Способ разрушения крепких горных руд дисковыми шарошками

(19) (РЕТЕ Я ИЕ ИЗО ПИС АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ исследоторский ургии ц ОАН СС нко, А,Б вате инс ветн Логов о СССР, 1987,репкитом. ковы- ения ра- лы.3 - ди 4 -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1 (21) 4697992/03(46) 15.09,91, Бюл. Ф 34 (71) Всесоюзный научноский, проектный и констру тут горного дела и метал металлов и Институт угля С (72) Б.Л, Герике, В,П, Петре и В.М. Лизункин(54) СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ КРЕПКИ НЫХ РУД ДИСКОВЫМИ ШАРОШКА (57) Изобретение относится к горном в частности к способам разрушения к горных руд шарошечным инструмен Изобретение относится к горному дев частности к способам разрушения крепгорных руд шарошечным инструментом остных комбайнов,Цель изобретения - повышение эффтивности разрушения Крепких руд дисми шарашками за счет снижэнергозатрат,На фиг.1 изображено направление тектории разрушения при свободном скавании массива дисковой шарошкой;фиг.2 - направление траектории разрушния при блокированном резании; на фигхарактеристика устойчивости движениясковой шарошки в линии резания; на фиг.область режима свободного резания и зорежима повторно-блокировочного резанв области определения режимных парамров разрушения.)5 Е 21 С 25/04, 25/1 Цель - повышение эффективности разрушения крепких руд дисковыми шарошками за счет снижения энергозатрат. Способ разрушения крепких руд дисковыми шарошками включает прокатывание и внедрение их в массив, разрушение массива многократ ным воздействием дисковых шарашек с определенным шагом разрушения между линиями резания, Соотношение шага разрушения массива к глубине внедрения шарашек составляет 3,5 - 4,5. Количество воздействий в каждой линии резания равно п = 3,5 - 4,5 (1000 Чл /в (Р), где Чг - скорость подачи, м/мин,; щ - частота вращения исполнительного органа, мин; тр - шаг разрушения, мм. Это обеспечивает снижение энергоемкости разрушения крепких руд, 4 ил. Свободное резание, характеризующееся большими значениями глубины внедрения и, сопоставимыми с шагом разрушения 1 Р, реализуется за счет увеличения влияния дополнительной обнаженной поверхности ОЕ, в результате чего возникает такое напряженное состояние разрушаемого массива, когда минимальный градиент функции разрушения, рассчитанный по теории Кулона-Мора, направлен в сторону дополнительной обнаженной поверхности, Разрушение массива в этом случае происходит за счет отрыва и сдвига нагруженного элемента, как это показано на фиг.1,При малых значениях глубины внедрения Ь и больших величинах шага разрушения ТР, когда влиянием дополнительной обнаженной поверхности можно пренебречь, а работа сил отрыва значительно мень 1677295ше потребной (блокированное резание), рост макротрещины идет в направлении внедрения инструмента, как показано на фиг,2, Однократное прокатывание дисковой шарошки с глубиной внедрения и = 2-10 мм при шаге разрушения тр = 70 - 100 мм ( ю =0) не вызывает разрушения массива, кроме отдельных выколов под лезвием, и приводит к возникновению макротрещины в направлении внедрения инструмента, При повторном проходе дисковой шарошки с дополнительным заглублением, обеспечиваемым постоянной подачей исполнительного органа на забой, по оставшемуся следу (повторно-блокированное резание) значительную роль играет возрастание напряженно-деформированного состояния в вершине острой трещины, так как при движении трещины напряжения в отдельных зернах материала значительно выше напряжений в случае неподвижной трещины, и они разрушаются сколом, а не пластическим деформированием. После достижения барьера разрушения процесс носит черты катастрофического и приводит к отделению от массива крупного куска, Отмечено, что отделение крупного элемента происходит при достижении параметра и величины 3,5-4,5,Оценка разрушения крепких руд в режиме повторно блокированного резания с энергетической точки зрения показывает, что энергоемкость процесса составляет 0,2- 0,5 кВтч/м, что в 15 - 20 раз меньше позсравнению со свободным скалыванием,Исходя иэ конструктивных особенностей исполнительного органа, опорного узла дисковой шарошки и требования обеспечения последовательной схемы набора инструмента на исполнительном органе, выбирается шаг набора шаг разрушения) дисковых шарашек, Другим определяющим фактором является величина удельной подачи исполнительного органа. на забой, которая зависит от свойств разрушаемой руды и требуемой технической производительности очистного горного комбайна и мощности его приводов.Экспериментально доказано, что оптимальное соотношение шага разрушения тр к глубине внедрения на одну шарошку йш, находится в интервале 3,5 - 4,5, т,е.=3,5 - 4.5.пш Глубина внедрения шарошки определяется из выраженияи о ш --и где йи.о - глубина внедрения исполнительного органа, мм;и - число воздействий шарошек в каж 10 дой линии резания.Глубина внедрения исполнительногооргана вычисляется по формуле/ипи,о = - ,й15 где Чл - скорость подачи очистного комбайна, м/мин;в - частота вращения исполнительного органа, мин1000 - переводной коэффициент из мет 20 ров вмм,Подставляя приведенные выражения вформулу (1), получаем10001/шгд 35 44иПосле преобразования30и 35 45 1000 ЧпйП р и м е р. Рассмотрим пример реали эации способа при разрушении кварцапрочностью на одноосное сжатие 120 МПа и шага разрушения тр = 70 мм,Для комбайна КШ - 1 КГУ, энерговооруженность 105 кВт; техническая производи тельность 0,9 мз/мин; скорость подачи1,1 м/мин; частота вращения исполнительного органа 32 минКоличество воздействий шарошек вкаждой линии резания45 1000 11 - 2 232 70Для комбайна ГШ - 68: энерговоору женность 260 кВт; техническая производительность 2,2 м /мин; скорость подачи 2,0 м/мин; частота вращения исполнительного органа 44,6 минКоличество воздействия шарошек вкаждой линии резания4,5 1000 2 44,6 701000 Чп = 3,5 - 4,5й) 1 р Формула изобретенияСпособ разрушения крепких горных руд 10 дисковыми шарошками, включащий прокатывание и внедрение их в массив, разрушение массива многократным воздействием дисковых шарошек с определенным шагом разрушения между линиями резания, о т л и где /и - скорость подачи,м/мин;ш - частота вращения исполнительного органа, минтр - шаг разрушения, мм,й 2 Р+с 5 1677295 6Для комбайна 2 КШ - 3: энерговооружен- ч а ю щ и й с я тем, что, с цепью повышенияность 250 кВт; техническая производи- эффективности разрушения крепких руд зтельность 2,1 м /мин; скорость подачи счет снижения энергозатрат, отношениез1,5 м/мин; частота вращения исполнитель- шага разрушения массива к глубине внедре.ного органа 30 мин 5 ния шарашек составляет 3,5 - 4,5, а количе 4,5 1000 1,5 ство и воздействий в каждой линии резанияи =30 70 равно1677295 Х,кЧ Фиг б Составитель Л.ЯрощукТехред М.Моргентал Корректор С,Черни едактор Э.Слиган Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 3095 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5