Porównanie zużycia energii elektrycznej przez przenośniki taśmowe w kopalni węgla brunatnego. Część 4. Rozważania teoretyczne i weryfikacja dla danych z Konina

Czwarty artykuł z cyklu poświęconego analizie zużycia energii przez przenośniki węglowe w kopalni węgla brunatnego nie odwołuje się do danych z kopalni, lecz przedstawia rozważania teoretyczne zagadnienia zużycia energii przez przenośniki. Przechodząc od czynników wpływających na zużycie energii i całkowitych oporów ruchu przenośnika autorzy przeszli do zapotrzebowania na moc i zdefiniowanego we wcześniejszych pracach wskaźnika zużycia energii WskZE. Weryfikację przeprowadzono dla danych empirycznych opublikowanych w innych artykułach dla przenośników ze zmienną prędkością, które funkcjonują w kopalni węgla brunatnego w Koninie. W przeciwieństwie dla danych z kopalni Bełchatów na przenośniku węglowym DW5, który miał podobną długość (940 m), to wydajność koparki była stała w trakcie testów, a zmieniana była prędkość taśmy i przez to stopień wypełnienia taśmy. Dzięki temu można było przetestować zależności testowe zarówno dla zmiennej średniej wydajności przy stałej prędkości [1-3] jak i zmiennej prędkości przy stałej wydajności [30, 31, 34, 35]. Wskaźnik zużycia energii, jak podpowiada teoria oporów ruchu przenośnika, okazał się funkcją dwóch zmiennych, dla przenośnika poziomego. Jest on liniowo zależny od prędkości i odwrotnie proporcjonalny od bieżącej wydajności. Analiza ilorazu mocy potrzebnej do jałowej pracy przenośnika (pustego) i pracy z obciążeniem pokazała, że choć obniżanie prędkości przy stałej wydajności prowadzi do coraz niższego zużycia energii, to jednak coraz większą część energii zużywa się na transport ciężkiej i szerokiej taśmy oraz poruszanie wielkich krążników dobranych do przeniesienia szczytowych wydajności koparki. W pracy zasugerowano zmianę paradygmatu doboru przenośników, by poprawić stosunek masy urobku na taśmie do masy części ruchomych (taśmy i krążników) i obniżać zużycie energii poprzez lepsze wykorzystanie wydajności teoretycznej poprzez lepszą organizację pracę ciągów np. pokazywanie nie tylko ilości i jakości urobku na tablicach synoptycznych, lecz również bieżącego wskaźnika zużycia energii i wartości skumulowanych dla wybranych okresów.

The fourth paper from the cycle devoted to the analysis of energy consumption by coal conveyors in a lignite mine does not refer to data from the Bełchatów mine but presents theoretical considerations of the issue of energy consumption by conveyors. Moving from factors influencing energy consumption and the total resistance of the conveyor, the authors moved to the demand for power and the unit energy consumption index WskZE defined in previous works. The verification was carried out for empirical data published in other papers for conveyors with variable speed that operate in the Konin lignite mine. Unlike the data from the Bełchatów mine on the DW5 coal conveyor in Konin, which had a similar length (940 m), the excavator’s output was constant during testing, and the belt speed and thus the degree of belt filling degree (in %) was changed. Thanks to this, it was possible to test relationships for both: variable average capacity at the constant speed [1-3] and variable speed at the constant capacity [30, 31, 34, 35]. The unit energy consumption index, as suggested by the theory of conveyor resistance, turns out to be a function of two variables (for a horizontal conveyor). It is linearly dependent on speed and inversely proportional to current capacity. Analysis of the ratio of power needed for the idle operation of the conveyor (empty) and work with load showed that although lowering the speed at constant capacity leads to lowering the level energy consumption, however, an increasing part of the energy is consumed for the transport of heavy and wide belt and moving large rollers selected to match peak excavator performance. The paper suggests a change in the paradigm of the selection of conveyors to improve the ratio of the mass of spoil on the belt to the mass of moving parts (belts and rollers) and reduce energy consumption by better use of theoretical efficiency through better organization of the conveyor lines operation, e.g. showing not only the quantity and quality of spoil on synoptic boards but also the current energy consumption indicators and their cumulative values for selected periods.