
COAL QUALITY
Original Paper
UDC 622.2.023.65:658.562.2:622.33 © M.G. Rakhutin, R.D. Skvortsov, 2024
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol’ – Russian Coal Journal, 2024, № 6, pp. 82-86
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-6-82-86
Title
POTENTIAL TO ENHANCE THE EFFICIENCY OF EQUIPMENT FOR FROZEN COAL DEGRADATION
Authors
M.G. Rakhutin, R.D. Skvortsov
National University of Science and Technology MISIS (NUST MISIS), Moscow, 119049, Russian Federation e-mail: rahutin.mg@misis.ru
Authors Information
Rakhutin M.G. – Doctor of Engineering Sciences, Professor, National University of Science and Technology MISIS (NUST MISIS), Moscow, 119049, Russian Federation, e-mail: rahutin.mg@misis.ru
Skvortsov R.D. – Master student, National University of Science and Technology MISIS (NUST MISIS), Moscow, 119049, Russian Federation, e-mail: rod.skv@mail.ru
Abstract
The paper presents a comparative analysis of the applied methods of coal degradation when unloading railcars in port coal terminals, designs of the crushing-and-cutting machines (CCM), existing and used types of cutters, calculated and actual energy consumption for degradation. It is proposed to calculate the interaction of the cutting tool with the frozen coal taking into account the theory of frozen soil disintegration. Potentials are shown to enhance the efficiency of frozen coal degradation by increasing the reliability of the CCM and avoiding unnecessary over-degradation. In order to select the type of the cutters and cutting modes of the CCM to minimize coal over-degradation, it is proposed to use the “coal doungrading” index, defined as the ratio of the volume or weight of the obtained fraction of the downgraded coal to the volume or weight of the crushed coal.
Keywords
Coal terminal, frozen coal, сrushing and cutting machine, сoal degradation, сutter, оverdegradation, unloading efficiency.
References
1. Доклад о реализации в 2022 году Программы развития угольной промышленности России на период до 2035 года. [Электронный ресурс]. URL : https://minenergo.gov.ru (дата обращения: 15.05.2024).
2. Зиновьев В.Е., Зиновьев Н.В., Фомиченко Е.А. Анализ методов восстановления сыпучести навалочных грузов в условиях мурманского грузового морского порта // Транспорт. Транспортныесооружения. Экология. 2021. С. 12-20. Zinovyev V.E., Zinovyev N.V., Fomichenko E.A. Analysis of methods for restoring the flowability of bulk cargo in the conditions of Murmansk cargo seaport. Transport, transportnye sooruzheniya, ekologiya. 2021:12-20. (In Russ.).
3. СекачевД.Е., РахутинМ.Г. Проблемывосстановлениясыпучестиугольноготопливавосенне-весеннийизимнийпериодывугольныхтерминалах // Уголь. 2019. № 11. С. 54-57. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-11-54-57. Sekachev D.E., Rahutin M.G. Improving the efficiency of crushing frozen coal at port terminals in the autumn, winter and spring periods. Ugol’. 2019;(11):54-57. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2019-11-
54-57.
4. Кантович Л.И., Райханова Г.Е. Влияние характеристик силовой установки на производительность механизированного комплекса измельчения смерзшегося угля // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2010. № 5. С. 334-337. Kantovich L.I., Raikhanova G.E. Effect of power plant characteristics on the performance of mechanised complex of frozen coal degrada? tion. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten'. 2010;(5):334-337. (In Russ.).
5. Pacana A. et al. Influence of Natural Aggregate Crushing Process on Crushing Strength Index //Sustainability. 2021. Т. 13. №. 15. С. 8353.
6. Прокопенко С.А. Перспективные конструкции резцов для повышения сортности добываемого шахтами угля // Уголь. 2017. № 4. С. 29-31. DOI: 10.18796/0041-5790-2017-4-29-31. Prokopenko S.A. Prospective design of cutters for increasing the grade of coal produced by the mines. Ugol’. 2017;(4):29-31. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2017-4-29-31.
7. Солод В.И., Гетопанов В.Н., Рачек В.М. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов: учебник для вузов. М.: Недра,1982. 350 с.
8. Солод В.И., Зайков В.И., Первов К.М. Горные машины и автоматизированные комплексы: учебник для вузов. М.: Недра, 1981. 503 с.
9. ОСТ 12.44.258-84 Комбайны очистные. Выбор параметров и расчет сил резания и подачи на исполнительных органах.
10. Секачев Д.Е., Рахутин М.Г. Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности. Сборник трудов XIX международной научно-технической конференции, проведенной в рамках Уральской горнопромышленной декады, Екатеринбург, 20–21 мая 2021 года. Екатеринбург: Уральскийгосударственныйгорныйуниверситет, 2021. С. 98-101.
11. Mechanical Characteristics of Frozen Sandstone under Lateral Unloading: An Experimental Study / S. Liu, G. Yang, X. Dong et al. Advances in Civil Engineering. 2021;(2021):1-13.
12. МаксимовС.В., ИвкинВ.С., ТоптыгинС.В. Рыхлениемерзлыхгрунтов // ВестникУлГТУ. 2007. № 2. Maksimov S.V., Ivkin V.S., Toptygin S.V. Ripping of frozen soils. VestnikUl'yanovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. 2007;(2).
13. ЗеленинА.Н., БаловневВ.И., КеровИ.П. Машиныдляземляныхработ: учебноепособиедлявузов. М.: Машиностроение, 1975. 424 с.
14. Experimental Investigation on Damage Characteristics and Early Warning of Frozen Coal under Uniaxial Compression / X. Sun, B. Liu, Q. Dong et al. Advances in Materials Science and Engineering. 2023;(2023).
15. Mechanical damage mechanism of frozen coal subjected to liquid nitrogen freezing / L. Qin, C. Ma, S. Li et al. Fuel. 2022;(309):122124.
16. U niaxial compressive strength (UCS) and SEM study of liquid nitrogen for waterless hydraulic fracturing in coalbed methane reservoirs of Karaganda Basin in Kazakhstan / S.N. Longinos, A. Dilinger, L. Wang et al. Gas Science and Engineering. 2023;(115):204998.
17. Влияние условий замораживания-размораживания углей на их гранулометрический состав и механическую прочность / К.В. Агарков, С.А. Эпштейн, Е.Л. Коссович и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2021. № 6. С. 72-83. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-6-0-72. A garkov K.V., Epshtein S.A., Kossovich E.L., Dobryakova N.N. Freezethaw conditions effects on coals grain size composition and resistance to breakage. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten'. 2021;(6):72-83. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236-1493-2021-6-0-72.
18. Моделирование разрушающего действия дискового инструмента проходческо-очистных комбайнов на породный массив / Б.Л. Герике, П.Б. Герике, В.И. Клишин и др. // ФТПРПИ. 2008. № 5. G ericke B.L., Gericke P.B., Klishin V.I., Filatov A.P. Modelling the destructive action of roadheader disc tools on the rock massif. FTPRPI.
2008;(5). (In Russ.).
19. Khoreshok A.A., Mametyev L.E., Borisov A.Yu., Vorobyov A.V. Finite Element Models of Disk Tools with Attachment Points on Triangular Prisms. Applied Mechanics and Materials. 2015;(770):429-433. Trans Tech Publications, Ltd.
20. МаметьевЛ.Е., ХорешонокА.А., ЦехинА.М., БорисовА.Ю. Исследованиевзаимодействиярежущегоинструментасугольныммассивом // Горноеоборудованиеиэлектромеханика. 2018. № 6. С. 34-39. Mametyev L.E., Khoreshok A.A., Tsekhin A.M., Borisov A.Yu. Research of interaction of the cutting tool with the coal massif. Gornoe oborudovaniei elektromehanika. 2018;(6):34-39. (InRuss.).
21. Гетопанов В.Н., Рахутин М.Г., Полосина И.А. Определение уровня надежности дробильно-фрезерной машины ДФМ-11А для измельчения смерзшегося угля на тепловых электростанциях // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2002. № 3. С. 139. G etopanov V.N., Rakhutin M.G., Polosina I.A. Determination of the reliability level of the DF M-11A crushing and cutting machine for crushing of frozen coal at thermal power plants. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten'. 2002;(3):139. (In Russ.).
22. Технологическиепроцессыимашиныдляизмельчениясмерзшегосяикрупногабаритногоугольноготоплива / Л.А. Пучков, Л.И. Кантович, В.Н. Гетопановидр. М.: Изд. МГГУ, 2003. 144 с.
For citation
Rakhutin M.G., Skvortsov R.D. Potential to enhance the efficiency of equipment for frozen coal degradation. Ugol’. 2024;(6):82-86. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2024-6-82-86.
Paper info
Received April 22, 2024
Reviewed May 16, 2024
Accepted May 26, 2024