15

1 Классификация горных машин для открытой разработки полезных ископаемых

По роду выполняемой работы машины подразделяются на 7 классов:

машины подготовки горных пород к выемке (буровые станки, машины для зарядки и забойки скважин);

выемочно-погрузочные машины (экскаваторы);

выемочно-транспортирующие машины (бульдозеры, скреперы);

отвалообразователи;

дробильно-сортировочные машины;

машины для вспомогательных работ (проветривание, поливка карьеров и т.д.);

машины для гидромеханизации.

Машины каждого класса дополнительно подразделяются на группы по особенностям работы.

Группы могут подразделяться на типы по конструктивным признакам.

Каждая машина состоит из:

- рабочего оборудования (это та часть машины которая служит для выполнения технологической операции)

- силового оборудования (привода), назначение которого приведение в действие оборудования

- механического оборудования, назначение – связать рабочее оборудование с силовым (редукторы, трансмиссии)

- системы управления. Назначение – включение и выключение отдельных механизмов (муфты, фрикционы)

- ходового оборудования. Назначение – перемещение машины.

- несущих конструкций. Назначение – быть общей для монтажа всех элементов машины, их взаимной связи (шасси).

2. Физико-механические свойства горных пород

Основные свойства горных пород можно подразделить на следующие две группы:

1. Физические свойства — плотность, пористость, влагоемкость, теплопроводность, проводимость звука, электрического тока и др.

.2. Механические свойства — прочность, упругость, пластичность, крепость, твердость, контактная прочность, абразивность.

Твердость – свойство породы препятствовать внедрению в нее твердого недеформируемого тела (например лезвие бурового инструмента).

Упругость — свойство горной породы восстанавливать свои первоначальные форму и объем по прекращению действия внешних сил. Упругие свойства характеризуются модулем упругости и коэффициентом Пуассона.

Пластичность - свойство породы деформироваться под действием нагрузки без нарушения сплошности и сохранять полученную форму после снятия нагрузки.

Хрупкость – способность породы разрушаться под действием внешней нагрузки без пластических деформаций. Породы более прочные при сжатии, обычно более хрупкие.

Вязкость – сопротивляемость породы силам, стремящимся разъединить ее частицы. Она зависит от пластичных свойств породы и предела прочности.

Плотность – это отношение массы образца к его объёму g=m/V

Абразивность - способность горной породы изнашивать

Разрыхляемость – свойство горных пород увеличивать объем при дроблении

Буримость – скорость бурения горной породы в определенных условиях

Контактная прочность – свойство породы оказывать сопротивление деформации в поверхностном слое при местных контактах.

3. Способы бурения горных пород (ударное бурение; ударно-вращательное бурение; вращательно-ударное бурение).

Ударное бурение. При ударном способе бурения разрушение горной породы производится лезвием бурового инструмента внедряющегося в породу под действием удара Р_уд.

После удара буровой инструмент поворачивается и по нему наносится очередной удар и т.д. осевая нагрузка на инструмент Р_ос или отсутствует (станки ударно-канатного бурения) или небольшая (перфораторы). Величина М_кр незначительная. Область применения применяется для бурения пород средней крепости, крепких и весьма крепких. Достоинство: возможность бурения крепких абразивных пород. Недостаток: сравнительно низкая скорость бурения из-за периодического воздействия инструмента на породу.

.Ударно-вращательное бурение. При ударно-вращательном бурении по непрерывно вращающемуся буровому инструменту наносится значительная ударная нагрузка Р_уд. Инструмент прижимается к забою сравнительно небольшим усилием Р_ос под действием небольшого крутящего момента М_кр. Область применения: крепкие абразивные горные породы с f=8-20.Достоинства: возможность бурения глубоких скважин.

Недостатки: те же что и при ударном бурении.

.Вращательно-ударное бурение. При вращательно-ударном бурении разрушение породы происходит под действием на буровой инструмент значительной по величине осевой нагрузке Р_ос, ударной нагрузке Р_уд, и крутящего момента М_кр.

Разрушение породы осуществляется за счет резания. Ударная нагрузка способствует улучшению условий внедрения инструмента в породу. Область применения: неабразивные породы средней крепости крепкие f=6-14. Достоинства: высокая бурения. Недостатки: низкая прочность бурового инструмента