Снижение усилий отделения угля от массива совершенствованием привода резца выемочного модуля тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.06, кандидат технических наук Банников, Александр Анатольевич

• Банников, Александр Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2012

Заключение диссертации по теме «Горные машины», Банников, Александр Анатольевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация, является законченной, самостоятельной научно-квалификационной работой, в которой на базе выполненных теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная научная и практическая задача повышения эффективности процесса резания углей, достигаемое снижением средних сил резания и их динамики на основе использования в гидроприводе резца накопителя потенциальной энергии в виде гидроаккумуляторов, что приводит к снижению энергопотребления, динамической нагруженности и увеличению выхода крупных классов угля.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. Установлено экспоненциальное снижение на 10-15% от эталонного значения средних сил резания в режиме с постоянным силовым воздействием резца на массив.

2. Установлено снижение значений дисперсии сил резания угля одиночным резцом с увеличением запаса потенциальной энергии в его приводе, с включением гидроаккумуляторов в привод резца, и с увеличением ёмкости гидроаккумуляторов значение дисперсии асимптотически приближаются к минимальному значению, обусловленному трещиноватостыо, хрупкостью угля, жесткостью резца и узла его установки.

3. Обоснована структура и конструктивное исполнение устройства для определения сопротивляемости угольного пласта резанию, как в режиме «постоянного силового воздействия», так и в режиме с «постоянной скоростью резания».

4. Разработан и изготовлен промышленный образец устройства для определения сопротивляемости резанию угля в горных выработках.

5. Спроектирован и изготовлен стенд в лаборатории горных машин для исследования процесса резания калийных солей.

6. Результаты исследований используются в учебном процессе в Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» и в его филиале (ВГИ) при подготовке специалистов по направлению 150400, и аспирантов по специальности 05.05.06 - горные машины.

7. Полученные результаты исследований переданы и приняты к использованию институтом ФГУП «Национальный научный центр горного производства «Институт Горного Дела им. A.A. Скочинского» и «Печорниипроект».

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Банников, Александр Анатольевич, 2012 год

1. Андреев A.B. Критерии прочности для зон концентрации напряжений. -М.: Машиностроение , 1985. 152 с.

2. Асатур К.Г. Механика динамического разрушения / СПГГИ (ТУ) СПб: 1997.-83 с.

3. Банников A.A., Габов В.В. Анализ методов и приборов определения сопротивляемости углей резанию / Народное хозяйство республики Коми. Воркута-Сыктывкар-Ухта: 2010.- Т.19, №2. - С. 161-164.

4. Барон Л.И., Логунцов Б.М. Позин Е.З. Определение свойств горных пород. М. Государственное научно-техническое издательство литературы по горному делу, 1962. - 332 с.

5. Барон Л.И. Основные научно-методические вопросы разрушения горных пород механическими способами. В кн.: Разрушение горных пород механическими способами. М.: Наука, 1966. - С. 3-13.

6. Безручко Н.П., Васильев П.Н., Сафин А.Н., Тихолазов А.П. Механические свойства углей и сопутствующих пород угольных месторождений Приморья. В кн.: Разрушение горных пород механическими способами. М.: Наука, 1966. - С. 42-49.

7. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Механические свойства металлов, издание второе, переработанное и дополненное -М.: Металлургия 1979. -496 с.

8. Берон А. И., Казанский А. С., Лейбов Б. М., Позин Е. 3. Резание угля / Под ред. Берона А. И. М.: Госгортехиздат, 1962. - 439 с.

9. Берон А. И. Разрушение угля исполнительными органами резцового типа // Разрушение углей и пород: сборник статей/ — М.: Углетехиздат, 1958.-С. 22-37.

10. Берон А. И., Позин Е. 3., Колесников Е.Г., Святный H.A., Тютюнник В.К. Исследование сопротивляемости резанию углей Донецкого бассейна. В кн.: Разрушение горных пород механическими способами. М.: Наука, 1966.-С. 13-22.

11. И. Борисов Б.М., Габов В.В., Штединг С.А., Коломоец Г.И. Построение

12. Борисов Б.М., Габов В.В., Загривный Э.А. Система управления модулем фронтального угледобывающего агрегата // Зап. ЛГИ. 1991. -Т. 128. -С.121-125.

13. Бумберс А.Т., Габов В.В., Ефимов И.А., Загривный Э.А. Резание угля выемочным модулем с гидроприводом: Тр. межвуз. конф. // Освоение минеральных ресурсов Севера. Воркута, 1998.-Т.1.-С.156-158.

14. Винников Е.И., Габов В.В., Загривный Э.А., Иванов Н.М. Очистной комплекс для фронтальной отработки угольных пластов: Тр. межвуз. конф. // Освоение минеральных ресурсов Севера.-Воркута, 1998. Т7. -№2. - С.354-356.

15. Волынский А.Л. Зависит ли прочность твердого тела от его размеров? // Природа. 2007.№9.-С.67-79.

16. Габов В.В., Ефимов И.А., Кальм Э.А. Оценка эффективности способов отделения угля от массива // Зап. СПГГИ (ТУ). 1997. - Т.2 (143). -С.41-51.

17. Габов В.В., Околокулак В.П. Анализ характера нагрузок очистных комбайнов // Зап. ЛГИ. 1981. -T.L XXXVIII. - С. 13-19.

18. Габов В.В., Коршунов Г.И., Лобес Ю.Р. Перспектива эффективного и безопасного применения очистных комплексов фронтального типа: Тез. докл. III международ, симпоз. // Горное дело в Арктике. СПб., 1994. -С.197.

19. Габов В.В. Концепция создания комплексов модульного исполнения избирательным способом обработки забоя: Тез. докл. V международ, горно-геол. форума // Минерально-сырьевые ресурсы стран СНГ. — СПб., 1997.-С.24.

20. Габов В.В., Гусельников Л.М., Акоева И.Л. Влияние отжима на эффективность процесса отделения угля от массива: Тр. межвуз.конф. //Освоение минеральных ресурсов Севера. Воркута, 1998. - Т.7.- №3. -С.420-422.

21. Габов В.В., Ефимов И.А., Смирнов Ю.Н. О совершенствовании способа обработки забоя при подземной добыче угля // Современные методы разведки месторождений полезных ископаемых в условиях Крайнего Севера. Сыктывкар, 1989. - С. 120- 127.

22. Габов В.В., Ефимов И.А. Об эффективности разрушения углей рабочим инструментом выемочных машин // Разработка полезных ископаемых и горно- шахтное строительство в условиях Крайнего Севера. Ухта, 1988.-С.59- 64.

23. Габов В.В. Возможности повышения интенсивности очистных работ при освоении избирательных способов обработки забоя: Тр. межвуз. конф. // Освоение минеральных ресурсов Севера. Воркута, 1998. - Т.1. -С.150- 156.

24. Габов В.В., Задков Д.А., Большаков В.Е. Экспериментальные исследования процесса разрушения углей выемочными модулями с объемным гидроприводом / Народное хозяйство республики Коми. -Воркута-Сыктывкар-Ухта, 2005 Т. 14, №1-2.- С.344-348.

25. Габов В.В., Задков Д.А. Влияние гидропривода с мягкой механической характеристикой на процесс резания углей // Человек на севере в XXI веке: сб. докл. Республиканской науч.-практич. конф. Воркута: 2001, С. 290-295.

26. Габов В.В., Иванов С.Л., Задков Д.А., Банников A.A. Развитие способов отделения угля от массива добычными машинами / Горный информационный аналитический бюллетень / МГГУ,- М.: 2005. №7-С.297-302.

27. Габов В.В., Банников A.A., Бойков И.J1. Анализ измельчения угля при добыче на шахтах Воркуты / Горное оборудование и электромеханика. -М.: 2011. -№2.~ С.9-12.

28. GabovV.V., Lykov Y.V., BannikovA.A. Analyzing coal breakage while mining at the mines of Vorkuta / International Mining Conference Advanced mining for sustainable development. Ha Long. 2010. S. 283-285.

29. Гусельников JI.M. Изучение трещиноватости пород на глубоких горизонтах Воркутского месторождения // ЦНИЭИуголь (Сер. Добыча угля подземным способом). 1978. -№2. - С.36- 38.

30. Гетопанов В.Н. Некоторые закономерности процесса разрушения горных пород резцовым инструментом // Науч. тр./ МГИ. 1957. - №21. -Вып.1. - С.77-107.

31. Деветьев В.З., Светличный Д.М., Трегубов А.Н. Исследование сопротивляемости разрушению соляных пород Верхнекамского месторождения резцовым инструментом. В кн.: Разрушение горных пород механическими способами. М.: Наука, 1966. - С. 3-13.

32. Демидов П. Н., Картавый Н. Г., Любимов Б. Н., Павлюченко Д. Н. Угольные струги. М.: Госгортехиздат, 1962. - 297 с.

33. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. Выпуск I.- М.: Мир, 1971.-316 с.

34. Докукин А. В., Фролов А. Г., Позин Е. 3. Выбор параметров выемочных машин. Научно-методические основы. -М.: «Наука», 1976. 144 с.

35. Докукин A.B., Красников Ю.Д., Хургин З.Я., Шмарьян Е.М. Корреляционный анализ нагрузок выемочных машин. М.: «Наука»,1969.- 136 с.

36. Докукин A.B., Фролов А.Г. Совершенствование машин при добыче угля на основе положений кинетической теории прочности. Совершенствование технологии и средств комплексной механизации при подземной добыче угля. ИГД № 149, 1977 г. 137 с.

37. Евневич А. В. Горные транспортные машины. Второе издание. М.: Госгортехиздат, 1963. - 467 с.

38. Задков Д.А. Влияние свойств привода на нагрузки выемочных машин // Записки горного института / СПГГИ(ТУ). СПб.: 2002. - Т. 152,- С. 166168.

39. Задков Д.А. Обоснование рациональных динамических параметров гидропривода механизма резания выемочного модуля. Дис. канд. техн. наук СПб. 2005 г. -123 с.

40. Задков Д.А., Банников A.A., Шишлянников Д.И., Талеров К.П., Головин К.А. Способ отделения угля от массива при отработке трещиновато-слоистых угольных пластов / Горное оборудование и электромеханика. -М.: 2012. -№2,. С.30-33.

41. Ибатуллин И.Д. Кинетика усталостной повреждаемости и разрушения поверхностных слоев: монография / И.Д. Ибатуллин. Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2008. - 387 е.: ил.

42. Игнатьев А. Д., Беляев В. С., Карленков А. А., Замятнин И. С., Лотарь В. Н., Карнышев А. Д. Струговая выемка угля. М.; Недра, 1978. - 237 с.

43. Казанский A.C. О рациональной форме режущей кромки резцов угледобывающих комбайнов // Науч. тр. / ИГД им. A.A. Скочинского. -1983. -Вып. 220.- С.74-76.

44. Карабанов М.Г. Об использовании в исполнительных органах добычных машин слабой сопротивляемости углей растяжению. В кн.: Разрушение горных пород механическими способами. М.: Наука, 1966. -С. 3-13.

45. Киклевич H.A., Харлашкин К.Н., Чепак A.A. Форсированные режимы механического разрушения крепких горных пород и углей. Киев -Донецк.: «Вища школа», 1977. 160 с.

46. Крутов В. И., Грушко И. М., Попов В. В. и др. Основы научныхисследований: Учеб. для техн. вузов / Под ред. Крутова В. И., Попова В. В.-М.: Высш. шк., 1989.-400 е.: ил.

47. Кундель X., Выемка угля: Пер. с нем. В. И. Парамонова. М.: Недра, 1986. - Пер. изд.: ФРГ, 1983.-287 с.

48. Луганцев Б.Б., Аверкин А.Н. Повышение адаптивности струговых механизированных комплексов к изменяющимся условиям ведения очистных работ как важнейший фактор обеспечения их высокопроизводительной работы // Уголь-2009.- №3. С.28-30.

49. Лысенко Е.А. Разработка стенда для экспериментального определения составляющих силы резания на резцах в конкретных горногеологических условиях: Автореф. дис. маг. ДонНТУ. Донецк, 2005 г.- 17 с.

50. Малеев Г. В., Гуляев В. Г., Бойко Н. Г. и др. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов: Учебник для вузов. М.: Недра, 1988.-368 с.

51. Миндели Э.О. Разрушение горных пород. М., «Недра», 1975. 600 с.

52. Михайлов В.Г., Крапивин М.Г., Шиповский И.А. Исследование резания песчаников стружками большого сечения. В кн.: Разрушение горных пород механическими способами. М.: Наука, 1966. - С. 64-70.

53. Мухамедиев П.А. Опыт применения метода контактной прочности для определения сопротивляемости разрушению руд и пород Таджикистана.- В кн.: Разрушение горных пород механическими способами. М.: Наука, 1966.-С. 49-56.

54. Позин Е. 3., Меламед В. 3., Тон В. В. Разрушение углей выемочными машинами / Под ред. Е. 3. Позина М.: Недра, 1984 - 288 с.

55. Позин Е. 3. Сопротивляемость углей разрушению режущими инструментами. -М.: изд-во «Наука», 1972. -240 с.

56. Позин Е. 3. Изменчивость сопротивляемости угля разрушению резанием. В кн.: Разрушение горных пород механическими способами. М.: Наука, 1966.-С. 23-34.

57. Позин Е. 3. Кунтыш М.Ф. Комплексный метод оценки разрушаемое™ угольных пластов — В кн.: Комплексные исследования физическихсвойств горных пород: Тез. Докл. М.: Моск. Горн. Ин-т, 1977, ч. 1,- 37 с.

58. Познн Е. 3. Основы выбора и поддержания оптимальных режимов работы исполнительных органов угледобывающих машин В кн.: Разрушение горных пород механическими способами. М.: Наука, 1966. -С. 207-222.

59. Позин Е. 3., Меламед В. 3., Азовцева С. М. Измельчение углей при резании. -М.: изд-во «Наука», 1977. 140 с.

60. Позин Е.З. Методические основы исследования процессов разрушения угля механическим способом // Разрушение углей и горных пород: Науч. сообщ./ ИГД им. им. A.A. Скочинского. 1989. - С.4-13.

61. Позин Е.З., Мультанов С.И., Мерзляков В.Г. Состояние и основные направления фундаментальных исследований в области разрушения угля и горных пород. // Изв./ ИГД им. A.A. Скочинского, 1991. -№1. -С.122-126.

62. Позин Е.З., Хургин З.Я., Тон В.В., Бурдин В.Е. Определение мгновенных значений толщины среза, образуемого резцами шнековых исполнительных органов угольных комбайнов. В кн.: Науч. сообщ. ИГД им. A.A. Скочинского 1975, вып. 132. - С. 15-21.

63. Позин Е.З. Предпосылки развития научных основ разрушения угольных пластов для создания новых поколений выемочных машин // Изв./ ИГД им. A.A. Скочинского, 1991. -№1. -С.126-129.

64. Позин Е.З. Исследование процессов разрушения углей механическим способом в ИГД им. A.A. Скочинского // Уголь 1992 - №12. - С.60-61.

65. Позин Е.З. Научные и инженерные задачи создания эффективных средств разрушения для оснащения угольных комбайнов. Разрушение углей и горных пород: Науч. Сообщения Выпуск 301 М. 1989. -С.52-67.

66. Протодьяконов М.М. Состояние и пути развития теории отделения горных пород от массива // Разрушение углей и пород: сборник статей/ -М.: Углетехиздат, 1958. С. 7-21.

67. Регель В. Р., Слуцкер А. Ж., Томашевский Э. 'Е. Кинетическая природа прочности твердых тел // Успехи физических наук- Том 106, вып.2 Февраль 1972. С. 193-228.

68. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Ю. Кинетическая природа прочности твердых тел. М.: Наука, 1974. - 560 с.

69. Савченко С.Н. Напряжённое состояние горных пород в окрестности радиальных ветвящихся трещин // Вестник МГТУ, том 14, №4, 2011 г. С.763-766.

70. Сафохин М. С., Александров Б. А., Нестеров В. И. Горные машины и оборудование: Учебник для вузов. М.: Недра, 1995. - 463 е.: ил.

71. Слободкин М.И. Основы аналитической теории резания угля. М.: Углетехиздат, 1947. - 102 с.

72. Слободкин М. И. Об экспериментальных и теоретических исследованиях процесса резания углей. Т.: Центральное бюро технической информации тульского совнархоза, 1960. - 113 с.

73. Солод В. И., Зайков В. И., Первов К. М. Горные машины и автоматизированные комплексы: Учебник для вузов. М.: Недра, 1981. -503 с.

74. Тарасов Ю.Д. Соискателям ученых степеней доктора и кандидата наук. // Методические рекомендации/ СПб. СПГГИ 1998. 15 с.

75. Тютюнник В.К., Святный H.A. Портативный прибор для определения сопротивляемости угля резанию. В кн.: Разрушение горных пород механическими способами. М.: Наука, 1966. - С. 34-42.

76. Финкель В.М., Головин Ю.И., Родюков Г.Б. Холодная ломка проката. — М.: Металлургия, 1982. 192 с.

77. Филлипов Н.С. Определение максимальной скорости подачи выемочной машины по сопротивляемости угля резанию и устойчивости мощности привода. // Уголь.- 2009.- №10. С.7-8.

78. Финкель В.М. Портрет трещины. -М.: Металлургия, 1981. 160 с.

79. Финкель В.М. Физика разрушения. М.: Металлургия, 1970. - 376 с.

80. Финкель В.М. Физические основы торможения разрушения. М.: Металлургия, 1977. -360 с.

81. Фролов А. Г. Способы разрушения угольного массива, способствующие наименьшему пылеобразованию и измельчению угля. Научный доклад. М.: ИГД им. Скочинского, 1968. - 24 с.

82. Фролов А.Г. К методике решения задачи увеличения выхода крупных классов и уменьшения пылеобразования при добыче угля «Научные сообщения» вып. 100. М., ИГД им. A.A. Скочинского, 1972 С.152-161.

83. Фролов А.Г. О влиянии скорости соударения резцов выемочных машин с углем на выход мелких классов и на пылеобразование. В сб. «Научные сообщения», вып. 113. М., ИГД им. A.A. Скочинского, 1973 С.68-74.

84. Хургин З.Я., Левинц Г.М., Земокова О.П. Методика статистической обработки случайных процессов на ЭВМ. Институт Горного дела им. A.A. Скочинского. -М.: 1976 - 28 с.

85. Шишлянников Д.И. «Повышение эффективности отделения калийной руды от массива резцами добычных комбайнов» Дис. канд. техн. наук СПб. 2012 Г.-158 с,4

86. ПБ 05-618-03 Правила безопасности в угольных шахтах. Серия 05 выпуск 11 / Колл.авт. М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технических центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003. - 296 с.

87. ОСТ 12.44.258 84. Комбайны очистные. Выбор параметров и расчет сил резания и подачи на исполнительных органах. Методика. - МУП СССР, 1984.-108с.

88. ОСТ 24.070.17-70 Машины очистные. Комбайны. Расчет максимальных нагрузок. Методика- 134 с

89. ОСТ 12.44.109-79- Комбайны очистные. Выбор спектров эксплуатационной нагруженности трансмиссий. Методика. Взамен ОСТ 24.070.06. Введен с 01.07.79. - 27 с.

90. ОСТ 24.070.24-71 Машины очистные. Комбайны. Расчет на устойчивость. Методика -129 с.

91. Отчет о НИР / ОАО «Воркутауголь» СП «Институт ПечорНИИпроект».