Особенности эксплуатации одноковшовых экскаваторов в суровых климатических условиях

Киприянов Г.О.

1. Матерой Ж. Основы прикладной геостатистики. - М.: Мир, 1968.

2. Давид М. Геостатистические методы при оценке запасов руд. - Л.: Недра, 1980.

3. Бастан П. П., Блошин Н Н Усреднение руд на горно-обогатительных предприятиях. - М.: Недра, 1981.

4. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. - М.: Наука, 1969.

5. Нормы технологического проектирования горнорудных предприятий черной металлургии с открытым способом разработки. - Л., Гипроруда, 1977.

— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------------

Вашлаев И.И. - ст. научный сотрудник, кандидат технических наук, Институт химии и химической технологии СО РАН.

Селиванов А.В. - доцент, кандидат технических наук, Ачинский филиал КГАЦМЗ.

ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИИ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

СЕВЕРО-КАВКАЗі СКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИ! Ч УНИВЕРСИТЕТ

ЧУДНОВСКИИ

Дмитрий

Маркович

Централизация инженерно-аналитичес-ких оценок и выработки организационнотехнических решений в кризисных ситуациях при ликвидации аварийных ГНВП и открытых фонтанов

УДК 621.879.004.1 Г.О. Киприянов

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОДНОКОВШОВЫХ ЭКСКАВАТОРОВ В СУРОВЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Семинар № 12

ш Ш ри ведении открытых горных работ в районах Крайнего Севера необходимо считаться с такими специфическими особенностями, как суровый климат, многолетнемерзлое состояние породных массивов, отдаленность горных предприятий от центральных регионов страны и слабые транспортные коммуникации.

Основу экскаваторного парка карьеров и угольных разрезов сравнительно небольшой производственной мощности в Якутии состав-

ляют одноковшовые экскаваторы с емкостью ковша 5^10 м3. Если механические лопаты работают в сочетании только с автотранспортом, то шагающие экскаваторы в большинстве случаев используются на перевалке вскрыши в выработанное пространство.

Эксплуатационная производительность экскаватора в этих условиях зависит от комплекса факторов, среди которых можно выделить качество взрывной подготовки мерзлых пород, уровень его обслуживания автосамосвалами и про-

стой, связанные с поломками деталей и узлов экскаваторов при низких температурах наружного воздуха.

На эффективность взрывного разрушения мерзлого породного массива влияют в основном геокриологические факторы и, в первую очередь, превращение рыхлых увлажненных отложений в прочно армированные монолиты за счет цементирующего действия льда с высокими показателями вязкости и пластичности.

О сравнительно низком качестве дробления мерзлых пород свидетельствуют результаты наших хронометражных наблюдений на Кангалас-ском угольном разрезе: среднее время черпания взорванных пород драглайном ЭШ-10.70 было равно 17-20 с, тогда как по статистическим данным оно составляет не более 15 с.

Основной объем горной массы на небольших карьерах Якутии перевозится автосамосвалами БелАЗ-540 и БелАЗ-548.

Основными причинами снижения производительности экскаваторов, связанными с работой автотранспорта, являются несоответствие вместимости кузова автосамосвалов емкости ковша погрузочного оборудования, недостаточная скорость движения машин по карьерным дорогам и примерзание мерзлой породы к кузову автосамосвала.

Вследствие неприспособленности стандартной экскаваторной техники к условиям работы при низких температурах Севера ее эксплуатационная надежность намного ниже, чем в районах с умеренным климатом.

На угольных разрезах Якутии производительность экскаваторов зимой может снижаться в 2-2,5 раза, что обусловлено увеличением частоты аварийных ситуаций и более продолжительным ремонтом отказавшей машины.

К главным причинам поломок узлов и деталей экскаваторов при низких температурах следует отнести: - возникновение больших динамических нагрузок в рабочем органе экскаватора при выемке плохо взорванных пород, а также при вторичной смерзаемости их; - недостаточную хладостойкость металла, из которого выполнены узлы машины; - потерю текучести и застывание смазки при замерзании масел; -частые выходы из строя резинотехнических деталей и электротехнических материалов из-за

увеличения их жесткости и ломкости при сильных морозах; - отсутствие элементов автоматизации в системах управления одноковшовыми экскаваторами.

Как показывает опыт эксплуатации одноковшовых экскаваторов в условиях сурового климата, число поломок таких деталей и элементов, как зубчатые колеса, рукоять и зубья ковшей в зимние месяцы увеличивается до 4-5 раз. Это обусловлено тем, что нехладостойкий металл рабочего органа экскаватора при увеличении динамических нагрузок реагирует своеобразно: происходит перестройка его кристаллической структуры с увеличением зерен и переходом из вязкого состояния в хрупкое. Разрушение металла также подготавливается наличием мест концентрации напряжений и протеканием локальной пластической деформации. Вследствие этого появляются микротрещины, которые затем распространяются со скоростью звука.

В связи с этим карьерные мехлопаты в обычном исполнении не должны эксплуатироваться при температуре наружного воздуха -42 0С и ниже.

Следует также учитывать, что процесс экскавации осложняется при возникновении вторичной смерзаемости взорванной массы.

В зависимости от температуры окружающей среды и влажности (льдистости) породного массива срок смерзания развала пород может составить 6 и более суток. Поэтому при планировании производства массовых взрывов, особенно в теплое время года, необходимо ориентироваться на такой объем взрываемых пород, который возможно разрабатывать в течение 4-6 суток.

Для снижения отрицательного влияния вышерассмотренных факторов на эксплуатацию одноковшовых экскаваторов в условиях Севера используются различные способы и мероприятия [1, 2, 3, 4].

Таким образом, дальнейшее повышение эффективности открытых горных работ в условиях многолетней мерзлоты связано не только с внедрением новой экскавационной техники, но и с обеспечением ее надежной и безаварийной работы при низких температурах наружного воздуха.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Беляков Ю.И Экскаваторные работы: Справочник 2. Махно Д.Е. Эксплуатация и ремонт карьерных

рабочего. - М.: 1992. экскаваторов в условиях Севера. - М.: 1984 г.

3. Кулешов А.А. Мощные экскаваторно- 4. Оводенко Б.К. Горные работы на карьерах Запо-

автомобильные комплексы карьеров. - М.: 1980. лярья. - Л.: 1972.

— Коротко об авторах ------------------------

Киприянов Г.О. - Якутский государственный университет.

УДК 622.271 А.Г. Михайлов

РАЗМЫВ ПОРОД ВОДОГАЗОВЫМИ СТРУЯМИ*

Семинар № 12

Главным фактором при струйном разрушении массива забоя, по мнению ряда исследователе [1, 2], является динамическое давление струи. Выбрасываемая под давлением струя воды аналогична твердому телу по характеру воздействия на забой. В то же время известно [3], что разрушение массива водной струей происходит при удельном давлении, значительно меньшем временного сопротивления пород, характеризуемого величиной сопротивления вдавливанию в породу плотномера. Соотношение разрушающих усилий давления на породу струи плотномера имеют существенные различия для разных типов пород. Для глинистых пород соотношение составляет 10-15, а для песчаных грунтов его значение находится в пределах 5-7. Принято считать [1], что разница разрушающих усилий обусловлена динамическим характером воздействия струи и гидродинамическим силам, возникающим при проникновении отдельных струек воды в поры грунта [4].

Безусловно, фактор динамического давления водной струи является основным, без которого разрушения массива происходить

'Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 02-05-64372)

не будет. Однако не менее важным является факт использования самой воды в процессе разрушения. Именно этим может быть объяснено существенное снижение давления (почти на порядок) для водной струи на забой, при котором осуществляется разрушение массива, и разница в соотношениях разрушающих давлений струи для разных пород. Наличие избыточной воды (выше естественной влажности) обусловливает включение природного механизма дезинтеграции материала массива. Характерно это явление только для массивов пород, природа связей частиц которых основана на водных оболочках. Дополнительная вода, подаваемая на забой массива, снижает крепость пород, уменьшая силу сцепления смежных частиц посредством перевода связей между частицами с оболочек прочносвязанной воды на более низкий уровень - оболочки рыхлосвязанной воды. Однако, взаимодействие глинистых пород с водой, характеризуемое набуханием и размоканием, процесс для пород с высоким содержанием глинистых частиц является достаточно медленным. Физика процесса набухания представляет собой вначале гидратацию наружного слоя частиц, получавшего доступ к свободной воде, а образовавшиеся гидратные оболочки проникают

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Киприянов Г. О.

Текст научной работы на тему «Особенности эксплуатации одноковшовых экскаваторов в суровых климатических условиях»