CC BY
1
УДК 622.23.05
ПЕРЕНОСНОЙ ПЕРФОРАТОР С ВИНТОВЫМ РАБОЧИМ ХОДОМ
БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА
Н.И. Сысоев, А.А. Гринько, Д.А. Гринько
Представлен один из способов совершенствования конструкции переносного перфоратора, который заключается в использовании ударно-поворотного механизма, обеспечивающего внедрение бурового инструмента в породный массив по винтовой траектории. Представлены структурная и компоновочная схемы ударно-поворотного механизма переносного перфоратора с винтовым рабочим ходом бурового инструмента. Применение модернизированной конструкции переносного перфоратора обеспечивает повышение эффективности использования энергии удара за счет формирования в породном массиве дополнительных сдвигающих напряжений и, как следствие, повышение скорости бурения. Предложена конструкция породоразрушающего инструмента, способствующая повышению эффективности бурения.
Ключевые слова: переносной перфоратор, структурная схема, компоновочная схема, механизм поворота бура, буровой инструмент, породный массив, энергоемкость разрушения, эффективность бурения.
Для бурения шпуров и скважин в породах повышенной крепости в горнодобывающей отрасли применяются преимущественно бурильные машины ударно-вращательного и ударного действия. К номенклатуре таких машин относятся погружные пневмоударники, бурильные головки для самоходных бурильных установок, а также переносные перфораторы, которые, несмотря на многолетнюю историю их использования на шахтах и рудниках, не потеряли актуальности применения и в современных условиях [1]. Конструкция переносного перфоратора на протяжении всей истории его применения непрерывно подвергалась модернизации и улучшению. Российскими и зарубежными компаниями серийно выпускаются гидравлические и пневматические бурильные машины ударного действия, однако применительно к конструкции переносного перфоратора широкое распространение получило использование пневматического типа привода [2 - 4]. Типовая конструкция переносного пневматического перфоратора представлена на рис. 1. Совершенствование конструкций, как машин для бурения горных пород повышенной крепости в целом, так и переносных перфораторов, в частности, продолжается и сейчас. В работе [5] предложена модернизация ударного механизма переносного перфоратора путем подбора оптимального соотношения масс поршня-ударника и бойка, что обеспечивает повышение производительности перфоратора. В работе [6] предложена модернизация ударного механизма погружного пневмоударни-ка для станков типа СБУ, а также переносных перфораторов [7, 8], за счет использования в ударном механизме между поршнем-ударником и буровым инструментом промежуточного элемента - бойка, что позволяет суще-
ственно повысить скорость бурения шпуров и скважин и увеличивает стойкость бурового инструмента.
Рис. 1. Типовая конструкция современного переносного перфоратора
Аналогичный принцип модернизации гидравлических бурильных головок для самоходных бурильных машин предложен в работе [9]. В работе [10] предложено повысить производительность ударно-вращательного бурения за счет нанесения по хвостовику породоразрушающего инструмента внецентренных ударных импульсов. Другим способом совершенствования ударных механизмов буровых машин является совершенствование процесса взаимодействия бурового инструмента с породным массивом, поиск сочетания силовых и конструктивных параметров инструмента, обеспечивающих повышение производительности бурения. В последнее время широкое распространение для проверки выдвинутых гипотез получили разнообразные методы инженерного анализа. В работе [11] рассматривается процесс моделирования взаимодействия пластины РБС с горной породой в процессе бурения с использованием метода конечных элементов, а в работе
[12] проводится моделирование резания горной породы единичным элементом РБС на высоких скоростях также с использованием метода конечных элементов. Аналогичные исследования в различной постановке с использованием различных методик инженерного анализа представлены в работе
[13]. В результате проведенных исследований авторы указанных работ делают выводы о необходимости изменения конструктивных параметров бурового инструмента, а также модернизации конструкции буровых механизмов, обеспечивающих процесс бурения на рациональных режимах.
Конструкция ударно-поворотного механизма современного переносного перфоратора предполагает внедрение буровой коронки в осевом направлении, что позволяет разрушать породу, в основном, за счет одноос-
ного сжатия. Как известно, при таком способе разрушения в зоне контакта буровой коронки образуется сложнонапряженное состояние, обеспечивающее большой объем дробимой породы, что приводит к повышенным удельным затратам энергии при бурении. Снизить энергоемкость разрушения возможно за счет применения альтернативных и эффективных силовых схем, позволяющих с учетом известных физических принципов разрушения горных пород, поддерживать процесс силового воздействия на породу в зоне ее объемного разрушения [14]. Одним из таких способов является обеспечение направленного внедрения бурового инструмента в породный массив по винтовой траектории. Такая силовая схема воздействия инструмента на забой позволит разрушать породу не только за счет одноосного сжатия, но и за счет сдвиговых напряжений. Однако, для реализации такой схемы необходима разработка соответствующей конструкции ударно -поворотного механизма с обоснованием конструктивных, геометрических и кинематических параметров.
Идея работы заключается в повышении эффективности бурения шпуров за счет введения дополнительных элементов в конструкцию перфоратора, обеспечивающих винтовой рабочий ход бурового инструмента.
Цель работы. Обосновать рациональные конструктивные, геометрические и кинематические параметры ударно-поворотного механизма переносного перфоратора, обеспечивающего рабочий ход бурового инструмента по винтовой траектории.
Совершенствование конструкции ударно-поворотного механизма переносного перфоратора.
Повысить эффективность работы перфоратора возможно за счет введения в его конструкцию второй геликоидальной пары, состоящей из поворотной буксы и геликоидального хвостовика бура, что позволит внедрять буровой инструмент в породный массив по винтовой траектории. Применительно к такому способу силового воздействия на горную породу осуществлена модернизация конструкции обычного (классического) переносного перфоратора, структурная схема которого представлена на рис. 2.
Рис. 2. Структурная схема переносного перфоратора: ВРМ - воздухораспределительный механизм; УМ - ударный механизм; МПБ - механизм поворота бура; Ш - штанга; БИ - буровой инструмент
Структурная схема переносного перфоратора с винтовым рабочим ходом бурового инструмента представлена на рис. 3. Основным отличием его от классического перфоратора является наличие механизма поворота бура при рабочем ходе бурового инструмента (МПБ РХ).
Рис. 3. Структурная схема переносного перфоратора с винтовым рабочим ходом бурового инструмента: ВРМ - воздухораспределительный механизм; УМ - ударный механизм; МПБ(ХХ) - механизм поворота бура холостого хода; МПБ(РХ) - механизм поворота бура рабочего хода; Ш- штанга;
БИ - буровой инструмент
На основании структурной схемы (рис. 3) была разработана конструкция ударно-поворотного механизма переносного перфоратора с винтовым рабочим ходом бурового инструмента, представленная на рис. 4.
Рис. 4. Ударно-поворотный механизм перфоратора с винтовым
рабочим ходом*: 1 - геликоидальный стержень; 2 - основной храповый механизм; 3 - поршень-ударник; 4 - поворотная букса; 5 - храповые собачки; 6 - пружина; 7 - геликоидальный хвостовик бура (на разрезе А-А хвостовик бура не показан)
Ударно-поворотный механизм перфоратора с винтовым рабочим ходом состоит из геликоидального стержня 1, у основания которого закреплен основной храповый механизм 2, не препятствующий движению вправо (рабочий ход) поршня-ударника 3 совершать ударные воздействия по хвостовику бура 7. При этом расположенный на поворотной буксе 4 дополнительный храповый механизм с храповыми собачками 5 и пружинами запирают поворотную буксу 4, что исключает проворачивание хвостовика бура 7 относительно поворотной буксы 4 во время рабочего хода и обеспечивает поворот по геликоидальной нарезке хвостовика бура 7 относительно поворотной буксы 4. В результате этого обеспечивается движение хвостовик бура 7 и, следовательно, бурового инструмента, по винтовой нарезке, позволяющей внедрять буровой инструмент в породный массив по винтовой траектории. Так как предел прочности пород на сдвиг и растяжение существенно меньше прочности пород на сжатие, то можно ожидать, что при такой картине силового воздействия бурового инструмента на породный массив формирование крупных сколов будет происходить чаще, следовательно, повышение эффективности сколообразования позволит повысить показатели скорости бурения и снизить показатели энергоемкости разрушения. При обратном ходе (холостой ход) поршень-ударник 3 поворачивается вместе с поворотной буксой 4 и хвостовиком бура 7 на 10-15 градусов (храповый механизм на поворотной буксе не препятствует этому). Далее цикл повторяется [15]. Поворот на новую позицию для очередного внедрения по винтовой траектории осуществляется за счет наличия механизма поворота бура (основной храповый механизм) во время холостого хода.
Определение конструктивных параметров ударно-поворотного механизма переносного перфоратора с винтовым рабочим ходом бурового инструмента.
В результате ранее проведенных исследований нами [14] разработана методика расчета геометрических и кинематических параметров ударно-поворотного механизма переносного перфоратора с винтовым рабочим ходом бурового инструмента, позволяющая определять пределы прочности на смятие и срез геликоидальной нарезки на хвостовике бура. На основании этого был проведен статический анализ напряжений в программном комплексе конечно-элементного анализа Abaqus/CAE, демонстрирующий области наибольших значений контактных напряжений при нагружении геликоидального хвостовика бура. Также разработана методика расчета дополнительного храпового механизма, обеспечивающего исключение проворачивания хвостовика бура относительно поворотной буксы при рабочем ходе перфоратора.
Основными геометрическими и кинематическими параметрами переносного перфоратора с винтовым рабочим ходом бурового инструмента является угол наклона и шаг винтовой нарезки на хвостовике бура. Исследованиями было доказано [14], что эффективный угол внедрения бурового
инструмента в породный массив для повышения эффективности сколообра-зования составляет 30-35 градусов от оси бурового инструмента, что равнозначно 55-60 градусам нарезки на хвостовике бура. При этом шаг винтовой нарезки 5 (мм) определяется по следующей формуле:
5=(4-6)Вш, (1)
где £>ш — диаметр буримого шпура, мм.
При такой траектории внедрения бурового инструмента в породный массив буровая коронка на 1 мм внедрения поворачивается на угол от 2 до 4 градусов, что позволит формировать в разбуриваемом породном массиве сдвиговые и растягивающие напряжения. В силу того, что соотношение между пределами прочности породы при сжатии и при скалывании не одинаковы и составляет до 20 процентов от предела прочности на сжатие, то, следовательно, винтовая траектория внедрения обеспечит как увеличенную скорость бурения, так и снижение энергоемкости разрушения породы.
Циклограмма ударно-поворотного механизма переносного перфоратора типовой и модернизированной конструкции представлена на рис. 5. В ударно-поворотном механизме типовой конструкции переносного перфоратора (пунктирная линия на рис. 5) в результате удара поршня-ударника по хвостовику бура обеспечивает осевое внедрение инструмента в забой на величину 2 мм. Осевое внедрение инструмента в забой у типовой конструкции переносного перфоратора является рабочим ходом. Затем выполняется обратный ход, в процессе которого за счет использования в ударно-поворотном механизме геликоидальной нарезки и храпового механизма бур поворачивается на 15 °С, а поршень-ударник перемешается в ударно-поворотном механизме в крайнее положение. Затем поршень-ударник наносит новый удар по хвостовику бура и рабочий ход ударно-поворотного механизма повторяется.
В ударно-поворотном механизме модернизированной конструкции переносного перфоратора (жирная линия на рис. 5) в результате осевого удара поршня-ударника по хвостовику бура инструмент начинает внедрятся в забой по винтовой траектории за счет движения хвостовика бура по дополнительной геликоидальной нарезке, которая совместно с дополнительным храповым механизмом, обеспечивает поворот хвостовика бура, а следовательно, и внедряющегося в забой инструмента на 2 ° на 1 миллиметр внедрения в забой. При обратном ходе ударно-поворотный механизм, как и в типовой конструкции переносного перфоратора, за счет основной геликоидальной нарезки и храпового механизма обеспечивает поворот бура на 15 °С одновременно с перемещением поршня ударника в крайнее положение. При осуществлении следующего рабочего хода поршень-ударник движется прямолинейно вплоть до соударения с хвостовиком бура, который после получения кинетической энергии от поршня-ударника начинает внедрятся в забой по винтовой траектории и рабочий цикл повторяется вновь.
Рис. 5. Циклограмма ударно-поворотного механизма переносного перфоратора типовой и модернизированной конструкции: А - внедрение инструмента в забой, мм; в - угол поворота инструмента, град.; Ь - перемещение поршня ударника ударно
поворотного механизма, мм
Одним из наиболее нагруженных узлов в компоновочной схеме переносного перфоратора (рис. 6) является геликоидальный хвостовик бура, который выполнен со штангой одной деталью. Для исключения замены в процессе износа всего узла хвостовик бура целесообразно соединить со штангой с помощью резьбового соединения или конусного фрикционного соединения с радиально расположенным стопорным пальцем или штифтом.
С помощью системы автоматизированного проектирования Компас-3D были построены твердотельные модели соединения и выполнены их прочностные расчеты, позволяющие определить области наибольших контактных напряжений при ударной нагрузке.
С целью исследования на надежность предлагаемой конструкции соединения была проведена статическая проверка на прочность, реализованная в Компас-ЭБАРМ FEM. В качестве прототипа для модернизации была принята модель переносного перфоратора ПП-6Э. Расчетным методом была определена величина контактных напряжений на геликоидальной нарезке хвостовика бура в момент приложения ударной нагрузки поршнем-
ударником равной 4200 Н. В качестве материала для изготовления хвостовика бура принята Сталь 45. На рис. 6 и 7 представлен статический анализ геликоидального хвостовика бура в месте крепления со штангой. Из выполненного прочностного анализа можно сделать вывод, что зоны опасных напряжений формируются на торцах радиального отверстия и не превышают 28,7 МПа. Физико-механические характеристики выбранной стали обеспечивают 10 кратный запас прочности, что свидетельствует о надежности
Рис. 6. Геликоидальный хвостовик бура
Рис. 7. Штанга переносного перфоратора ПП-63
предлагаемой конструкции узла с учетом режимов работы переносного перфоратора.
Аналогичный расчет выполнен для штанги переносного перфоратора ПП-63, демонстрирующий формирование напряженных полей в результате ударной нагрузки. Величина контактных напряжений не превышает 11,43
МПа, а коэффициент запаса прочности - 10, что говорит о надежности разработанного соединения геликоидального хвостовика бура и штанги.
С целью эффективной передачи энергии удара от бурового инструмента на породный массив и соответствия геометрических параметров инструмента особенностям движения по винтовой траектории выполнена в первом приближении конструкторская проработка однолезвийной коронки (рис. 8).
Рис. 8. Однолезвийная буровая коронка с двумя асимметричными твердосплавными пластинами
Известно, что на объем формируемых сколов и количество передаваемой энергии в виде контактных напряжений значительно влияет не только режимные параметры бурения, но и конструкция породоразрушаю-щего инструмента, а именно, углы наклона передних и задних рабочих граней относительно противоположной частей коронки. В ранее опубликованных работах численным моделированием было определено, что использование инструмента, у которого рабочая часть разделена пополам, а каждая половина имеет неодинаковые, но взаимно противоположные по величине углы заточки (35 °С и 45 °С) уменьшает энергоемкость разрушения. Однако моделирование было проведено лишь с указанными углами наклона передних и задних граней, что говорит о необходимости дальнейшего исследования влияния углов наклона рабочих частей буровой коронки на эффективность сколообразования и энергоемкость разрушения.
Заключение. Представлен один из возможных способов совершенствования работы и конструкции перфоратора, заключающийся в изменении траектории внедрения бурового инструмента с осевой на винтовую. Такая траектории внедрения обеспечивается использованием в конструкции перфоратора геликоидальной пары «хвостовик бура - поворотная букса»,
реализованная в переносном перфораторе, ударно-поворотный механизм которого защищен патентом на изобретение. Для обеспечения технической возможности замены таких активно изнашиваемых деталей как хвостовик бура предложено соединение, обеспечивающее быстрый монтаж и демонтаж узла в производственных условиях. Методом конечно-элементного анализа проведен статический анализ контактных напряжений предложенного соединения. Для обеспечения согласованности кинематических параметров ударно-поворотного механизма и конструктивных параметров поро-доразрушающего инструмента, а также для обеспечения повышения эффективности бурения с учетом внедрения инструмента в забой по винтовой траектории, предложен буровой инструмент с асимметрично расположенными твердосплавными пластинами, имеющими различные углы наклона передних и задних граней.
Список литературы
1. Лыхин П.А. Тоннелестроение и бурение шпуров и скважин в XIX и XX вв // РАН. Уральское отд-ние. Горный ин-т, 2002. 226 с.
2. Каталог-справочник ручного инструмента компании «AtlasCopco» [Электронный ресурс]. URL: https://www.atlascopco.com/ content/dam/atlas copco/construction technique/portable energy/documents/8_handh eld_tools/Handheld_tools_factsbook_english.pdf.
3. Каталог перфораторов производства компании «Epiroc» [Электронный ресурс]. URL: https://www.epiroc.com/ru-ru/products/parts-and-services/rock-drills-and-rotation-units/rock-drills.
4. Каталог переносных перфораторов производства компании АО «Горные машины» [Электронный ресурс]. URL: https://www.zaogm.ru/ catalog/burovoe-oborudovanie/perforatory.
5. Сабитов А.Э. Обоснование параметров перфоратора с ударной системой «поршень-боек-штанга» для бурения коротких шпуров с сухой продувкой: автореф. дис. ... канд. техн. наук. СПб., 2016. 20 с.
6. Экспериментальные исследования погружного пневмоударника бурового станка / Д.А. Юнгмейстер, А.И. Исаев, А.И. Ячейкин, П.Д. Соболева // ГИАБ. 2021. № 3. С. 28-36.
7. Перфоратор: пат. 2659045 C1 РФ. № 2017120631; заявл. 13.06.2017; опубл. 27.06.2018.
8. Iungmeister D. A., Karlov V. A., Korolev R. I. Improvement of shock system of hydraulic drill to increase drilling intensification // International Conference on Innovations and Prospects of Development of Mining Machinery and Electrical Engineering, IPDME 2018: Issue 3. Automation of Production and Technology of Mechanical Engineering, Saint-Petersburg, 12-13 апреля 2018 года. Vol. 194. Saint-Petersburg: Institute of Physics Publishing, 2018. P. 032006.
9. Модернизация гидравлических бурильных головок / Д. А. Юнгмейстер, А. С. Сакерин, Р. И. Королев, В. А. Карлов // Горное оборудование и электромеханика. 2017. № 4(131). С. 8-13.
10. Нескоромных В. В., Головченко А. Е. Экспериментальное исследование процесса разрушения горных пород внецентренными ударными импульсами при ударно-вращательном бурении // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. Т. 331. № 1. С.135-147.
11. Calibrated FEM modelling of rock cutting with PDC cutter / Nina Yari [and others] // MATEC Web of Con-ferences 148, 16006 (2018). ICoEV 2017.
12. Numerical investigations on the effect of ul-tra-high cutting speed on the cutting heat and rock-breaking performance of a single cutter. / Mingyang Gao [and others] // Journal of Petroleum Science and Engineering 190. 2020. 107120.
13. Drilling Efficiently, Durably and Consistently Through Cherts and Conglomerates with PDC Bits is Possible / Sebastien Reboul [and others] // International Petroleum Exhibition & Conference November 15-18, 2021, Abu Dhabi, UAE.
14. Сысоев Н. И., Гринько А. А., Гринько Д. А. Моделирование процесса внедрения клиньев разной формы в породный массив при осевой и винтовой схемах ударного нагружения // ГИАБ. 2021. № 6. С. 120-132.
15. Ударно-поворотный механизм: пат. 2020126606 РФ; заявл. 06.08.2020. Бюл. № 35.
Сысоев Николай Иванович, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Новочеркасск, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова,
Гринько Антон Александрович, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Новочеркасск, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова,
Гринько Дмитрий Александрович, канд. техн. наук, доцент, dingo17@,mail.ru, Россия, Новочеркасск, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова
PERCUSSION MACHINE WITH HELICAL WORKING STROKE OF DRILLING THE TOOL
N.I. Sysoev, A.A. Grinko, D.A. Grinko
The article presents one of the ways to improve the design of a percussion machine, which consists in using a shock-rotary mechanism that ensures the introduction of a drilling tool into a rock mass along a helical trajectory. The structural and layout schemes of the impact-rotary mechanism of a percussion machine with a helical working stroke of a drilling tool are presented. The use of an upgraded design of a percussion machine provides an increase in
the efficiency of using impact energy due to the formation of additional shear stresses in the rock mass and, as a result, an increase in drilling speed. The design of a rock-breaking tool is proposed, which contributes to improving the drilling efficiency.
Key words: percussion machine, structural scheme, layout scheme, shock-rotary mechanism, drilling tool, rock mass, energy intensity of destruction, drilling efficiency.
Sysoev Nikolay Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, sysoevng-mo@gmail. com, Russia, Novocherkassk, South Russian State Polytechnic University (NPI) named after M.I. Platov,
Grinko Anton Alexandrovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected] , Russia, Novocherkassk, South Russian State Polytechnic University (NPI) named after M.I. Platov,
Grinko Dmitry Alexandrovich, candidate of technical sciences, docent, dingo [email protected], Russia, Novocherkassk, South Russian State Polytechnic University (NPI) named after M.I. Platov
Reference
1. Lykhin P.A. Tunneling and drilling of boreholes and boreholes in the XIX and XX centuries // RAS. Ural branch. Gorny Institute, 2002. 226 p.
2. Catalog of manual tools of the AtlasCopco company: [Electronic resource]. URL: https://www.atlascopco.com/ con-tent/dam/atlas copco/construction technique/portable ener-gy/documents/8_handheld_tools/Handheld_tools_factsbook_english.pdf.
3. Catalog of perforators manufactured by Epiroc company: [Electronic resource]. URL: https://www.epiroc.com/ru-ru/products/parts-and-services/rock-drills-and-rotation-units/rock-drills.
4. Catalog of portable perforators manufactured by JSC "Mining Machines": [Electronic resource]. URL: https://www.zaogm.ru/ catalog/burovoe-oborudovanie/perforatory.
5. Sabitov A.E. Substantiation of the parameters of a perforator with a piston-striker-rod impact system for drilling short holes with dry purging: abstract. ... Candidate of Technical Sciences. St. Petersburg, 2016. 20 p.
6. Experimental studies of a submersible pneumatic drilling rig / D.A. Jungmeister, A.I. Isaev, A.I. Kelletkin, P.D. Soboleva // GIAB. 2021. No. 3. pp. 28-36.
7. Puncher: pat. 2659045 C1 RF. No. 2017120631; application 13.06.2017; published 27.06.2018.
8. Iungmeister D. A., Karlov V. A., Korolev R. I. Improvement of shock system of hydraulic drill to increase drilling intensification // International Conference on Innovations and Prospects of Development of Mining Machinery and Electrical Engineering, IPDME 2018: Issue 3. Automation of Production and Technology of Mechanical Engineering, Saint Petersburg, April 12-13, 2018. Vol. 194. Saint-Petersburg: Institute of Physics Pub-lishing, 2018. P. 032006.
9. Modernization of hydraulic drill heads / D. A. Jungmeister, A. S. Sakerin, R. I. Korolev, V. A. Karlov // Mining equipment and electromechanics. 2017. No. 4(131). pp. 8-13.
10. Neskoromnykh V. V., Golovchenko A. E. Experimental investigation of the process of destruction of rocks by off-center shock pulses during impact-rotational drilling // Izvestiya Tomsk Polytechnic University. Georesource engineering. 2020. vol. 331. No. 1. pp.135-147.
11. Calibrated FEM modelling of rock cutting with PDC cutter / Nina Yari [and others] // MATEC Web of Con-ferences 148, 16006 (2018). ICoEV 2017.
12. Numerical investigations on the effect of ul-tra-high cutting speed on the cutting heat and rock-breaking performance of a single cutter. / Mingyang Gao [and others] // Journal of Petroleum Science and Engineering 190. 2020. 107120.
13. Drilling Efficiently, Durably and Consistently Through Cherts and Conglomerates with PDC Bits is Possible / Sebastien Reboul [and others] // International Petroleum Exhibition & Conference November 15-18, 2021, Abu Dhabi, UAE.
14. Sysoev N. I., Grinko A. A., Grinko D. A. Modeling of the process of introducing wedges of different shapes into a rock mass with axial and screw shock loading schemes // GIAB. 2021. No. 6. pp. 120-132.
15. Impact-rotary mechanism: pat. 2020126606 RF; application 08/06/2020. Byul. No.
35.
УДК 622.271
РЕГУЛИРОВАНИЕ ДИСБАЛАНСА ОБЪЕМОВ ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ ПРИ БЛОКОВОМ СПОСОБЕ ОТРАБОТКИ КАРЬЕРНЫХ ПОЛЕЙ УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗОВ
А.В. Селюков, А.В. Герасимов
На сегодняшний день горнодобывающая промышленность оказывает воздействие на окружающую природную среду в Кемеровской области, в том числе при производстве открытой угледобычи с применением углубочной системы разработки, главным недостатком которой является внешнее отвалообразование. В проектной документации угольных разрезов на действующих и вновь проектируемых карьерных полях с целью уменьшения объемов вскрышных пород, размещаемых на внешних отвалах, предусматривается использование отдельных фрагментов блокового способа отработки с внутренним отвалообразованием. Предлагается комплексный подход для устранения недостатков внедрения блокового способа - определение пространственных параметров каждого блока, учитывающих регулирование объемов вскрыши, размещаемых на внутреннем отвале.
Ключевые слова: угольный разрез, блоковый способ, параметры, внешние и внутренние отвалы.
Введение
Кемеровская область является одним из наиболее промышленно развитых регионов Российской Федерации. Одной из ключевых в регионе является угольная промышленность. На сегодняшний день в Кузбассе учитываются 267 объектов, из которых 161 объект - действующий (78 шахт и 83 разреза), 104 являются строящимися (42 - для отработки запасов угля подземным способом и 62 - открытым) [1,2].
Большая часть месторождений, разрабатываемых в Кузнецком угольном бассейне, - это свиты пластов наклонного и крутого падения.
