Автоматизація діагностування можливості виникнення параметричного резонансу, як елемент управління піднімальними комплексами шахт

Abstract

UK: Мета. Однією з актуальних проблем, яка виникає на вітчизняних залізорудних шахтах в процесі їх виробничої діяльності, є висока вірогідність виникнення явища параметричного резонансу при руху підйомних сосудів по стволах шахт. Підйомні сосуди (скіпи) представляють масивні транспортні засоби вагою разом з вантажем до 80 т, скіпи рухаються зі швидкістю 8-11 м/с, мають довжину до 25 м і площу перетину до 4 м, об’єм кузова скіпа досягає до 100,0 м3. При їх переміщені по направляючим провідникам шахтного армування по вертикальній трасі скіпи починають коливатись у горизонтальній площині. Зазвичай ці коливання є хаотичними і при відсутності перевищення певної межі за амплітудою ці коливання не представляють небезпеки. Однак за певних умов збудження руху скіпів і стану направляючих провідників нестаціонарні коливання скіпів можуть перейти в режим вібраційних коливань з накопиченням енергії і швидким збільшенням амплітуди коливань. За таких умов скіп, який представляє пружну конструкцію, може війти у стан резонансних коливань і здійснювати надто великі навантаження на армування. В результаті цього армування може зруйнуватись і виникне аварія. На даний час у практиці залізорудного гірничодобувного виробництва відсутні засоби діагностування можливості виникнення параметричного резонансу по трасі переміщення підйомних сосудів по стволах шахт. Це має вкрай негативні наслідки за аварійністю роботи підйомних комплексів шахт. Наукова новизна. Результати. Авторами були проведені відповідні дослідження і уперше розроблений експериментальний варіант комп’ютерного діагностичного комплексу, який спроможний виявляти, за результатами вимірювань, потенційно небезпечні ділянки трас підйомних сосудів за можливістю виникнення на них параметричного резонансу. Практична значимість. Були виконані промислові випробування цього комплексу, якій показали його надійність і достовірність результатів вимірювань ознаками наявності ділянок на яких стабільно повторювались коливання вібраційного характеру, що вказує на потенційну небезпечність таких ділянок. За результатами випробувань автори продовжують роботу по удосконаленню елементів цього комплексу і розробки нормативної та експлуатаційної документації.

RU: Цель. Одна из актуальных проблем, которая возникает на отечественных железорудных шахтах в процессе их производственной деятельности состоит в высокой вероятности возникновения явления параметрического резонанса при движении подъемных сосудов по стволам шахт. Подъемные сосуды (скипы) представляют массивные транспортные средства весом вместе с грузом до 80 т, скипы двигаются со скоростью 8-11 м/с, имеют длину до 25 г и площадь поперечного сечения до 4 м, объем кузова скипа достигает до 100,0 м3. При их перемещении по направляющим проводникам шахтной армировки по вертикальной трассе скипы начинают колебаться в горизонтальной плоскости. Обычно эти колебания являются хаотическими и при отсутствии превышения определенного ограничения по амплитуде эти колебания не представляют опасности. Однако, при определенных условиях возбуждения движения скипов и состояния направляющих проводников нестационарные колебания скипов могут перейти в режим вибрационных колебаний с накоплением энергии и быстрым увеличением амплитуды колебаний. При таких условиях скоп, который представляет упругую конструкцию, может войти в состояние резонансных колебаний и осуществлять сильные удары по армировке. В результате этого армировка может разрушиться и возникнет авария. На данное время в практике железорудного горнодобывающего производства отсутствуют средства диагностирования возможности возникновения параметрического резонанса по трассе перемещения подъемных сосудов по стволам шахт. Это имеет крайне отрицательные последствия по причине аварийности работы подъемных комплексов шахт. Научная новизна. Результаты. Авторами были проведенны соответствующие исследования и впервые разработан экспериментальный вариант компьютерного диагностического комплекса, который способен обнаруживать, по результатам измерений, потенциально опасные участки по трассе подъемных сосудов по возможности возникновения на них параметрического резонанса. Практическая значимость. Были выполнены промышленные испытания этого комплекса, которые показали его надежность и достоверность результатов измерений по признакам наличия участков, на которых стабильно повторялись колебания вибрационного характера. Это указывает на потенциальную опасность таких участков. По результатам испытаний авторы продолжают работу по усовершенствованию элементов этого комплекса и разработки нормативной, а также эксплуатационной документации.

EN: Purpose. One of the urgent problems that arise in the domestic iron ore mines in the process of their production activity is the high probability of the occurrence of parametric resonance when moving the lifting vessels along the shafts. Lifting vessels (skips) represent massive vehicles weighing up to 80 tons with weight, skips moving at a speed of 8-11 m / s, have a length of up to 25 g and a cross-sectional area of up to 4 m, the volume of the skip body reaches up to 100.0 m3. When they move along the guide conductors of mine reinforcement along a vertical route, the skips begin to oscillate in a horizontal plane. Usually these oscillations are chaotic, and these oscillations are not dangerous in the absence of exceeding a certain amplitude limit. However, non-stationary oscillations of skips can go into the mode of vibration oscillations with energy accumulation and a rapid increase in the amplitude of oscillations under certain conditions for the initiation of movement of skips and the state of guide conductors. Under such conditions, the scop which is an elastic structure can enter into a state of resonant oscillations and carry out strong blows to the reinforcement. As a result, the reinforcement may collapse and an accident will occur. At this time in the practice of iron ore mining production there are no means of diagnosing the possibility of the occurrence of parametric resonance along the route of the lifting vessels along the shafts of mines. This has extremely negative consequences on the cause of the accident rate of the operation of the mine lifting systems. Results. The authors carried out relevant studies and for the first time developed an experimental version of a computer diagnostic complex that is able to detect, according to the results of measurements, potentially dangerous sections along the route of the lifting vessels as far as possible for the occurrence of parametric resonance on them. Practical value.Industrial tests of this complex were performed, which showed its reliability and validity of the measurement results on the basis of signs of the presence of areas in which vibrational vibrations were consistently repeated. This indicates the potential hazard of such areas. According to the test results, the authors continue to work on the improvement of the elements of this complex and the development of regulatory and operational documentation.