УДК 622.232 Н. М. Суслов, д-р техн. наук, проф., С. А. Чернухин, асп., УГГУ, г. Екатеринбург
E-mail: stas_chernuhin@mail.ru
Гидравлический привод механизма шагания с гидроаккумуляторами*
Большинство мощных шагающих экскаваторов-драглайнов оборудованы шагающим механизмом передвижения с гидроприводом, обеспечивающим плавность хода и регулирование величины шага. Вместе с тем такие механизмы не в полной мере используют энергию поднятого экскаватора в процессе шагания. В статье рассмотрена схема механизма шагания с гидроаккумуляторами, позволяющая повысить эффективность процесса шагания. Ключевые слова: механизм шагания, экскаватор, гидроцилиндры подъема и тяги, опорные башмаки, гидроаккумуляторы, гидравлическая схема
УДК 621.879:622.271 A. П. Комиссаров, д-р техн. наук, проф., Ю. А. Лагунова, д-р техн. наук, проф., B. С. Шестаков, канд. техн. наук, проф., И. В. Телиман, асп., УГГУ, г. Екатеринбург
E-mail: yu.lagunova@mail.ru
Соотношения активных и реактивных нагрузок в механизмах рабочего оборудования гидравлического экскаватора
Показано, что нагруженность главных механизмов рабочего оборудования гидравлических экскаваторов по сравнению с электромеханическими экскаваторами существенно выше за счет роста реактивных нагрузок ввиду последовательного сопряжения механизмов. Определены взаимозависимости между силовыми параметрами главных механизмов на основе силовых передаточных функций механизмов, учитывающих кинематические особенности главных механизмов. Предложен коэффициент реактивной нагрузки, характеризующий величину реактивной нагрузки в пределах рабочей зоны экскаватора. Ключевые слова: гидравлические экскаваторы, главные механизмы, рабочее оборудование, реактивные нагрузки
УДК 622.271 П. Ю. Бабенков, асп., В. С. Шестаков, канд. техн. наук, проф., УГГУ, г. Екатеринбург
E-mail: shestakov.v.s@mail.ru
Моделирование рабочего процесса гидравлического экскаватора
Для гидравлического экскаватора с рабочим оборудованием "прямая" лопата разработаны математическая модель, алгоритм и программа на алгоритмическом языке, позволяющие определять рабочую зону экскаватора, возможные усилия копания, а также усилия в элементах рабочего оборудования. Для экскаватора с ковшом вместимостью 4 м3 проведены исследования по определению границ рабочей зоны, по расчету усилий копания. Исследованиями показана зависимость усилия копания от положения ковша, от максимальных усилий в гидроцилиндрах рабочего оборудования. Ключевые слова: гидравлический экскаватор, рабочее оборудование, стрела, рукоять, ковш, гидроцилиндр,
рабочая зона, модель, алгоритм, усилие копания
УДК 621.879.322.017.2 В. С. Бочков, канд. техн. наук, доц., УГГУ, г. Екатеринбург
E-mail: bochkof@list.ru
Увеличение срока эксплуатации зубьев ковшей экскаваторов типа прямая лопата
Проанализирована актуальность поиска решений по повышению износостойкости зубьев ковша экскаватора типа прямая лопата. Рассмотрены причины, влияющие на изнашивание зубьев. Определено, что при работе экскаваторов по породам VIII и IX категорий происходит ударно-абразивное изнашивание внутренней стороны зубьев и абразивное внешней. Доказано, что наклеп стали Гадфильда (материал изготовления зубьев), происходящий при работе зубьев экскаватора по породам VIII и IX категорий, снижает скорость ударно-абразивного изнашивания внутренней стороны зубьев и не влияет на абразивное изнашивание внешней. Предложена методика термомеханической обработки внешней стороны зуба экскаватора, способная повысить износостойкость стали Гадфильда (110Г13Л) до 1,7 раза и привести к эффекту самозатачивания зуба за счет выравнивания скорости изнашивания внешней и внутренней частей зуба. Экспериментально доказана эффективность термомеханической обработки для снижения скорости абразивного изнашивания стали Гадфильда. Ключевые слова: зубья, ковш, сталь Гадфильда, экскаватор, прямая лопата, абразивность, изнашивание, наклеп, термомеханическая обработка, самозатачивание, срок эксплуатации, износостойкость
УДК 621.822.61 С. А. Шемякин, д-р техн. наук, проф., ТОГУ, А. Ю. Чебан, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., ИГД ДВО РАН, г. Хабаровск
E-mail: chebanay@mail.ru
Раскрывающийся ковш гидравлического экскаватора типа прямая лопата
Приведен обзор существующих конструкций раскрывающихся ковшей гидравлических экскаваторов и даны описание и принцип действия ковша с модернизированным приводом открывания козырька, позволяющим повысить производительность. Ключевые слова: порода, одноковшовый экскаватор, раскрывающийся ковш, гидромеханизм открывания козырька, производительность
УДК 621.72 С. Е. Никифоров, вед. инж.-констр., рук. группы мельниц, ПАО "Уралмашзавод", Ю. А. Лагунова, д-р техн. наук, проф., А. Е. Калянов, асп., УГГУ, г. Екатеринбург
E-mail: yu.lagunova@mail.ru
Особенности конструкции барабанных мельниц производства ПАО "Уралмашзавод"
Отмечено, что "Уралмашзавод" является ведущим производителем измельчительного оборудования в России, выпускает барабанные мельницы стержневые, шаровые и самоизмельчения, предназначенные для измельчения как сухим, так и мокрым способом руд и нерудных полезных ископаемых. Показано, что появились новшества в конструкции и расширился типоразмерный ряд выпускаемых мельниц. Ключевые слова: барабанные мельницы стержневые, шаровые и самоизмельчения, типоразмерный ряд, единичная мощность, производительность, модернизация конструкции
УДК 621.926.3 Ю. А. Лагунова, д-р техн. наук, проф., УГГУ, В. О. Фурин, канд. техн. наук, нач. техн. службы, К. А. Федулов, гл. констр. ДРО, ПАО "Уралмашзавод", дивизион "Горное оборудование", г. Екатеринбург
E-mail: yu.lagunova@mail.ru
Конусные дробилки ПАО "Уралмашзавод" для конкретных условий эксплуатации*
Показаны основные направления совершенствования конструкций и повышения эффективности управления рабочим процессом конусных дробилок крупного, редукционного, среднего и мелкого дробления. Приведены габаритные размеры всех типоразмеров конусных дробилок крупного и редукционного дробления. Приведена география поставок конусных дробилок производства ПАО "Уралмашзавод". Разработаны дробилки с автоматизированной системой управления рядом технологических процессов. Приведены результаты генерального опробования автоматизированной конусной дробилки. Ключевые слова: конусные дробилки крупного, редукционного, среднего и мелкого дробления, интеллектуальная конусная дробилка, автоматическая система управления, зубчатый реверсивный механизм, режим работы
С. 27–33
*Публикуется в редакции авторов, терминология сохранена (прим. ред.).
УДК 622.002 Л. И. Андреева, д-р техн. наук, гл. науч. сотр., Челябинский филиал ИГД УрО РАН, Т. И. Красникова, канд. техн. наук, мл. науч. сотр., НИИОГР, г. Челябинск
E-mail: tehnorem74@list.ru
Механизация процессов ремонта горных машин
Рассмотрена возможность применения специализированной оснастки при ремонте крупногабаритных узлов и агрегатов экскаваторов цикличного действия, что позволит значительно сократить трудозатраты на выполнениеремонтосложных операций при демонтаже и монтаже горных машин. Ключевые слова: средства механизации, выпрессовка и запрессовка деталей,
УДК 622.233 A. В. Стебнев, гл. механик, АО "СУЭК-Кузбасс", г. Ленинск-Кузнецкий, Кемеровская обл., B. В. Габов, д-р техн. наук, проф., А. И. Королев, асп., Горный университет, г. Санкт-Петербург
E-mail: gvv40@mail.ru; sashka_25region@mail.ru
Анализ и оценка устойчивости режимов работы очистного механизированного комплекса
Анализируется степень устойчивости режимов работы очистных механизированных комплексов в комплексно-механизированных очистных забоях угольных шахт между перерывами по технологическим, техническим или горно-геологическим причинам. Рассмотрен метод оценки степени устойчивости режимов работы комплексов показателем, равным отношению их фактической производительности к расчетной производительности за рассматриваемый период времени. Предложено выражение для определения показателя устойчивости. Отмечается влияние переходных процессов при последовательных переключениях механизмов комплекса на снижение устойчивости процесса выемки. Указывается на роль адаптивности очистного механизированного комплекса к изменяющимся горно-геологическим условиям и коадаптивности машин и оборудования комплекса в повышении устойчивости работы комплексов в рациональных режимах. Ключевые слова: угольный пласт, очистной комплекс, выемочная машина, горно-геологические условия, адаптация, режимы работы, устойчивость
УДК 550.834 + 622.831.1 A. К. Ткачук, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., В. В. Тимонин, канд. техн. наук, зав. лаб., B. Н. Карпов, науч. сотр., Д. В. Степанов, асп., ИГД СО РАН, г. Новосибирск
E-mail: tkachuk.184@yandex.ru, timonin@misd.ru, karpov@misd.ru, sdv-92@mail.ru
Применение автоматического компрессионно-вакуумного сейсмоисточника в подземных условиях
Представлены результаты применения компрессионно-вакуумных ударных машин (КВУМ) в подземных условиях рудных месторождений. Рассмотрена принципиальная схема и технические характеристики автоматического вакуумного копра (АВК-1). Изложены технические преимущества новой машины перед базовым образцом. В общем виде приведены результаты промышленного испытания машины в шахтных условиях. Предложены дальнейшие шаги применения компрессионно-вакуумных ударных машин. Ключевые слова: предупреждение горных ударов, компрессионно-вакуумная ударная машина, автоматический вакуумный копер, сейсмоисточник, продольные волны, динамические воздействия, массив горных пород
С. А. Тимухин, д-р техн. наук, проф., УГГУ, г. Екатеринбург, В. И. Александров, д-р техн. наук, проф., П. Н. Махараткин, асп., Горный университет, г. Санкт-Петербург
E-mail: gmf.gm@m.ursmu.ru
К вопросу обоснования инновационных подходов к проектированию комплексов главного шахтного водоотлива
Изложены недостатки существующего подхода к проектированию комплексов главного шахтного водоотлива, приводящие к увеличению эксплуатационных расходов на водоотлив. Рассмотрен подход к проектированию комплексов, предполагающий в качестве приоритета минимально допустимый уровень безопасности на обеспечение наименее затратного по экономическим соображением варианта выбора водоотливного оборудования и объемов водосборных емкостей. Рассмотрены и рекомендованы технико-экономические критерии данного подхода к проектированию комплексов водоотлива. В качестве основного критерия рекомендуется чистый дисконтированный доход, поскольку он учитывает фактор времени и позволяет рассматривать полученные результаты в сопоставимом виде.
Сделан вывод о том, что реализация предложенного подхода, помимо снижения издержек на эксплуатацию водоотлива, позволит повысить безопасность ведения горных работ. Ключевые слова: комплексы главного водоотлива, проектирование, инновационный подход, технико-экономические критерии
Н. М. Качурин, д-р техн. наук, проф., А. Б. Жабин, д-р техн. наук, проф., ТулГУ, г. Тула, М. М. Щеголевский, д-р техн. наук, президент,
Представительство "АМГ Волдвайд инвестментс лимитед", г. Москва
E-mail: Zhabin.tula@mail.ru, amgroup@mgroup.info
УДК 622.236.5 + 622.232.54 В. Г. Мерзляков, д-р техн. наук, проф., Московский Политех, г. Москва
E-mail: mgou-vgm@mail.ru
Гидроструйные технологии в горном деле: Основные результаты научно-исследовательских работ
Приведены основные результаты научно-исследовательских работ, выполненных в Национальном научном центре горного производства — ИГД им. А. А. Скочинского совместно с Тульским государственным университетом в области изучения гидроструйных технологий, применяемых в горном производстве. Особое внимание уделено результатам исследований гидравлического, гидроабразивного и гидромеханического способов разрушения угля и горных пород и созданию на их основе исполнительных органов горных машин, а также разработке для них системы высоконапорного орошения, обеспечивающей пылевзрывозащиту при их работе. Ключевые слова: гидроструйная технология, гидравлический, гидроабразивный, гидромеханический способы разрушения угля и горных пород, высоконапорное орошение, пылевзрывозащита при работе горных машин
УДК 622.23.05 А. Б. Жабин, д-р техн. наук, проф., ТулГУ, Е. А. Аверин, канд. техн. наук, инж.-констр., СОЭЗ, г. Тула, А. В. Поляков, канд. техн. наук, инж.-эксперт, Экспертиза промышленной безопасности, М. М. Щеголевский, д-р техн. наук, президент,
Представительство "АМГ Волдвайд инвестментс лимитед", г. Москва
E-mail: Zhabin.tula@mail.ru, evgeniy.averin.90@mail.ru, Polyakoff-al@mail.ru, amgroup@mgroup.info
Мобильная проходческая установка для комбинированного разрушения горных пород в подземных условиях
Рассмотрена мобильная проходческая установка для разрушения горных пород комбинированным воздействием гидроабразивной струи и механического инструмента. Представлена принципиальная конструктивная схема установки и описан принцип ее действия. Рассмотрен достаточно простой и универсальный метод определения эффективности резания горных пород гидроабразивной струей. Указано условие инициации разрушения, заключающееся в определении критической скорости абразивных частиц в момент удара о поверхность разрушаемого материала. Данное условие приведено к удобному для инженерных расчетов виду — определению минимального необходимого номинального давления воды в гидросистеме. Также представлен метод определения теоретической производительности при работе установки. Даны рекомендации по выбору механического инструмента в зависимости от горно-геологических условий. Ключевые слова: гидроструйные технологии, мобильная проходческая установка, технологическая схема, конструкция, гидроабразив, крепкие породы, разрушение, глубина щели, методика расчета, производительность, дисковая шарошка
УДК 622.236.732 Е. А. Аверин, канд. техн. наук, инж.-констр., СОЭЗ, А. Б. Жабин, д-р техн. наук, проф., А. В. Поляков, д-р техн. наук, проф., ТулГУ, г. Тула, М. М. Щеголевский, д-р техн. наук, президент,
Представительство "АМГ Волдвайд инвестментс лимитед", г. Москва
E-mail: evgeniy.averin.90@mail.ru, Zhabin.tula@mail.ru, Polyakoff-an@mail.ru, amgroup@mgroup.info Анализ и доработка аналитического метода расчета гидроабразивной эрозии горных пород
На основе проведения численных экспериментов выполнен анализ простейшего (на данном этапе, концептуального) метода расчета эрозии горных пород под действием гидроабразивной струи. Приведены выявленные недостатки метода, предложен вариант решения проблемы, намечены пути развития предложенной концепции для оценки эффективности разрушения горных пород гидроабразивным способом. Ключевые слова: гидроабразив, крепкие породы, глубина резания, метод расчета, эрозия, критическая скорость, инициация разрушения
Разработаны предложения по совершенствованию гидропривода шахтной механизированной крепи в целях повышения надежности, безопасности и адаптивности к условиям и режимам эксплуатации на основе оптимизации структуры, параметров и режимов работы по технологическому и энергетическому направлениям, снижающим энергопотребление и повышающим эффективность работы оборудования.
Исследованы варианты гидропривода, повышающие надежность крепления и управления кровлей; гидростойки с дополнительными функциями повышения скорости кинематического и автоматизированного силового распора до требуемого уровня; гидроцилиндров передвижения с устройствами автоматического переключения режима работы в зависимости от внешнего сопротивления; гидроцилиндров с дополнительным поршнем и следящей системой, контролирующей положение секции относительно забоя и другие решения.
Для исследования сложной гидромеханической системы было разработано математическое описание на основе уравнения Лагранжа второго рода для диссипативных систем с учетом функции Рэлея и сил, возникающих за счет источников энергии. Ключевые слова: механизированная крепь, очистной забой, кровля, крепление, гидросистема, гидропривод, альтернатива, параметры, оптимизация, эффективность
УДК 622.232.05 Н. И. Сысоев, д-р техн. наук, проф., ЮРГПУ(НПИ), г. Новочеркасск, Ю. В. Турук, д-р техн. наук, проф., И. Е. Колесниченко, д-р техн. наук, зав. каф., Б. Б. Луганцев, д-р техн. наук, проф.,
ШИ (ф) ЮРГПУ(НПИ) им. М. И. Платова, г. Шахты, Ростовская обл.
Е-mail: sysoevngmo@gmail.com, uraturuk@mail.ru, kolesnichenko_igor@rambler.ru, boris4721@mail.ru
Новые технические решения, направленные на повышение надежности и эффективности работы механизированных крепей при выемке угольных пластов
Проанализированы конструктивные особенности однорядных и двухрядных щитовых струговых и комбайновых механизированных крепей, их преимущества и недостатки. Рассмотрены конструкции механизмов передвижки секций крепи. Обоснована необходимость применения в конструкциях механизмов передвижки упругих элементов (штанговых толкателей). Предложены новые технические решения оснащения однорядной секции с основанием катамаранного типа и двухрядной щитовой секции крепи со сплошным жестким основанием механизмами передвижки с применением упругих штанг. Упругие штанги закреплены в плоском толкателе, выдвигаясь из направляющих гидродомкратами передвижки, удерживают конвейер от сползания по падению пласта в пределах их упругих деформаций и обеспечивают направленное перемещение секций. Шарнирно соединенная с вращающимися цилиндрическими тягами завальная стяжка в однорядной щитовой секции с основанием катамаранного типа обеспечивает продольное перемещение лыж основания относительно друг друга, а вращающиеся тяги, расположенные в лыжах, — их перемещение в вертикальном направлении при преодолении секцией крепи "порогов" в почве пласта. Применение таких механизмов передвижки значительно повышает надежность и эффективность работы механизированных комплексов. Ключевые слова: однорядная щитовая механизированная крепь, двухрядная щитовая механизированная крепь, забойный конвейер, механизм передвижки, гидродомкраты передвижки, основание секции, упругие штанги
УДК 622.232.8 Д. А. Юнгмейстер, д-р техн. наук, проф., А. И. Исаев, асс., П. Д. Наумова, асп., Горный университет, г. Санкт-Петербург
E-mail: uda@spmi.ru, Isaev_AI@pers.spmi.ru
Разработка конструкции комплекса для проходки коротких выработок в кембрийских глинах
Приведены данные по различным способам проведения коротких выработок в кембрийских глинах в условиях шахт ОАО "Метрострой" СПб с описанием возможных средств механизации, указаны сложности применения в данном случае проходческих комплексов стандартных типов. Рассмотрены циклограммы работ по строительству короткого тоннеля диаметром 6 м при использовании ручного труда и крепления забоя лесоматериалом в сравнении с циклограммой работ при использовании механизированной отбойки пород забоя сдвоенными ударниками, расположенными на манипуляторе, и крепления забоя пневматическими подушками. Указано снижение в 1,5 раза времени проходки при использовании ударников на манипуляторе и пневматических подушек, дан расчет экономического эффекта от использования указанной новой техники при замене технологии, основанной на ручном труде. Ключевые слова: метро, забой, глина, крепление, ударник, циклограмма работ
УДК 622.619(06) Г. Ш. Хазанович, д-р техн. наук, проф.,
ШИ (ф) ЮРГПУ(НПИ) им. М. И. Платова, г. Шахты, Ростовская обл.
E-mail: hazanovih@mail.ru
Актуальные направления научных исследований горнопроходческого оборудования
Целью работы является обоснование актуальных направлений научных исследований горнопроходческого оборудования. Дается обоснование актуальных направлений научных исследований горнопроходческих машин в увязке с перспективами развития угольной промышленности России. Отмечается роль угля в мире для развития мировой экономики. С этих позиций рассматриваются положения Энергетической стратегии России и направления развития угольной отрасли в комплексе с предприятиями-потребителями угля. Дается краткая оценка состояния технологии и механизации горнопроходческих работ на шахтах России и за рубежом и основные тенденции развития горнопроходческой техники в горной промышленности добывающих стран. Приводится краткий обзор и критическая оценка научных исследований, изобретений и разработок, выполненных в ЮРГПУ (НПИ) и Шахтинском институте за последние 25 лет в области горнопроходческой техники. Обосновываются перспективные направления исследований. В заключение отмечается необходимость координации научно-исследовательских работ в области дальнейшего совершенствования горнопроходческого оборудования для выхода на производство машин нового технического уровня. Ключевые слова: научные исследования, проблемы развития угольной
промышленности, проходческие погрузочно-транспортные модули, оптимизация рабочих процессов, выбор технических решений, моделирование рабочих процессов, случайный характер внешних воздействий, агрегатированные проходческие системы
О расчетной схеме для определения устойчивости проходческого комбайна
Представлен краткий анализ подходов к расчету устойчивости проходческого комбайна. Приведено условие устойчивости комбайна, применимое для компьютерной оценки. Описаны режимы обработки забоя исполнительным органом, представлены расчетная схема и некоторые расчетные зависимости для определения устойчивости. Ключевые слова: проходческий комбайн, условие устойчивости, режимы обработки забоя, расчетная схема, основные параметры, уравнения моментов сил, методика расчета
УДК 622:339.13; 622.022 А. А. Рожков, д-р экон. наук, проф.1, председатель Совета директоров2, Л. И. Кантович, д-р техн. наук, проф.1, А. А. Грабский, д-р техн. наук, проф.1, Е. П. Грабская, канд. экон. наук, доц.1 1НИТУ "МИСиС", г. Москва 2АО "Росинформуголь", г. Москва
E-mail: aarozhkov@mail.ru, kantovich70@yandex.ru, a.a.grabsky@yandex.ru, pgmk@mail.ru
К вопросу импортозамещения и локализации производства основного технологического оборудования в угольной промышленности России
Рассмотрены вопросы импортозамещения и локализации производства основного технологического оборудования в угольной промышленности России, включая анализ и оценку соотношения используемого отечественного и импортного горно-шахтного и горнотранспортного оборудования при подземной и открытой добыче угля; определение коэффициентов использования технологического оборудования на шахтах и разрезах; обоснование границ локализации производства на территории России горно-шахтного и горнотранспортного оборудования, разработанного за рубежом, и перспективы их расширения. Представлен прогноз границ импортозависимости и локализации производства на период до 2030 г. Ключевые слова: угольная промышленность России, импортозамещение, горно-шахтное и горнотранспортное оборудование, подземная и открытая добыча угля, локализация производства, границы локализации
УДК 622 В. В. Антипов, канд. техн. наук, директор, Ю. В. Антипов, канд. техн. наук, техн. директор, Ю. Н. Наумов, канд. техн. наук, гл. констр., Е. А. Аверин, канд. техн. наук, инж.-констр., СОЭЗ, г. Тула
E-mail: seztula@mail.ru, evgeniy.averin.90@mail.ru
Скуратовский опытно-экспериментальный завод: Неизменное стремление к изменениям в горном машиностроении
Изложена история развития предприятия. Описаны ключевые производственные достижения и рассмотрены пути дальнейшего развития. Выполнен обзор выпускаемой продукции предприятия. Приведены краткие технические характеристики оборудования. Ключевые слова: горное машиностроение, тоннелепроходческая техника, строительство стволов, подземные горные работы, подземное строительство, комбайны типа СПКВ
УДК 378.096 Г. Ш. Хазанович, д-р техн. наук, проф., В. Г. Черных, канд. техн. наук, доц., Ю. П. Сташинов, канд. техн. наук, доц., С. Е. Меньшенин, канд. техн. наук, доц., Э. Ю. Воронова, д-р техн. наук, доц., ШИ (филиал) ЮРГПУ (НПИ) им. М. И. Платова, г. Шахты
E-mail: hazanovich@mail.ru
Вклад ученых Шахтинского института (филиала) ЮРГПУ (НПИ) имени М. И. Платова в научные и практические достижения в области горного машиноведения за 60 лет
Представлены основные достижения ученых горных электромеханических кафедр Шахтинского института (филиала) Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М. И. Платова за период 1958—2018 гг. в области различных направлений горного машиноведения. Рассмотрены главные научные достижения и научно-технические разработки в области теории работы добычных, проходческих, горных погрузочных, транспортных, стационарных машин и электромеханического оборудования. Приведены за 60 лет результаты подготовки научных кадров, научные публикации, перечень учебников и учебных пособий, опубликованных преподавателями кафедры, первоначально носившей название "Горная электромеханика". Отмечены сложившиеся научно-технические взаимосвязи с ведущими отраслевыми институтами и предприятиями горного машиностроения СССР и Российской Федерации. Ключевые слова: горное машиноведение, горная электромеханика, электро- и гидромашинные дифференциалы в приводе горных машин, направленное движение горных машин и подземных снарядов, проходческие погрузочно-транспортные модули и агрегатированные системы, электропривод шахтных аккумуляторных электровозов, струговые установки, подготовка научных кадров, научно-технические разработки, публикации
УДК 62.622.23.05 Ю. М. Ляшенко, д-р техн. наук, проф., ШИ (филиал) ЮРГПУ (НПИ) им. М. И. Платова, г. Шахты, Е. А. Ревякина, канд. техн. наук, доц., ДГТУ, г. Ростов-на-Дону
E-mail: revylena@yandex.ru
Методические подходы к моделированию системы "сыпучее тело — рабочий элемент" в исследованиях процесса погрузки горных пород*
Рассмотрены опыт моделирования состояния среды в исследованиях процесса взаимодействия ковша погрузчика со штабелем кускового материала и перспективы развития современных методов исследования физических и технологических процессов взаимодействия исполнительных органов с внешней средой на основе применения численных методов и детальной визуализации исследуемых процессов.
Ключевые слова: механизированная погрузка, сопротивление внедрению, статика идеально сыпучей среды, реологическая модель
УДК 622.619 Э. Ю. Воронова, д-р техн. наук, доц., Г. Ш. Хазанович, д-р техн. наук, проф., ШИ (филиал) ЮРГПУ (НПИ) им. М. И. Платова, г. Шахты, О. А. Агафонов, гл. инж., Шахтоуправление "Садкинское", Ростовская обл.
E-mail: eleonora_sam_ti@mail.ru, hazanovich@rambler.ru
Научные основы разработки агрегатированных проходческих систем
Научно-техническая проблема создания конкурентоспособного горнопроходческого оборудования нового технического уровня обусловливает актуальность разработки принципов систематизации, функционирования, синтеза и оценки эффективности агрегатированных проходческих систем (АПС). Обобщенная структурно-функциональная систематизация АПС для буровзрывного и комбайнового способов проведения выработок базируется на принципах системного подхода, отражает единые правила построения структур АПС, отличается новой совокупностью классификационных признаков и является основой структурного синтеза новых технических решений. Имитационно-статистическая модель функционирования буровзрывных и комбайновых проходческих систем учитывает их структурные состояния в период проведения заданной совокупности горных выработок и моделирует их функционирование как стохастический процесс. Предложенный критерий эффективности позволяет проводить сравнительную оценку функционирования и принимать решение о выборе наиболее рациональной проходческой системы с учетом степени достижения требуемых показателей. Порядок процедур структурного синтеза АПС учитывает условия сочетаемости элементов и позволяет разрабатывать перспективные варианты, наиболее эффективные в заданных условиях эксплуатации. Разработана АПС оригинального принципа действия — проходческий взрывонавалочный комплекс ПКВН. Отличительная особенность процессов формирования грузопотока клинового тягово-транспортирующего органа (ТТО) ПКВН состоит в том, что объем груза на выходе из ячейки определяется давлением груза на опорную поверхность клинового конвейера. Процедуры параметрической оптимизации АПС отличаются двухэтапной итерационной реализацией процесса определения базовых конструктивных и технологических ограничений, формализации целевых функций элементов и поиска оптимальных параметров. Ключевые слова: агрегатированная проходческая система, систематизация, модель функционирования, коэффициент эффективности, структурный синтез, параметрический синтез, математические модели расчета грузопотока, экспериментальная модель, проходческий взрывонавалочный комплекс
УДК 622.619 В. Г. Черных, канд. техн. наук, доц., А. А. Домницкий, канд. техн. наук, доц., А. С. Носенко, д-р техн. наук, проф.,
ШИ (филиал) ЮРГПУ (НПИ) им. М. И. Платова, г. Шахты
E-mail: dom-a-a@mail.ru, asnosenko@mail.ru
Применение комбайновой технологии при строительстве транспортных тоннелей
Рассмотрены вопросы применения комбайновой технологии строительства транспортных тоннелей с механизированной разработкой горной породы, с учетом разработанного стандарта, устанавливающего признаки и порядок классификации тоннелей на автомобильных дорогах общего пользования. Ключевые слова: транспортный тоннель, классификация, горнопроходческий комбайн, перегружатель
УДК 622.619 A. С. Носенко, д-р техн. наук, проф., А. А. Домницкий, канд. техн. наук, доц., B. Г. Хазанович, канд. техн. наук, доц., В. В. Зубов, ст. преп., ШИ (филиал) ЮРГПУ (НПИ) им. М. И. Платова, г. Шахты
E-mail: asnosenko@mail.ru
Совершенствование погрузочно-транспортных модулей горнопроходческого оборудования
Приведены технические решения погрузочно-транспортных модулей, предназначенные для использования в составе горнопроходческого оборудования, на основе применения клиновых нагребающих элементов с изменяемой геометрией и гидроприводом поступательного действия. Ключевые слова: горнопроходческий комплект оборудования, перегружатель, погрузочное устройство
УДК 622.619 А. В. Отроков, канд. техн. наук, доц., Г. Ш. Хазанович, д-р техн. наук, проф., Н. Б. Афонина, канд. техн. наук, доц., ШИ (филиал) ЮРГПУ (НПИ) им. М. И. Платова, г. Шахты
E-mail: hazanovich@rambler.ru
Теоретические и экспериментальные исследования погрузочных органов непрерывного действия
Погрузочные органы непрерывного действия используются как в шахтных погрузочных машинах, так и в проходческих комбайнах избирательного действия. Производительность погрузочно-транспортных операций зачастую определяет производительность всей горнопроходческой системы. В Шахтинском институте (филиале) ЮРГПУ (НПИ) им. М. И. Платова в последние годы получены результаты кинематического и силового анализа механизмов погрузочных органов непрерывного действия различных типов, проведены экспериментальные исследования и предложена инженерная методика выбора параметров современных погрузочных органов с нагребающими звездами. Ключевые слова: проходческий комбайн, погрузочная машина, нагребающие лапы, нагребающие звезды, выбор параметров, компьютерная модель, критерий качества траектории
УДК 622.236.22 Н. И. Сысоев, д-р техн. наук, проф., Д. А. Гринько, канд. техн. наук, доц., А. С. Кожевников, ст. преп., ЮРГПУ (НПИ) им. М. И. Платова, г. Новочеркасск
E-mail: sysoevngmo@gmail.com, dingo17@mail.ru, ackngmo@gmail.com
Повышение эффективности функционирования очистных и бурильных машин дискретным управлением их режимными параметрами
На основании обобщенного подхода к особенностям разрушения горных пород режущими инструментами очистных и бурильных машин рассмотрены способы повышения эффективности их функционирования. В качестве критерия эффективности функционирования очистных и бурильных машин приняты удельная энергоемкость разрушения и техническая производительность соответственно. Предложены алгоритмы управления, а также технические решения по их реализации, обеспечивающие поддержание режимных параметров очистных и бурильных машин на оптимальном уровне. Ключевые слова: горные инструменты, бурильные машины, очистные машины, эффективность функционирования, режимные параметры, энергоемкость разрушения, техническая производительность, алгоритм управления
УДК 625.78 С. Е. Меньшенин, канд. техн. наук, доц., ШИ (филиал) ЮРГПУ (НПИ) им. М. И. Платова, г. Шахты, Е. А. Меньшенина, канд. техн. наук, доц., ДГТУ, г. Ростов-на-Дону
E-mail: ms67fan@mail.ru
Способ разработки и корректирования траектории направленных скважин малого диаметра
Рассмотрены проблемы применения технологий бестраншейной прокладки инженерных коммуникаций и ограничения по протяженности прокладываемой скважины, связанные с искривлением бурового става. Предложен способ прокладки скважины, включающий оперативное корректирование положения головного снаряда в устье скважины. Осевое усилие разделяется на две составляющие, одна из которых обеспечивает образование скважины, а вторая служит продвижению става.
Для реализации способа разработано устройство, включающее головной снаряд-отклонитель и пространственно-ориентированный манипуляционный механизм, позволяющий обеспечить высокую точность реализации заданной траектории путем точной установки рабочего органа в любое необходимое положение с учетом текущих показаний георадара. Также разработаны информационно-измерительная система управления головным снарядом и технологическая последовательность операций по прокладке скважин и корректирования их направления. Разработанное техническое решение обеспечивает высокую степень управляемости и точность реализации заданной траектории. Ключевые слова: бестраншейная прокладка, головной снаряд-отклонитель, манипуляционная система, корректирование скважин, система дистанционного управления
УДК 62-83:622.625.28-83 Ю. П. Сташинов, канд. техн. наук, доц., Д. В. Волков, канд. техн. наук, доц., А. В. Прудий, ст. преп., А. О. Хмыров, студ., ШИ (филиал) ЮРГПУ (НПИ) им. М. И. Платова, г. Шахты
E-mail: yustashinov@yandex.ru
Состояние и некоторые направления совершенствования тягового привода шахтных электровозов
Показано, что тяговый привод шахтных электровозов с двигателями постоянного тока последовательного возбуждения со ступенчатым регулированием скорости морально устарел и нуждается в серьезной модернизации. Перспективным направлением его дальнейшего совершенствования является применение бесколлекторных электродвигателей. Вместе с тем продолжают оставаться востребованными работы по дальнейшей менее затратной модернизации тягового привода постоянного тока, возможности которого до сих пор в полной мере не реализованы.
Обоснована эффективность применения электропривода с импульсным регулированием скорости и управляемой жесткостью механических характеристик. Рассмотрен пример разработки такого привода с электродвигателями последовательного возбуждения и системой подчиненного управления с пропорциональным регулятором скорости и релейными регуляторами тока. Предложен вариант использования электрохимических конденсаторов в качестве накопителя энергии рекуперации. Приведены результаты моделирования разработанного тягового привода. Ключевые слова: тяговый привод, шахтный электровоз, электромеханические характеристики, импульсное регулирование, рекуперативное торможение, электрохимический конденсатор
УДК 622.232.75 Б. Б. Луганцев, д-р техн. наук, проф., Ю. В. Турук, д-р техн. наук, проф., ШИ (филиал) ЮРГПУ (НПИ) им. М. И. Платова, г. Шахты
E-mail: shaktniui@yandex.ru
Управление струговыми установками скользящего типа в вертикальной плоскости
В струговых установках, работающих с агрегатированными крепями, используется консольно-рычажная система управления. Отличием системы управления в вертикальной плоскости пласта с помощью горизонтальных гидродомкратов от консольно-рычажной системы управления является то, что средства управления предусматривают подъем или опускание только забойной части конвейера. При этом завальная часть конвейера постоянно находится на почве, что исключает ее подштыбовку.
При использовании консольно-рычажной системы в процессе управления может увеличиваться высота завальной части линейных секций конвейера, что может быть критичным при отработке тонких пластов, и изменяться угол наклона исполнительного органа с изменением рабочей геометрии резцов и возникновением на них больших боковых усилий. При работе системы управления с помощью горизонтальных гидродомкратов эти недостатки отсутствуют. Ключевые слова: струговые установки, линейные секции конвейера, гидродомкраты, подъем носка угольника, почвенные резцы, консольно-рычажная, исполнительный орган
УДК 622.232.05 Ю. В. Турук, д-р техн. наук, проф., Б. Б. Луганцев, д-р техн. наук, проф., Н. В. Титов, д-р техн. наук, проф., ШИ (филиал) ЮРГПУ (НПИ) им. М. И. Платова, г. Шахты
E-mail: uraturuk@mail.ru, boris4721@mail.ru
Повышение эффективности применения механизированных крепей при выемке угольных пластов со слабыми почвами
Выявлены причины снижения эффективности работы механизированной крепи, главными из которых являются вдавливание оснований в почву пласта и образование борозды при их передвижке. Установлено, что снижение давления у носка основания секции механизированной крепи может быть достигнуто за счет устройства поворотной передней кромки основания, т. е. установкой поворотных лыж.
Разработаны методика определения подъемной силы поворотной лыжи, обеспечивающей выезд вдавленной в почву секции крепи, и технические требования к конструкции поворотной лыжи, обеспечивающей эффективное применение механизированной крепи в условиях со слабыми почвами.
Доказано, что носок поворотной лыжи должен быть приподнят. Установлены максимальный угол подъема носка поворотной лыжи при выезде из почвы вдавленной секции крепи и область применения механизированной крепи по критерию удельной сопротивляемости почвы сдвигу. Ключевые слова: механизированная крепь, основание секции крепи, вдавливание в почву пласта, механизм при-подъема основания, поворотная лыжа, подъемная сила, угол подъема
УДК 622.7 А. Н. Петухов, канд. техн. наук, доц., ШИ (филиал) ЮРГПУ (НПИ) им. М. И. Платова, г. Шахты, П. С. Желобков, горн. инж., Лебединский ГОК, г. Губкин
E-mail: petuhov_Aleksandr37@mail.ru
Новое поколение щековых дробилок с высокой степенью дробления
Приведен обзор конструкций щековых дробилок, работающих без холостого хода с высокой степенью дробления, разработанных авторами статьи. Ключевые слова: дробление, щековые дробилки, степень дробления, конфигурация дробящих щек, потребляемая электроэнергия
УДК 622.23.054.53 В. А. Евстратов, д-р техн. наук, проф., А. В. Рудь, канд. техн. наук, доц., А. С. Апачанов, канд. техн. наук, доц., В. И. Григорьев, канд. техн. наук, К. Ю. Белоусов, асп., ШИ (филиал) ЮРГПУ (НПИ) им. М. И. Платова, г. Шахты
E-mail: vae602@yandex.ru, aasprof@rambler.ru
Моделирование процесса транспортирования буровой мелочи при шнековом бурении вертикальных скважин
Представлена математическая модель процесса движения потока буровой мелочи в вертикальной скважине при шнековом бурении, учитывающая форму поперечного сечения потока, позволяющая исследовать влияние конструктивных и режимных параметров шнека на скорость движения буровой мелочи в направлении транспортирования и назначать рациональные значения этих параметров на стадии проектирования в зависимости от свойств породы. Ключевые слова: шнековая лопасть, частица породы, поток породы, направление движения потока, коэффициент выдачи материала
