Способ определения сопротивления пород копанию ковшом экскаватора
Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение точности и информативности. Измеряют физико-механические свойства подлежащих экскавации горных пород и определяют площадь и форму поперечного сечения срезаемой ковшом экскаватора стружки на основании теоретической производительности экскаватора и конструктивно-кинематических параметров его рабочего органа. Измеряют радиус кривизны козырька ковша в радиальной плоскости и шаг расстановки на нем зубьев. Показатели - математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение касательной, боковой и нормальной составляющих силы сопротивления копанию - определяют по формулам регрессивной модели. Полученные показатели позволяют определить производительность экскавационных машин в конкретных горногеологических условиях эксплуатации. 2 табл., 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (19) 01) (51)5 Е 21 С 39/00 г с с
Ий(. )..,!
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ УНТ СССР
1 (21) 4425071/24-03 (22) 16.05.88 (46) 15.04.90. Бюл. У 14 (71) Государственный научно-исследовательский проектно-конструкторский и проектный институт угольной промыпшенности "УкрНИИпроект" (72) В.М. Владимиров и В.Н. Коркушко (53) 622.23.05(088.8) (56) Беляков Ю.И., Владимиров В.И.
Совершенствование экскаваторных работ на карьерах. M. Недра, 1974, с. 260275. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ
ПОРОД КОПАНИЮ КОВШОМ ЭКСКАВАТОРА (57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения — повышение точности и информативности. Измеряют физико-механические свойства подле-
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при экскавации пород на открытых горных разработках.
Цель изобретения — повышение точ-. ности и информативности. На фиг. 1 показана схема приложения составляющих сил сопротивления копанию к режущему поясу ковша; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1.
Способ осуществляют следующим образом.
Измеряют физико-механические свойства подлежащих экскавации горных пород и определяют площадь и форму поперечного сечения срезаемой ковшом стружки. Дополнительно измеряют ради, 2 жащих экскавации горных пород и определяют площадь и форму поперечного сечения среэаемой ковшом экскаватора стружки на основании теоретической производительности экскаватора и конструктивнокинематических параметров
его рабочего органа. Измеряют радиус . кривизны козырька ковша в рапиальной плоскости и шаг расстановки на .нем зубьев. Показатели — математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение касательной, боковой и нормальной составляющих силы сопротивления копанию — определяют по формулам регрессивной модели. Полученные показатели позволяют определить производительность экскавационных машин в конкретных горно-геологических условиях эксплуатации. 2 табл., 2 ил. ус кривизны козырька ковша .в радиальной плоскости и шаг расстановки на нем зубьев. Показатели сопротивления пород копанию определяют по регрессивной модели
Р; х, С; F (S/Ü) . exp(S» Кр, (1)
8, С", F ë" S/1 )" 4 exp() (2)
S/b Р где Р;,6 ; — соответственно математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение касательной Р„,Я „, боковой Рг,бр и нормальной Р„,бр„ составляющих
1557319 силы сопротивления копанию;
С; - одна из характеристик физико-механических
Свойств пород { например, сцепление в массиве Сщ . ипи куске C„, пределы прочности на сжатие 6 или растяжение 6,коэффициент крепости Е но щкале И.И. Протодьяконова);
F, й/Ь - соответственно площадь и форма поперечного сечения срезаемой ковшом стружки1
K - - коэффициенты влияния конPi 6pi струкции режущего пояса ковша на Р> H 6 pj >со 2б ответственно, Чу . h Kpi, Kgp, у ° С; ехр(2 are sin — х х(2у агс sin — + у ))
Ь
2r (3)
h — шаг расстановки зубьев на козырьке ковша; г — радиус кривизны козырька ковша; х, х,x>,х4,х - параметры регрессии, 30 величина; которых протабулирована для оп- . ределяемьас показате- лей составляющих силы сопротивления копанию 35 и используемых для этого характеристик
Ci свойств пород; у,,yq, y»y4 — параметры регрессии, величина которых про- 40 табулирована для определения коэффициентов влияния конструкции режущего пояса ковша на показатели 45 составляющих силы копания и испольэуеья1х для этого характеристик Ci свойств пород.
Величины параметров х; и у; приве- 50 дены соответственно в табл. 1 и 2.
Пример. Определение сопротивления пород копанию было проведено при разработке рекомендаций по техноЪ 55 логии отработки угольных пластов ро.торным экскаватором ЭРП-1600 ма раз. резе "Иугунский" ПО "Востсибуголь".
На стадии определения технических воэможностей экскаватора ЭПР-1600 по оп-, ределению сопротивления копанию углей и реализации теоретической производительности, по кернам горно-геологической разведки Иугунского месторождения были исследованы физико- механические свойства углей. В результате этих исследований были определены характеристики сцепления. пород в массиве Cy =
= 0,16 МПа и куске С к = 2,15 ИПа. Для определения сопротивления копанию углей выбрана характеристика С»,. как наиболее значимая. по прочностным и структурным свойствам. Согласно теоретической производительности О=.
= 2250 м /ч экскаватора ЭРП-1600 в плотном теле и конструктивно-кинема-. тическим параметрам рабочего органа числу одновременно режущих поясов
Ярд = 6,7, скоростей резания. 7 =
2,94 м/с и боковой подачи Vg = 3; 32 м/мин установлены. средняя площадь Р = 0,03 м и форма 3/Ь = 2 поперечного сечения срезаемой ковшом стружки. Для определения коэффициентов влияния. конструкции режущего пояса ковша экскаватора ЭПР-1600 на показа» тели составляющих силы сопротивления копанию были проведены измерения радиуса кривизны и шага расстановки на
I нем зубьев.по приведенной на фиг. 1, 2 схеме. Значения коэффициентов Q, К, влияния конструкции .режущего пояса ковша на математическое .ояащаиие (Kp, 1,14) и среднее квадратическое отклонение (Ке 0,90) составляющих силы сопротивления копанию определены с учетом измеренных значений радиуса
r 0,44 и кривизны козырька ковша и шага Ь 0,25 и расстановки на нем зубьев, а также величины сцепления углей в массиве См по регрессивному соотношению (3),. параметры которого выбиралиеь из табл. 2. Для определения показателей сопротивления копанию углей по величине их сцепления в массиве и с учетом площади и формы поперечного сечения стружки, а также значений коэффициентов влияния конструкции режущего пояса ковша, использова» на регрессионная зависимость (1),(2), параметры которой выбирались иэ табл. 1. Значения математического ожидания и среднего квадратического отклонения касательной, боковой и нормальной составляющих силы сопротивления копанию экскаватором .
ЭРП-1600,мугунских углей соответстгде Р;, bp; х, xaÄ
У4
Таблица 1
Показатели составляющих силы
Характеристика свойств пород (Ci)
Параметры регрессии
С (Ипа) Ск (MIa) бс (MIIa) G pàñë.(ÌÏà) +g 6.1
+О, 98
+0,95
+285,1
+0,31
+0,62
-1,31
+О, 75
+0,56
+0,98
+0,95
+668,2
+0,39
+0,59
-1, 30
PK, (KH) +19,69
+0 50
+0,63
+0,97
+0,94
+203,6
+0,26
+0,63
-1,32
+60,76
+0,55
+0,58
+1,04
+1,01
+346,9
+0,27
+0,60
-1, 28
+58, 17
+0,59
+0,63
+0,94
+О, 91
+330,8
+0,29
+0,62
-1,32 х х х.
Х4 хц х хл хэ х,.<
6 „(кН) 5
15573 венно составили: Р„ = 28 19 кН, 5
У ю РН
= 8,09 кН Р = 12,19 кН; б p$ ,49 кН; P„= 21,96 кН; бр„= 7,60кН.
Удельная сила сопротивления копанию
К составила 939,66 кН/м . Согласно
5 техническим данным экскаватора
ЭРП-1600 такое удельное усилие может бйть реализовано при производительности 1570 м /ч в плотном теле.
Таким образом, изобретение позволя- 10 ет на стадии проектирования технологии разработки полезных ископаемых учитывать влияние на их сопротивление копанию конструкции режущего поя, са ковша, что способствует повышению
15 точности определения can сопротивления копанию и соответственно гарантировать конкретную производительность, экскавацнрнных машин. Повышение информативности результатов определения сопротивления пород копанию на основе данных о математическом ожидании и среднем квадратическом отклонении касательной, боковой и нормальной составляющих силы позволяет учитывать пространственно-вероятностный характер нагружения несущих конструкций экскавационных.машин и обеспечить йадежность их работы в конкретных горно-геологических условиях эксплуа30 тации.
Формула изобр етения
Способ определения сопротивления пород копанию ковшом экскаватора,включающий измерение физико-механических
I свойств горных пород, определение площади и формы поперечного сечения срезаемой ковшом стружки и определение показателей Can сопротивления пород, отличающийся тем, I
19 6 что, с целью повышения точности и информативности, дополнительно измеряют радиус кривизны козырька ковша и шаг расстановки на нем зубьев, а показатели сопротивления пород копанию определяют по зависимостям
Р; = х; СЛ F (S/Ü) ехр() Kpi;
6pi = x СИ Fхэ (S/b)Ú4 exp(mb) Кб — соответственно математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение касательной
Р„, b «, боковой Р Р, фр J HopMansHGA Рн бра. составляннцих силы сопротивления копанию;
С; — одна иэ. характеристик физико-ме хакич еских свойств пород;
F — площадь поперечного сечения стружки, S/b — отношение, характеризующее форму поперечного сечения стружки;
Крj у К g Р— коэффициенты влияния конструкции режущего пояса ковша на Р; и
Вр, соответственно;
Яу h
Кр Кбр -y, ° С; exp((2arc sin — Х
2r
Х(2у агс sin — + у4))
mar расстановки зубьев на козырьке ковша; радиус кривизны козырька ковша; х» х4, х и у,, у, у параметры регрессии.
1557319
Продолжение табл.1
Характеристика своиств пород (С0
Параметры регрессии
Показатели
С „(Ипа) Ск (МПа) 0 смс (МПа) » раева (МПа)
I составляющих силы к (кН ) ф р (кН) p >S (кН) (кН) 1 брн (кН) Таблица 2
Характеристики свойств пород (C;) Коэффициент Параметр влияния кон- регрессии струкции ковша
С,щ, МПа Ск, МПа 6 „,, MIIa рц ф NIIa f
+1,64
-0,08
-0,49
-0,30
+0,89
+0 02
+0,12
+0,14
Кplt
+1,38
-О, 08
-0,49
-0,30
+0,83
+0,02
+О,Ф2
+0,14
+1,74
-0,08 —.0,49
-0,30
+0,88
+0,02
+0,12
+О, 14
+1,57
-0,08
-0,49
-0,30
+0,86
+0,02
+0,12
+О, 14
+1,96
-0,08
-0,49
-0,30
+0,91
+0,02
+О, 12
+0,14
У
У
У
Уа
У, Уе
Уз
У
1 Й " х> х, х х> х ха х х хЗ
4 х х„ хд х х . х х, х х> хр хн
-1,25
+46, 36
+0,59
+0,20
+0,28
+0,26
+57,41
+0 41
+0,48
-0,50
-0,50
+119,7
+0,67
+0,27
+0,30
+0,28
+325,3
+0,56
+0,57
-0,55
-0,49
-1,26
+10,65
+0,44
+0 20
+0,28
+0,26
+20,76 .+О, 31
+0,48
-0,58
-0,50
+24,03
+0,50
+0,27
+0,30
+0,28
+80,82
+0.,42
+0,57
-0,55
-0,49
-1,27
+2,85
+0,58
+0,20
+0,28
+0,26
+8,23
+0,41
+0,48
-0,58
-0,50
+5,,35
+0,65
+0,27
+О, 30.
+О, 28
+22,64
+0,55
+0,57
-0,56
-0,49
-1,23
+14,59
+0,58
+0,20
+0,28
+0 26
+30,13
+0,14
+0,48.
-0,62
-0,53
+43,92
+0,22
+0,28
+0,30
+0,29
+107,6
+0,55
+0,57
-0,56
-0,49
-1,27
+10,71
+0,58
+0,20
+0,28
+0,26
+20,77
+0,41
+0,48
-0,58
-0,50
+23,86
+0,65
+0,27
+0,30
+0,28
+80,67
+0,55
+0i57
-0,56
-0,49!
1557319
Радиальное
Составитель В. Тальвойш
Техред.М,Ходанич Корректор 0. 1Ь пле
Редактор А. Долинич
Заказ 706 Тираж 390 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Mocxsa, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,!01
