Научная статья на тему 'Анализ влияния режимов работы канатных пил на эффективность добычи блоков природного камня'

Анализ влияния режимов работы канатных пил на эффективность добычи блоков природного камня Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
84
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КАНАТНАЯ ПИЛА / WIRE SAW / ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ / PERFORMANCE / РАСХОД ИНСТРУМЕНТА / CONSUMPTION TOOL / УДЕЛЬНАЯ РАБОТА РЕЗАНИЯ / THE SPECIfiC WORK OF CUTTING COSTS / СЕБЕСТОИМОСТЬ

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Першин Г.Д., Уляков М.С.

Приведены зависимости основных показателей процесса резания (производительность, расход энергии и алмазного инструмента) от режима работы канатной пилы при различной высоте добычного уступа. Разработана методика выбора рационального режима управления канатной пилой, учитывающая установленные зависимости производительности отделения монолита от массива и эксплуатационные затраты на его отделение в зависимости от высоты уступа. Для возможности выбора рационального режима управления канатной пилой предложен комплексный технико-экономический показатель, характеризуемый затратами, отнесенными к интенсивности отделения объемов камня от массива.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Першин Г.Д., Уляков М.С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Analysis of Influence of Modes for Wire Saws Effi cient Extraction of Natural Stone Blocks

The dependences of the main parameters of the cutting process (performance, power consumption and diamond tools) on the mode of wire saw at different heights quarry face. The technique of choosing the rational mode control cable saw, taking into account the dependence of performance established branch of the monolith from the array and operating costs for his department, depending on the height of the ledge. To be able to select the sound mode control cable saw proposed a comprehensive technical and economic indicators, characterized costs charged to the intensity of space capacity of stone from the array.

Текст научной работы на тему «Анализ влияния режимов работы канатных пил на эффективность добычи блоков природного камня»

Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies 2015 8. Issue 7. 928-940

УДК 622.35:621.93.025.7

Analysis of Influence of Modes for Wire Saws Efficient Extraction of Natural Stone Blocks

Gennadiy D. Pershin and Maxim S. Ylyakov*

Magnitogorsk State Technical University named after G.I. Nosov 38 Lenina, Magnitogorsk, 455000, Russia

Received 05.03.2015, received in revised form 19.09.2015, accepted 06.10.2015

The dependences of the main parameters of the cutting process (performance, power consumption and diamond tools) on the mode of wire saw at different heights quarry face. The technique of choosing the rational mode control cable saw, taking into account the dependence of performance established branch of the monolith from the array and operating costs for his department, depending on the height of the ledge. To be able to select the sound mode control cable saw proposed a comprehensive technical and economic indicators, characterized costs charged to the intensity of space capacity of stone from the array.

Keywords: wire saw, performance, consumption tool, the specific work of cutting costs. DOI: 10.17516/1999-494X-2015-8-7-928-940.

Анализ влияния режимов работы канатных пил на эффективность добычи блоков природного камня

Г.Д. Першин, М.С. Уляков

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова Россия, 455000, Магнитогорск, Ленина, 38

Приведены зависимости основных показателей процесса резания (производительность, расход энергии и алмазного инструмента) от режима работы канатной пилы при различной высоте добычного уступа. Разработана методика выбора рационального режима управления канатной пилой, учитывающая установленные зависимости производительности отделения монолита от массива и эксплуатационные затраты на его отделение в зависимости от

© Siberian Federal University. All rights reserved Corresponding author E-mail address: maxim-atlet@yandex.ru

*

высоты уступа. Для возможности выбора рационального режима управления канатной пилой предложен комплексный технико-экономический показатель, характеризуемый затратами, отнесенными к интенсивности отделения объемов камня от массива.

Ключевые слова: канатная пила, производительность, расход инструмента, удельная работа резания, себестоимость.

Введение

Добычные горные машины с гибким режущим инструментом к настоящему времени на каменных карьерах всего мира получили доминирующее положение. Это связано с возможностью выпиливать из массива породы монолиты больших размеров (свыше 500 м3), необходимость в которых обусловлена повышением выхода товарных блоков на трещиноватых месторождениях. Применение на данных машинах канатно-алмазного инструмента позволило вести добычные работы и на высокопрочных месторождениях природного камня (породы типа гранит). Разработка и применение на карьерах канатно-алмазных пил (такое название утвердилось у горняков) взамен ранее применяемых канатно-абразивных пил, где в качестве абразивной пульпы использовался кварцевый песок с водой, позволило повысить производительность резания в десять и более раз на породах средней прочности и расширить диапазон прочности добываемого камня до уровня гранитов, долеритов и т. д.

К началу XXI в. канатно-абразивные пилы безвозвратно ушли в прошлое, поэтому нет необходимости современные горные машины с гибким режущим рабочим органом называть как канатно-алмазные пилы, выделяя алмазный инструмент по отношению к абразивному, который уже не применяется в настоящий период времени.

Отделение больших по объему монолитов камня предполагает применение высокоуступной технологии отработки месторождения, когда все линейные параметры монолита обосновываются по условию максимального выхода товарных блоков в зависимости от природной трещиноватости массива. Независимо от прочности камня теоретическими исследованиями и практикой обоснована двухстадийная схема добычи товарных блоков, когда на первой, самой трудоемкой стадии отделяется монолит обоснованных размеров с помощью канатных пил (КП). На второй стадии монолит разделывается на товарные блоки различными способами и реализующими их техническими средствами в зависимости от прочности камня. Для пород типа мрамор применяют баровые камнерезные машины либо пассировочные КП для оквар-цованных месторождений. На породах типа гранит используется шпуровой способ с применением клиньев (механических, гидравлических), а также невзрывчатых разрушающих составов (НРС).

Цель данной работы заключается в исследовании влияния режимов работы КП на основные технико-экономические показатели процесса отделения монолитов камня от породного массива.

Основная часть

На технико-экономические показатели отделения монолита от массива влияют его линейные размеры (Н, Ь, В), режимы работы КП и прочность камня [1-4]. Экономическая оценка работы КП производится с учетом производительности резания, удельного расхода электро- 929 -

энергии и алмазного инструмента. Удельные эксплуатационные затраты (руб/м2) на отделение монолит а от массива с помощью КП при этом определяются по зависимости

С*= F^ +Ь-Д-Уа • Сэ , (1)

Кув • 11

где Со, Сэ, Си - стоимости соответственно работы канатной пилы (руб/ч), электроэнергии (руб/ кВт-ч), алмазного инструмента (руб/карат); Кио = 0,75 - расчетный коэффициент использования КП во времени; П - техническая производительность КП, м2/с; b - ширина пропила (диаметр алмазорэжущей втулки гибкого инструмента), м; А - удельная работа резания, Дж/м3; R - удельный расход алмазного инструмента, м3/м3; Уа - содержание алмазов в единице объема алмезонесущега слоя инструмента, карат/м3.

Первое слагннмое уравнения представляет затратя1 на амортизационные отчисления камнерезного оборудования с учетом затрат на обслуживание и ремонт и заработную плату оператору КП САО+ЗП; второе слагаемое - это затраты на электроэнергию, потребляемую двигателем в процессе резания СЭЭ, а третьн - затраты, связанные с расходом алмазного инструмента САИ.

Применяются две схемы управаення работой КП. В первой схеме через задание на пульте управления силы тока определенной величины выдерживается постоянной мощность главного привода (N = const), но изменяется с корость подачи тележти машины (V„ = var). Существующая обратная связг отслеживает изменение мощности энергии оснотного двигателя и сводит это изменение к нулю за счет увеличения или уменьшения скорости вращения двигателя механизма подачи. С изменением скорости подачи прямо пропорционально изменяется и силовой режим резания, т. е. величина контактного давленая инструме нта на тороду (си = var). Во второй схеме тележке КП путем использования реастита в электрической схеме привода подачи задается постоянная скорнсть перемеще ния (V = const). Пра этом на пульте управления амперметр показытает салн тока на главном приводе машины. Так как в режиме постоянной скорости подачи обеспечивается неизменным контактное давление инструмента на породу (си = const), то величина силы тока будет изменяться прямо пропорционально изменению длины контакта инструмента с породой, что вызовет аналогичное изменение мощности энергии главного привода КП.

Как видим, применяемые схемы упрнвления работой КП влияют только на силовой режим резания. По первый схеме сиаовой режим переменный во времени, во второй схеме - постоянный. Силовой режим определяет и производительность резиния, и мощность главного привода камнерезной машины, влияющие на расход дорогостоящего алмазного инструмента и удельное энергопотребление. Среди технико-экономических показателей любой камнерезной машины определяющей является производительность (так как остальные показатели во многом про-изводны от нее). Применительно к существнющим схемам управления ¡работой КП рассмотрим методики оценки производительности, энергопотребления и расхода алмазного инструмента.

В случое применения схемы управления с птстоянной скоростью подачи средняя производительность КП рассчиты вается согласно работе [5]:

П3 = Ко ■ ПГХ, (2)

где Кг < ( - коэффициент влияния геометрии п лоскости о тде ления монолита на среднюю производительность резания от ее максимального значения.

Максимальная производительность определяется выражением

/ чО

С__)

b-(u + tpj -h^'V

,0,5

Птах _

V —

b-820

(3)

где Упр - влсста пропила, м; фд - дополнительный угол охвата, рад; щ и.к„- иоэффициенты уасвиловпи а прерывистости ¡режущей поверхности; be - диаметр режущей втулки, м; е - ско -росту расппловки (cicojfjoc^'r^ дьпжоуия уибко-о рожкщпгд ортена) а/с.

Для ародосьного пропила (кф = L/H > КО Упр = СЩ а зноченое моэффициента К>мпр рассчи-тывается по формуле

С = МС^Ф + 0^5 - 0,643 • (У0ШК/Ну)),

(4)

где емшк - дитмеор ведущего шкива, м; Hy - высот- устуаа, м.

Для поперечного пропила, отделяющего мо нолит кам ня от масс ива, выпо лняется условие к) = BCH < 1. В этом случае максимальаля высота пропило не ревна высотт уступе и находится из уравнениу

K = (5)

что а итоге определяет расчетную величини ¡рросвв^сффэияц^егита Ки для поперечного пропила:

оИ2--^)/

/сф + 0,75 - 0,643

(6)

Заснснмость уаонусоднтдльностн КП, соотвеяствуюяцей схеме ^ппро^^лю^нияя ею в режиме постоянной мищнистн ркзання, ьогда =В/Н < 1, определяется по выражению

П

= N ■ / 2-N °'5 _ (_1_

820-Ь Vn^Vb-V Vjr-DniJ Ця+Фд)

°,5'

(7)

Ilftoe отделении монслита п<о продольной плоскости (кф=Ь/Н>1, Упр е =) не обходимо учи-тыврть стационарность п'лце сса пиленио по отношению кдлине контакта инструменте с поро -дой. В этом случае производительность в режимо постоянной мощности находится как средне -вивеше_ная вепичиня

Пср _ nw

(nw • :>эст + nVaX • ^слО/ (:>эст + ^ст) > (8)

гд2 >стт = (ку • Щ — 0,5 • (fc) — -- • Яп2)ЭП" -э время нестационарного плл-аля плоскости отделения, ч; Чу (0,5 • -и 1) • Я^/ПГ* - время стлционарнооо пилении плоскости отдоле -ния, ч.

Отношение производительностей при двух режимах для ] < 1 запишется в виде

0,5

nv к

/НппСщ

\ Я-Оща

а для кф > 1

- 1

Пр =_ОУПу) (10)

n? <р-пзф+1)-п|з1ах+(?сф-1)лл,)- v >

НПа рис. 1 представлено отношение производительностей резания КП (9), (10), управляемой по рассмотренным выше силовым режимам.

При этом, начиная с высоты уступа 2-4 м, производительность резания в режиме N=const по отношению к режиму Vn=const возрастает по степенной зависимости в соответствии с формой плиско сти отде ления.

Для реализации асмазосберегающего режима распиловки необходимо, чтобы а™т "" ап (т. е. отвечало условию минимального удельного расхода алмазного инструмента), где сД"171 -величина контактного нормального напряжения, когда в процессе резания выдерживается постоянная скорость подачи (рис. 2).

Реализуемое в процессе резания энергопотребление (А) для расчета удельных затрат по формуле (1) определяется для режима работы КП с постоянной скоростью подачи следующим образом:

ла = ялата*- (11)

Для режима постоя нной мощно сти резания удельное энергопотребление в случае кф<1 находится как средняя интегральная величина по следующей зависимости:

k ф II

\

j/т )

кф=),3

0 4 8 12 16 20 Высота уступа, м

Рис. 1. Зависимость отношения производительностей резания при различных режимах работы КП от высоты уступа

5000

е000

S

3000

ч

§ 2000

-1

1000

0

R-\ Ya

•д \

¡J^ A /

0,° п = a m in

160 140 120 100 80 60 40 20 0

à

тт m m , 5 m

п„, МПт

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 2. Зависимости удельного расхода (Я) алмазного инструмента и удельной работы резания (А) от нормального контактного давления (сг„) для пород с утж = (00-120 МПа

= (12!)

иде g™3X - максималаное знтчение нормального напряжения, соответствующее минимальной длине контакта инструмента с породой, Па.

При отделении монолита по продоокно й плоскости (р > 1) удельная работа резания в режиме постоянной мощуости вычисляется как средневзвешенная величин а:

А-Щ = 04дт • teekx + 2-V ' ^ст)/ (^еест + ^стУ (13)

Отношение удельныых ррахббот ре зания ури двух рк^гжеиимриз-пж для пооеречной плоскости отделе-ео1я можно записать и следующем виде:

A N

AV (а^-аГП)

а для продольной плоскости отделения

(14)

Ж —

(15)

AV (K-(t ност

На рис. 3 в графическом виде показаны>1 зависимости (14) и (10). Расчеты в данном случае вышолнены при сведующих данныых: 70=25,47 кВт, /а<е = 0,25, к„ = 0,16, b = 0, 01 м, Ддк = 0,8 м, V = 30 м/с.

Средняя -уделсная работа резания (в режиме N = const) по отношению к удельной работе резания, соответствующей G™in п g™ (в режиме Fn = const) возрастает в соответствии с формой плоскости отделения.

Удельный расход алмазного инструмента (R), как и удельная работа резания (А), может быть получен на основе стендовых испытаний. Для дальнейших расчетов были приняты экспериментальные данные К.Г. Лусиняна по резанию алмазным инструментом природного камня различной прочности [6]. В результате обработки экспериментальные точек получена следующая аппроксимирующая зависимость R от си:

0,8

С

0,6

0,4

кф=тн «

V" кф=1,5 ....... •••

5 7 9 11 Высота уступа, м

13

Рис. 3. Зависимость отношения среднего (в режиме N = const) и соответствующего 7 Vn = const) значений удельной работы! резания от высоты уступа

■min _

н 7°п (в режиме

3

R = r0 + _ -Ы2 • G„ , (16)

^^ш^ине ооторой при условии <Э,///зстп о 0 дано оптимальное контактное давление Gnn = Vl/'B Его подстановка в (16Я и оппепеляет разход алмазного инструмента is режиме Vn=const:

ЯГ"- к-+А + -2 (17)

Численные значения аппроксимирующих лиэффициентовг0 = -О^б-Ю-5, 0 = 0,"5 МПа, r2 = 10,540-5 1ПМПа еолуаены про резании природного камня с асж = а2(В-140 Мпа [7-14]. Для режимл ./С1 = const удельный расход моиет (п^пгьь. поомчен иак средняя интегоавнная аоличи-на :

^max . . 7s

yN = „uiax-„min • (18)

Тогдо их отношение для попешечной плоскости отделения оапишем в следующем виде:

1 = ___(19)

«Г" (ст^1Е1:!£—ст^;1111) л/пТ^) ' (

При отделении монолита по продольной плоскости удельный! расход инструмента в режиме постоянной мощности находят как средневзвешенную величину:

= • ^еест "" • (^нсст "" ^ст)- (20)

Тогди отношение удельны1х рхсхоиев инструмента при двух режимах для продольной плоскости отдеве них будет токим:

V _ _'/Vernon + 'т ' П 'ОсТ__/01Л

Dmin ^ '/ e"1 у--—V (21)

На рис. ¿t is графическом виде показоны зависимости (20) и (2т) при различном значении уоэффицилнта кфф

Среднее значение удельного расхода алмазного инструмента (в режиме N = const) по отношению к минимальному (в режиме Vn = const) возрастает в соответствии с формой плоскости отделения.

Экономические показатели при различных параметрах и режимах распиловки алмазно-канатным инструментом гранодиорита Нижне-Санарского месторождения (линейные размеры монолита: Нм = 5,6 м, Ьм = 8,4 м, Вм = 1,7 м) приведены в табл. 1, 2.

Время, затраченное на резание плоскостей, для условий юго-восточного участка Нижне-Санарского месторождения гранодиоритов в случае работы КП в режиме N = const в 1,5 раза меньше, чем в режиме Vn=const. Результаты оценки доли пиления во всем процессе подготовки камня к выемке в зависимости от режима работы КП приведены в табл. 3.

4

oT 2

кф=1,5

....... \ кф=0,3

7 9 11 Высота уступа, м

13

Рис. 4. Зависимость отношения среднего (в режиме N = const) и минимального (Vn = const) значений удельного расхода алмазного инструмента от высоты уступа

6

0

3

5

Таблица 1. Расчетные параметры и технико-экономические показатели работы КП в режиме Vn = const

Режим Vn=const, а„ = const, а„ min=0,2 МПа, А= 1833,58 МДж/м3

Вид плоскости отделения (кф) Горизонтальная (0,2) Поперечная (0,3) Продольная (1,5)

ддпах, кВт 8,24 12,18 25,47

карат/м3 55,31

Км 0,63 0,60 0,70

Птах, м2/ч 1,62 2,39 5,00

Пср, м2/ч 1,01 1,42 3,48

кВт^ч/м2 18,34

Сао+зп, руб/м2 391,69 279,69 114,36

Сээ, руб/м2 15,80

Саи, руб/м2 158,07

С а, руб/м2 565,56 453,56 288,23

5, м2 14,11 9,41 47,04

/ ч ■-пиления; * 14,1 6,7 13,5

^^пиления, ч 34,4

С, тыс. руб. 7,98 4,27 13,56

(по монолиту), тыс. руб. 25,81

Таким образом, время, затраченное на выполнение пропилов КП, в процессе подготовки к выемке камня занимает 51,5 и 61,5 % для режимов N = const и Vn = const соответственно.

По формуле (1) были рассчитаны удельные эксплуатационные затраты на резание плоскостей отделения монолита от массива. Это позволило представить в графическом виде отношения удельных эксплуатационных затрат при различных режимах работы КП от высоты уступа (рис. 5).

Удельные эксплуатационные затраты на резание плоскостей в режиме N = const по отношению к режиму Vn=const возрастают начиная с высоты уступа 4,5 м (рис. 5, 6) в соответствии

Таблица 2. Расчетные параметры и технико-экономические показатели работы КП в режиме N = const

Режим N = const, а„ = var

Вид плоскости отделения (кф) Горизонтальная (0,2) Поперечная (0,3) Продольная (1,5)

N, кВт 8,24 12,18 25,47

an max, МПа 0,57 0,81 1,69

Аср, МДж/м3 1364,34 1219,42 1185,90

карат/м3 78,21 103,20 158,61

П, м2/ч 1,10 2,41 8,28

Nyd, кВт^ч/м2 13,64 12,19 11,86

Сао+зп, руб/м2 362,96 165,00 47,99

Сээ, руб/м2 11,75 10,51 10,22

Саи, руб/м2 223,54 294,94 453,30

Cs, руб/м2 598,26 470,45 511,51

t ч *пиления1 1 13,0 4,0 5,7

¿пиления, ч 22,7

C, тыс. руб. 8,44 4,43 24,06

YC (по монолиту), тыс. руб. 36,93

Таблица 3. Доля времени выполнения пропилов КП в процессе подготовки к выемке гранодиорита Нижне-Санарского месторождения при различных режимах резания

Вид работ Время выполнения, ч

УП=const, а„ = const N = const, а„ = var

Бурение горизонтальной продольной скважины (8,4 м) 3,5

Поиск отметок для стыковки скважин 3,0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Бурение горизонтальной поперечной скважины (1,7 м) 2,0

Горизонтальный пропил КП (14,28 м2) 14,14 13,0

Поиск отметок для стыковки скважин 3,0

Бурение вертикальной скважины (5,6 м) 2,5

Вертикальный поперечный пропил КП (9,52 м2) 6,70 4,0

Вертикальный продольный пропил КП (47,04 м2) 13,52 5,68

Отсыпка подушки 0,5

Опрокидывание монолита на рабочую площадку 3,0

Разделка опрокинутого монолита и пассировка блоков шпуровым способом с применением механических клиньев 4,0

Время подготовки! к выемке блоков природного камня, ч 55,9 44,1

Время пиления, ч (в % от общего) 34,4 (61,5 %) 22,7 (51,5 %)

с формой плоскости отделения. Так, при высоте уступа Н°п = 5,6 м отношение значений себестоимости С^С^ соотавляет 1,0-1,8 в зависимости от ве личины ко эффициента кф.

Основным результатом проведенных исследований и полученных зависимостей (1), (9), (10), (14), (15), (19), (21) влияния силового режима на технико-экономические показатели явля-

U

и

кф=1,5

.........

\ кф=0,3

7 9 11

Вылсота уступа, м

13

Рис. 5. Зависимость отношения удельных эксплуатационных затрат на резание плоскостей при различных режимах работы КП от высоты уступа

5

с

g

СС IE

о"

3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0

V Cs(N) Cs(V)

\ \

> 1

«ч»

т ^^ — — — . _

t(N) t(V)

1

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Высота уступа, м

у

Ё ч

п

Рис. 6. Зависимость отношения удельных эксплуатационных затрат на резание плоскостей и времени, затраченного на пиление (по монолитуЬ при р азличных режимах работы КП от высоты уступа

2

0

3

ется вывод о неоднозначном вкладе в эьсплоатационные затраты производительности, энергопотребления и расхода алмазного инструмента при резании. Так как силовой режим в пределах заданной мощности главного привода канатной пилы связан с высотой пропила (уступа), то с практических позиций целесообразнее полученные технико-экономические показатели представлять в виде функционольн ых зависимостей о т высоты устуыа для различных режимов работы КП.

Анализ таких итоговых показателей, кок производительность отделения монолита от массива (риа. 7а) и эксплуатационные затраты на отделение (рис. 7б) в зависимости от высоты уступа для различных режимов работы КП, не позволяет выделить преимущества одного режима работы КП от другого, так как повышение производительности отделения монолита сопровождается повышением эксплуатационных затрат на его отделение при работе в режиме постоянной мощности резания и, наоборот, когда снижению эксплуатационных затрат соответствует понижение производительности, если КП работает в режиме постоянной скорости подачи.

В этом случае корректная оценка зависимости режима работы КП от высоты уступа может быть дана на основе комплексного технико-экономического показателя:

<°= < С/(М//0, (22)

где ЕС - эксплуатационные затраты на отделение монолита от массива, тыс. руб.; Ж/ t - производительность отделения монолута от массива, м3/ч.

Тогда выбор) режима роботы КП в зависимости от высотос уступа осиществляется по минимальной величине предложенного комплексного показателя (рис. 7в).

Как видно из рис. 7в, при отделении монллита с высотой добуачного уступа менее 4,5 м предпочтение слепу ет отдиэуть режлмд с; пастоянной окоростью подачи КП от заОон Прей вы-со те уэтупа более 4-, 5 м, оугдм показатель с^ ииманчется незначительно от режима работы КП, це лесообразен режим работы с постоянной мощиносиью резаоия, обеспечивающий более высо-^З^ю пркизводительность отделения монолита.

d

б

Высота уступа, м

40

СП

5!

IT 30 ю & 20

О* 10

\ ____ N = co nst

••Aw j k

Vn = const

5 7 9 11 Высота уступа, м

513

Рис. 7. Зависимость от высоты уступа (при различных режимах работы КП): а - производительности отделения монолита от массива с помощью КП (W/t, м3/ч); б - эксплуатационных затрат на отделение монолтта от массива (XC, тыс. руб.); в - комплексного технико-экономического показателя (Cw, руб.-ч/м3)

в

0

3

Выводы

1. Получены зависимости отношения производительностей резания при различных режимах работы КП от высоты уступа. При этом, ночиная с высоты иступа 2 -4 м, производительность резания в режиме N = const по отношению к режиму ОП = const возрастает по степенной зависимости в соответствии с формой плоскости отделения.

2. Предложены зависимости показателя удельной работы резания (А, МДж/м3) от высоты уступа при различных схемах управления КП и величине коэффициента кф. Средняя удельная работа резания (в режиме N = const) по отношению к удельной работе разания, соответствующей <1П = о™ (в режиме Va = const), возрастает в соответствии с формой плоскости отделения.

3. Установлены зависимости показателя РЭуа (карот/м3) от высоты уступа при различных схемах управления КП и величине коэффициента кф. Среднее значение удельного расхода алмазного инструмента (в режиме N = const) по отношению к минимальному (в режиме Va=const) возрастает в соответствии с формой плоскости отделения.

4. Время, затраченное на резание плоскостей для условий юго-восточного участка Нижне-Санарского месторожления гранодиоритов в случае работы КП в режиме N = const (22,7 ч( в 1,5 раза меньше, нем в режиме V^const (34,4- ч). При этом доля времени, затраченного на выпоенение пропилов КП, е процессе подготовки к выимке камня занимеет 551,5 и 61,5 % для режимов N = const и Va = const соответственно.

5. Удельные эксплуатационные затраты на резание плоскостей в режиме N = const по отношению к р ежуму Vn = c onsy возрастают в соответствии с формой плоскости отделения. Отношение значений удольных экапл^тационных заорат С^/С^ при высоте уступа Н°п = 5,6 м составляет 1,0-1,8 в зависимости от величины коэффициента кф.

6. Производительность отделения монолита от массива с помощью КП, работающей в режиме постоянной мощности резания, при высоте уступа 5-13 м повышается в 1,2-3 раза по отношению к режиму постоянной скорости подачи КП на забой. Одновременно повышаются во столько же раз и эксплуатационные затраты на отделение монолита, что не дает основания по данным показателям выявить преимущества одного режима от другого. Поэтому за критерий оценки принимается комплексный технико-экономический показатель (cw), характеризуемый затратами, отнесенными к интенсивности отделения объемов камня от массива. Выбор рационального режима работы КП от высоты уступа достигается путем минимизации величины этого комплексного показателя.

7. Для отделения монолитов камня от породного массива при высоте добычного уступа менее 4,5 м следует выбирать режим резания с постоянной скоростью подачи КП на забой. При высоте уступа более 4,5 м, когда показатель Cw изменяется незначительно в зависимости от режима работы КП, целесообразен режим работы с постоянной мощностью резания, обеспечивающий более высокую производительность отделения монолита.

Список литературы

[1] Першин Г.Д., УляковМ.С. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2014. № 2. С. 125-135.

[2] Першин Г.Д., Уляков М.С. // Вестник МГТУ 2014. № 4 (48). С. 14-21.

[3] Першин Г.Д., Уляков М.С. // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2014. № 7. С. 10-18.

[4] Першин Г.Д., Уляков М.С. // Известия вузов. Горный журнал. 2014. № 8. С. 22-30.

[5] Першин Г.Д., Пшеничная Е.Г., Уляков М.С. // Добыча, обработка и применение природного камня: сб. науч. тр. Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 2012. С. 54-63.

[6] Акопян Р.В., Лусинян К.Г. // Изучение природных каменных материалов и силикатного сырья, разработка эффективной техники и технологии производства: сб. науч. тр. Ереван: НИИКС, 1983. С. 40-49.

[7] Пащенко К.Г. Бахматов Ю.Ф., Кальченко А.А. и др. // Успехи современного естествознания. 2014. № 12-4. С. 421-424.

[8] Бахматов Ю.Ф. Пащенко К.Г., Кальченко А.А. и др. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 12-1. С. 8-11.

[9] Извеков Ю.А. // Молодой ученый. 2014. № 4. С. 179-182.

[10] Чалкова К.Д. // Молодой ученый. 2014. № 21 (80). С. 243-244.

[11] Вагин В.С., Филатов A.M., Курочкин А.И. // Вестник МГТУ. 2014. № 3 (47). С. 25-29.

[12] Бахматов Ю.Ф. Пащенко К.Г., Кальченко A.A. и др. // Металлург. 2014. № 4. С. 88-91.

[13] Левицький В.Г., Соболевський Р.В. // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2014. Т. 3. № 3 (69). С. 48-52.

[14] Айбашев Д.М., Кольга А.Д., Хажиев A.A. // Вестник развития науки и образования. 2014. № 3. С. 163-166.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.