CC BY
3
Reference
1. Geleskul M.N., Karetnikov V.N. Handbook of fastening of rock and preparatory mine workings. M.: Nedra, 1982. 479 p
. 2. Baklashov I.V., Kartoziya B.A. Mechanics of underground structures and structures of supports. M.: Student, 2012. 543 p.
3. Pershin V.V., Voitov M.D., Budnikov P.M. Construction of mouths of inclined trunks. Novosibirsk: Nauka, 2018. 162 p.
4. Pershin V.V. Construction of horizontal and inclined mine workings: a textbook for universities // Ministry of Education and Science of the Russian Federation, KuzSTU named after T.F. Gorbachev. Kemerovo, 2020. 556 p.
5. Guidelines for the design of underground mining and calculation of supports // VNIMI, VNIIOMSHS of the Ministry of Coal Industry of the USSR. M.: Stroyizdat, 1983. 272 p.
6. Popov V.L., Karetnikov V.N., Yeganov V.M. Calculation of the support of preparatory workings on a computer. M.: Nedra, 1978. 230 p.
7. Karetnikov V.N., Kleimenov V.B., Brednev V.A. Automated calculation and design of metal supports for preparatory workings. M.: Nedra, 1984. 312 p.
8. Bulychev N.S. Mechanics of underground structures: textbook. for the university. M.: Nedra, 1994. 382 p.
9. Calculation of multilayer lining of underground structures / A.S. Sammal [et al.]. Tula: TulSU Publishing House, 2022. 256 p.
УДК 504.062.4
ПРИРОДОПОДОБНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТЕХНОГЕННО НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ КАРЬЕРА ПО ДОБЫЧЕ ИЗВЕСТНЯКА
Л.Э. Шейнкман, Е.М. Рылеева, М.С. Ивлиева
Разработка карьера по добыче известняка оказывает воздействие на весь природный комплекс прилегающей территории. Выбросы в атмосферу через жидкие атмосферные осадки фильтруются в почву, образуя техногенные геохимические потоки, под воздействием которых возникают аномалии по содержанию тяжелых металлов. Вследствие этого исследуемая прилегающая территория претерпевает высокое экологическое давление. Представлено содержание тяжелых металлов в верхних горизонтах пород. Для временного анализа растительного покрова в зоне влияния карьера по добыче известняка использовались космические изображения программы OneSoil за летний период 2018 г и 2023 г. по нормализованному вегетационному индексу (NDVI). Для механизма восстановления нарушенных почв предлагается природопо-добная технология биоремедиации, подобранная для условий данного исследуемого участка. В ходе работы проведен подбор компонентного состава растений для интенсивной фитоэкстракции повышенного содержания тяжелых металлов, предложены нормы расхода посевного материала, определены оптимальные сроки проведения работ по биологической рекультивации нарушенных земель.
Ключевые слова: открытые горные работы, природоподобная технология, биоремедиация, рекультивация, фитоэкстракция, тяжелые металлы.
Длительное техногенное воздействие на окружающую среду при добыче полезных ископаемых приводит к обострению экологической обстановки. В процессе ведения открытых горных работ изымаются из оборота земли, уничтожается растительный покров, изменяется гидрологический режим территории, меняются пути миграции животных и птиц. Происходит загрязнение всех компонентов геосистем, утрачиваются естественные природные объекты. В зоне воздействия карьера по добыче известняка происходит отчуждение прилегающих почв под складирование вскрышных пород в отвалах. Это выражается в изменении форм рельефа, создании новых форм рельефа техногенного нооландшафта (котлованы, гряды), загрязнении атмосферы пылью, тяжелыми металлами и токсикантами, высвобождающимися при взрывных работах вместе с продуктами распада взрывчатых веществ и выветривании вскрышных пород. Одновременно с развитием эрозионных процессов вокруг отвалов по линии стока возникают вторичные геохимические потоки. Характер их воздействия на прилегающие почвы и на биоту зависит от химического состава вскрышных пород. Химические элементы поступают в почвы через атмосферу [2]. Содержащая карбонаты и примеси тяжелых металлов пыль разносится на значительные расстояния, где затем оседает, попадая в почву влияет на её физико-химические и механические свойства, поэтому наиболее сильное воздействие оказывается на почвенный покров [4]. Реабилитация техно-генно нарушенных земель актуальна для индустриальных регионов с развитой промышленностью, к которым относится Тульская область.
Совокупные выбросы от карьера и расположенного рядом завода по производству цемента содержат в составе неорганическую пыль с содержанием диоксида кремния менее 20 %, объем которых составляет около 200 т/год. В выбросах также присутствуют диоксид азота в количестве 3543 т/тонн, серы диоксида - 1417 т/год, углерода оксида - 4252 т/тонн. Кроме того, в атмосферных выбросах присутствуют тяжелые металлы: пыль диванадия пентоксида, кадмия оксида, кобальта, никеля, хрома, мышьяка, диоксинов. Токсичные и ядовитые вещества в выбросах, главным образом, присутствуют из-за добавок шлака в технологию производства цемента, поставляемого из металлургического завода.
Главным транспортером растворенных химических элементов являются жидкие атмосферные осадки и талые воды, стекающие по поверхности отвалов и хвостохранилищ и фильтрующие через них за пределы отвалов и хвостохранилищ, образующие техногенные геохимические потоки. Эти потоки воздействуют на прилегающие почвы иногда на расстоянии 30 км.
Концентрация растворенных веществ в техногенных геохимических потоках наибольшая вблизи отвалов и хвостохранилищ и уменьшается лишь в значительном удалении от них. Это объясняется тем, что на пути потока из его состава оседают на поверхность почв различные химические элементы. Наибольшее их количество выпадает в начале потока, где в почвах и фиксируется повышенное содержание химических элементов. Высокие концентрации их отмечаются на пути потока в некотором удалении от карьера на расстоянии от 0,3 до 6 км. Это приводит к образованию концентрических зон в ареале вторичного (техногенного) рассеяния химических элементов, включая тяжелые металлы и токсиканты.
Для выявления результатов интенсивного и продолжительного воздействия на химический состав почв и растений исследовался методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии по образцам из верхнего верейского горизонта московского яруса ds 19-1 (табл. 1).
Таблица 1
Валовое содержание тяжелых металлов в почве известнякового
карьера, мг/ кг
Слой Al2Oз As Сd Со MnO
ds 19-1 25,00 0,0000 0,0001 0,0036 0,03
Слой М Pb Zn Си Сг
ds 19-1 0,0103 0,0013 0,0092 0,0082 0,0108
Под воздействием техногенных геохимических потоков возникают аномалии по содержанию тяжелых металлов. С глубиной по профилю почв
содержание их меняется (табл. 2).
Таблица 2
Изменение содержания тяжелых металлов с глубиной, мг/кг_
Слой А12О3 аб Сё Со мпо
ёБ 19-1 25,00 0,0000 0,0001 0,0036 0,03
N1 РЬ Zn Си Сг
0,0103 0,0013 0,0092 0,0082 0,0108
ёБ 18-2 А12О3 аб Сё Со мпо
25,24 0,0006 0,0001 0,0017 0,04
N1 РЬ Zn Си Сг
0,0062 0,0023 0,0079 0,0048 0,0086
ёБ 18-1 А12О3 аб Сё Со МпО
26,96 0,0002 0,0000 0,0023 0,02
N1 РЬ Zn Си Сг
0,0053 0,0025 0,0097 0,0037 0,0086
ёБ 13 А12О3 аб Сё Со МпО
8,61 0,0017 0,0002 0,0014 0,03
N1 РЬ Zn Си Сг
0,0054 0,0028 0,0038 0,0031 0,0078
Из табл. 2 видно, что максимальные концентрации тяжелых метал-
лов сосредоточены в различных горизонтах, что говорит о разной подвиж-
ности тяжелых металлов и связывании с другими элементами. Распределение идет по цепочке А12О3>№>7п>Сг>Си>Со>РЬ>Ав>МпО>Сё. Большое влияние на накопление тяжелых металлов оказывают кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные условия почв. Так, в окислительных условиях одни металлы (свинец, хром) образуют малоподвижные соединения и накапливаются. Другие элементы в окислительных условиях остаются в легкоподвижной форме и мигрируют в глубь подвижного профиля. Техногенные геохимические потоки нередко в своем составе несут и большое количество механических взвесей, суспензий, что приводит к образованию на поверхности почв наплывов различной мощности, нередко до десятков сантиметров. Это обуславливает пульсацию процессов почвообразования и даже изменение морфологического строения почвенного профиля. [2]
Вопрос охраны окружающей среды имеет большое значение и актуальность на сегодняшний день. Сегодня замечательное развитие горнодобывающей отрасли изменило первоначальный ландшафт. Целью рекультивации является улучшение состояния окружающей среды, восстановление продуктивности деградированных земель с тем, чтобы в дальнейшем их можно было использовать по прямому назначению. Согласно п.1. ГОСТ Р 59057 - 2020 «Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель» рекультивации подлежат нарушенные земли всех категорий, а также прилегающие земельные участки, полностью или частично утратившие продуктивность в результате отрицательного воздействия нарушенных земель. Биологическая рекультивация нарушенных почв и растительности и закрепление почвенных поверхностей имеет в нашей стране давнюю историю. На многие вопросы нет однозначного ответа. Нет литературы, нет технологии, разработанной специально для отдельных регионов с разными почвенно-климатическими условиями.
Часть поверхности месторождения в пределах горного отвода представляет собой выработанное пространство карьера, заполненное внутренними отвалами вскрышных пород. Очаги леса на водораздельных пространствах образованы часто вторичными березняками и осинниками. Преобладающими древесными породами являются дуб, береза, осина, из разнотравья - тимофеевка луговая, клевер луговой, ежа сборная, овсяница луговая, ель обыкновенная, пырей.
Для анализа растительного покрова в зоне влияния известнякового карьера использовались космические изображения программы ОпеБоИ за летний период 2018 г и 2023 г. по нормализованному вегетационному индексу (КОУ1) (рис.1,2). Средний индекс КОУ1 составляет 0,21, что соответствует разряженной и слабой растительности, нехватке питательных элементов для роста биомассы. За исследуемый период заметно ухудшился растительный покров. Выявлена наиболее нарушенная территория, распо-
ложенная к югу-запада от предприятия с таким же преобладанием розы ветров Тульской области.
Вследствие этого исследуемая прилегающая территория претерпевает высокое экологическое давление, приводя к загрязнению почвенного покрова. Техногенные почвы характеризуются своим набором агрохимических показателей, которые отражают динамику плодородия и позволяют корректировать его в нужное русло. В настоящее время оптимизация почвенной структуры является актуальной проблемой. Для механизма восстановления нарушенных почв используют различные методы биоремедиа-ции.
Рис. 1. Космическое изображение Рис. 2. Космическое изображение индекса N0 VI тимофеевки индекса N0 VI тимофеевки
луговой, июнь 2018 г. луговой, июнь 2023 г.
При возрастании напряженности воздействия на растения любого внешнего фактора среды они претерпевают цепь изменений физиологического состояния в направлении: стимуляция функций - адаптация - обратимое повреждение - летальный исход. Как правило, в большинстве проектов рекультивационные мероприятия сводятся к снятию и сохранению плодородного слоя почвы (ПСП), его нанесению на нарушенные территории, к созданию искусственных почв - техноземов, и проведению биологического этапа рекультивации путем посева многолетних трав или посадки древесных культур. Несмотря на то, что данная технология обеспечивает достаточно высокий уровень эффективности и гарантирует восстановление растительности на поверхность рекультивационных земель, часто выполнение работ серьезно затрудняется. Основным препятствием выполнения рекультивационных работ с нанесением ПСП является высокая стоимость выполнения горнотехнических работ. Необходимо проведение многократной планировки поверхности и перемещение значитель-
ных объемов грунтов и материалов потенциально-плодородных пород. В современных социально-экономических условиях немногие предприятия могут выполнят такие работы. Необходимо также отметить, что длительное хранение ПСП в буртах, многократное перемещение материала ПСП и его планировка тяжелой техников ведет к значительному ухудшению исходных свойств ПСП и снижению эффективности рекультивационных работ. Поэтому часто предприятия, ведущие разработку месторождений, идут на нарушение проектов рекультивации и выполняют проекты по сокращенной схеме.
Во многом доступность питательных веществ растениям зависят от многих факторов, важнейшими из которых являются генетические особенности почв, их минералогический и гранулометрический состав, степень кислотности, климат, биологические особенности культур. Растительность является основным элементом ландшафта, нормализующим его естественное функционирование. С другой стороны, разрушенный горнотехническими работами ландшафт может быть реально восстановлен опять-таки с помощью растительности, процесс формирования которого может регулироваться человеком [3].
На территориях, не нарушенных горными работами, при обследовании можно отметить, что доминируют мезофиты (42 %) и базифилы (38 %), а близи забоя биологическое разнообразие изменяется, с преобладанием растений олиготрофов (62 %) и мезотрофов (22 %). Совместно с этим фактором и повышенным содержанием тяжелых металлов в почве рекомендуются высадить смеси травянистых многолетников, способных быстро формировать дернину, по краю склонов высаживать аборигенные виды древесных растений.
Для наилучшего восстановления нарушенных и загрязненных почв должны быть подобраны виды трав в соответствии с природными особенностями данного региона. Состав травосмеси: мятлик луговой, тимофеевка луговая, кострец безостный, овсяница красная, овсяница луговая (8:23:23:23:23:23).
Для размножения и интродукции семян для биорегенерации используют типичную травосмесь в составе: мятлик луговой - 8 %, тимофеевка луговая - 23 %, кострец безостый - 23 %, овсяница красная - 23 %, овсяница луговая - 23 %.
Для интенсивной фитоэкстракции повышенного содержания тяжелых металлов из почвы предлагается использовать следующие растения (табл. 3).
Одним из критериев оценки потенциального плодородия техноген-но-нарушенных земель служит их зарастание высшими растениями: интенсивность зарастания, степень проективного покрытия, видовой состав растений, а также особенности их роста и развития, что определяет пер-
спективу биологической рекультивации техногенно-нарушенных ландшафтов.
Расчетно-технологическая карта используется для составления сметы на проведения восстановительных работ. Она содержит перечень мероприятий по рекультивации нарушенных земель, перечень используемы при работе агрегатов и информацию об объемах восстановительных работ. Порядок составления расчетно-технологических карт основывается на технологии производства работ, результатом которых является готовность участка к передаче его для использования в сельскохозяйственных целях.
Таблица 3
Фитоэкстракция загрязняющих^ веществ_
Загрязняющее ве- Растение-аккумулятор Максимальная акку-
щество мулируемая концентрация, мг/кг
Al Solidago hispida [5] 6820
As Agrostis tenuis (capillaris) [5] 2000
Cd Thlaspi caerulescens [6] 3000
Co Alyssum murale [7] 1320
Cr Medicago sativa [5] 7700
Cu Helianthus annuus L. [8] 8356
Mn Ryegrass [9] 1020
Ni Alyssum troodii [7] 17000
Pb Brassica juncea [10] 26200
Zn Thlaspi caerulescens [17] 52000
С целью оптимизации проектных работ можно использовать типовые расчетно-технологические карты, которые разрабатываются по результатам исследований в данной климатической зоне, на определенной территории. Объемы выполненных работ определены в расчете на 1 га рекультивируемой площади.
Расчетно-технологическая карта по проведению биологической рекультивации нарушенных земель представлена в табл. 4 с указанием технологии нанесения биоугля на рекультивируемые участки. Норма внесения семян многолетних трав - 150 кг/га, нитроаммофоски (№К 16:16:16) - 200 кг/га (табл. 5).
В ходе выполнения научно-исследовательской работы была проведена оценка техногенного загрязнения нарушенных земель карьера по добыче известняка. Отмечено валовое содержание тяжелых металлов в близлежащих к поверхности горизонтах и концентрации в порядке убывания. Свойственная природная устойчивость нарушенного долгосрочным воз-
действием ландшафт способен восстановится, если следовать условиям, в которых происходило зарождение первичной сукцессии с типичными для данного района видами растений.
Таблица 4
№ Технологические операции Объемы работ Рекомендуемый ин-
п/п Ед.изм. На 1 га вентарь
1 Биоуголь м 600 Смеситель для сыпучих материалов
2 Нанесение биоугля слоем 0,04 м на рекультивируемую поверхность 400 м3 0,4 Тележки, носилки, лопата
3 Ручное внесение минеральных удобрений нитроаммофоска кг 200 Газонная сеялка-разбрызгиватель
4 Укладка и закрепление биомата га 1 Алюминиевые скобы
5 Прикатывание га 1 каток
6 Полив при необходимости м 25 Лейка, мотопомпа
7 Подкормка посевов в течение 2 лет нитроаммофоской кг 30 Газонная сеялка -разбрызгиватель
8 Подсев семян трав взразброс на следующий год на проблемных участках кг 22 Газонная сеялка -разбрызгиватель
Таблица 5
Сроки для проведения работ по рекультивации нарушенных земель
Этап выполнения Сроки проведения
Подготовительный этап с 1 по 15 июня
Технический этап с 1 по 20 июня
Биологический этап с 20 июня по 20 июля
Таким образом, предложена природоподобная технология с применением биологических растительных материалов, свойственных данной территории, а также приведен набор растений, способных к фитоэкстрак-ции. Проведен подбор компонентного состава и норм расхода посевного материала, определены оптимальные сроки проведения работ по биологической рекультивации нарушенных и загрязненных земель.
Список литературы
1. Галямов А.А., Кирилов А.В., Скипин Л.Н. Восстановление техно-генно нарушенных земель полуострова Ямал: монография. Тюмень: Изд-во ТИУ, 2023. 181 с.
2. Техногенное разрушение почв и их восстановление / под ред. А.М. Ивлева, А.Т. Крупской, А.М. Дербенцевой. Владивосток: Изд-во ДВУ, 1998. С.43-45.
3. Разработка новых методов восстановления лесной растительности и использование рекультивированных земель: монография / Д.Т. Крупская [и др.]. Владивосток: Изд-во ДВФУ, 2016. С. 61-62.
4. Цешковская Е.А. Геоэкологические аспекты реабилитации нарушенных горнодобывающей промышленностью земель на примере Карагандинской области Республики Казахстан: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Калининград, 2023. 23 с.
5. Leja K. Polymer biodegradation and biodegradable polimer//Polish Jornal of Environmental Studies. 2010. Т.19. №2. P.225-226. (База данных Phytorem созданная отделом по использованию биоэкологических биотехнологий в г.Хал, Квебек, Канада).
6. Rascio N., Navari-Izzo F. Heavy metal hyperaccumulating plants: How and why do they do it. And what makes them so interesting // Plant Sci. 2011. V. 180. № 2. P. 169-181.
7. Неделкоска Т. В., Доран П. М. Сверхаккумуляция кадмия волосатыми корнями Thlaspicaerulescens: Австралия: Биотехнология и биоинженерия, 2000. Т. 67. С. 607-615.
8. Накопление меди корнями, гипокотилями, семядолями и листьями подсолнечника (Helianthus annuus L.): учебник / под ред. Лин Дж., Цзян У., Лю Д. Пекин, 2003. Т. 86. С. 151-155.
9. Phytoremediation of Mine Tailings Using Lolium Multiflorum / Violeta Mugica-AlvarezJanuary [and others] // International Journal of Environmental Science and Development. 2015. 6(4):246-251.DOI:10.7763/ IJESD.2015. V6.599.
10. Химически индуцированное поглощение золота корнеплодами: его значение для фитомелиорации: учебник / под ред. Ф.А. Мсуя, Р.Р. Брукс, В.Н. Андерсон, 2000. Т. 33. № 4. 137 с.
Шейнкман Леонид Элярдович, д-р техн. наук, проф., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Рылеева Евгения Михайловна, канд. техн. наук, доц., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Ивлиева Маргарита Сергеевна, аспирантка, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
A NATURE-LIKE TECHNOLOGY FOR THE RESTORATION OF TECHNOGENICALLY DISTURBED LIMESTONE QUARRY LANDS
L.E. Sheinkman, E.M. Ryleeva, M.S. Ivlieva
The development of a limestone quarry has an impact on the entire natural complex of the surrounding area. Emissions into the atmosphere through liquid precipitation are filtered into the soil, forming man-made geochemical flows, under the influence of which anomalies in the content of heavy metals occur. As a result, the studied adjacent territory undergoes high environmental pressure. The paper presents the content of heavy metals in the upper horizons of rocks. Space images of the OneSoil program for the summer period of 2018 and 2023 according to the normalized vegetation index (NDVI) were used for the temporary analysis of vegetation cover in the zone of influence of the limestone quarry. For the mechanism of restoration of disturbed soils, a nature-like bioremediation technology is proposed, selected for the conditions of this study area. In the course of the work, the selection of the component composition of plants for intensive phytoextraction of increased heavy metal content was carried out, the consumption rates of seed material were proposed, and the optimal timing of work on biological reclamation of disturbed lands was determined.
Key words: open-pit mining, nature-like technology, bioremediation, reclamation, phytoextraction, heavy metals.
Sheinkman Leonid Elyardovich, doctor of technical sciences, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Ryleeva Evgeniya Mikhailovna, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Ivlieva Margarita Sergeevna, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
Reference
1. Galyamov A.A., Kirilov A.V., Skipin L.N. Restoration of technogenically disturbed lands of the Yamal Peninsula: monograph. Tu-men: Publishing House of TIU, 2023. 181 p.
2. Technogenic destruction of soils and their restoration / ed. Ivleva A.M., Krupskoy A T., Derbentseva A.M. Vladivostok: Publishing House of the DVU, 1998. pp.43-45.
3. Development of new methods of restoration of forest vegetation and the use of reclaimed lands: monograph / D.T. Krupskaya [et al.]. Vladivostok: Publishing House of the FEFU. 2016. pp. 61-62.
4. Tseshkovskaya E.A. Geoecological aspects of rehabilitation of lands disturbed by the mining industry on the example of the Karaganda region of the Republic of Kazakhstan: abstract. ... Doctor of Technical Sciences. Kaliningrad, 2023. 23 p.
5. Leja K. Polymer biodegradation and biodegradable polimer//Polish Jornal of Environmental Studies. 2010. Vol.19. No.2. P.225-226. (Phytorem database created by the Department for the Use of Bioecological bio-technologies in Hal, Quebec, Canada).
6. Rascio N., Navari-Izzo F. Heavy metal hyperaccumulating plants: How and why do they do it. And what makes them so interesting // Plant Sci. 2011. V. 180. No. 2. P. 169181.
7. Nedelkoska T. V., Doran P. M. Overaccumulation of cadmium by hairy roots of Thlaspicaerulescens: Australia: Biotechnology and Bioengineering, 2000. Vol. 67. pp. 607615.
8. Accumulation of copper by roots, hypocotyls, cotyledons and leaves of sunflower (Helianthus annuus L.): textbook / ed. Lin J., Jiang W., Liu D. Beijing, 2003. Vol. 86. pp. 151-155.
9. Phytoremediation of Mine Tailings Using Lolium Multiflorum / Violeta Mugica-AlvarezJanuary [and others] // International Journal of Envi-ronmental Science and Development. 2015. 6(4):246-251.DOI:10.7763/ LJESD.2015. V6.599.
10. Chemically induced absorption of gold by root crops: its significance for phy-tomelioration: textbook / ed. Msuya F. A., Brooks R.R., Anderson V.N., 2000. Vol. 33. No. 4. pp. 134-137.
УДК 622-1/-9
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ СИЛОВОЙ УРАВНОВЕШЕННОСТИ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ВЫЕМОЧНОГО КОМБАЙНА СО СКОРОСТЬЮ ПОДАЧИ И ЧИСЛОМ ОДНОВРЕМЕННО РЕЖУЩИХ РЕЗЦОВ
В.Ю. Линник, Ю.Н. Линник, А.Б. Жабин
Выполнены исследования влияния силовой уравновешенности исполнительного органа на формирование мгновенной толщины стружки (скорости подачи) и влияния числа одновременно контактирующих с забоем резцов на коэффициент вариации нагрузки, обусловленной неравномерностью подачи комбайна. Исследования проводились на полноразмерном стенде, включающем угледобывающий комбайн, передвигающийся по скребковому конвейеру вдоль углецементного блока, разрушаемого исполнительным органом. Для регистрации крутящего момента на валу опережающего шнека комбайн оснащался тензодатчиком, а для регистрации скорости подачи - индукционным датчиком, сигналы с которых подавались на измерительно-вычислительный комплекс. В результате проведенных исследований было установлено, что отраслевой стандарт ОСТ 12.44.258-84, используемый для расчета дисперсии нагрузки на исполнительном органе, обусловленной неравномерностью подачи комбайна, не учитывает влияние на нее средней нагрузки и числа одновременно контактирующих резцов с забоем. Также установлено, что коэффициент вариации суммарной нагрузки, определяемый неравномерностью перемещения комбайна, зависит от средней нагрузки на исполнительном органе и скорости подачи комбайна, снижаясь с ростом момента на валу привода исполнительного органа, и увеличивается с ростом скорости подачи. Силовая уравновешенность исполнительного органа не оказывает влияния на величину доли дисперсии нагрузки, обусловленной неравномерностью подачи комбайна.
Ключевые слова: углецементный блок, угледобывающий комбайн, исполнительный орган, резец, сила резания, толщина стружки, скорость подачи, силовая уравновешенность, коэффициент вариации, дисперсия, неравномерность нагрузок.
Введение
Важнейшим аспектом повышения надежности угледобывающих комбайнов при выемке пластов сложного строения, содержащих крепкие породные прослойки, является расчет элементов трансмиссий на усталостную прочность, учитывающий действующие на исполнительный орган
