19.Классификация методов разрушения горных пород. Прогнозная оценка применения методов разрушения.

Разрушение горных пород может осуществляться следую­щими способами:

механическим, когда рабочие органы непосредственно от­деляют породу от массива. Расход энергии на единицу объема разрушенной породы (энергоемкость) составляет примерно 0,2— 1,7 кВт∙ч/м³;

гидравлическим, когда порода отделяется от массива напор­ной струей воды, подаваемой из гидромонитора, или когда по­рода вместе с водой всасывается земснарядом со дна водоема. Энергоемкость разрушения породы напорной струей составляет 0.4-4 кВт∙ч/м³, а при работе земснаряда 0,2-2 кВт∙ч/м³;

взрывным, когда порода разрушается под давлением газов, выделяемых взрывчатыми веществами. Энергоемкость только бурения взрывных скважин составляет 0,8—1,1 кВт∙ч/м³;

физическим, когда разрушение или уменьшение прочности горных пород достигается с помощью ультразвука, тока высо­кой частоты, теплового воздействия;

химическим, когда для отделения пород от массива их пе­реводят в жидкое или газообразное состояние;

комбинированным, например, гидравлический способ может комбинироваться с механическим.

Механический способ разрушения горных пород может про­изводиться с различными скоростями силового воздействия. Принято считать, что при скоростях воздействия до 2,5 м/с ме­ханический способ называется статическим, а при скоростях выше 2,5 м/с — динамическим.

К динамическому способу разрушения относятся следующие виды:

вибрационный, когда для разрушения породы создают при­нудительное вибрирование рабочего органа, что приводит к уменьшению сил внутренних связей пород и соответственно к снижению тягового сопротивления перемещению машины;

ударный, когда разрушение породы производится с помощью ударника, обладающего определенной массой и скоростью, т. е. энергией удара;

высокоскоростной, когда разрушение прочных пород произ­водится с помощью высокоскоростных рабочих органов (ско­рость резания выше 5 м/с);

импульсный, когда разрушение пород производится с по­мощью импульсной техники, основанной на применении энер­гии взрыва в машинах и механизмах. При этом разрушение может производиться жидкими, твердыми и газообразными пе­редающими средами, непосредственно воздействующими на гор­ную породу и реализующими в импульсной форме энергию взрыва.

На горных предприятиях наибольшее распространение полу­чил механический способ разрушения пород — до 85 % всего объема горных и земляных работ.

Физический и химический способы находятся в стадии экс­периментальных разработок, опробования и освоения.

20. Отбойка породы резцами, совместная работа резцов, область применения резания. Отбойка шарошками, параметры отбойки породы шарошками, совместная работа шарошек.

Для отбойки горных пород механическим способом применяют в качестве породоразрушающих инструментов резцы, долотчатые и штыревые коронки, штыревые и дисковые шарошки. Отбойка некоторого объема породы механическим инструментом при наличии одной свободной поверхности происходит выколом, при наличии более одной свободных поверхностей — сколом.

Отбойка резцом заключается в следующем: резец, представляющий собой клиновидный инструмент, при резании создает в породе ядро уплотнения, которое, сопротивляясь сжимающей силе, расширяется в сторону второй свободной поверхности и отбивает объем породы. Резец отбивает породу слоями — стружками. Таким образом, разрушение резанием — это отбойка сколом при наличии двух свободных поверхностей.

Условия применения резцов для отбойки горных пород следующие:

• по физическим свойствам: отбойка углей, антрацитов, каменной соли с сопротивляемостью резанию до 3 кН/см и горных пород с коэффициентом крепости преимущественно f < 4 и абразивностью до 15 мг; находят распространение резцы, обладающие параметрами, которые позволяют осуществлять резание пород в массиве с коэффициентом крепости f до 7-8 и абразивностью до 18 мг;

• по решаемым технологическим задачам: для бурения шпуров и скважин, отбойки угля с целью добычи в очистных забоях, для отбойки угля и пород в угольных и смешанных породно-угольных забоях при проведении подготовительных выработок.

Шарошка — это породоразрушающий инструмент, имеющий свою ось вращения, перекатывающийся по породе под большим усилием и разрушающий ее. Разрушающими элементами шарошек являются зубья, штыри или непрерывный клиновидный обод. Соответственно, шарошки называют зубчатыми, штыревыми и дисковыми. Дисковыми шарошками оснащаются исполнительные органы комбайнов, предназначенных для проведения подземных горных выработок в крепких горных породах (f > 6). Зубчатые и штыревые шарошки применяют преимущественно для бурения скважин. Штыри для шарошек изготавливают из твердых сплавов, что позволяет создавать на них большие нагрузки и соответственно разрушать породы высокой прочности. Для учета конкретных горно-геологических условий твердосплавные штыри для шарошечных долот применяют различной формы: клиновидные, сфероконические, биконические и сферические.