Обоснование и выбор рациональной частоты вращения штанги машин для сверления шпуров в породах повышенной крепости и абразивности

• Автор: Мирный, Сергей Георгиевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований
1.1. Сущность и основные особенности вращательного бурения шпуров
1.2. Резцы для вращательного бурения шпуров
1.3. Модели взаимодействия режущих инструментов с разрушаемым массивом
1.4. Влияние частоты вращения буровой штанги на силовые и энергетические параметры процесса бурения
1.5. Способы и технические решения по поддержанию рациональных режимных параметров бурения
Выводы по главе 1 и задачи исследований
Глава 2. Методика и техника исследований
2.1. Основные положения методики исследований
2.2. Выбор и характеристика горных пород для исследований
2.3. Экспериментальные стенды, измерительная аппаратура
Выводы по главе
Глава 3. Экспериментальные исследования влияния частоты вращения на процесс разрушения породы, скорость и силовые параметры при бурении шпуров
3.1. Исследование процесса сколообразования породы буровым резцом
3.2. Исследование влияния частоты вращения резца на процесс тре-щинообразования под торцевой площадкой
3.3. Исследование влияния частоты вращения на скорость и силовые параметры бурения шпуров
Выводы по главе
Глаш 4. Математическое моделирование процесса вращательного бурения шпуров
4.1. Разработка математической модели функционирования бурильной машины вращательного действия
4.2. Исследования на математической модели влияния частоты вращения штанги на скорость, энергоемкость бурения и стойкость резцов по породам с различными прочностными характеристиками
Выводы по главе
Глава 5. Разработка способа управления режимными параметрами при вращательном бурении шпуров
5.1. Разработка способа и алгоритма управления частотой вращения буровой штанги при вращательном бурении шпуров
5.2. Разработка технических решений реализующих способ и алгоритм управления частотой вращения буровой штанги при вращательном бурении шпуров
5.3. Оценка эффективности управления частотой вращения буровой штанги
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

В мире около 40 % подготовительных и вскрывающих выработок при подземном способе добычи полезных ископаемых приходится на долю буровзрывного способа (ВВС). Кроме этого, бурение шпуров осуществляется под анкерную крепь при комбайновой проходке, а при строительстве тоннелей и других подземных коммуникаций - для укрепления сводов и прилегающих к нему пластов горных пород.
Экономическое благополучие России определяется состоянием топливно-энергетического комплекса страны. Для обеспечения надежного энергоснабжения доля угля в производстве топливно-энергетических ресурсов должна возрасти с 12,2 до 17% (к 2020 году), а объем добычи составить 430-435 млн. т. в год.[1]. Подземный способ добычи угля занимает около 36% от общей добычи угля в стране. [2]. В угольной промышленности России более 50% объема подготовительных и вскрывающих выработок, проводимых с помощью ВВС, приходится на Восточный Донбасс, на шахтах которого менее 10% выработок проводятся комбайновым способом.
Одной из основных задач деятельности любого горного предприятия, в том числе и угольной шахты, является воспроизводство фронта очистных работ, а именно проведение горных подготовительных и вскрывающих выработок, открывающих доступ к полезному ископаемому. Существующий уровень отечественной техники для горнопроходческих работ намного ниже аналогичного зарубежного. Выпускаемое оборудование морально устарело [2]. В соответствии с этим производительность труда в горнорудной промышленности России ниже, чем в США в 5 - 7 раз, а в угольной до 20 раз [3].
Для оценки эффективности работы горнодобывающей промышленности был введен показатель удельного объема проведения подготовительных выработок (Су), и в официальной статистике он приводится в погонных метрах на 1000 тонн добычи полезного ископаемого [4].

6. Стенд (рис. 2.3) позволял бурить шпуры на глубину до 250 мм, со ступенчатым изменением скоростей вращения в диапазоне от 28 до 900 мин'1 ( всего ступеней 8) и скоростей подач от 0.13 до 1.87 мм/об ( всего ступеней 12).
Буровой стенд (рис. 2.4) представляет собой станок геологоразведочного бурения (СКБ-4) 1, установленный на специальную раму 2 , к
которой крепится блок породы 3. Станок 1 дополнительно оборудован ртутным токосъемником 4 и муфтой боковой промывки шпура водой 5. Стенд позволяет бурить шпуры на глубину до 0,7 м, в диапазоне скоростей подачи от 0 до 1,1 м/мин при осевом усилии от 0 до 40 кН, с частотой вращения от 90 до 1600 об/мин, при вертикальном расположен податчика.