CC BY
19
УДК В.Н. Макаров, П.И. Тарасов, С.П. Тарасов
622.235.5
КВАЗИРЕЗОНАНСНЫЙ ЛОКАЛИЗАТОР НЕГАБАРИТОВ
Эффективность открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых возрастает при уменьшении объема негабаритных кусков горной массы на разрабатываемых горизонтах. При ведении буровзрывных работ зачастую образуются некондиционные крупногабаритные куски горной массы (негабариты), превышающие входные параметры дробильно-сортировочных, транспортных и погрузочных комплексов. Доказано, что буровзрывное разрушение негабаритов горных пород является наиболее эффективным, однако применение этого способа сдерживается из-за применения разнородной техники и повышенной опасности. В этой связи разработка и совершенствование применяемых технических средств для разрушения негабаритов на ОГР является востребованной научно-технической задачей, отвечающей потребностям горного производства.
Ключевые слова: взрывкамера, негабарит, вторичное дробление, спецтехника.
Повышение производительности разрушения негабаритов горных пород основывается на целенаправленном использовании квазирезонансного воздействия аэродинамических волн на негабарит и локализатор [1, 2, 3, 4, 5].
Анализ закономерностей распространения ударных волн в воздушной среде применительно к воздействию УВВ, образующейся при взрывании негабаритов, на элементы локализато-ра приводит к выводу о том, что это воздействие в наибольшей степени соответствует квазирезонансной ударной волне полусферической формы. Одним из условий этого является близкое расположение решеток лопаток потолочины и боковых стенок локализатора от источника взрыва [6, 7, 8, 9, 10].
При реализации теоретических положений работы и экспериментальных результатов получены рациональные значения углов установки лопаток потолочины (±5°) и лопаток боковых стенок (20—40°) по отношению к направлению воздействия ударной взрывной волны. Масса предложенных локализаторов, при этом уменьшилась более чем в 2,5 раза по сравнению с известными защитными устройствами.
Установлено, что при волновой нагрузке, распределяемой по всей площади лопатки, локализатор в состоянии выдержать
ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 5. С. 76-81. © 2017. В.Н. Макаров, П.И. Тарасов, С.П. Тарасов.
Рис. 3. Закладка взрывчатого вещества, аммонит
Рис. 4. Момент разрушения куска горной массы объемом 1,2 м3 (взрывчатое вещество аммонит 200 г без забойки)
многократное повторение максимально допустимых циклов нагружения.
Для проведения экспериментальных исследований квазирезонансного воздействия УВВ на негабарит был изготовлен уменьшенного размера вариант локализатор (рис. 2) изготовленный предприятием ОАО «НИИпроектасбест» на основе патентов на полезные модели [11, 12].
Экспериментальные работы по определению устойчивости и прочности локализатора проводились в несколько этапов, бурение шпуров в кусках горной массы, дальнейшей закладкой взрывных патронов (аммонит 6ЖВ) и проведением взрывных работ, (рис. 3).
После каждого проведенного экспериментального взрыва проводился внешний осмотр локализатора, фиксировались визуальные повреждения и степень разрушения горной массы для
Рис. 5. Локализатор, до и после взрыва
составления графика рационального использования взрывчатого вещества в условиях применения квазирезонансного разрушения горной массы (рис. 4, 5), при этом определялась целостность конструкции и принималось решение о возможности проведения следующего взрыва с увеличением веса заряда.
Увеличение ВВ проходило до 200 г в тротиловом эквиваленте.
В ходе эксперимента было проведено 5 экспериментальных взрывов, с использование зарядов весом 25, 50, 100, 150, 200 г. Аммонит 6ЖВ. При проведении внешнего осмотра и замеров межлопаточного расстояния было установлено, что деформация корпуса минимальна и составила по окончанию эксперимента не более 1—5 мм, что подтверждает теоретические расчеты о многократном применении без ремонтных работ данной конструкции. Так же были доказаны теоретические выводы о квазирезонансном разрушении экспериментальным путем.
На основе полученных данных в ходе эксперемента можно сделать выводы, что при всех отрицательных последствиях взрыва он остается самым эффективным и экономически выгодным способом разрушения горных пород на десятки лет вперед, что требует создания новых видов локализаторов, использующих отрицательные явления взрывной волны для увеличения КПД и удержания ЗУ на поверхности земли. А степень уравновешенности локализатора на фундаменте определяется величиной соотношения опрокидывающего момента от равнодействующей квазирезонансной силы УВВ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Яковлев В. Л., Тарасов П. И., Журавлев А. Г. Новые специализированные виды транспорта для горных работ. — Екатеринбург: УрО РАН, 2011. - 375 с.
2. Кантович Л. И., Первов К. М. О некоторых проблемах разрушения горных пород на современном этапе // Горное оборудование и электромеханика. — 2007. — № 1. — 410 с.
3. Лобанов Д. П., Горовиц В. Б., Фонберштейн Е. Г. и др. Машины ударного действия для разрушения горных пород. — М.: Недра, 1983. — 152 с.
4. Ломоносов Г. Г. Основные технологические принципы безразлет-ного гидровзрывная негабаритов // Горный журнал. — 1968. — № 12. — С. 40—41.
5. Ганапольский М. И. и др. Методы ведения взрывных работ / Специальные взрывные работы. — М.: Изд-во МГГУ, 2004. — 563 с.
6. Кутузов М. Б. Методы ведения взрывных работ. Ч. 2. Взрывные работы в горном деле и промышленности. — М.: МГГУ, 2008. — 510 с.
7. Набиулин Р. Ш. Новые технологические решения для разрушения негабаритов в условиях карьеров // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2005. — № 6. — С. 251—252.
8. Менжулин М. Г., Трофимов A. B., Захарян М. В. Двухстадийное разрушения негабаритов накладными и кумулятивными зарядами ВВ, размещенными в защитном устройстве // Взрывное дело. — 2009. -№ 102/59. - С. 129-137.
9. Трегубов Н. M. Вторичное дробление горных пород при циклично — поточной технологии добычи. — M.: 1976. — 457 с.
10. Ганапольский М.И., Барон В.Л., Белин В.В. и др. Методы взрывных работ. — М.: МГГУ, 2007. — 563 с.
11. Тимухин С. А., Тарасов П. И., Тарасов С. П. Патент № 101540 РФ, МПК F42Д 5/00. Защитное устройство для разрушения негабаритов горных пород». Заявка 05.04.2010; опубликовано 20.01.2011 Бюл. № 2.
12. Тимухин С. А., Тарасов П.И., Тарасов С.П. Патент № 107343 РФ, МПК F42Д 3/04. Защитное устройство для разрушения негабаритов горных пород. Заявка 12.01.2011; опубликовано 10.08.2011 Бюл. № 22. ti^re
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Макаров Владимир Николаевич1 — доктор технических наук, профессор, начальник управления инноватики и развития, Тарасов Петр Иванович — кандидат технических наук, ведущий специалист лаборатории транспорта, ИГД УрО РАН, Тарасов Сергей Петрович1 — аспирант, e-mail: [email protected], 1 Уральский государственный горный университет.
UDC 622.235.5
Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2017. No. 5, pp. 76-81. V.N. Makarov, P.I. Tarasov, S.P. Tarasov QUASI-RESONANCE DETECTOR OF OVERSIZES
Effectiveness of the open method of mining of mineral deposits increases with the volume reduction of oversized lumps of rock mass on developed horizons. When conducting drilling and blasting operations are often formed of non-conforming large pieces of rock mass (lumps) in excess of the input parameters of crushing and screening, transportation and loading systems. It is proved that the drilling and blasting destruction of oversized rocks is the most effective, however, the application of this method is constrained by the application of diverse techniques and high risk. In this regard, the development and improvement of applied technical means for the destruction of oversized OGRE is in demand for scientific and technical task that meets the needs of the mining industry.
Key words: blasting chamber, outsizes, second crushing, special technique.
AUTHORS
Makarov V.N.1, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Innovation and Development,
Tarasov P.I.1, Candidate of Technical Sciences, Leading Specialist, Transport Laboratory, Institute of Mining of Ural Branch of Russian Academy of Sciences, 620075, Ekaterinburg, Russia, Tarasov S.P.1, Graduate Student, e-mail: [email protected],
1 Ural State Mining University, 620144, Ekaterinburg, Russia.
REFERENCES
1. Yakovlev V. L., Tarasov P. I., Zhuravlev A. G. Novye spetsializirovannye vidy transporta dlya gornykh rabot (New task-specific modes of transport for mining), Ekaterinburg, UrO RAN, 2011, 375 p.
2. Kantovich L. I., Pervov K. M. Gornoe oborudovanie i elektromekhanika. 2007, no 1, 410 p.
3. Lobanov D. P., Gorovits V. B., Fonbershteyn E. G. Mashiny udarnogo deystviya dlya razrusheniya gornykh porod (Impact machines for rock destruction), Moscow, Nedra, 1983,152 p.
4. Lomonosov G. G. Gornyy zhurnal. 1968, no 12, pp. 40—41.
5. Ganapol'skiy M. I. Spetsial'nye vzryvnye raboty (Special blasting operations), Moscow, Izd-vo MGGU, 2004, 563 p.
6. Kutuzov M. B. Metody vedeniya vzryvnykh rabot. Ch. 2. Vzryvnye raboty v gornom dele i promyshlennosti (Methods of blasting. Part 2. Blasting in mining and in the other industries), Moscow, Izd-vo MGGU, 2008, 510 p.
7. Nabiulin R. Sh. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2005, no 6, pp. 251—252.
8. Menzhulin M. G., Trofimov A. B., Zakharyan M. V. Vzryvnoe delo. 2009, no 102/59, pp. 129-137.
9. Tregubov N. M. Vtorichnoe droblenie gornykh porod pri tsiklichno potochnoy tekh-nologii dobychi (Secondary fragmentation of rocks with cyclic-and-continuous mining technology), Moscow, 1976, 457 p.
10. Ganapol'skiy M. I., Baron V. L., Belin V. V. Metody vzryvnykh rabot (Methods of blasting), Moscow, Izd-vo MGGU, 2007, 563 p.
11. Timukhin S. A., Tarasov P. I., Tarasov S. P. Patent RU 101540, MPK F42D 5/00, 20.01.2011.
12. Timukhin S. A., Tarasov P. I., Tarasov S. P. Patent RU 107343, MPKF42D 3/04, 10.08.2011.
РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ «ГОРНАЯ КНИГА»
АНАЛИТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ВСТАВОК ПОСЛЕ ТЕРМООБРАБОТКИ
(№ 1090/05-17 от 15.03.17, 5 с.)
Боярских Геннадий Алексеевич1 — дтн, профессор, зав. кафедрой, Боярских Илья Геннадьевич1 — инженер,
1 Уральский государственный горный университет, e-mail: [email protected].
Выполнено аналитическое моделирование процесса нагрева твердосплавного изделия в структуре армирующего материала при термообработке. Разработана модель которая позволяет установить количественную и качественную связь температур, перемещений, деформаций и остаточных термонапряжений в твердых сплавах при термообработке.
Ключевые слова: моделирование, твердосплавные изделия, математическая модель, напряженное состояние.
ANALYTICAL MODELING OF STRESS-STRAIN STATE OF CARBIDE INSERTS AFTER HEAT TREATMENT
Boyarskikh G.A.1, Boyarskikh I.G.1,
1 Ural State Mining University, 620144, Ekaterinburg, Russia, e-mail: [email protected].
Performed analytical modeling of the process of heating the carbide product in the structure of the reinforcing material during heat treatment. The developed model which allows to establish quantitative and qualitative relation of temperature, displacement, strain and residual thermal stresses in the solid alloy during heat treatment.
Key words: modeling, precision carbide products, mathematical model, stress state.
