ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ СКОЛОВ В ПРОЦЕССЕ РЕЗАНИЯ УГЛЕЙ И ИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ ЭТАЛОННЫМ РЕЗЦОМ ГОРНЫХ МАШИН

Д. А. Задков, В. В. Габов, Кхак Линь Нгуен

Аннотация


Процесс резания хрупких углей и пород одиночным резцом горных машин рассматривается, в отличие от общепринятого интегрального подхода, дифференцированно, с позиций формирования последовательных элементарных сколов, составляющих срез. Процесс формирования элементарного скола во времени рассматривается в виде последовательно сменяющих друг друга фаз. Ввиду сложности и многофакторности процесса предпочтение отдается экспериментальным стендовым исследованиям с использованием эталонных резцов, изотропных материалов и реальных блоков пород.

Показано существенное влияние на значения параметров сколов времени действия статических сил, особенностей формирования полей напряжений в подрезцовой зоне массива и условий возникновения и развития магистральных трещин в околорезцовых зонах массива в процессе резания. Принятый фазово-энергетический метод анализа процесса, который наиболее полно соответствует структуре исследуемого процесса, позволил выявить более значимое, чем считалось ранее, влияние на процесс резания, изменчивости скорости резания и запаса потенциальной энергии в приводе резца. Высказано предположение о возможности целенаправленного формирования параметров элементарных сколов. Предложены новые способы повышения эффективности процесса резания углей и горных пород, в частности снижения максимальных нагрузок и удельного расхода энергии. Указана возможность снижения измельчения горной массы и пылеобразования.


Ключевые слова


уголь; порода; выемочная машина; резание; эталонный резец; элементарный скол; фазы скола; магистральная трещина

Полный текст:

PDF PDF (English)

Литература


Beron A.I., Pozin E.Z. On the assessment of the energy balance of the process of cutting coal. Tr. IGD im. A.A.Skochinskogo. Podzemnaya razrabotka ugol'nykh plastov. 1972. Iss. 93, p. 10-20 (in Russian).

Buyalich G.D., Antonov Yu.A., Sheikin V.I. On the direction of reducing the stress-strain state of the bottomhole zone of a coal seam. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten'. 2011. Iss. N 2: Gornoe mashinostroenie, p. 198-202 (in Russian).

Dokukin A.V., Frolov A.G. Improving coal mining machines based on the kinetic theory of strength. Nauchn. soobshch. IGD im. A.A.Skochinskogo. 1977. Iss. 149, p. 33-41 (in Russian).

Gabov V.V., Solov'ev V.S., Zadkov D.A., Kolomoets G.I. The dependence of the maximum cutting forces of brittle fractured coals on the time of the load. Gornoe oborudovanie i elektromekhanika. 2006. N 7, p. 37-39 (in Russian).

Zagrivnyi E.A., Basin G.G. Formation of the external dynamics of mining machines. Zapiski Gornogo instituta. 2016. Vol. 217, p. 140-149 (in Russian).

Gabov V.V., Zadkov D.A., Lykov Yu.V., Gurimskii A.I., Shpil'ko S.I. Features of the operation of roadheaders in the mines of OJSC “Vorkutaugol”. Gornoe oborudovanie i elektromekhanika. 2008. N 12, p. 2-6 (in Russian).

Pozin E.Z. The study of the process of destruction of coal by mechanical means in the IHM them. A.A. Skochinsky. Ugol'. 1992. N 12, p. 60-62 (in Russian).

Pozin E.Z., Melamed V.Z., Ton V.V. Destruction of coal by excavation machines. Мoscow: Nedra, 1984, p. 288 (in Russian).

Frolov A.G. To the method of solving problems of increasing the output of large classes and reducing dust generation during coal mining. Nauch. soobshch. IGD im. A.A.Skochinskogo. 1972. Iss. 100, p. 152-161 (in Russian).

Balaji Aresh. Fundamental Study into the Mechanics of Material Removal in Rock Cutting: Doktoral thesis. University of Northumbria at Newcastle upon Tyne. 2012, p. 169.

Buyalich G.D., Buyalich K.G., Umrikhina V.Yu. Study of Falling Roof Vibrations in a Production Face at Roof Support Re-sistance in the Form of Concentrated Force. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing. 2016. Vol. 142. P. 012120. DOI:10.1088/1757-899X/142/1/012120.

Crosland D., Mitra R., Hagan P. Changes in Acoustic Emissions When Cutting Difference Rock Types. Coal Operators' Conference. University of Wollongong & the Australasian Institute of Mining and Metallurgy. 2009, p. 329-339.

Gabov V.V., Lykov Y.V., Bannikov A.A. Analyzing coal breakage while mining at the mines of Vorkuta. International Min-ing Conference Advanced mining for sustainable development. Halong, 2010, p. 283-285.

Gabov V.V., Zadkov D.A. Energy-saving modular units for selective coal cutting. Eurasian mining. 2016. N 1, p. 37-40. DOI: 10.17580/em.2016.01.06.

Gabov V.V., Zadkov D.A. Peculiarities of stress field formation during cutting isotropic material by mining machine cutters. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. IPDME. 2017. Vol. 87, p. 022007. DOI:10.1088/1755-1315/87/2/022007.

Hua Gua. Rock cutting studies using fracture mechanics principles. Doctor of Philosophy thesis. Department of Civil and Mining Engineering, University of Wollongong, 1990. p. 225.

Kazanin O.I., Sidorenko А.A. Interaction between gas dynamic and geomechanical processes in coal mines. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2017. Vol. 12. Iss. 5, p. 1458-1462.

Khair A.W. Research and Innovations for Continuous Miner's Cutting Head, for Efficient Cutting Process of Rock/Coal. 17 International Mining Congress and Exhibition of Turkey-IMCET 2001, p. 45-55.

Shen H.W., Hardy H.R., Khair A.W. Laboratory study of acoustic emission and particle size distribution during rotary cut-ting. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 1997. Vol. 34. Iss. 3-4, p. 121.e1-121.e16. DOI: 10.1016/S1365-1609(97)00247-5.

Sidorenko А.A., Sishchuk J.M., Gerasimova I.G. Estimation of methane emission from a longwall panel. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2016. Vol. 11. N 7, p. 4448-4454.

Wang S., Su J., Hagan P. Energy dissipation characteristics of sandstone cutting under mechanical impact load. Computer modelling & new technologies. 2014. 18(3), p. 13-20.

Zadkov D., Bolshakov V. Mining machinery: enhancing cutting efficiency. Russian mining. 2005. N 1, р. 19-21.




DOI: http://dx.doi.org/10.31897/pmi.2019.2.153

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.