CC BY
0
ГИАБ. Горный информационно-аналитический бюллетень / MIAB. Mining Informational and Analytical Bulletin, 2023;(11-1):51-71 ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL PAPER
УДК 622.23.05 DOI: 10.25018/0236_1493_2023_111_0_51
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ШНЕКОВОГО ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ОЧИСТНОГО КОМБАЙНА
В.В. Габов1, Д.А. Задков1, А.Ф. Прялухин1, М.В. Садовский2, В.В. Молчанов3
1 Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия, e-mail: [email protected]
2 ООО «ГРИНС Майнинг», Новокузнецк, Россия, 3 ООО «Горный инструмент», Новокузнецк, Россия
Аннотация: Выполнен анализ существующих конструкций и схем расстановки резцов шнековых исполнительных органов очистных комбайнов и рассмотрены вопросы повышения эффективности отделения угля от массива. Приведен анализ опыта эксплуатации шнековых исполнительных органов на угольных шахтах Российской Федерации. Проанализированы факторы, влияющие на интенсивность отказов шнековых исполнительных органов, оснащенных резцедержателями с тангенциальными поворотными резцами. Выявлены причины, оказывающие влияние на интенсивность изнашивания указанных элементов исполнительных органов очистных комбайнов в конкретных горно-геологических условиях их эксплуатации. Определены значения основных параметров установки тангенциальных поворотных резцов. Предложены дополнения и уточнения к методике расчета и выбора значений конструктивных параметров шнекового исполнительного органа очистного комбайна в зависимости от прочностных свойств угольного пласта и вмещающих пород. Основное внимание уделено расстановке кутковых резцов на шнековом исполнительном органе, которые работают в наиболее тяжелых условиях блокированного и углового срезов. Основной подход при проектировании шнековых исполнительных органов, оборудованных тангенциально-поворотными резцами, направлен на технологичность их изготовления. Для увеличения ресурса шнекового исполнительного органа предлагается нанесение специальной сетки твердосплавными электродами на резцедержатели, обечайку и лопасти для самофутеровки рабочих поверхностей. Ключевые слова: очистной комбайн, шнековый исполнительный орган, резец, резание, схема расстановки резцов, износ, эффективность.
Для цитирования: Габов В. В., Задков Д. А., Прялухин А. Ф., Садовский М. В., Молчанов В. В. Совершенствование конструкции шнекового исполнительного органа очистного комбайна // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2023. - № 11-1. -С. 51-71. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_Ш_0_51.
Mining combine screw executive body design
V.V. Gabov1, D.A. Zadkov1, A.F. Pryaluhin1, M.V. Sadovsky2, V.V. Molchanov3
1 Empress Catherine II Saint-Petersburg Mining University, Saint-Petersburg, Russia, e-mail: [email protected] 2 LLC «GRINS Mining», Novokuznetsk, Russia 3 LLC «Gorny instrument», Novokuznetsk, Russia
© В.В. Габов, Д.А. Задков, А.Ф. Прялухин, М.В. Садовский, В.В. Молчанов. 2023.
Abstract: The paper analyzes the existing designs and schemes for the placement of screw cutters of the executive bodies of cleaning combines and considers the issues of increasing the efficiency of coal separation from the array. The analysis of the experience of operating screw executive bodies in coal mines of the Russian Federation is given. The factors influencing the failure rate of screw actuators equipped with tool holders with tangential rotary cutters are analyzed. The reasons influencing the intensity of wear of the specified elements of the executive bodies of cleaning combines in specific mining and geological conditions of their operation are revealed. The values of the main parameters of the installation of tangential rotary cutters are determined. Additions and clarifications to the methodology for calculating and selecting the values of the design parameters of the screw executive body of the cleaning combine are proposed, depending on the strength properties of the coal seam and the host rocks. The main attention is paid to the placement of cutter cutters on the screw executive body, which work in the most severe conditions, blocked and angular sections. The main approach in the design of screw executive bodies equipped with tangential rotary cutters is aimed at the manufacturabil-ity of their manufacture. To increase the resource of the screw executive body, it is proposed to apply a special mesh with carbide electrodes to the tool holders, shell and blades for self-lining of working surfaces.
Key words: mining combine, screw executive, cutter, cutting, arrangement of cutters, wear, efficiency.
For citation: Gabov V. V., Zadkov D. A., Pryaluhin A. F., Sadovsky M. V., Molchanov V. V. Mining combine screw executive body design. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2023;(11-1):51-71. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_111_0_51.
Введение
В настоящее время основной объем добычи угля подземным способом осуществляется в длинных очистных забоях выемочными комбайнами со шнеко-выми исполнительными органами, при этом используется наиболее эффективный механический способ отделения угля от массива.
За многие десятилетия активного использования механического способа разрушения горных пород были разработаны, изготовлены и получили опыт эксплуатации режущие исполнительные органы очистных комбайнов разных компоновок и конструкций, были созданы теоретические основы и разработаны методики расчета и выбора их параметров [1, 2]. На практике преобладающее распространение получили шнековые исполнительные органы вследствие их
простоты конструкции, надежности и технологичности в процессе производства и в эксплуатации. Вероятность появления нового типа исполнительного органа, конкурентного шнековому, чрезвычайно мала. Таким образом, актуальность использования и совершенствования шнековых исполнительных органов очистных комбайнов сохранится еще на длительный период времени.
В последние годы шнековые исполнительные органы очистных комбайнов оснащаются преимущественно тангенциальными поворотными резцами, особенно при их эксплуатации на угольных пластах сложного строения с породными прослоями и твердыми включениями [3, 4].
Тангенциальные поворотные резцы не имеют режущих кромок, отделение угля от массива осуществляют после-
довательными элементарными сколами [5]. Из-за меньшей стоимости, большей стойкости и удобства эксплуатации эти резцы, по сравнению с другими типами резцов, получили преобладающее распространение в горнодобывающей и горностроительной отраслях [6].
В совокупности процесс отделения угля от массива шнековыми исполнительными органами относится к комплексным и включает в себя резание массива, вынос угля резцами и резцедержателями из зоны резания в радиальном направлении, транспортирование угля лопастями шнека в осевом направлении к зоне разгрузки [7], при этом поток угля на разных участках его траектории меняет направленность движения, что приводит к возникновению циркуляций в потоках и к изменению сопротивлений их движению.
В общем случае эффективность процесса отделения полезного ископаемого от массива шнековыми исполнительными органами при заданных скоростях резания и подачи очистных комбайнов зависит от значений геометрических и конструктивных параметров как самих исполнительных органов, так и их резцов и резцедержателей, что в совокупности отражается на значениях параметров расстановки резцов на исполнительном органе. Поэтому существенное внимание следует уделить совершенствованию конструкции шнекового исполнительного органа, методике выбора рациональных значений его параметров и снижению удельного расхода энергии в процессе отделения угля от массива. При этом правильный выбор режущего инструмента, схем его расстановки и способов крепления на исполнительном органе позволяют увеличить производительность горной машины, обеспечить снижение расхода резцов и повысить ресурс как исполнительных органов, так и комбайнов в целом.
В России разработаны и действуют отраслевые стандарты ОСТ 12.44.258-84 и ОСТ 12.44.197-81, основанные на результатах экспериментальных исследований процесса разрушения горных пород резцами исполнительных органов добычных и проходческих комбайнов. Зависимости для определения нагружен-ности резцов, заложенные в них, прошли апробацию и получили широкое распространение в России и за рубежом. Известны и другие фундаментальные работы [8 — 10]. Естественно, что теоретические модели разрушения горных пород резцами, построенные с множественными допущениями и упрощениями, корректируются, уточняются и дополняются [11 — 13].
В течение последних десятилетий интенсивность процесса добычи, производительность и энерговооруженность горных машин устойчиво возрастают. При этом качество процессов отделения угля от массива, его погрузки и транспортировки исполнительным органом остаются весьма энергозатратными. Они характеризуются интенсивным пыле-образованием, переизмельчением угля [14, 15], значительным расходом резцов и затратами на пылеподавление [16, 17]. Обозначенные вопросы следует отнести к весьма важным и своевременным, так как объемы добычи возрастают, и в будущем будут увеличиваться [18, 19], в разработке будут участвовать все более крепкие массивы пород [20—22], интенсивность процессов добычи и переработки полезных ископаемых будет возрастать [23 — 25].
Анализ ситуации
и метод исследования
Анализ опыта эксплуатации шнеко-вых исполнительных органов подтверждает, что в ряде горно-геологических условий эффективность работы комбайнов, оснащенных шнековыми исполни-
Рис. 1. Характер изнашивания шнекового исполнительного органа диаметром 1500 мм и шириной захвата 0,8 м
Fig. 1. The nature of wear on auger blades with a diameter of 1500 mm and a width of 0.8 m
тельными органами с тангенциальными поворотными резцами, существенно снижается. Установлено, что в структуре отказов шнеков, оснащенных тангенциальными поворотными резцами, наряду с поломочными отказами резцедержателей (отрыв и разрушение), значительную долю (до 60%) составляют отказы, вызванные износом корпуса самих резцедержателей [3]. Такие отказы обусловлены малым радиальным вылетом тангенциальных поворотных резцов относительно торца резцедержателя. Таким образом, при работе комбайна с достаточно большими скоростями подачи и из-за малого развала борозды
среза, особенно в кутковой части шнека, имеет место контактирование резцедержателей с неразрушенным массивом угля, вероятность возникновения которого возрастает по мере изнашивания резцов [3, 26, 27]. Указанные факторы приводят к уменьшению межремонтного ресурса шнеков по отказам, связанным с износом и поломками резцедержателей, что наглядно видно из рис. 1 и 2, а.
Малый угол установки резцов к плоскости резания (45°) уменьшает их радиальный вылет, что также приводит к изнашиванию резцедержателей, особенно при больших скоростях подачи и небольшом конструктивном вылете рез-
Рис. 2. Шнековый исполнительный орган диаметром 1250 мм и шириной захвата 0,8 м. Следы изнашивания: резцедержателей (а); лопасти (б)
Fig. 2. Screw executive body with a diameter of 1250 mm and a gripping width of 0.8 m. Wear marks: tool holders (a); blades (b)
Рис. 3. Характер изнашивания резцов РШ32-70/16 SK: износ головки резца (а); разрушение армировки и износ головки резца (б)
Fig. 3. The nature of the wear of the cutters RSH32-70/16 SK: wear of the cutter head (a); destruction of reinforcement and wear of the cutter head (b)
цов. При этом, если резцедержатели установлены на уровне лопастей, то в процессе эксплуатации изнашиваются и сами лопасти, что видно из рис. 2, б. При эксплуатации таких исполнительных органов имеются и другие недостатки, связанные, в частности, с низкой сортностью добываемого угля, повышенными пылевыделением и удельной энергоемкостью резания угля [3].
Расположение резцов, способ их крепления, большие выступы резцедержателей в современных шнековых исполнительных органах являются причиной больших ударных нагрузок при откалывании кусков угля, его переизмельчении и сопровождаются интенсивным пыле-образованием. Характер изнашивания резцедержателей наглядно виден по следам износа (см. рис. 1 и 2), что говорит о невписываемости резцедержателей в развал борозды среза. Часто принимаемые параметры схем расстановки тангенциальных поворотных резцов не обеспечивают их свободный поворот в резцедержателях, что приводит к повышенному расходу режущего инструмента [3]. Как видно из рис. 3, а характер изнашивания по окружности головки резца неравномерен из-за отклонения углов установки резцов с резцедержателями от рациональных значений. Кроме того, в связи
с неоднородностью строения угольных пластов и, как следствие, разной их крепостью, особенно при замещении угля породой или при присечке крепких горных пород кровли или почвы, исполнительные органы очистных комбайнов испытывают значительные динамические нагрузки, а резцовый инструмент и резцедержатели подвергаются более интенсивному изнашиванию и поломкам. На рис. 3, б показан резец РШ32-70/16 SK с изношенной головной частью и с разрушенным армирующим элементом.
Таким образом, в современных условиях эксплуатации существующие принципы, методы и методики расстановки резцового инструмента на шнековых исполнительных органах не позволяют в полной мере обеспечить эффективное отделение угля от массива с достаточной их долговечностью и надежностью, в связи с чем целью данной работы является разработка более совершенных технических решений и схем расстановки резцов.
Для достижения поставленной цели необходимо:
1. Рассмотреть критерии, используемые в оценках качества схем расстановки резцов.
2. Провести анализ качества схем расстановки резцов современных шнеко-
Рис. 4. Схема № 1 расстановки резцов на шнеке (D = 2,25 м, В = 0,8 м)
Fig. 4. Scheme No. 1 of the placement of incisors on the auger (D = 2,25 m, В = 0,8 m)
Резец Угол наклона
Резец
Чгол наклона
Рис. 5. Схема № 2 расстановки резцов шнека (D = 2,25 м, В = 0,63 м)
Fig. 5. Scheme No. 2 of the placement of incisors on the screw executive body (D = 2.25 m, В = 0.63 m)
вых исполнительных органов очистных комбайнов.
3. Разработать рекомендации по выбору параметров установки тангенциальных поворотных резцов на шнековом исполнительном органе.
4. Разработать рациональную схему расстановки резцов.
Основными геометрическими параметрами, влияющими на эффективность процесса отделения угля от массива шнековыми исполнительными органами очистных комбайнов, являются: шаг расстановки резцов — толщина среза — Ь. и углы установки режущего инструмента (угол установки резца к плоскости резания — 9; угол поворота резца к плоскости вращения — Ь ; угол наклона резцедержателя к плоскости вращения — Рн; угловой шаг расстановки резцов — угловые координаты резцов — у.).
В таблице представлены значения параметров рассмотренных схем расстановки резцов шнековых исполнительных органов очистных комбайнов, эксплуатируемых на шахтах РФ.
Основными критериями для оценки качества схемы расстановки резцов и работы шнека при условии обеспечения заданной производительности приняты: максимально допустимая толщина среза Лтах, гранулометрический состав разрушенной массы W , выход пыли и удельный расход энергии а также обеспечение приемлемой неравномерности нагруженности исполнительного органа и его надежности [28].
Положение резцов в линиях резания (в табл. — л.р.) в общем случае определяется с учетом заданных скоростей подачи и резания, радиального вылета резцов I и обеспечения максимально допустимой толщины среза Лтах.
Качество процесса резания оценивалось также формой и величиной площади сечений срезов.
На рис. 4 представлена схема № 1 расстановки резцов четырехзаходного шнекового исполнительного органа(см. табл.): диаметр по вершинам резцов D = = 2,25 м, ширина захвата В = 0,8 м. Шнек комбайна SL-300 спроектирован для условий СП «Шахта Воркутинская», пласта «Тройной». Мощность вынимаемого пласта 2,82 м. Количество линий резания: забойных — 8, кутковых — 5.
Для аналогичных условий сформирована схема № 2 расстановки резцов (см. рис. 5) четырехзаходного шнекового исполнительного органа (см. таблицу). В отличие от схемы № 1 на схеме № 2 ширина захвата В = 0,63 м.
При наличии ряда ограничивающих факторов [29] меньшая ширина захвата позволяет снять ряд ограничений и обеспечить перемещение комбайна с большей скоростью подачи и, как следствие, с большими толщиной стружки и качеством угля по гранулометрическому составу.
На рис. 6 представлена схема № 3 расстановки резцов трехзаходного шнекового исполнительного органа(см.таблицу): диаметр по вершинам резцов D = = 2,0 м, ширина захвата В = 0,8 м. Шнек комбайна фирмы Joy спроектирован для условий шахты «Есаульская». Мощность вынимаемого пласта 3,2 м. Количество линий резания: забойных — 10, кутко-вых — 6.
Резцы в кутковых линиях резания распределены равномерно, установлены с наклоном и поворотом, с увеличением последовательно угла наклона от 0° до 60°, что обеспечивает вписываемость последующих резцедержателей в развал предыдущих срезов. Расположение забойных резцов принято исходя из установленной скорости подачи, что обеспечивает необходимую толщину среза. Максимальная толщина среза исключает ударные контакты резцедержателей с разрушаемым массивом.
Параметры схем расстановки резцов на шнековых исполнительных органах очистных комбайнов Parameters of the arrangement schemes of cutters on screw executive bodies of mining combines
Номер схемы 1 2 3 4 5 6 7 8
Тип комбайна SL-300 SL-300 Joy К-750Ю К-750Ю МВ-450Е KGS-245 SL-300
Частота вращения шнека п, об/мин 37 45 39 35 н.д. 47 н.д. 47
Мощность пласта Нпп, м 2,82 2,82 3,2 до 4 ДО 4 1,48 1,3 1,78
Сопротивляемость пласта резанию Лпр, кН/м 230 236 200 до 360 до 360 210 прослои кварцита 206
Диаметр шнека по вершинам резцов О, мм 2250 2250 2000 до 2000 1600 1250 1000 1500
Ширина захвата м 0,8 0,63 0,8 0,8 0,805 0,79 0,85 0,8
Количество заходов исполнительного органа N 4 4 3 3 3 3 2 3
Количество резцов в л. р. 4 4 3 3 3 3 2 3
Тип резцов РШ 30-75Д6 BSR175 L90 38/30-77/ L90 РГ-50116 G50/75-15.5.000СБ РШ 30-75Д6 РШ 38-95L 100 НД9
Общее количество резцов 52 44 48 45 51 45 42 45=27+18; +6
Шаг расстановки резцов t., мм:
забойных 95, 92, 87, 84, 79, 75, 71, 67 115,106, 96,87, 76 82, 78, 75, 70, 66, 62, 58, 54, 50, 50 100, 80, 75, 70,70, 70, 65, 55,45 72, 65,60, 60, 55, 55, 55, 55, 50, 50,45 48x12 49,49,49,49,48,48, 48,48,46,5,46,5, 46,5,46,5,46,5,44,5 76, 78, 76 74, 72, 70, 68, 66, 60
кутковых 62,48, 28, 12 53,43, 30, 16,8 47,40, 34, 19,15 35, 30, 30, 25,25, 20 43, 35, 30, 25 40, 36, 36, 32, 28 43,40, 34, 28,20 45, 39, 32, 26, 18
Углы установки, град.: поворот резца р наклон резцедержателя Рн 5-8 -15,0,..., 0, 5, 30, 52, 67 5-8 -15,0,..., 0, 0, 22,42, 58, 67 2-5 0,16, 29,41, 51,60 5-8 -30, -15, 0, 0,15, 30, 30 5-8 -15,15,45, 0, 30,45 5 -10, 0, ..., -18, 0,15, 30,40, 55 н.д. Н.Д. 2-5 -15, -2,0 ..., 0,12, 24, 36, 46, 55
Угол установки резца к плоскости резания 0, град. 48 52 48 45 50 45 50 45
Допустимая толщина среза по вылету резца мм 52 54 74 58 47 48 52 64
Рис. 6. Схема № 3 расстановки резцов шнека (D = 2,0 м, В = 0,8 м)
Fig. 6. Scheme No. 3 of the placement of incisors on the screw executive body (D = 2,0 m, В = 0,8 m)
Резец Угол наклона
Рис. 7. Схема № 5 расстановки резцов шнека (D = 1,6 м, В = 0,8 м)
Fig. 7. Scheme No. 5 of the placement of incisors on the screw executive body (D = 1.6 m, В = 0.8 m)
Значения параметров схемы № 4 расстановки резцов шнекового исполнительного органа комбайна К-750Ю представлены в таблице: диаметр по режущим кромкам резцов О = 2,0 м, ширина захвата В = 0,8 м. Шнек спроектирован для угольных пластов мощностью до 4,0 м. Количество линий резания: забойных — 8, кутковых — 7. В целом схема аналогична рассмотренным выше. Отличие в том, что первый кутковый резец, который участвует в формировании вруба, установлен под углом -30° к плоскости вращения, что позволяет уменьшить шаг между врубовыми резцами, которые работают в наиболее тяжелых условиях. С другой стороны, это приводит к уменьшению радиального вылета резца, к несимметричному сечению среза, неуравновешенным силам, уменьшению развала среза и, как следствие, ухудшает условия проворота резца.
К общим недостаткам рассмотренных схем № 1 — 4 следует отнести:
• чрезмерно малый шаг крайних кутковых линий резания, что создает условия для разрушения массива сжатием и повышенную интенсивность процесса изнашивания керна и конусной части державки резца. В результате происходит существенное переизмельчение угля в кутковой зоне забоя, повышается удельный расход энергии и выход мелких классов;
• повышенную плотность резцов и переменный угловой шаг их расстановки, что увеличивает динамику и неравномерность нагруженности исполнительного органа;
• большой угол поворота резцедержателей кутковых резцов, что ухудшает условия их вписываемости в развал среза и повышает вероятность воздействия резцедержателей на целиковый массив;
• чрезмерное взаимное перекрытие лопастей, что приводит к уменьшению угла их навивки и снижению производи-
тельности по погрузке; при этом осевые силы увеличиваются, и, как следствие, возникают циркуляции движущей массы в потоке и ее переизмельчение.
Такие исполнительные органы созданы для получения качественного гранулометрического состава угля при больших скоростях подачи. Если скорость подачи будет ограничена, то при наличии в линии резания большого числа резцов толщина среза уменьшается, что ведет к увеличению выхода штыба.
На рис. 7 представлена схема № 5 расстановки резцов шнекового исполнительного органа очистного комбайна К-750Ю (см. таблицу): диаметр по вершинам резцов до О = 1,6 м, ширина захвата В = 0,8 м. Шнек спроектирован для угольных пластов мощностью до 3,0 м. Количество линий резания: забойных — 11, кутковых — 5.
Основные особенности схемы расстановки резцов:
• резцедержатели в кутковой зоне наклонены и повернуты, радиальный вылет резцов и соответственно толщина среза уменьшаются;
• в крайней кутковой линии резания Е, в наиболее тяжелых условиях, где Ьн = 45°, количество резцов увеличено в 2 раза;
• не обеспечивается вписываемость резцедержателей в собственный срез, а вписываемость резцедержателей в предыдущие срезы не обеспечивает условие симметричного вписывания резцедержателя в развал собственного среза.
Параметры схемы № 6 расстановки резцов трехзаходного шнекового исполнительного органа комбайна МВ-450Е представлены в таблице: диаметр по вершинам резцов О = 1,25 м, ширина захвата В = 0,8 м. Шнек спроектирован для условий СП «Шахта Комсомольская», мощность вынимаемого пласта 1,48 м. Количество линий резания: забойных — 13, кутковых — 6, резцов на шнеке — 57 шт.
В кутковой части форма и площадь сечений срезов несимметричны, шаг между линиями резания мал и соизмерим с диаметром керна резца. Таким образом, сохраняются недостатки рассмотренных ранее схем.
Резцедержатели резцов шестой кутковой линии резания, которые участвуют в образовании вруба, наклонены к плоскости вращения на угол Рн = -18° для улучшения условий формирования вруба, что обеспечивает большее количество линий резания в кутковой части для лучшей «вписываемости» последующих резцедержателей в развалы срезов.
Малый угол установки резцов 9 = = 45° к плоскости резания уменьшает их радиальный вылет, что приводит к повышению интенсивности изнашивания резцедержателей при больших скоростях подачи.
На рис. 8 представлена схема № 7 расстановки резцов двухзаходного шнекового исполнительного органа комбайна KGS-245 (см. таблицу): диаметр по вершинам резцов D = 1,0 м, ширина за-
хвата В = 0,85 м. Шнек спроектирован для условий ОАО Шахтоуправления «Обуховская». Мощность вынимаемого пласта 1,3 м с прожилками кварцита от 80 мм и до полного замещения им угля. Количество линий резания: забойных — 14, кутковых — 6.
На двухзаходном шнековом исполнительном органе в забойной части на лопастях размещено максимальное количество резцов. В первой кутковой линии резания А резцов в два раза больше, что уменьшает в два раза толщину и, как следствие, сечение среза. В этом случае стойкость резцов повышается. При этом наблюдается незначительное непостоянство углового шага установки забойных и кутковых резцов, возможна неуравновешенность нагрузок. Два крайних забойных резца 13 и 14 повернуты и наклонены для снятия бровки на почве пласта у конвейера. При резании крепких пород и твердых включений возможны ударные нагрузки, поэтому необходимо уменьшение скорости подачи (толщины среза).
Рис. 8. Схема № 7 расстановки резцов шнека (D = 1,0 м, В = 0,85 м)
Fig. 8. Scheme No. 7 of the placement of incisors on the screw executive body (D = 1.0 m, B = 0.85 m)
Обсуждение результатов
В последние годы интенсивно проводятся исследования по изысканию новых комбинированных схем расстановки резцов на шнековых исполнительных органах [30, 31]. Установлено, что у шнековых исполнительных органов, в которых резцедержатели устанавливаются в пазы лопасти, практически исключаются отказы шнеков по поломкам, и при установке тангенциальных резцов их режущие кромки можно вынести за торец лопасти в сторону ее погрузочной поверхности [9]. Это снижает нагрузки на резцы и уменьшает дробление угля в пространстве между забоем и резцедержателем или корпусом шнека, что существенно улучшает сортность угля по гранулометрическому составу.
Однако с учетом низкой технологичности и сложности такого конструктивного исполнения на практике ему предпочитают установку резцедержателей непосредственно на лопасти шнека. Для уменьшения интенсивности изнашивания поверхности таких резцедержателей усиливают наплавкой твердосплавными материалами специальной защитной сетки [32—34].
Исходя из опыта изготовления, ремонта и эксплуатации шнековых исполнительных органов, были сформулированы рекомендации к проектированию и изготовлению шнековых исполнительных органов, которые изложены ниже.
По методике ОСТ 12.44.258-84 количество резцов в кутковых линиях четко не определено, изменяется от максимального в крайней кутковой линии т., = т. + (2...3) до минимального т =
к1 з1 4 ' " кп
= т в кутковой линии, примыкающей к первой забойной тз1.
Недостатки данного метода расположения кутковых резцов:
1. Неравномерное расположение резцов в линии резания по длине окружности диска шнека (угловой шаг у.), что
приводит к неравномерности нагрузок на каждый отдельный резец и к повышению неравномерности нагруженности исполнительного органа в целом.
2. Нет возможности расположить резцы так, чтобы каждый последующий резец последовательно расширял врубовую полость, созданную первым заруб-ным резцом. При этом увеличивается вероятность невписываемости резцедержателя в борозду развала среза, что приводит к увеличению нагрузки на резец и к интенсивному износу резцедержателя.
Рекомендуемый метод
расстановки кутковых резцов
Для устранения вышеперечисленных недостатков и неопределенностей предлагается следующий метод расстановки кутковых резцов:
• в случае с хрупкими углями и со слабыми вмещающими породами при значении показателя разрушаемости Я ^ ^ 30 рекомендуется для улучшения гранулометрического состава добываемого угля ограничиться 4.5 кутковыми линиями резания;
• в случае с вязкими углями и крепкими породными прослоями с крупными включениями при значении показателя разрушаемости Я > 30 необходимо количество кутковых линий резания увеличить до 6.7 в зависимости от толщины срезов и твердости породных прослоев, при полном замещении угля породой — до 8.
Кутковые резцы необходимо располагать так, чтобы вершины резцов образовывали спиральную линию, закручивающуюся в сторону, противоположную направлению спиральной линии, образованной вершинами забойных резцов. Количество спиральных линий кутковых резцов равно количеству спиральных линий забойных резцов.
Ближайший к забойной части кутко-вый резец располагается в вершине про-
странственного угла, образованного спиральными линиями кутковых и забойных резцов и формирует в массиве угля первоначальную врубовую полость. Врубовый резец работает в режиме блокированного среза и испытывает повышенные нагрузки [35], что приводит к снижению его срока службы по сравнению с остальными резцами [27]. Поэтому для уменьшения нагрузки на врубовый резец их количество в линии резания удваивается по отношению к количеству резцов в забойной линии резания. Данная мера позволяет увеличить срок службы врубовых резцов до срока службы забойных резцов.
Крайний в спиральной линии кутко-вый резец работает в режиме углового среза и испытывает повышенные нагрузки, при этом он имеет максимальный угол наклона к направлению подачи, что уменьшает его радиальный вылет:
/р=/к-5те-со5рн, (1)
где 0 — угол установки резца к поверхности резания; Рн — угол наклона кутко-вого резца к направлению подачи; / — конструктивный вылет резца.
Для обеспечения равенства суммарной максимальной толщины стружки, снимаемой резцами крайней кутковой линии за один оборот шнека с суммарной максимальной толщиной стружки, снимаемой резцами забойной линии резания за один оборот шнека, необходимо количество резцов в крайней кутковой линии резания принимать в два раза больше, чем количество резцов в забойной линии резания.
Шаг расстановки кутковых резцов по углу поворота шнека подбирается таким образом, чтобы кутковые резцы размещались в промежутках между забойными резцами по угловому шагу у..
После определения общего количества кутковых резцов необходимо выполнить проверку на возможность физиче-
ского размещения их резцедержателей на диске шнека:
где с1 — диаметр установки резцедержателей; I — длина резцедержателя; 5 — зазор между резцедержателями для обеспечения качественного сварного соединения, рекомендуется принимать порядка 12... 15 мм.
Схема расстановки кутковых резцов и расположение их в торцовой части ло-бовины должны исключать контактирование корпуса шнека с забоем и сводить к минимуму неравномерность его на-груженности.
Ширина кутковой части Взк шнеко-вого исполнительного органа при числе кутковых линий резания ллк ^ 5 принимается из соотношения:
"„к-1
1,5-Т <В = У г'. <2-Т , (3)
' опт.з з.к / ' К1 опт.з ' \ /
1=1
где Т оптз — средняя оптимальная ширина стружки для забойных резцов; ппк — число кутковых линий резания; — кутковые шаги резания.
Крайний кутковый шаг резания принимается из соотношения:
^•5т(90°-рн1)<4<0,45.Топтз, (4)
где с1к — диаметр керна резца; р — угол наклона крайнего куткового резца к направлению подачи. Меньшее значение шага принимается при наибольшем числе кутковых линий резания (7...8), большее значение шага принимается при числе кутковых линий резания, равном 4.
Ширина среза резцами кутковой группы должна быть нарастающей в направлении от самой удаленной линии резания до забойной. Наименьшая ширина среза принимается 15...20 мм. Последующие кутковые шаги резания устанавливают по зависимости
2(Пяг-1)
(5)
где — первый в забойной части шаг резания (соседний с кутковой частью); ¿лк — номер рассматриваемой кутковой линии резания; ппк — число линий резания в кутковой части исполнительного органа.
Угол наклона кутковых резцов в ¿-й линии резания к плоскости, перпендикулярной оси вращения шнека:
В -У- t'
Рзк / ' KÎ-1
м. =arcsin--
L+h„d + R
" pa CJ
(6)
где /? — радиус скругления лобовины шнека; /? — высота резцедержателя (см. рис. 9).
Схемы расположения тангенциальных поворотных резцов в кутковой части шнека следует формировать совместным выбором значений шага расстановки резцов, их угла поворота и угла наклона резцедержателя с резцом к плоскости вращения. Результат взаимодействия должен быть оценен условием вписываемости резца с резцедержателем в развал среза.
При серпообразных срезах рекомендуется форму и площадь сечения срезов подбирать симметричной коси резца для предотвращения чрезмерного его вра-
щения вокруг собственной оси под действием сил трения при возникновении неуравновешенных сил. Интенсивное вращение резца приводит к повышенному износу втулки. Для предотвращения неравномерного износа резца рекомендуется устанавливать его с поворотом к плоскости вращения:
• в забойной части при благоприятных условиях в пределах Р =2°, а в условиях осложнения орошения и подвода воды в активную зону резания — до
Рр = 5°;
• в кутковой части при благоприятных условиях до Р = 5°, а при осложненных - до |3 = £..10°.
При работе комбайна по углю и по некрепким породам необходимо определять оптимальные сечение и толщину среза и проводить расчет при заданной скорости подачи и требуемой мощности.
При работе по крепким углям и породам необходимо уменьшать сечение и толщину стружки установкой большего количества резцов, исходя из размеров исполнительного органа.
Рекомендуется стремиться к установке кутковых резцов с постоянным угловым шагом у , что обеспечивает динамическую уравновешенность суммарных сил на исполнительном органе. Оценку эффективности схемы набора резцов по
Рис. 9. Гэометрические параметры установки резца Fig. 9. Geometric parameters of the cutter installation
F ъ з; E \ 0 \ С N 260° Oa 4 ï> С F \ E \ D § E \ в Ъ îï A h F 8 E § 0 43 с Ъ i- в \ A
§ 1 h 1 \ ^ \<N \ К \ V 0\ 41 N ь? N \ lr S lr ry-. lr s \ \ \ H. \ l Г V Л M lr g lr k 1 К У \ § k M S /А
V 1 N Резвц Угол наклона
A 0°
В 12°
С
¿>4°
D 36°
E Î6°
F 55°
Рис. 10. Схема № 8 расстановки резцов шнека (D = 1,5 м, В = 0,8 м)
Fig. 10. Scheme No. 8 of the placement of incisors on the screw executive body (D = 1.5 m, B = 0.8 m)
фактору силовой уравновешенности следует производить по величине конструктивного коэффициента вариации v¡u окружной силы:
=^ § в- )' •
(7)
где Ри — среднее значение суммарной силы резания на исполнительном органе, Н; — значение суммарной силы резания для у-го положения исполнительного органа, Н; К — число рассматриваемых положений; у — номер поло-
жения исполнительного органа при повороте его на угол 360°/К. Чем меньше величина V , тем более эффективен процесс резания по этому фактору.
Для условий ООО «Шахта «Юбилейная» (пласт 16) специалистами ООО «ГРИНС Майнинг» и Санкт-Петербургского горного университета с учетом вышеизложенных рекомендаций предложена схема № 8 расстановки резцов (рис. 10) трехзаходного шнекового исполнительного органа для комбайна SL-300 (см. таблицу).
Рис. 11. Шнековый исполнительный орган ООО «ГРИНС Майнинг» для условий ООО «Шахта «Юбилейная» (D = 1,5 м, В = 0,8 м)
Fig. 11. Screw executive body of LLC «GREENS Mining» for the conditions of LLC «Mine «Yubileynaya» (D = 1,5 m, B = 0,8 m)
По предложенной схеме разработаны технические задания на проектирование, изготовление и испытание шнеко-вого исполнительного органа для условий ООО «Шахта «Юбилейная», в соответствии с которыми компанией ООО «ГРИНС Майнинг» были изготовлены два шнековых исполнительных органа (рис. 11), успешно прошедшие испытания в производственных условиях и в настоящее время находящиеся в эксплуатации.
Для увеличения ресурса шнекового исполнительного органа предлагается использовать метод самофутеровки, который реализуется путем наплавки специальной сетки твердосплавными электродами на резцедержатели, обечайку и лопасти шнека, что уменьшит интенсивность изнашивания исполнительного органа.
Для обеспечения эффективности процесса отделения угля от массива предусмотрены:
• установка шести торцевых резцов для самозарубки комбайна косым заездом на новую полосу угля;
• установка с поворотом и наклоном в сторону забойного конвейера крайних забойных резцов для снятия бровки.
Заключение
Особенности предлагаемой методики выбора параметров шнековых исполнительных органов:
• положение резцов в линиях резания определяется с учетом заданных скоростей подачи и резания, радиального вылета резцов I и обеспечения максимально допустимой толщины среза Лтах. Качество процесса резания рекоменду-
ется оценивать с учетом формы и площади сечений срезов;
• схема расположения резцов в кут-ковой зоне шнекового исполнительного органа формируется совместным выбором значений углового шага расстановки резцов у., угла установки резцов к плоскости резания 9, угла поворота резца Ь и угла наклона резцедержателя с резцом Ьн к плоскости вращения. При этом результат их взаимодействия оценивается по условию вписываемости резца с резцедержателем в развал опережающего его среза;
• установка резцов под углом к плоскости вращения исполнительного органа в забойной и кутковой его части создают условия возникновения неуравновешенных сил, обеспечивающих про-ворот (вращение) резцов вокруг собственной оси в резцедержателях под действием сил трения, обеспечивая при этом эффект самозатачивания режущего инструмента;
• установка кутковых резцов с постоянным угловым шагом у. обеспечивает динамическую уравновешенность суммарных сил на исполнительном органе;
• предлагаемая скорректированная методика позволяет определять рациональные значения параметров схем расстановки резцов и уменьшить интенсивность изнашивания резцов, втулок и резцедержателей.
Предложенные рекомендации могут быть использованы при решении задач, связанных с проектированием, модернизацией и ремонтом шнековых исполнительных органов очистных комбайнов, оснащенных тангенциальными поворотными резцами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Позин Е. З., Меламед В. З., Тон В. В. Разрушение углей выемочными машинами. -М.: Недра, 1984. - 288 с.
2. Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А., Линник Ю. Н., Линник В. Ю. Пути развития теории разрушения углей и горных пород резцовым инструментом // Уголь. -2019. - № 9. - C. 10-12. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-9-24-28.
3. Линник Ю. Н., Линник В. Ю., Воронова Э. Ю. Евстратов В. А., Цих А. Анализ структуры отказов шнеков очистных комбайнов // Уголь. - 2021. - № 4. - С. 20-24. DOI: 10.18796/0041-5790- 2021-4-20-24.
4. Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А., Сарычев В. И. Состояние научных исследований в области разрушения горных пород резцовым инструментом на рубеже веков // Известия ТулГУ. Науки о Земле. - 2018. - № 1. - С. 230-247.
5. Jinxia Liu, Chao Ma, Qingliang Zeng, Gao Kuidong Discrete element simulation of conical pick's coal cutting process under different cutting parameters // Hindawi Shock and Vibration. 2018, vol. 2018, article 7975141. DOI: 10.1155/2018/7975141.
6. Прокопенко С. А., Лудзиш В. С. Эволюция конструкции резцов для шахтных комбайнов // Горная промышленность. - 2015. - № 2. - С. 65-66.
Литературу с п. 7 по п. 13 смотри в REFERENCES.
14. Нгуен В. С., Нгуен К. Л., Лыков Ю. В. Увеличение выхода крупных фракций в процессе добычи угля шнековыми очистными комбайнами // Горный журнал. - 2021. -№ 2. - C. 97-100.
15. Xuan N. V., Linh N. K., Lykov Y. V. Increasing the coarse coal fractions yield during coal mining using shearer cutting drums // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019, vol. 378, no. 1, article 012095. DOI: 10.1088/1755-1315/378/1/012095.
16. Kornev A. V, Korshunov G. I., Kudelas D. Reduction of dust in the longwall faces of coal mines: Problems and perspective solutions // Acta Montanistica Slovaca. 2021, vol. 26, no. 1, pp. 84-97. DOI: 10.46544/AMS.v26i1.07.
17. Харитонов И. Л., Терешкин А. И., Корнев А. В., Коршунов Г. И., Корнева М. В. Разработка мероприятий по улучшению пылевой обстановки в очистных забоях угольных шахт // Безопасность труда в промышленности. - 2019. - № 12. - С. 53-59.
18. Сидоренко А. А., Дмитриев П. Н., Алексеев В. Ю., Сидоренко С. А. Совершенствование технологических схем отработки склонных к самовозгоранию пластов угля, опасных по горным ударам // Записки Горного института. - 2023. DOI: 10.31897/PMI.2023.37.
19. Peng S. S. Longwall mining. London: CRC Press, 2019. 562 p. DOI: 10.1201/978042 9260049.
20. Yungmeister D. A., Lavrenko S. A., Yacheikin A. I., Urazbakhtin R. Y. Improving the shield machine cutter head for tunneling under the conditions of the Metrostroy Saint Petersburg mines // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2020, vol. 15, no. 11, pp. 12821288.
21. Khoreshok A., Kantovich L., Kuznetsov V., Preis E, Kuziev D. The results of cutting disks testing for rock destruction // E3S Web of Conferences. 2017, vol. 15, article 03004. DOI: 10.1051/e3sconf/20171503004.
22. Гэрике Б. Л., Хорешок А. А., Гэрике П. Б., Лизункин В. М. Совершенствование рабочих органхов горных машин для выемки прочных полезных ископаемых // Горное оборудование и электромеханика. - 2011. - № 1. - С. 12-16.
23. Казанин О. И., Сидоренко А. А., Мешков А. А. Организационно-технологические принципы реализации потенциала современного высокопроизводительного очистного оборудования // Уголь. - 2019. - № 12. - С. 4-13. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-124-13.
24. Мешков А. А., Казанин О. И., Сидоренко А. А. Реализация производственного потенциала высокопроизводительного оборудования - ключевое направление совершенствования подземной добычи энергетических углей // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2020. - № 12. - С. 156-165. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-120-156-165.
25. Fiscor S. Longwall production remains steady // Coal Age. 2019, pp. 24-28, available at: https://www.coalage.com/fl.ipbooks/january-february-2019/?showpage=26.
26. Daolong Yang, LI Jianping, Kehong Zheng, Hongxiang Jiang, Xu Handong, Songyong Liu High-hardness alloy substituted by low hardness during drilling and cutting experiments of conical pick // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2017, vol. 95, pp. 73-78. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2017.04.006.
27. Линник Ю. Н., Линник В. Ю., Жабин А. Б., Цих А. Д. Закономерности влияния надежности исполнительных органов и свойств угольных пластов на производительность очистных комбайнов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2021. -№ 11. - С. 169-180. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_11_0_169.
28. TiryakI B. An investigation on the effects of pick lacing parameters on the performance of drum shearer-loaders. Yerbilimleri, Bulletin of Earth Science Application and Research Centre of Hacettepe University. 2000, vol. 22, pp. 237-246.
29. Павленко М. В., Хайдина М. П., Кузиев Д. А., Пихторинский Д., Муратов А. З. Факторы воздействия комбайна при добыче угля на увеличение метаноотдачи массива в рабочее пространство лавы // Уголь. - 2019. - № 4. - С. 8-11. DOI: 10.18796/0041-57902019-4-8-11.
30. Габов В. В., Суан Н. В., Задков Д. А., Тхо Ч. Д. Увеличение содержания крупных фракций в добываемой массе угля комбайном с использованием парных срезов // Записки Горного института. - 2022. - Т. 257. - С. 764-770. DOI: 10.31897/PMI.2022.66.
31. Li X., Wang S., Ge S., Malekian R., Li Z. Numerical simulation of rock fragmentation during cutting by conical picks under confining pressure // Comptes Rendus Mécanique. 2017, vol. 345, pp. 890-902. DOI: 10.1016/j.crme.2017.09.004.
32. Жуков И. А., Голиков Н. С., Мартюшев Н. В. Рационализация конструкции секции скребкового конвейера средствами автоматизированного метода анализа прочностных характеристик // Устойчивое развитие горных территорий. - 2022. - Т. 14. - № 1. -С. 142-150. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-1-142-150.
33. Теплякова А. В., Азимов А. М., Алиева Л., Жуков И. А. Обзор и анализ технических решений для повышения долговечности и улучшения технологичности элементов ударных узлов бурильных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2022. - № 9. - С. 120-132. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_9_0_120.
34. Прокопенко С. А., Лудзиш В. С., Равочкин Н. Н., Шадрин В. Г. Поиск инновационных решений по продлению эксплуатационного ресурса резцов шахтных комбайнов // Горный журнал. - 2023. - № 6. - С. 73-76. DOI: 10.17580/gzh.2023.06.10.
35. Аверин Е. А., Жабин А. Б., Поляков А. В., Линник Ю. Н., Линник В. Ю. Переход между блокированным и полублокированным режимами при резании горных пород тангенциальными резцами // Записки Горного института. - 2021. - Т. 249. - С. 329-333. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.1. ЕИЗ
REFERENCES
1. Pozin E. Z., Melamed V. Z., Ton V. V. Razrushenie ugley vyemochnymi mashinami [Destruction of coals by dredging machines], Moscow, Nedra, 1984, 288 p.
2. Zhabin A. B., Polyakov A. V., Averin E. A., Linnik Yu. N., Linnik V. Yu. Ways of development of the theory of destruction of coal and rocks with a tool tool. Ugol'. 2019, no. 9, pp. 1012. [In Russ]. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-9-24-28.
3. Linnik Yu.N., Linnik V.Yu., Voronova E.Yu., Evstratov V. A. & Zich A. Analysis of the structure of failures of augers of cleaning combine. Ugol'. 2021, no. 4, pp. 20-24. [In Russ]. DOI: 10.18796/0041-5790- 2021-4-20-24.
4. Zhabin A. B., Polyakov A. V., Averin E. A., Sarychev V. I. The state of scientific research in the field of rock destruction with a chisel tool at the turn of the century. News of the Tula state university. Sciences of Earth. 2018, no. 1, pp. 230-247. [In Russ].
5. Jinxia Liu, Chao Ma, Qingliang Zeng, Gao Kuidong Discrete element simulation of conical pick's coal cutting process under different cutting parameters. Hindawi Shock and Vibration.
2018, vol. 2018, article 7975141. DOI: 10.1155/2018/7975141.
6. Prokopenko S. A., Ludzish V. S. Evolution of the design of cutters for mine combines. Russian Mining Industry Journal. 2015, no. 2, pp. 65-66. [In Russ].
7. Nguyen K. L., Gabov V. V. , Zadkov D. A., Le T. B. Justification of process of loading coal onto face conveyors by auger heads of shearer-loader machines. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018, vol. 327, no. 4, article 042132. DOI: 10.1088/1757-899X/327/4/042132
8. Evans I. A theory of the cutting force for point-attack picks. Geotechnical and Geological Engineering. 1984, vol. 2, no. 1, pp. 63-71.
9. Goktan R. M. A suggested improvement on Evans' cutting theory for conical bits. Proceedings of Fourth Symposium on Mine Mechanization Automation. 1997, vol. 1, pp. 57-61.
10. Goktan R. M., Gunes N. A semi-empirical approach to cutting force prediction for point-attach picks. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2005, vol. 105, no. 4, pp. 257-263.
11. Su O., Akcin N. A., te Kamp L. Modeling of cutting forces acting on a conical pick. Proceedings of II International Conference on Computational Methods in Tunnelling, 2009.
12. Su O., Akcin N. A. Numerical simulation of rock cutting using the discrete element method. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2011, vol. 48, no. 3, pp. 434-442.
13. Daolong Yang, Jianping Li, Liping Wang, Kuidong Gao, Youhong Tang, Yanxiang Wang. Experimental and theoretical design for decreasing wear in conical picks in rotation-drilling cutting process. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015, vol. 77, no. 9-12, pp. 1571-1579. DOI: 10.1007/s00170-014-6472-5.
14. Nguyen V. S., Nguyen K. L., Lykov Yu. V. Increase in the yield of large fractions in the process of coal mining by screw cleaning combines. Gornyi Zhurnal. 2021, no. 2, pp. 97-100. [In Russ].
15. Xuan N. V., Linh N. K., Lykov Y. V. Increasing the coarse coal fractions yield during coal mining using shearer cutting drums. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.
2019, vol. 378, no. 1, article 012095. DOI: 10.1088/1755-1315/378/1/012095.
16. Kornev A. V., Korshunov G. I., Kudelas D. Reduction of dust in the longwall faces of coal mines: Problems and perspective solutions. Acta Montanistica Slovaca. 2021, vol. 26, no. 1, pp. 84-97. DOI: 10.46544/AMS.v26i1.07.
17. Kharitonov I. L., Tereshkin A. I., Kornev A. V., Korshunov G. I., Korneva M. V. Development of measures to improve the dust situation in the treatment faces of coal mines. Occupational Safety in Industry. 2019, no. 12, pp. 53-59. [In Russ].
18. Sidorenko A. A., Dmitriev P. N., Alekseev V. Yu., Sidorenko S. A. Improvement of technological schemes of mining of coal seams prone to spontaneous combustion and rock bumps. Journal of Mining Institute. 2023. [In Russ]. DOI: 10.31897/PMI.2023.37.
19. Peng S. S. Longwall mining. London: CRC Press, 2019. 562 p. DOI: 10.1201/978042 9260049.
20. Yungmeister D. A., Lavrenko S. A., Yacheikin A. I., Urazbakhtin R. Y. Improving the shield machine cutter head for tunneling under the conditions of the Metrostroy Saint Petersburg mines. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2020, vol. 15, no. 11, pp. 12821288.
21. Khoreshok A., Kantovich L., Kuznetsov V., Preis E., Kuziev D. The results of cutting disks testing for rock destruction. E3S Web of Conferences. 2017, vol. 15, article 03004. DOI: 10.1051/e3sconf/20171503004.
22. Gerike B. L., Horeshok A. A., Gerike P. B., Lizunkin V. M. Improvement of working bodies of mining machines for excavation of durable minerals. Mining equipment and electro-mechanics. 2011, no. 1, pp. 12-16. [In Russ].
23. Kazanin O. I., Sidorenko A. A., Meshkov A. A. Organizational and technological principles of realizing the potential of modern high-performance cleaning equipment. Ugol'. 2019, no. 12, pp. 4-13. [In Russ]. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-12-4-13.
24. Meshkov A. A., Kazanin O. I., Sidorenko A. A. Implementation of production potential of high-performance equipment - A key trend of improvement in underground mining of power-generating coal. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2020, no. 12, pp. 156-165. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-12-0-156-165.
25. Fiscor S. Longwall production remains steady. Coal Age. 2019, pp. 24-28, available at: https://www.coalage.com/flipbooks/january-february-2019/?showpage=26.
26. Daolong Yang, LI Jianping, Kehong Zheng, Hongxiang Jiang, Xu Handong, Songyong Liu High-hardness alloy substituted by low hardness during drilling and cutting experiments of conical pick. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2017, vol. 95, pp. 73-78. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2017.04.006.
27. Linnik Yu. N., Linnik V. Yu., Zhabin A. B., Zich A. Patterns of influence exerted by cutting drum reliability and coal seam properties on cutter-loader capacity. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2021, no. 11, pp. 169-180. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_11_0_169.
28. TiryakI B. An investigation on the effects of pick lacing parameters on the performance of drum shearer-loaders. Yerbilimleri, Bulletin of Earth Science Application and Research Centre of Hacettepe University. 2000, vol. 22, pp. 237-246.
29. Pavlenko M. V., Khaydina M. P., Kuziev D. A., Pihtorinsky D., Muratov A. Z. Factors of the impact of a combine harvester during coal mining on increasing the methane output of an array into the working space of lava. Ugol'. 2019, no. 4, pp. 8-11. [In Russ]. DOI: 10.18796/00415790-2019-4-8-11.
30. Gabov V. V., Nguyen Van Xuan, Zadkov D. A., Tran Duc Tho. Increasing the content of coarse fractions in the mined coal mass by a combine using paired cuts. Journal of Mining Institute. 2022, vol. 257, pp. 764-770. [In Russ]. DOI: 10.31897/PMI.2022.66.
31. Li X., Wang S., Ge S., Malekian R., Li Z. Numerical simulation of rock fragmentation during cutting by conical picks under confining pressure. Comptes Rendus Mécanique. 2017, vol. 345, pp. 890-902. DOI: 10.1016/j.crme.2017.09.004.
32. Zhukov I. A., Golikov N. S., Martyushev N. V. Design rationalization of the scraper conveyor section by means of an automated method of strength characteristics analysis. Sustainable Development of Mountain Territories. 2022, vol. 14, no. 1, pp. 142-150. [In Russ]. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-1-142-150.
33. Teplyakova A. V., Azimov A. M., Alieva L., Zhukov I. A. Improvement of manufactur-ability and endurance of percussion drill assemblies: Review and analysis of engineering solutions. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2022, no. 9, pp. 120-132. [In Russ]. DOI: 10.25018/023 6_1493_2022_9_0_120.
34. Prokopenko S. A., Ludzish V. S., Ravochkin N. N., Shadrin V. G. Search for innovative solutions to extend the operational life of mine combine cutters. Gornyi Zhurnal. 2023, no. 6, pp. 73-76. [In Russ]. DOI: 10.17580/gzh.2023.06.10.
35. Averin Е. А., Zhabin А. B., Polyakov А. V., Linnik Yu. N., Linnik V. Yu. Transition between relieved and unrelieved modes when cutting rocks with conical picks. Journal of Mining Institute. 2021, vol. 249, pp. 329-333. [In Russ]. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.1.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Габов Виктор Васильевич1 - д-р техн. наук, профессор, e-mail: [email protected], ORCID ID: 0000-0002-6587-2446,
Задков Денис Александрович1 - канд. техн. наук, доцент, e-mail: [email protected], ORCID ID: 0000-0002-1709-431X, Прялухин Алексей Федорович1 - канд. техн. наук, доцент, e-mail: [email protected], ORCID ID: 0009-0008-7643-7918, Садовский Максим Викторович - ведущий инженер-конструктор, ООО «ГРИНС Майнинг», e-mail: [email protected], Молчанов Виктор Вячеславович - инженер-конструктор, ООО «Горный инструмент», e-mail: [email protected], 1 Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II.
Для контактов: Задков Д.А., e-mail: [email protected].
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
V.V. Gabov1, Dr. Sci. (Eng.), Professor,
e-mail: [email protected],
ORCID ID: 0000-0002-6587-2446,
D.A. Zadkov1, Cand. Sci. (Eng.),
Assistant Professor,
e-mail: [email protected],
ORCID ID: 0000-0002-1709-431X,
A.F. Pryaluhin1, Cand. Sci. (Eng.),
Assistant Professor,
e-mail: [email protected],
ORCID ID: 0009-0008-7643-7918,
M.V. Sadovsky, Leading Design Engineer,
LLC «GRINS Mining», 654015, Novokuznetsk,
Russia, e-mail: [email protected],
V.V. Molchanov, Design Engineer,
LLC «Gorny instrument», 654015, Novokuznetsk,
Russia, e-mail: [email protected],
1 Empress Catherine II Saint-Petersburg Mining University,
199106, Saint-Petersburg, Russia.
Corresponding author: D.A. Zadkova, e-mail: [email protected].
Получена редакцией 06.07.2023; получена после рецензии 01.09.2023; принята к печати 10.10.2023. Received by the editors 06.07.2023; received after the review 01.09.2023; accepted for printing 10.10.2023.
Д_
