Выбор оптимального давления струй при разрушении горных пород механогидравлическим способом

• Автор: Архипов, Константин Петрович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 148 с.

СОДЕРЖАНИЕ
СТРАНИЦА
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИИ
1.1 Теоретические и опытные исследования механики водяных
незатопленных струй и их применение в горной промышленности
1.2 Исследование механизма резания углей и горных пород. Применение
механического режущего инструмента в горной промышленности
1.3 Применение комбинированных способов разрушения. Эффект
взаимодействия струи и резца при разрушении
1.4 Цель и задачи диссертационной работы
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ВЛИЯНИЯ КРУПНОСТИ ЧАСТИЦ РАЗДРОБЛЕННОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ НА СИЛУ ТРЕНИЯ И СКОРОСТЬ ВЫНОСА
2.1 Факториальная схема плана экспериментов
2.2 Экспериментальные установки и технология проведения опытов
2.3 Зависимость силы трения от крупности частиц раздробленной
породы
2.4 Зависимость коэффициента трения от содержания в составе
смеси раздробленной породы частиц мельчайшей фракции
2.5 Влияние влажности смеси частиц раздробленной породы
на величину силы трения
2.6 Зависимость скорости выноса частиц раздробленной породы из
стесненных условий от их крупности
2.7 Выводы по результатам проведенных экспериментов
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Определение профиля насадка наименьшего сопротивления
3.2 Скорость выноса несвязанных частиц грунта и породы
3.3 Выбор оптимального давления струи, обеспечивающего минимум энергоемкости процесса механогидравлического разрушения
3.4 Выводы по результатам теоретических исследований
4. МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА СИЛ РЕЗАНИЯ, ПОДАЧИ И РАСХОДУЕМОЙ МОЩНОСТИ ПРИ РАЗРУШЕНИИ ГОРНЫХ ПОРОД МЕХАНОГИДРАВЛИЧЕСКИМИ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ОРГАНАМИ ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ
5. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕХАНОГИДРАВЛИЧЕСКОГО ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Дальнейшее развитие производства в горной промышленности, в условиях современных рыночных отношений, неразрывно связано с необходимостью совершенствования технологического процесса добычи, переработки и транспортирования горной массы, переходом на энергосберегающие технологии разрушения и отбойки горного массива.
Известно, что в горной промышленности преобладающим является механический способ разрушения горных пород и угля. Резцами отбивают значительно больший объем породы, чем другими инструментами вместе взятыми, что обусловлено их простотой и надежностью. Однако, дальнейшее развитие механического способа разрушения горных пород резцовым инструментом предполагает повышение энерговооруженности очистных и проходческих комбайнов, что приведет к значительному увеличению их габаритных размеров и массы, а, в результате, в процессе разрушения горной породы и угля, увеличится степень измельчения, повысится выделение пыли в забое и произойдет снижение стойкости режущего инструмента, вследствие возрастания действующих на него нагрузок.
Использование комбинированных способов разрушения угля и горных пород является одним из путей снижения усилий на режущем инструменте, что позволит расширить область крепостей пород, поддающихся резанию.
В последние годы получил широкое распространение комбинированный механогидравлический способ разрушения угля и горных пород. Применительно к горным комбайнам, этот способ характеризуется сочетанием в их исполнительных органах резцовых элементов со струеформирующими насадками, что обеспечивает совместное механическое и гидравлическое воздействие на забой. К достоинствам данного способа разрушения можно отнести: снижение нагрузки на механический режущий инструмент;
расширение области пород, поддающихся резанию; высокая степень пылеподавления и охлаждение резца. Основной недостаток, полученный из-за

поступательного действия с приводом от гидроциклона для выпиливания блоков руды по границе лежачего и висячего блоков с последующим выламливанием клиньями образовавшегося целика. Однако стойкость резцов оказалась очень низкой, разрушение пайки и выкалывание твердого сплава происходило вследствие сильного разогрева инструмента. Введение охлаждающей струи в зону резания уже при давлении струи 7 МПа позволило обнаружить эффект снижения усилий. Поэтому были проведены некоторые исследования по оптимизации параметров механогидравлического резания, основные задачи которых сводились к определению таких точек на массиве перед резцом, в которые наиболее целесообразно направлять струи, а также к оценке целесообразности использования струй умеренного давления.
Опыты проводились на стенде, имитирующим промышленную установку. Породные блоки из норрита прочностью 300 МПа, но меньшей абразивности, чем кварцит, длиной 3 м и сечением 0,75 м2 устанавливались в специальный измерительный узел, с помощью которого определялись усилия резания в трех ортогональных направлениях. Резцы армировались двумя пластинами из вольфрамо-карбидного сплава и внедрялись в породу с помощью винта. Наибольшее усилие подачи 150 кН.
На рис.1.7 показаны области воздействия струй на массив:
а) на линию, проходящую вдоль кромки резца, но за пределами державки (две струи, направленные под углом от осевой линии резца);
б) две струи, направленные под углом к осевой линии резца, воздействуют на массив перед резцом в 2 мм от кромки;
в) центры давлений двух струй отстоят от кромки резца на 10 мм;
г) центр давленій одной струи с двойным расходом находится на продольной оси резца в 2 мм от его кромки.
Во всех случаях направление струй относительно продольной оси резца было симметричным
Установлено, что струи давлением до 50 МПа без воздействия резца