Обоснование технологических решений и параметров машин и комплексов оборудования для разрушения крепких пород, повышающих долговечность горной техники

• Автор: Рогов, Александр Борисович
• Шифр специальности: 05.05.06, 25.00.22
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 308 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Направления развития комбайнового способа проведения подготовительных выработок.
1.2. Конструкции исполнительных органов избирательного действия с тангенциальными шарошками
1.3. Основные кинематические и динамические закономерности турбулентных течений ньютоновских и неньютоновских жидкостей

1.4. Основные экспериментальные результаты исследования турбулентности .

1.5. Коэффициент турбулентной вязкости.

1.6. Методы диспергирования жидких и твердых примесей в потоке жидкости

Выводы.

Цель и идея работы. Постановка задач исследований

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНОГО МАССИВА ШАРОШКАМИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК.
2.1. Характеристика объекта исследований и стендовое оборудование .
2.2. Условия проведения экспериментов
2.3. Методические положения обработки результатов экспериментов
2.4. Силовые и энергетические показатели, зависящие от конструктивных и режимных параметров
2.5. Влияние прочностных свойств породы, конструктивных и режимных параметров на показатели процесса разрушения
2.6. Экспериментальные исследования процесса врезания исполнительного органа в массив.
Выводы.
3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДИСКОВОГО ШАРОШЕЧНОГО ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА
3.1. Выбор и обоснование рациональных параметров режущего диска и количества шарошек.
3.2. Рациональные параметры процесса врезания исполнительного органа в массив
3.3. Основные геотехнические и гсотехнологические положения
разрушения горного массива шарошками.
Выводы.
4. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ, ГЕОТЕХНИЧЕСКИЕ И ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И РЕМОНТА БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ.
4.1. Системные организационные, геотехнические и геотехнологические принципы интеграции науки и производства в сфере обслуживания горнодобывающих компаний
4.2. Принципы реструктуризации и диверсификации машиностроительных заводов по производству бурового оборудования для горнодобывающих компаний.
4.3. Принципы межотраслевой интеграции для повышения эффективности производства, эксплуатации и восстановления горношахтного оборудования.
4.4. Принципы межрегиональной интеграции для повышения эффективности производства, эксплуатации и восстановления бурового оборудования
4.5. Основные научные и практические результаты исследовательских работ в области гидродинамики трубопроводов буровых комплексов.
4.6. Принципы формирования базы данных по основным физикомеханическим свойствам жидкостей, влияющим на гидродинамические свойства потоков суспензий и эмульсий в трубопроводах
4.7. Методические положения неразрушающего контроля и технической диагностики.
Выводы.
5. ФИЗИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СНИЖЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ ТЕЧЕНИИ ЖИДКОСТИ В ТРУБАХ.
5.1. Базовые теоретические положения моделирования течения жидкостей
5.2. Физическая модель и математическое описание течения загрязненных жидкостей в трубопроводах.
5.3. Оценка факторов, определяющих энергоемкость транспортирования загрязненных жидкостей по трубам.
5.4. Уточнение математической модели сопротивления течению загрязненной жидкости в трубопроводах
5.5. Практические рекомендации по снижению сопротивления течению загрязненной жидкости в трубопроводах
Выводы
6. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПЛАСТИНЧАТЫХ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ДИСГ1ЕРГАТОРОВ
6.1. Постановка задачи для пластинчатых диспергаторов
6.2. Расчет собственных частот и форм колебаний пластины гидродинамического диспергатора.
6.3. Моделирование гидродинамических процессов при обтекании пластинчатого излучателя.
6.4. Метод суперпозиции форм колебаний ii
6.5. Методика и результаты вычислительных экспериментов
Выводы.
7. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕХНИЧЕСКОГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ И ВНЕДРЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ БУРОВЫХ КОМПЛЕСОВ
7.1. Гидродинамические диспергаторы
7.2. Шаровой затвор с встроенным кавитационным диспергатором
7.3. Установки для очистки и мойки бурового оборудования
7.4. Способ упрочнения длинномерных цилиндрических изделий
7.5. Методы оперативного контроля агрессивности жидкостей и эффективности ингибиторов коррозии.
7.6. Технология повышения долговечности трубопроводов на основе использования диспергаторов типа ВГ.
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Список литературы


Недостатком конструкции являлось наличие резцового забурника 3, а также незначительное количество шарошек в каждом ряду и большое расстояние между инструментами, что приводило к высокой динамичности процесса разрушения. Исполнительный орган с изгибающейся стрелой конструкции ДонУГИ устанавливался на проходческом комбайне в распор, на ходовой части рис. Рабочий орган, состоящий из породоразрушающей головки 1 с шарошками 2, оснащался сменным буровым инструментом, включающим шнекоштанги 3 и резцовую коронку 4. Буровой инструмент подготавливал в массиве опережающую нишу для породной головки. Недостатками исполнительного органа являлись наличие бурового инструмента, усложняющего конструкцию, и изгибающейся части стрелы, снижающей ее жесткость. Исполнительный стреловидный орган, разработанный в Гипрорудмаше , устанавливался на проходческом комбайне ПК9р рис. Для врезания в забой конструкция стрелы 1 обеспечивала поворот режущего органа 2 в одной плоскости относительно продольной оси. Для врезания в другой плоскости рабочий орган поворачивался округ своей оси за счет дополнительного червячного редуктора 3. К недостаткам этой конструкции можно отнести увеличение длины стрелы в результате дополнительных передач для поворота и изгиба рабочего органа, что снижало ее жесткость и, как следствие, приводило к высокой динамике и вибрации в процессе работы. Шарошечные исполнительные органы
Рис. Рис. Исполнительный орган конструкции. ДонУГИ включал конусную коронку, оснащенную шарошками, работающими с регулируемым шагом в линиях резания. Шарошки устанавливались в направляющих, относительно которых перемещался инструмент. Достоинство такой коронки заключалось в том, что в зависимости от конструкции угла конусности, шага в линии резания, диаметра головки и т. К недостаткам можно отнести невозможность врезания в массив и большую динамику на исполнительном органе вследствие малого количества инструмента, установленного в одной линии резания. Исполнительный орган проходческого комбайна для подрывки кровли оснащался дисковыми шарошками 1, опоры которых закреплялись в лучах 2 рис. Для врезания комбайна в массив необходима ниша, а обработка забоя затруднена изза качания лучей 2 в разных направлениях. Исполнительный орган проходческого комбайна незначительно отличался от описанного выше. Он также не обеспечивал врезания в породный массив, так как для этого было необходимо согласование обеих коронок с плоскостью пласта. Исполнительный орган, имеющий также две породоразрушающие коронки , оснащался средствами автоматизации вождения коронок с целью повышения точности оконтуривания выработки, однако сохранял основной недостаток предыдущих невозможность врезания в массив. В институте Донгипроутлемаш быт разработан проходческий комбайн с . Исполнительный орган конструкции ДПИ был выполнен в виде кронштейна 1 рис. Кронштейн 1 шарнирно соединялся со стрелой комбайна 4. Перемещение стрелы происходило горизонтальными резами. Недостатками такой конструкции исполнительного органа являлись низкая производительность, а также то обстоятельство, что поддержание постоянного шага разрушения было затруднено. Исполнительный орган по патенту Великобритании , оснащенный шарошками, закрепленными в жестких опорах, устанавливался па распорноходовой части. Такая конструкция рабочего органа не позволяла врезаться в массив при движении в боковом направлении и обусловливала возникновение больших усилий на режущих кромках. Исполнительный орган, предложенный ДонУГИ , состоял из кронштейна 1 с направляющими 2, на которых устанавливались две породоразрушающие коронки рис. Обработка забоя обеспечивалась за счет качаний в горизонтальной плоскости. К недостаткам такой конструкции машины можно отнести сложность врезания коронок в массив и большую динамичность процесса разрушения забоя. Для проходки выработок по крепким рудам институтом Гипроуглемаш были разработаны шарошечные исполнительные органы рис. ПК9р . Первый образец исполнительного органа проходческого комбайна рис. Для образования первоначального вруба исполнительный орган имел конус. Недостатком этой конструкции являлась неэффективная схема размещения инструмента и, как следствие, неэффективная схема поражения забоя. Рис.