- •Литература:
- •Модуль 1. Классификация горных машин. Свойства горных пород. Бурильные машин
- •Классификация горных машин для открытой разработки полезных ископаемых
- •Физико-механические свойства горных пород
- •3.1 Краткая история развития буровой техники
- •3.2 Способы бурения горных пород
- •3.3. Новые методы бурения
- •3.4 Основы теории разрушения при различных способах бурения горных пород
- •3.4.1. Основы теории вращательного шнекового бурения режущим инструментом
- •3.5. Классификация бурильных машин.
- •3.6 Конструкция буровых станков
- •3.7. Вращатели буровых ставов
- •3.8. Механизмы подачи буровых станков
- •3.9. Буровой инструмент станков ударно-вращательного бурения
- •3.10. Буровой инструмент станков шнекового бурения.
- •3.11. Буровой инструмент станков шарошечного бурения
- •3.12. Инструмент станков огневого бурения
- •3.13. Вращательно-подающие механизмы (впм) буровых станков.
- •3.13.3. Вращательно-подающий механизм роторного типа
- •3.13.4. Впм станков шнекового и пневмоударного бурения
- •3.14.Ударные механизмы буровых станков
- •3.14.3. Расчет основных параметров пневмоударников
- •3.15. Ходовое оборудование буровых станков.
- •3.16 Привод буровых станков.
- •3.17. Определеине критичской и эксплуатационной скорости вращения шнека.
- •3.18. Определение расхода воздуха на продувку скважины.
- •3.19. Пылеулавливание и пылеподавление при шарошечном бурении.
- •3.19.3. Конструкция и принцип работы пылеулавливающей установки
- •3.20. Определение основных параметров буровых станков.
- •3.21. Техническая характеристика буровых станков.
- •3.22. Основные направления совершенствования буровых станков.
- •Машины для зарядки и забойки скважин
- •4.1 Машины для зарядки скважин
- •4.2 Машины для забойки скважин.
- •Модуль 2. Экскаваторы
- •5. Экскаваторы
- •5.1 Одноковшовые экскаваторы
- •5.2 Рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов
- •5.3. Расчет мощности подъемного и напорного механизмов прямой лопаты
- •5.4. Расчет мощности тяговой и подъемной лебедок драглайна
- •5.5. Поворотная платформа
- •5.6. Определение момента инерции вращающихся частей одноковшовых экскаваторов и мощности двигателя поворота
- •5.7. Ходовое оборудование
- •5.7.8. Эксцентриковый механизм шагания
- •5.8. Тяговый расчет гусеничного хода
- •5.9. Механическое оборудование одноковшовых экскаваторов
- •5.10. Силовое оборудование одноковшовых экскаваторов
- •5.11. Механизмы и аппаратура управления
- •5.12. Статический расчет одноковшовых экскаваторов
- •5.13. Производительность одноковшовых экскаваторов
- •5.14. Область применения, техническая характеристика и направления развития одноковшовых экскаваторов
- •5.15. Вскрышные экскаваторы
- •Многоковшовые экскаваторы
- •Основные показатели роторных экскаваторов:
- •Конструкция рабочего оборудования
- •Роторы камерной конструкции
- •Роторы бескамерной конструкции
- •Роторы комбинированной (полукамерной) конструкции.
- •Ковши роторных экскаваторов
- •Привод роторов
- •Роторные стрелы
- •Опорно-поворотное устройство
- •Транспортирующее оборудование (конвейеры)
- •Ходовое оборудование роторных экскаваторов
- •Рельсовое ходовое оборудование
- •Гусеничное ходовое оборудование
- •Шагающе-рельсовое ходовое оборудование
- •5.15.5. Определение основных параметров роторных экскаваторов
- •5.15.7. Определение производительности многоковшовых экскаваторов
- •5.16. Техобслуживание и ремонт экскаваторов
- •5.17. Правила т.Б. При работе на экскаваторах
- •Модуль 3.Вспомогательные выемочно-транспортирующие машины. Гидромеханизация
- •Вспомогательные выемочно-транспортирующие машины
- •6. Бульдозеры
- •7. Скреперы
- •8. Рыхлители
- •9. Одноковшовые погрузчики
- •10. Машины для гидромеханизации
- •10.1.1. Классификация гидромониторов
- •10.1.3. Структура и параметры струи гидромонитора
- •10.1.4. Гидравлический расчет гидромонитора.
- •10.1.6. Автоматизация гидромониторных установок
- •10.1.7. Техническая характеристика гидромониторов (самоходные)
- •10.2.1. Классификация драг
- •10.2.2. Конструктивная схема многочерпаковой драги
- •10.2.3. Принцип работы драги
- •10.2.4. Производительность драг
- •10.2.6. Эксплуатация драг
- •10.2.7. Техническая характеристика драг
- •10.3.1. Классификация землесосных снарядов
- •10.3.2. Конструкция землесосных снарядов
- •10.3.3. Расчет производительности
- •10.3.4. Автоматизация землесосных снарядов
- •10.3.5. Требования безопасности при гидромониторных и землесосных работах
- •10.3.6. Техническая характеристика некоторых типов земснарядов
-
Физико-механические свойства горных пород
При открытой разработке все горные породы целесообразно делить на 3 группы:
-
скальные и полускальные
-
разрушенные (искусственно или естественно измененные породы первой группы)
-
плотные, мягкие (связанные) и сыпучие
Для каждой группы пород применяются различные способы разработки с применением разных типов машин.
Для правильного выбора типа машины и рационального режима ее эксплуатации в конкретных горно-геологических условиях необходимо знать какими физико-механическими свойствами обладают горные породы и какое влияние они оказывают на работу породоразрушающего инструмента или всего исполнительного органа машины в целом.
Твердость – свойство породы препятствовать внедрению в нее твердого недеформируемого тела (например лезвие бурового инструмента).
Твердость определяется такими способами:
- по величине силы необходимой для вдавливания в породу шарика, наконечника или штампа.
- по величине отскока шарика, ударяющегося о породу.
- по размеру царапины при постоянной нагрузке и т.д.
Упругость – свойство породы восстанавливать первоначальные размеры и форму после снятия нагрузки. Для оценки упругости породы используется модуль упругости (модуль Юнга), который определяется при растяжении и сжатии.
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 (G, кг) к его объёму (V,м3 )
В производственных условиях для оценки свойств породы широкое распространение получили такие показатели.
Коэффициент крепости по шкале М.М. Протодьяконова (старшего)
Протодьяконов высказал предложение, что если одна порода крепче другой по буримости в f раз то и по другим качествам (взрываемости, пределу прочности на раздавливание и др.) она будет в f раз превосходить вторую породу.
Исходя из этого он предложил характеризовать крепость горной породы с помощью коэффициента крепости, равного:
f=δ/100,
где δ – предел прочности породы одноосному сжатию, Дан/см2
Для раздавливания используются кубики породы с размером ребра от 8 до 10см, со строго параллельными плоскостями по которым происходит сжатие.
Кубики могут быть заменены цилиндрами диаметр которых равен их высоте, они должны иметь равновеликие с кубиками площади оснований.
Изготовление кубиков и цилиндров в производственных условиях затруднительно, поэтому для таких условий Протодьяконов (младший) предложил определять крепость породы на образцах неопределенной формы, которые легко изготовить в условиях карьера, шахты.
Коэффициент крепости по М.М. Протодьяконову (младшему) равен:
ΣP – суммарная нагрузка от раздавливания всех образцов(10-15),ДаН
Σg – суммарная масса всех образцов (масса одного образца принимается 100±10г),г
γ – плотность породы, г/см3
Контактная прочность – свойство породы оказывать сопротивление деформации в поверхностном слое при местных контактах.
Наибольшее распространение получил метод определения контактной прочности, разработанный ИГД им. Скочинского.
Сущность способа заключается в вдавливании цилиндрического штампа с плоским основанием в необработанную поверхность горной породы. Вдавливание производится до образования лунки выкола.
Контактная прочность определяется по формуле:
ДаН/см3
где Р – усилие при котором происходит выкол породы, кгс ДаН,
S – площадь основания штампа, мм2
Абразивность - способность горной породы изнашивать инструмент с помощью которого ее разрушают.
На абразивные свойства породы оказывают влияние твердость и форма составляющих минералов, прочность связи между ними, пористость и структура породы.
Высокими абразивными свойствами обладают породы, состоящие из твердых минералов (кварц, корунд, гранит), кристаллы и обломки которых имеют большое количество острых углов и ребер, слабо связанных между собой или же имеющих большое количество пор и трещин.
Существуют различные методы определения абразивности. Так по методике ИГД им. Скочинского абразивность оценивается потерей массы стержня из стали-серебрянки диаметром 8мм, вращающимся в течении 10мин со скоростью 400 мин-1 на необработанной поверхности горной породы при осевой нагрузке 15ДаН. Согласно классификации ИГД все горные породы делятся на 8 классов.
Для весьма малоабразивных пород (известняки, глинистые сланцы) показатели абразивности меньше а=5мг, а для очень абразивных а≥90мг.
Разрыхляемость – свойство горных пород увеличивать объем при дроблении, которое характеризуется коэффициентом разрыхляемости Кр, равного отношению объема разрыхленной породы Vp к объему ее в целике Vц.
Кр= Vp/ Vц
Величина Кр колеблется в пределах Кр=1,1-1,8.
Буримость – скорость бурения горной породы в определенных условиях. Существуют различные шкалы буримости в том числе и криворожская (ПА-23, 5 атм, l=45мм,ВК-15)
Для огневого бурения важными показателями являются такие физико-механические свойства:
Коэффициент теплопроводности – характеризует свойство породы проводить тепло и показывает какое количество тепла проходит за 1 час через 1м2 поверхности породы на толщину 1м при разности температуры в 1°.
При огневом бурении чем выше теплопроводность, тем меньше скорость бурения.
Коэффициент температуропроводности – характеризует скорость изменения температуры в процессе теплопередачи. Температуропроводность горных пород зависит от их плотности, влажности, слоистости.
Повышение температуры породы уменьшает их температуропроводность, что снижает скорость бурения.
Удельная теплоемкость показывает, какое количество тепла необходимо для нагрева 1м3 породы на 1°.
Лекция 2. Бурильные машины