометеоиздат, 1966, с. 49, 30-38.

50. Коровкин Ю.А., Бочкарев В.У. О создании очистных комплексов на основе робототехники. -Уголь, 1984, № 7, с. 35-39.

51. Красников Ю.Д., Топорков A.A. Автоматизация забойного оборудования. -М., изд. ВЗПИ, АО "Росвузнауки", 1991, с. 140-147.

52. Гуревич С.М. Комплекс средств автоматизации управления КСАУК-146 секциями крепи М146И. -Уголь., 1996, № 5, с. 8-9.

53. Гейхман И.Л. Научные основы повышения эффективности горных машин с помощью средств технического видения. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада. -М., ИГД им. A.A. Скочинского, 1992.

54. Итович Е.П. и др. Системотехнические аспекты проектирования шахтных стерео телевизионных систем. В кн. Создание технологии безлюдной выемки угля с применением средств роботизации производственных процессов. -Донецк, 1987, с. 64-73.

55. Пфенненштиль Ф.К. Возможности и пределы автоматизации в каменноугольной промышленности. -Глюфкауф, 1981, № 10, с. 23-26.

56. Хойслер Л. Искробезопасное телевизионное устройство для подземных горных работ. -Глюфкауф, 1983, № 8, с. 39-40.

57. Носов B.C. и др. Пути повышения безопасности управления забойными машинами. -М., Безопасность труда в промышленности, 1984, № 1, с. 54.

58. Методы и средства исследования динамики процесса добычи полезных ископаемых. В кн. Ю.Д. Красников. Стабилизация работы участков горных предприятий. -М., Недра, 1995, с. 64-90.

59. Батусов C.B. Светосигнальные установки. -М., Энергия, 1979, с. 44-65.

60. Айзенберг Ю.Б., Бухман Г.Б. О классификации и допусках на кривые силы света светильников .-Светотехника, 1978, № 6, с. 6-10.

61. Айзенберг Ю.Б. Бухман Г.Б. Коэффициенты использования осветительных установок со светильниками, имеющие типовые кривые силы света. -Светотехника, 1981, № 9, с. 24-25.

62. ГОСТ 13824-74. Светильники. Виды и обозначения.

63. Семенова A.B. Светильники с лампами накаливания для общественных зданий. -Светотехника, 1981, № 3, с. 28-29.

64. Милешин Е.П. и др. авт. Выбор типовых кривых сил света светильников для механизированных угледобывающих комплексов. Научные сообщения ИГД им. A.A. Скочинского. Выпуск 231. Повышение эффективности и качества электроснабжения угольных шахт и разрезов. -М., 1984, с. 125-133.

65. Айзенберг Ю.Б. Световые приборы. -М., Светотехника, 1980,

№ 6, с. 89.

66. Авт. свидетельство 1320456. Устройство взрывозащиты нагревающихся элементов рудничного электрооборудования. Авт. Коптиков В.П., Иохельсон З.М., Намитоков К.К., Рой В.Ф., Милешин Е.П. -М., 1987.

67. Авт. свидетельство 1425353. Устройство для обеспечения ис-кробезопасности электрических цепей переменного тока. Авт. Нови-

ков A.A., Вакульчик В.Г., Бедняк Г.И., Иохельсон З.М., Милешин Е.П. -М., 1988.

68. Авт. свидетельство 1241009. Взрывобезопасный головной аккумуляторный светильник. Авт. Мачуговский Н.Б., Коптиков В.П., Назаров Г.А., Счастный Е.И, Сенько В.Ф., Милешин Е.П. -М., 1986.

69. Авт. свидетельство 1285829. Устройство для искробезопасного питания нелинейных нагрузок. Авт. Назаров Г.А., Сенько В.Ф., Мачуговский Н.Б., Милешин Е.П., Гречка A.B. -М., 1986.

70. Авт. свидетельство 1347572. Устройство для искробезопасного питания нелинейных нагрузок. Авт. Мачуговский Н.Б., Сенько В.Ф., Назаров Г.А., Милешин Е.П., Гречка A.B. -М., 1987.

71. Авт. свидетельство 886140. Способ заряда аккумуляторной батареи и устройство для его осуществления. Авт. Козельков Л.В., Пугачев Е.В., Розеншток Б.Я., Денисенко А.П., Иванов В.Г., Милешин Е.П. -М., 1981.

72. Авт. свидетельство 1218886. Устройство для заряда аккумуляторных батарей. Авт. Безруков В.Ф., Хохлов В.Н., Милешин Е.П., При-ходько А.И., Ласицкий Г.Ф., Пашин В.А. -М., 1985.

73. Авт. свидетельство 1218887. Устройство для заряда аккумуляторных батарей. Авт. Безруков В.Ф., Хохлов В.Н., Милешин Е.П., При-ходько А.И., Ласицкий Г.Ф., Пашин В.А. -М., 1987.

74. Авт. свидетельство 1403219. Устройство для заряда аккумуляторных батарей. Авт. Хохлов В.Н., Безруков В.Д., Милешин Е.П., Пашин В.А. -М., 1988.