CC BY
35
5. Ерохин М.Н., Леонов О.А. Взаимосвязь точности и надежности соединений при ремонте сельскохозяйственной техники // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. 2006. № 2. С. 22-25.
6. Леонов О.А. Теоретические основы расчета допусков посадок при ремонте сельскохозяйственной техники // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. 2010. №2. С. 106-110.
7. Леонов О.А., Шкаруба Н.Ж. Алгоритм выбора средств измерений для контроля качества по технико-экономическим критериям // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. 2012. №2. С. 89-91.
8. Леонов О.А., Вергазова Ю.Г. Расчет посадок соединений со шпонками для сельскохозяйственной техники // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. 2014. № 2. С. 13-15.
9. Леонов О.А., Киселева Е.Н., Вергазова Ю.Г. Влияние шероховатости поверхности деталей на долговечность соединений при ремонте сельскохозяйственной техники // Международный технико-экономический журнал. 2014. № 5. С. 47-51.
© Ю.Г. Вергазова, 2015
УДК 622
Версилов Сергей Олегович
Эксперт ООО ИКЦ «Мысль» НГТУ г. Новочеркасск, РФ Короткий Анатолий Аркадьевич Генеральный директор ООО ИКЦ «Мысль» НГТУ
г. Новочеркасск, РФ Бондаренко Борис Игоревич Главный инженер ООО ИКЦ «Мысль» НГТУ
г. Новочеркасск, РФ lapty@ikcmysl.ru
К АСПЕКТУ НА ОБОСНОВАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ - КАРЬЕРОВ НЕРУДНЫХ СТРОЙМАТЕРИАЛОВ
Аннотация
В статье приведена методика расчета безопасной высоты уступа для экскаватора ЭО-5126 по породам разных категорий.
Ключевые слова
Высота уступа, карьер, обоснование, экскаватор.
Очевидно, что высота уступа карьера является одним из основных технологических параметров при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, во многом определяющим эффективность и безопасность системы разработки. Вышеуказанный параметр регламентировался действовавшими ранее едиными правилами безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом (ПБ 03-498-02) и регламентируется действующими в настоящее время правилами безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых (приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 11.12.2013 № 599). Однако, если прежняя редакция «Правил...» (п. 50) допускала возможность увеличение высоты уступа до полуторной высоты черпания экскаватора, то действующие «Правила.» (п. 530) регламентирует
определение данного параметра проектом с учетом результатов исследований физико-механических свойств горных пород и горно-геологических условий их залегания, а также параметров применяемого оборудования.
В большинстве случаев, увеличение высоты уступа, как правило, повышает эффективность применяемой системы разработки, поэтому на многих действующих карьерах, высоту уступа старались принять максимально возможной, а в некоторых случаях делая это не совсем обоснованно, ссылаясь на действующий ранее норматив (п.50 ПБ 03-498-02).
Таким образом, к настоящему времени сложилась ситуация, при которой технологические параметры действующих карьеров не вполне соответствуют действующим правилам безопасности и, соответственно, требуют серьезного обоснования.
С другой стороны, следует отметить, что на открытых горных работах в нашей стране и за рубежом все большее распространение получают гидравлические гусеничные карьерные одноковшовые экскаваторы типа обратная лопата, которые используются при разработке взорванных прочных горных пород с последующей их погрузкой в карьерные самосвалы, а также при выполнении вскрышных работ.
К плюсам таких экскаваторов относится гибкость применения в технологических схемах и достаточно высокая производительность.
По утверждению представителей некоторых крупных зарубежных компаний, занимающихся поставкой на Российский рынок карьерных экскаваторов «... при выборе экскаватора с ёмкостью ковша до 8 м3 альтернативы обратной лопате фактически нет».
Однако, при этом следует иметь ввиду, что для обратной лопаты наиболее эффективна схема с «нижней погрузкой», то есть когда транспортные сосуды становятся ниже площадки стояния экскаватора.
При предельном заглублении ковша при упоре в препятствие могут произойти наклон и опрокидывание машины относительно передней кромки гусениц. Опрокидывание экскаватора происходит из-за того, что когда сопротивление грунта оказывается слишком большим, ковш остается неподвижным, а привод подъема ковша, продолжая работать, подтягивает головку стрелы к ковшу и наклоняет всю машину. Необходимость обезопасить себя от этой возможности вынуждает машиниста продолжать разработку грунта слоем меньшего сечения.
На основании вышеизложенного, для обеспечения безопасной работы экскаватора типа обратная лопата некоторые исследователи и практики рекомендуют достаточно осторожно оценивать характеристики копания ковша с обратной лопатой, утверждая, например, следующее: «..выбирая экскаватор со схемой рабочего оборудования «обратная лопата» надо понимать, что разрабатываемые вами уступы не будут превышать 2/3 от максимальной глубины черпания.». Более того, безопасные параметры определяются расчетным путем.
Учитывая все вышеизложенное, для оценки безопасных параметров уступа карьера, при разработке уступа карьера экскаватора «обратная лопата» с верхним черпанием, определим безопасную высоту самого уступа с учетом конструктивных параметров конкретного экскаватора (веса и размеров его элементов) и основных характеристик разрабатываемого горного массива.
Устойчивость экскаватора определяется отношением суммарного момента удерживающих сил Му к суммарному моменту опрокидывающих сил Мо, взятых относительно оси, проходящей по краю гусеничного ходового устройства [1, с. 680].
Рекомендуемый запас устойчивости для рассматриваемого случая равен ^=(1,10...1Д5). Составим расчетную схему (рис. 1) и определим суммарные моменты удерживающих сил Му и опрокидывающих сил Мо.
Рисунок 1 - Расчетная схема
Согласно расчетной схемы:
ЕМу = G^ • Гкэ + Gc • rc + Gp • Гр + GK • rK + p02 • Sina-r01;
E Мо = Gnp • rnp + Р01 • Cosa • Г01 + Pol • Sina • Нуст + P02 •Cosa •Н Принимаем W = 1,125 и записываем соответствующее выражение:
уст
щ = 1,125 =
G„ • ^ + Gc • Гс + Gp • Гр + GK • гк + р02 ■ Sina-r01
кэ кэ
Gnp • Гпр + Р01 • CoSa • roi + Ро! • Sina • Нуст + P02 - COSa • НуСт
из которого, проведя соответствующие преобразования, можно вывести формулу для определения безопасной высоты разрабатываемого экскаватором уступа Иуст.
н =GKZ ■ Гкэ + Gc • Гс + Gp • Гр + GK • Гк + Р02 • Sina • Г01 ~ 1,125 • {Gnp ■ Гпр + Р01 • CoSa • Г01 )
уст 1,125 •р • Sina + Р02 • Cosa)
где Нуст - максимальная высота разрабатываемого уступа относительно точки стояния экскаватора, Нуст = Г02; Окэ - вес кузова экскаватора с расположенным на поворотной платформе оборудованием и ходовым механизмом; Ос - вес стрелы; Gp - вес рукояти; Gk - вес ковша; Foi - усилие сопротивления породы резанию ковшом; F02 - усилие сопротивления породы внедрению ковша; а - угол подъема (наклона) рабочего оборудования (стрелы) относительно горизонтали (~ угол атаки); Gnp - вес противовеса экскаватора; Гпр -расстояние от (•) а до приведенного центра масс противовеса; а - точка, относительно которой определяется устойчивость экскаватора в начальный момент копания; Гкэ - расстояние от (•) а до приведенного центра масс кузова экскаватора; Гс - расстояние от (•) а до приведенного центра масс стрелы; Гр - расстояние от (•) а до приведенного центра масс рукояти; Гк - расстояние от (•) а до приведенного центра масс ковша; roi - расстояние от (•) а до точки приложения к ковшу усилия сопротивления породы резанию; Г02 - расстояние от (•) а до точки приложения к ковшу усилия сопротивления породы внедрению; F01 = KF • b • h; Р02 = (0,5...0,8) • Р01 - в
начале копания; Kf - удельное сопротивление породы резанию, МН/м2; b -ширина ковша экскаватора, м; h -глубина копания (толщина срезаемой ковшом породы), м; 1,125 - коэффициент устойчивости экскаватора.
Для невзорванных горизонтов, согласно [1, с. 680]:
KF = (1,54 • CM + 0,17)-Мэ,
где См - прочность породы в массиве, зависит от категории породы по ЕНиР; Цэ - коэффициент, учитывающий изменения вместимости ковша.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №9/2015 ISSN 2410-700Х_
Пример. Рассмотрим пример расчета высоты разрабатываемого уступа для одноковшового гидравлического экскаватора ЭО-5126, с ёмкостью ковша
Е = 1,5м3 при разработке пород третьей категории по ЕНиР.
вКэ = 250,7 кН; Gc = 40,8кН; Gp =16,3 кН; Ок=12,2 кН; Gnp=25,5 кН; вес экскаватора Gэ= 320 кН.
Гкэ = 2,42м; Гс= 3,51м; Гр = 6,31м; Гк = 8,24м; Гпр = 3,44м; roi = 9,23м.
Угол наклона стрелы относительно горизонтали, при максимальной высоте копания а = 44°.
См= 0,08 МН/м2; Цэ = 1,2.
кр = (1,54 • 0,08 + 0,17) • 1,2 =0,35 МН/м2;
b = 1,2 • Ъ4Ё =1,2 • =1,37м; h = 0,15м. Poi = 0,35 1,37 0,15 = 0,0719МН = 71,9кН Po2 = 0,6571,9 = 46,7кН
А = °кэ • Гкэ + Gc • Гс + Gp • rp + GK • Гк + P02 • Sin a • r01 ;
А = 250,7 • 2,42 + 40,8 • 3,51 +16,3 • 6,31 +12,2 • 8,24 + 71,9 • 0,695 • 9,23 = 1414,5 В = G„p • rnp + p01 • Cosa • r01; В = 25,5 • 3,44 + 71,9 • 0,719 • 9,23 = 564,9. С = P01 • Sina + ^ • Cosa ; С = 71,9 • 0,695 + 46,7 • 0,719 = 83,5. _ А -1,125 • В . уст = 1,125 • С '
1414,5 -1,125 • 564,9 _
H =-----— = 8,29 м.
уст 1,125 • 83,5
Таким образом, согласно вышеприведенных расчетов, безопасная высота черпания экскаватора ЭО -5126, с ёмкостью ковша Е = 1,5м3 при разработке уступа карьера, сложенного из пород третьей категории по ЕНиР, составит 8 м.
Выше приведенная методика позволяет произвести расчеты безопасной высоты уступа для любой модели экскаватора, в нашем случае мы выполнили эти расчеты (табл. 1 и рис. 2) для экскаватора ЭО-5126, по породам разных категорий.
Таблица 1
Результаты расчета безопасной высоты уступа для экскаватора ЭО-5126
Категория пород по ЕНиР СМ1 МН/м2 Kf, МН/м2 Poi, Н P02, Н А, Н В, Н С, Н Нуст. 1 М
2,5 0,04 0,28 57,4 37,3 1321,1 468,8 66,7 10,61
3,0 0,08 0,35 71,9 46,7 1414,1 565,1 83,5 8,29
3,5 0,12 0,43 87,5 56,8 1514,1 668,7 101,6 6,67
4,0 0,16 0,50 102,7 66,8 1611,5 769,6 119,4 5,55
25 3,0 3,5 кО С- мн/м2 Рисунок 2 - Зависимость высоты уступа (безопасной высоты черпания) от категории породы,
разрабатываемой экскаватором ЭО-5126
Список использованной литературы:
1. Подэрни Р. Ю.Механическое оборудование карьеров: учебник для вузов Серия: Горное машиностроение/ 6-е изд., пер. и доп. - М.: Горная книга, 2007. - 680 с.
© С.О. Версилов, А.А. Короткий, Б.И. Бондаренко, 2015
УДК 69.05
Выдрин Владимир Николаевич
Эксперт по промышленной безопасности, директор ООО «ВВЗ»
г. Тула
Зубко Ольга Викторовна
Эксперт по промышленной безопасности, производственно-коммерческий директор ООО «ВВЗ»
г. Тула wwztula@mail. т
ДЕФЕКТ КИРПИЧНЫХ ДЫМОВЫХ ТРУБ, ВСТРЕЧАЮЩИЙСЯ ПРИ ЭКСПЕРТИЗЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ - БОЧКОВИДНОСТЬ.
Аннотация
Рассматривается дефект дымовых труб- бочковидность при экспертизе промышленной безопасности кирпичной дымовой трубы
Ключевые слова
Дымовые трубы, экспертиза промышленной безопасности, обследование, дефекты, бочковидность.
В соответствии с пунктом 1 статьи 13 Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», основополагающего документа по промышленной безопасности, для обеспечения безопасности и жизнеспособности производственного объекта проводится экспертиза его промышленной безопасности [1].
До 1960-1962 гг. промышленные и отопительные котельные установки в СССР работали на твердом или жидком топливе. Для них строили дымовые трубы со стволом из глиняного обыкновенного кирпича пластического прессования марки не ниже 100 на сложном растворе с футеровкой на всю трубу или на 1/3 ее высоты из того же материала, что и ствол. Между стволом и футеровкой оставляли воздушный зазор, который при необходимости заполняли теплоизоляционном материалом в зависимости от температуры дымовых газов и термического сопротивления стенки ствола трубы. Температура дымовых газов, поступающих в трубу, как правило была высокой и составляла 200-350 ° С. Значительных разрушения стволов дымовых труб при таких режимах эксплуатации, как правило, не наблюдалось [4].
Негативное влияние воздействия отходящих газов на стойкость конструкций дымовых труб проявляется в виде сульфатной коррозии, фильтрации влаги на наружную поверхность ствола, эрозии внутренней поверхности футеровки и температурных колебаний. Коррозионное воздействие дымовых газов зависит от температуры, скорости, вида и состава используемого топлива, а также режима работы. Основными компонентами продуктов сгорания в трубах являются оксиды углерода и азота, водяной пар, диоксид серы, твердые частицы золы.
