مدلسازی و شبیه سازی قابلیت اطمینان درام شیرر در معادن جبهه کار طولانی مکانیزه، مطالعه موردی: معدن زغال سنگ طبس

قابلیت اطمینان، به عنوان یک شاخص مهندسی، از کاربردهای بسیار زیادی در کنترل عملیات و راندمان تولید ماشین آلات سنگین برخوردار است. با توجه به حجم بالای عملیات در معادن، حفظ توان تولید و مدیریت ماشین آلات از جمله مواردی هستند که می توانند به طور جدی شرایط اقتصادی و عملیاتی معدن را تحت تأثیر قرار دهند. قابلیت اطمینان تولید هر معدن به طور مستقیم به قابلیت اطمینان ماشین آلات فعال در آن معدن وابسته است. با توجه به اهمیت پیوستگی تولید در معادن جبهه کار طولانی، هزینه های سنگین توقف های ناشی از خرابی و نقش حیاتی دستگاه درام شیرر در توان تولید معدن، در این رساله، قابلیت اطمینان درام شیرر مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور، با استفاده از اطلاعات فنی و دستگاه های درام شیرر موجود در بازار، ساختار کلی دستگاه مورد مطالعه قرار گرفته و زیرسیستم های آن پیشنهاد و معرفی شدند. در مجموع شش زیرسیستم شامل: سیستم آب، سیستم حرکت، سیستم هیدرولیک، سیستم برق، سیستم کابل و بازوهای برش برای دستگاه در نظر گرفته شده است. در ادامه طی مطالعه موردی در معدن زغال سنگ مکانیزه طبس، داده های خرابی شیرر و توقفات تولید ناشی از آن در طی پهنه اول این معدن برای مدل سازی و شبیه سازی قابلیت اطمینان دستگاه مورد استفاده قرار گرفتند. پس از جمع آوری و طبقه بندی داده ها، محاسبات مربوط به تحلیل داده بر روی آن ها انجام گردید. نتایج تحلیل های آماری نشان داد که رفتار خرابی سیستم آب از تابع گاما، سیستم های حرکت و هیدرولیک از تابع وایبول سه پارامتری، سیستم برق از تابع لاگ نرمال و دو سیستم کابل و بازوهای برش از مدل قانون توان تبعیت می کنند. در مرحله بعد، با استفاده از نتایج تحلیل داده و در نظر گرفتن ساختار سری برای زیرسیستم های دستگاه، قابلیت اطمینان کل دستگاه محاسبه گردید. نتایج محاسبات نشان داد که قابلیت اطمینان درام شیرر طبس پس از طی 100 ساعت عملیات برش به صفر می رسد. همچنین با استفاده از روش مونت کارلو کامات و رایلی (k-r)، قابلیت اطمینان درام شیرر شبیه سازی گردید. برای اجرای الگوریتم شبیه سازی، یک برنامه کامپیوتری در محیط نرم افزار matlab توسعه داده شد. با استفاده از این برنامه، منحنی قابلیت اطمینان شبیه سازی شده دستگاه رسم گردیده و با منحنی حاصل از مدل سازی مقایسه گردید. نتایج این مقایسه نشان داد که منحنی های قابلیت اطمینان حاصل از هر دو روش بسیار به هم شبیه می باشند. اما منحنی حاصل از روش شبیه سازی نرم تر و یکنواخت تر بوده و توانایی بیشتری برای پیش بینی قابلیت اطمینان دستگاه دارد. در پایان، با استفاده از نتایج حاصل از تحلیل قابلیت اطمینان، برنامه تعمیر و نگهداری پیشگیرانه برای بهیود عملکرد و قابلیت اطمینان درام شیرر معدن طبس پیشنهاد شد.