بررسی عملکرد دستگاه شیرر در روش جبهه¬کار طولانی با استفاده از کد جریان ذره مطالعه موردی: معدن زغال سنگ مکانیزه پروده طبس
چکیده
زغال‌سنگ یکی از مهم¬ترین منابع تولید انرژی در دنیاست. هر چند که از اهمیت آن به دلیل گسترش استفاده از منابع نفت، گاز، انرژی‌های نوین و غیره کاسته شده ولی هنوز هم از اهمیت بالایی در صنایع فولاد و تولید انرژی برخوردار است. زغال‌سنگ به روش‌های سطحی یا زیرزمینی استخراج می‌شود. یکی از روش‌های استخراج زیرزمینی زغال‌سنگ روش جبهه‌کار طولانی است. در این روش که یک روش مکانیزه محسوب می‌شود برای استخراج از دستگاه‌هایی همچون رنده یا شیرر استفاده می‌شود. معدن زغال‌سنگ مکانیزه پروده طبس، یکی از معادنی است که به روش جبهه‌کار طولانی استخراج می‌شود. دستگاه برش زغال در این معدن شیرر است. در این پژوهش با استفاده از خصوصیات زغال‌سنگ معدن مکانیزه پروده طبس به بررسی عملکرد دستگاه شیرر پرداخته شده است. برای نیل به این هدف از روش مدل‌سازی با نرم‌افزار کد جریان ذره استفاده شد. در این راستا ابتدا با نمونه‌گیری از زغال معدن پروده و انجام آزمایشات تک‌محوری و برزیلی بر روی آن مدل کالیبره شد. سپس با ساخت مدل و استفاده از متغیرهایی همچون قطر شیرر، جابجایی در هر دور و سرعت خطی شیرر مدل‌سازی صورت گرفت. پس از ساخت 27 مدل برای شیرر، بهترین مدل شیرر بر اساس حداکثر نیروی وارد بر دستگاه در جهت X و Y انتخاب گردید. در نهایت نتایج این پژوهش نشان داد که بهترین عملکرد شیرر مدلی با قطر 20 میلیمتر و جابجایی 5/0 میلیمتر بر دور است که مقدار حداکثر نیروی وارد بر شیرر در این مدل برابر 18800 کیلونیوتن در جهت X و مقدار 16000 کیلو نیوتن در جهت Y می‌باشد.مراجع
Ataei, M. Khalokakaei, R. and Hossieni, M. (2009). Determination of coal mine mechanization using fuzzy logic. Mining Science and Technology, 19(2): 149–154.
bp.com/energyoutlook/2017 edition
Chang-long, D. Song-yong, L. Xin-xia, C. and Ti-jian, L. (2008). Study on pick arrangement of Shearer drum based on load fluctuation. Journal China University Mining & Technology, 18: 0305–0310.
Choi, SO. and Lee, SJ. (2015). Three-Dimensional Numerical Analysis of the Rock-Cutting Behavior of a Disc Cutter using Particle Flow Code. KSCE Journal of Civil Engineering. 2015; 19(4): 1129-1138.
Evenden, MP. and Edwards, JS. (1985). cutting theory and coal seam assessment techniques and their application to Shearer design. Mining Science and Technology, 2: 253-270.
Fan, Q. Li, W. Wang, Y. Zhou, L. Yang, X. and Ye, G. (2010). Control strategy for an intelligent Shearer height adjusting system. Mining Science and Technology, 20: 0908–0912.
Fang, X. Zhao, J. and Hu, Y. (2010). Tests and error analysis of a self-positioning Shearer operating at a manless working face. Mining Science and Technology, 20: 0053–0058.
Gao, K. Du, Ch. Dong, J. and Zeng, Q. (2015). Influence of the Drum Position Parameters and the Ranging Arm Thickness on the Coal Loading Performance. Minerals, 5: 723–736.
Haeri, H. and Sarfarazi, V. (2016). Numerical simulation of tensile failure of concrete using Particle Flow Code (PFC). Computers and Concrete, 18(1): 039-051.
Haeri, H. Sarfarazi, V. Hedayat, A. and Tabaroei, A. (2016). Effect of Tensile Strength of Rock on Tensile Fracture Toughness Using Experimental Test and PFC2D Simulation. Journal of Mining Science, 52(4): 647–661.
IEA (International Energy Agency). (2010). Key World Energy Statistics, Paris, France, 82 pages.
Kang, H. Cho, JW. Park, JY. Jang, JS. Kim, JH. Kim, KW. Rostami, J. and Lee, JW. (2016). A new linear cutting machine for assessing the rock-cutting performance of a pick cutter. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 88: 129–136.
Kim, U. Hirrob, K. Oliveiraa, D. and Kim, A. (2017). Effects of the skew angle of conical bits on bit temperature, bit wear and rock cutting performance. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 100: 263–268.
Lee, SJ. and Choi, SO. (2011). Numerical Analysis on Cutting Power of Disc Cutter with Joint Distribution Patterns. Journal of Korean Society for Rock Mechanics, Tunnel & Underground Space, 21(3): 151-163.
Lee, SJ. and Choi, SO. (2013). Three Dimensional Numerical Analysis on Rock Cutting Behavior of Disc Cutter Using Particle Flow Code. Tunnel & Underground space, 23(1): 54-65.
Liu, S. Du, Ch. Zhang, J. and Jiang, H. (2011). Parameter’s analysis of Shearer drum loading performance. Mining Science and Technology, 21: 621–624.
Min, J. Yingpeng, F. Yong, Y. Hongmin, W. Song, S. and Jie, L. (2016). Migration law of reparable dust on a super-long fully mechanized double-Shearer working face. International Journal of Mining Science and Technology, 26: 1109–1115.
Moon, TJ. (2012). A Study of Optimal Rock-Cutting Conditions for Hard Rock TBM Using the Discrete Element Method. Rock Mech Rock Eng, 45: 837–849.
Potyondy, D. (2004). Material-Modeling Support in PFC. Itasca Consuling Groupe, Inc. 2015.
Potyondy D, Cundall P. A bonded-particle model for rock. Int J Rock Mech Min Sci and Geomech Abstr, 41: 1329-1364.
Sarfarazi, V. Haeri, H. Fatehi Marji, M and. Zhu, Zh. (2017). Fracture Mechanism of Brazilian Discs with Multiple Parallel Notches Using PFC2D. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 61(4): 653–663.
Sarfarazi, V. Haeri, H. and Shemirani, AB. (2017) Shear behavior of non-persistent joint under high normal load. Strength of Materials, 49(2).
Song-yong, L. Chang-long, D. Xin-xia, C. and Jing, S. (2009). Experiment research on a new Shearer drum. Procedia Earth and Planetary Science 1, 1393-1397.
Song-yong, L. Chang-long, D. Xin-xia, C. and Xue, Ch. (2009). Model test of the cutting properties of a Shearer drum. Mining Science and Technology, 19: 0074–0078.
Stefanko, R. and Bise, CJ. (1983). Coal Mining Technology: Theory and Practice. SME-AIME. Littleton co.
SUN, JS. (2011). Numerical simulation of influence factors for rock fragmentation by TBM cutters. Rock and Soil Mechanics, 32(6): 1891-1897.
Tabas coal mine. (1995). Geological report. Technical office. Geology division.
Tiryaki, B. (2004). In situ studies on service life and pick consumption characteristics of Shearer drums, The Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy, 107-122.
World Coal Association. (2012). Uses of coal, www.Worldcoal.org
Xin-xian, Zh. Qiang, Sh. Bao-fu, L. and Xiao-jun, L. (2009). Shearer mining application to soft thin-seam with hard roof. Procedia Earth and Planetary Science 1, 68–75.
Yong, L. Dekun, Zh. Qingliang, W. Hongtao, L. Gang, Ch. and Shirong, G. (2010). Preparation and properties of a new cutting pick of coal Shearers. Mining Science and Technology, 20: 0794–0796.
Yang, ShQ. Tian, WL. and Huang, YH. (2018). Failure mechanical behavior of pre-holed granite specimens after elevated temperature treatment by particle flow code. Geothermics. 2018; 72: 124–137.
صاحب امتیاز
