Эксплуатация горных машин и оборудования

московский 
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

КДАЦИШЫЙ 

С О В Е Т 

Председатель 

Л.А. 
ПУЧКОВ 

Зам. председателя 

Л.Х. 
ГИТИС 

Члены pedeomema 

И.В.ДЕМЕНТЬЕВ 

A. П. ДМИТРИЕВ 

Б.А. КАРТОЗИЯ 

В.В. КУРЕХИН 

М.В. КУРЛЕНЯ 

В.И. ОСИПОВ 

э.м. 
соколов 

КН. ТРУБЕЦКОЙ 

В.В. ХРОНИН 

B. А. ЧАНТУРИЯ 

ЕИ. ШЕМЯКИН 

ИЗДАТЕЛЬСТВО 
МОСКОВСКОГО 
ГОСУДАРСТВЕННОГО 
ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

ректор 
МГТУ, 
чл,-корр. 
РАН 

директор 
Издательства 
МГТУ 

академик 
РАЕН 

академик 
РАЕН 

академик 
РАЕН 

академик 
РАЕН 

академик 
РАН 

академик 
РАН 

академик 
МАНВШ 

академик 
РАН 

профессор 

академик 
РАН 

академик 
РАН 

ВЫСШЕЕ ГОРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 

В.П. 
Запков 
ГЛ. 
Берпявскпп 

ЭКСПЛУАТАЦИЯ 
ГОРНЫХ МАШИН 
И ОБОРУДОВАНИЯ 

Издание 
3-е, 
стереотипное 

Рекомендовано 
Министерством 
образования Российской 
Федерации 
в качестве учебника 
для 
студентов 
высших учебных 
заведений, 
обучающихся 
по 
направлению 
«Горное 
дело» 
и 
специальности 
«Горные машины и 
оборудование» 

А \ 
МОСКВА 
ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

2 0 0 1 

УДК 622.232.8.004(075.8) 
Б Б К 33.1 
3 12 

Рецензенты: 

Канд. техн. наук, 
Директор института 
Гипроуглемаш 

В.В. 
СТАРИЧНЕВ 

Гл. инженер 
Мосметростроя 
Б.И. 
ЯЦКОВ 

Гл. механик 
Мосметростроя 
В.Б. 
БОГДАНОВ 

Займов В.И., Берлввсквй Г.П. 

3 12 
Эксплуатация горных машин и оборудования: Учебник для 
вузов. — 3-е изд., стер. — М: Издательство Московского государственного горного университета, 2001. — 257 с. 

ISBN 5-7418-0028-9 
Изложены основные положения, раскрывающие вопросы выбора оборудования по горнотехническим условиям исходя из требований надежности, эффективной и безопасной эксплуатации с расчетом и анализом эксплуатационной 
производительное™ и рациональных режимных параметров. Рассмотрены вопросы стратегии и структуры систем эксплуатации, технического обслуживания 
и ремонта оборудования и их оптимизации по целевой функции, включая вопросы смазки, средств и методов монтажа и диагностики технического состояния. Даны основные положения по обеспечению безопасности в процессе эксплуатации. 1 -е изд. — 1996 г. 

Для студентов вузов, обучающихся по специальностям «Горная электромеханика», «Горные машины и оборудование», а также для студентов других 
горных специальностей. 

УДК 622.232.8.004(075.8) 
ББК 33.1 

ISBN 5-7418-0028-9 
© В.И. Зайков, Г.П. Берлявский, 2001 

© Издательство МГТУ, 2001 

Введение 

В В Е Д Е Н И Е 

Процесс эксплуатации оборудования — это период 
реализации его эффективности, надежности и степени 
удобства и безопасности обслуживания, которые в свою 
очередь определяются необходимыми, достаточными и 
обоснованными качеством и уровнем всех видов требований по конкретному виду оборудования, реализованных 
с учетом специфики условий его эксплуатации. 

Специфика условий и режимов эксплуатации горношахтного оборудования (ГШО), предназначенного для 
добычи полезных ископаемых, проведения горных выработок и строительства подземных сооружений, обуславливается стесненностью рабочего пространства, изменчивостью физико-механических свойств разрабатываемых 
и вмещающих пород, непостоянством рабочего места при 
постояном перемещении машин в забое, запыленностью 
атмосферы и химической активностью шахтных вод, 
сложностью проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту (ТОР), монтажу и демонтажу оборудования и др. Поэтому к ГШО предъявляются достаточно 
высокие и жесткие требования по безопасности и санитарно-гигиеническим условиям труда, эффективности выполнения всех рабочих функции при устранении тяжелого 
фоизического труда, трудоемкости монтажно-демонтажных работ и работ по ТОР. 

Эффективность эксплуатации ГШО обеспечивается 
также требованиями по его надежности, производительности (теоретической, технической и эксплуатационной), 
степени совершенства схемы его работы, энерговооруженности, технологичности, универсальности, унификации, стандартизации, ремонтопригодности и др. 

Как уже отмечалось, процесс эксплуатации ГШО это период реализации его возможностей, заложенных 

5 

Введение 

при проектировании, изготовлении и проведении всех видов ТОР. В этот период вступают в действие также такие 
факторы, как условия эксплуатации, правильный выбор 
режимных параметров, выбор методов диагностирования 
технического состояния ГШО и системы эксплуатации, 
уровень квалификации обслуживающего и инженернотехнического персонала, разработка планограмм технологических циклов на основе современных совершенных 
методов и средств механизации процессов, режим и качество смазки, качество носителей энергии и др. 

Целью данного учебника в соответствии с программами дисциплин "Эксплуатация горных машин и оборудования", для студентов специальности Т13 "горные инженеры электромеханики" и "Основы эксплуатации горнных 
машин и оборудования" для студентов специальнсости 
Т06 - "горные инженеры-механики" является ознакомление студентов с системами эксплуатации, современными 
подходами и выбору рациональной системы ТОР, расчетными методами выбора основных режимных параметров 
горных машин для конкретных условий эксплуатации, 
методами и средствами диагностирования технического 
состояния, основными правилами безопасности эксплуатации и проведения ТОР. 

Выбор оборудования и обеспечение 
рациональных режимов эксплуатации 

Раздел 1. 
Выбор оборудования 
и обеспечение рациональных 
режимов эксплуатации 

1.1. Основные 
показатели 
эффективности 
и безопасности 
эксплуатации 
оборудования. 
Методы и средства их 
обеспечения 

С позиций эффективности и безопасности эксплуатации оборудовния целесообразно все требования (технологические, технические, экономические, социальные, 
специальные) и их показатели систематизировать по трем 
основным группам (табл.1): 

- обеспечение надежности и эффективности на этапе 
создания машин и комплексов; 

- обеспечение качества системы ТОР и монтажа на 
этапе эксплуатации по назначению; 

- обеспечение безопасности и санитарно-гигиенических условий труда на этапах создания и эксплуатации. 

В таблице 1 в каждой группе требования даны также 
основные качественные условия требований, основные 
показатели данной группы требования, методы, средства 
и этапы их обеспечения и реализации. 

Безусловно, количество показателей по каждой группе требований может быть значительно расширено исходя 
из специфики назначения и условий эксплуатации того 
или иного вида оборудования. Так, например, для механизированных крепей могут быть внесены показатели устойчивости, управляемости, затяжки кровли, силовых параметров и удельных сопротивлений и др., которые закладываются при проектировании и изготовлении и реализуются в процессе эксплуатации. Конечно, все эти показатели также существенно влияют и на эффективность и на 
безопасность эксплуатации, но все они косвенно учитываются такими обобщенными показателями как вероят
7 

Раздел 1 

ность безотказной и безопасной работы, производительность комплекса в целом и др. 

При этом необходимо отметить, что все приведенные 
в таблице 1 показатели являются интегральными и каждый из них определяется большим количеством факторов 
при их сложной функциональной зависимости. Так, например, энергоемкость процесса разрушения пород резцовым инструментом зависит от геометрических параметров резца, параметров и схемы разрушения, физико-механических свойств породы, коэффициента отжима груди 
забоя и других факторов. 

Поэтому при выборе показателей эффективной и безопасной эксплуатации того или иного вида оборудования 
необходимо стремиться к минимизации их количества при 
необходимом и достаточном уровне каждого показателя. 
Задача обеспечения надежной, эффективной и безопас
назначению требует решения двух главных задач: 

- выбора рациональных режимных параметров в конкретных условиях эксплуатации, 

- разработки оптимальной стратегии системы технического обслуживания и ремонта, обеспечивающей поддержание в процессе эксплуатации заданного уровня основных показателей. 

Одним из методов определил рациональной стратегии 
ТОР является выбор и анализ целевой функции системы 
технического обслуживания и ремонта, которая определяется основными показателями, приведенными в таблице 1. Анализ целевой функции системы ТОР дан в разделе 
2. 

1.2. Горнотехнические 
условия применения 
очистных 
механизированных 
комлексов 

Рациональные области применения различных видов 
горных машин определяются соответствием их конструк
ной работы обо 
процессе эксплуатации по 

8 

Выбор оборудования и обеспечение 
рациональных режимов эксплуатации 

ции и технических параметров горногеологическим и горнотехническим условиям эксплуатации. 

Таблица J 

Группа 
требований 

Качественные 
условия 
требований 

Основные 
показатели 

Методы 
и средства 
обеспечения 

Обеспечение надежности и эффективности на 
этапе создания 
комплексов 

Уровень надежно- Вероятность безотказной работы 
Анализ опыта эксплуатации 

Обеспечение надежности и эффективности на 
этапе создания 
комплексов 

Диапазон условий 
эксплуатации 
Коэффициент 
готовности 
Уровень научных, 
конструкторских 
решений 

Обеспечение надежности и эффективности на 
этапе создания 
комплексов 

Совершенство 
схемы работы 
Коэффициент совершенства схемы работы 

Качество изготовления 
Обеспечение надежности и эффективности на 
этапе создания 
комплексов 
Уровень техникоэкономических 
показателей 

Энергоемкость 
процессов 
Квалификация обслуживающего 
персонала 

Обеспечение надежности и эффективности на 
этапе создания 
комплексов 

Уровень ремонтои монтажепригодности 

Удельные эксплуатационные затраты 

Качество системы 
эксплуатации технического обслуживания и ремонта, средства механизации работ по 

Обеспечение качества системы технического обслуживания, ремонта 
и монтажа на этапе эксплуатации 
по назначению 

Предупреждение 
отказов 
^левая функция 
Анализ основных 
показателей целевой функции ТОР 

Обеспечение качества системы технического обслуживания, ремонта 
и монтажа на этапе эксплуатации 
по назначению 

Оптимизация сроКоэффициент технического использования оборудования 

Выбор стратегии 
замены элементов системы оборудования, обеспечение запчастями 

Обеспечение качества системы технического обслуживания, ремонта 
и монтажа на этапе эксплуатации 
по назначению 

Снижение трудоемкости процессов ТОР, монтажа 
и демонтажа оборудована 

Время наработки 
на отказ 
Применение системы и средств диагностики технического состояния оборудования 

Обеспечение качества системы технического обслуживания, ремонта 
и монтажа на этапе эксплуатации 
по назначению 

тажу и демонтажу 

Квалификация ремонтного персонала 

Обеспечение качества системы технического обслуживания, ремонта 
и монтажа на этапе эксплуатации 
по назначению 

Удельные эксплуатационные затраты на ТОР и монтаж 

Фирменное или 
централизованное выполнение 
работ по ТОР 

9 

Раздел 1 

Продолжение 
таблицы 1 

Обеспечение безопасности и санитерно-технических условий труда на этапах создания и эксплуатации 

Соблюдение требовании по и птэ 
для подземного 
горного оборудования 

Вероятность безопасной работы 
Обеспечение 
всех заданных показателей при 
проектировании 

Коэффициент частоты травматизма Соблюдение условий эксплуатации 
и правил безопасной эксплуатации 

Показатели санитарно-гигиенических условий труда по запыленности, освещенности, вибрации, шуму и т. д. 

Квалификация 
персонала 

Доля тяжелого 
физического тру
При этом при эксплуатации комплексов оборудования и агрегатов возникает также задача увязки конструктивных и режимных параметров машин комплекса или 
агрегата. 

Главными критериями при определении рациональной области применения горной машины являются: 

- надежность функционирования, 
- безопасность эксплуатации; 
- эффективность применения. 
Эти критерии должны быть гарантированы конструктивно-техническими параметрами машины (комплекса), 
обеспечивающими ее основное функциональное назначение с учетом всех видов требований, предъявляемых к 
данной машине. 

Так, например, механизированная крепь очистного 
комплекса должна выполнять три основные функции; 

- поддержание и управление кровлей; 
- защита рабочего пространства, 
- перемещение и управление комплексом. 
Поэтому важнейшими параметрами крепи являются 

величина начального распора (МН/м

2), рабочее сопро
10