Способ разрушения крепких горных руд дисковыми шарошками
Изобретение относится к горному делу, в частности к способам разрушения крепких горных руд шарошечным инструментом. 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 многократным воздействием дисковых шарошек с определенным шагом разрушения между линиями резания. Соотношение шага разрушения массива к глубине внедрения шарошек составляет 3,5-4,5. Количество воздействий в каждой линии резания равно п - 3,5 - 4,5 (1000- Vn 1(0 tp), где Vn - скорость подачи, м/мин.; (О- частота вращения исполнительного органа, мин ; tp - шаг разрушения, мм. Это обеспечивает снижение энергоемкости разрушения крепких руд.4 ил. сл
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 25/04 25/10
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1, г
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ руд. 4 ил. (21) 4697992/03 (22) 31,05.89 (46) 15.09.91. Бюл. N 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт горного дела и металлургии цветных металлов и Институт угля СО АН СССР (72) Б.Л. Герике, В.П. Петренко, А.Б. Логов и В.M. Лизункин (53) 622.232.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1294987, кл. Е 21 С 25/10, 1987. (54) СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ КРЕПКИХ ГОРHblX РУД ДИСКОВЫМИ ШАРОШКАМИ (57) Изобретение относится к горному делу, в частности к способам разрушения крепких горных руд шарошечным инструментом.
Изобретение относится к горному делу, в частности к способам разрушения крепких горных руд шарошечным инструментом очистных комбайнов, Цель изобретения — повышение эффективности разрушения Крепких руд дисковыми шарашками за счет снижения энергозатрат.
На фиг.1 изображено направление траектории разрушения при свободном скалывании массива дисковой шарошкой; на фиг.2 — направление траектории разрушения при блокированном резании; на фиг.3— характеристика устойчивости движения дисковой шарошки в линии резания; на фиг.4— область режима свободного резания и зона режима повторно-блокировочного резания в области определения режимных параметров разрушения.
„„5U„„1677295 A l
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 /ш tp), где Vn— скорость подачи, м/мин,; в — частота вращения исполнительного органа, мин шаг разрушения, мм. Это обеспечивает снижение энергоемкости разрушения крепких
Свободное резание, характеризующееся большими значениями глубины внедрения h, сопоставимыми с шагом разрушения
tp, 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 h и больших величинах шага разрушения tp, когда влиянием дополнительной обнаженной поверхности можно пренебречь, а работа сил отрыва значительно мень1677295 ше потребной (блокированное резание), рост макротрещины идет в направлении внедрения инструмента, как показано на фиг,2. Однократное прокатывание дисковой шарошки с глубиной внедрения h = 2-10 мм при шаге разрушения tp = 70 — 100 мм (v = 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 эаглублением, 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 ат массива крупного куска, Отмечено, что отделение крупного элемента происходит при достижении параметра v величины
3,5 — 4,5, Оценка разрушения крепких руд в режиме повторно блокированного резания с энергетической точки зрения показывает, что энергоемкость процесса составляет 0,20,5 кВтч/м, что в 15 — 20 раз меньше по з сравнению 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 tp к глубине внедрения на одну шарошку h, находится в интервале 3,5 — 4,5, т,е.
- - = 3,5 — 4.5.. пш
Глубина внедрения шарошки определяется из выражения и.о ш— и где h,о — глубина внедрения исполнительного органа, мм;
n — число воздействий шарошек в каж10 дой линии резания.
Глубина внедрения исполнительного органа вычисляется по формуле
Vn пи.о.= —, M
15 где Vn — скорость подачи очистного комбайна, мlмин; в — частота вращения исполнительного органа, мин
1000 — переводной коэффициент из мет20 ров в мм, Подставляя приведенные выражения в формулу {1), получаем
1р
1000 .—
ë =35 44 и
После преобразования
30 и =35 — 45 й) tp
Пример. Рассмотрим пример реализации способа при разрушении кварца прочностью на одноосное сжатие 120 МПа и шага разрушения tp = 70 мм, Для комбайна КШ вЂ” 1КГУ, энерговооруженность 105 кВт; техническая производи40 тельность 0,9 м /мин; скорость подачи
1,1 м/мин; частота вращения исполнительного органа 32 мин
Количество воздействий шарошек в каждой линии резания
4 5 1000 1 1 — 2 2
32 70
Для комбайна ГШ вЂ” 68: энерговооруженность 260 кВт; техническая производительность 2,2 м /мин; скорость подачи
2,0 м/мин; частота вращения исполнительного органа 44,6 мин
Количество воздействия шарошек в каждой линии резания
4,5 1000 2
44,6 70
1000 Ч„ и = 3,5 — 4,5 (X) Tp
Формула изобретения
Способ 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- 15 где V> — скорость подачи, м/мин; ш — частота вращения исполнительного органа, мин, tp — шаг разрушения, мм. Сажлюр ю
5 1677295 6
Для комбайна 2КШ вЂ” 3: энерговооружен- . «a e шийся тем, что, с целью повышения ность 250 кВт; техническая производи- эффективности разрушения крепких руд з» тельность 2,1 м /мин; скорость подачи счет снижения энергозатрат, отношение з
1,5 м/мин; частота вращения исполнитель- шага разрушения массива к глубине внедреного органа 30 мин 5 ния шарашек составляет 3,5 — 4,5. а количе4,5 1000 1,5 3 2 ство и воздействий в каждой линии резания и=
30 70 равно
1677295
4о Хю
Фиг. 3 бО о ю го юо
Фиг. 4
Составитель Л.Ярощук
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Черни
Редактор Э.Слиган
Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 3095 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
-113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
