Ứng dụng phần mềm MATLAB mô phỏng quá trình biến thiên suất tiêu thụ điện năng
của băng tải sử dụng trong mỏ than hầm lò
In the actual production, the determination of the specific
energy consumption for the mining equipment has been
considered as a very difficult task. The software MATLAB
could be useful in simulating the variable process of the
specific energy consumption, corresponding to the
assumption based on the actual conditions of the
underground coal productio
ThS. VŨ THẾ NAM
KS. TRẤN TRUNG HIẾU
KS. PHẠM THANH LIÊM
KS. LÊ QUANG TUẤN
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin
1. Tổng quan về suất tiêu thụ điện năng
Suất tiêu thụ điện năng (STTĐN) là giá trị về mức tiêu thụ điện năng để sản xuất ra một đơn vị
sản phẩm. Đối với các đơn vị trong ngành mỏ thì suất tiêu thụ điện năng (STTĐN) còn là chỉ tiêu
tổng hợp để lập kế hoạch hàng năm về nhu cầu sử dụng điện năng, ngoài ra còn làm công cụ
cho việc giám sát, phân phối và quản lý lưới điện và thiết kế cung cấp điện cho các mỏ than.
* Suất tiêu thụ điện năng của băng tải được tạo nên từ ba yếu tố:
- Tiêu thụ điện năng trong quá trình quá độ của thiết bị: Khởi động có tải, hãm ngược hoặc
hãm động năng.
- Tiêu thụ điện năng trong quá trình biến đổi. Thành phần này có quan hệ với các yếu tố:
+ Đặc tính kỹ thuật của thiết bị.
+ Đặc điểm của công nghệ.
+ Tính chất nguyên vật liệu.
+ Số lượng và chất lượng sản phẩm: Thành phần này tỷ lệ thuận với số lượng sản phẩm.
- Tổn thất điện năng khi vận hành: Thành phần này không phụ thuộc vào số lượng sản phẩm
mà nó chỉ phụ thuộc vào hai yếu tố.
+ Công suất không tải: Tổn thất điện năng này tỷ lệ thuận với công suất không tải.
+ Thời gian chạy máy.

tgk
tc
k
gd
- H s tớnh n nh hng gim nng sut do gúc dc;
B - Chiu rng dõy bng, m;
v - Tc dõy bng, m/s;
d - Trng lng th tớch ca than vn ti trờn bng, t/m
3
;
* Ti trng than trờn mt một di bng:
mkG
v
Q
g
bc
/,
.6,3
=
(2)
Trong ú:
Q
bc
-

Nng sut thc t ca bng chuyn, t/h;
v - Tc bng ti, m/s;
* Trng lng 1m di ca dõy bng:
Trng lng ny ta cú th tớnh bng cụng thc sau hoc cú th dựng o m thc t xỏc
nh trng lng 1m dõy bng.

L
G
gmkG
L
G
g
x
x
x
p
p
p
/,,/ ==
(4)
Trong đó:
G
p
, G
x
- Trọng lượng phần quay của các con lăn nhánh có tải và nhánh không tải;
L
p
, L
x
- Khoảng cách giữa các con lăn nhánh có tải và nhánh không tải.
* Sức cản thành phần của nhánh không tải:
F
1-2
= (g
0

kGFSS ,
2112
−
+=
(7)
kGSS ,.05,1
23
=
(8)
kGFSS ,
4334 −
+=
(9)
kGeSS ,.
14
µα
=
(10)
Trong đó:
k
dt
- Hệ số tính đến dự trữ lực ma sát, lấy
dt
k
= 1,2÷1,25,
e
- Cơ số logarit tự nhiên e = 2,71;
µ
- hệ số ma sát của dây băng ở tang;


* Xác định lực kéo của băng chuyền:
kG
SS
F ,
05,01
14
0
−
−
=
(12)
* Công suất yêu cầu của động cơ băng chuyền:
kW
Fv
P ,
102
.
0
=
(13)
Trong đó:
v
- Tốc độ dây băng m/s;
0
F
- Lực kéo của băng chuyền, kG;
* Suất tiêu thụ điện năng của băng chuyền:
3
tkWh
Q

4 Chiều dài băng tải 250m
5 Tốc độ băng 2,04m/s
6 Khối lượng 3 con lăn nhánh có tải 46kg
7 Khoảng cách giữa các con lăn nhánh có tải 0,9m
4
8 Khối lượng 1 con lăn nhánh không tải 42 kg
9 Khoảng cách giữa các con lăn nhánh không tải 2,7m
10 Góc đặt băng 0
o
a) Kết quả mô phỏng sự biến thiên suất tiêu thụ khi năng suất băng thay đổi theo thực tế,
chiều dài băng 250m và góc dốc đặt băng không đổi (hình 4).
a. Đồ thị sản lượng b. Suất tiêu thụ điện năng
Hình 4. Kết qủa mô phỏng STTĐN của băng khi năng suất băng thay đổi
STTĐN luôn luôn tỷ lệ nghịch với sản lượng. Trong một ca sản xuất sản lượng vào đầu ca,
cuối ca và thời gian nghỉ rất thấp. Do băng luôn phải hoạt động nên vào lúc sản lượng thấp,
STTĐN trên một đơn vị sản phẩm là rất cao. Suất tiêu thụ điện năng vào giờ nghỉ cao nhất lên
đến 5,75 kWh/tấn.
b) Kết quả mô phỏng suất tiêu thụ khi sản lượng băng chuyền thay đổi theo thực tế, chiều dài
băng thay đổi từ 250m xuống còn 100m và góc dốc đặt băng không đổi (hình 5).
a. Đồ thị STTĐN băng dài 200m b.Đồ thị STTĐN băng dài 100m
Hình 5. Kết qủa mô phỏng STTĐN của băng có độ dài khác nhau
STTĐN giảm tỷ lệ với chiều dài băng giảm, khi băng chuyền dài 200m STTĐN là 4,53
kWh/tấn, khi băng chuyền dài 100m STTĐN là 2,25 kWh/tấn.
c) Kết quả mô phỏng STTĐN khi sản lượng băng chuyền thay đổi theo thực tế, chiều dài băng
thay đổi và góc dốc đặt băng thay đổi (hình 6).
a. STTĐN khi góc dốc băng là 5
0
b. STTĐN khi góc dốc băng là 20
0
Hình 6. Đồ thị STTĐN khi góc dốc băng thay đổi