автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Направленный разрыв природного камня ударным воздействием через пластичное вещество в шпуре

На правах рукописи

И

Тамбовцев Павел Николаевич

НАПРАВЛЕННЫЙ РАЗРЫВ ПРИРОДНОГО КАМНЯ УДАРНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЧЕРЕЗ ПЛАСТИЧНОЕ ВЕЩЕСТВО В ШПУРЕ

Специальность 05.05.04 - "Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Институте горного дела Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Тишков Анатолий Яковлевич |

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Абраменков Эдуард Александрович

доктор технических наук Кю Николай Георгиевич

Ведущая организация - Томский государственный архитектурно-строительный университет

Защита состоится 26 мая 2006 г. в 1132 часов на заседании диссертационного совета Д 003.019.01 в Институте горного дела Сибирского отделения Российской академии наук (630091, г. Новосибирск, Красный проспект, 54).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГД СО РАН.

Автореферат разослан 25 апреля 2006 года.

Ученый секретарь диссертационного совета ^¿уг

доктор технических наук, профессор Федулов А. И.

¿орбА

На правах рукописи

Тамбовцев Павел Николаевич

НАПРАВЛЕННЫЙ РАЗРЫВ ПРИРОДНОГО КАМНЯ УДАРНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЧЕРЕЗ ПЛАСТИЧНОЕ ВЕЩЕСТВО В ШПУРЕ

Специальность 05.05.04 - "Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Институте горного дела Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Тишков Анатолий Яковлевич]

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Абраменков Эдуард Александрович

доктор технических наук Кю Николай Георгиевич

Ведущая организация - Томский государственный архитектурно-строительный университет

Защита состоится 26 мая 2006 г. в 1часов на заседании диссертационного совета Д 003.019.01 в Институте горного дела Сибирского отделения Российской академии наук (630091, г. Новосибирск, Красный проспект, 54).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГД СО РАН.

Автореферат разослан 25 апреля 2006 года.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Федулов А. И.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА |

С.П О»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В последние годы в России интенсивно развивается промышленность природного камня, что связано с возрастающей потребностью использования его в строительстве и архитектуре. Основные затраты в камнепроизводстве ложатся на добычные работы. В настоящее время природный камень добывают в основном буровзрывным, камнерезным и буроклиновым способами. Этим технологиям в разной степени свойственны известные недостатки — значительные потери и повреждения камня, высокая себестоимость продукции, большая трудоемкость работ. В последние годы в практику внедряется, разработанный коллективом ученых ИГД СО РАН под руководством д.т.н. Чернова О.И. - метод добычи блоков с использованием ориентированного гидроразрыва, однако его применение затруднительно в трещиноватых породах. Попадая в случайные трещины, жидкость легко меняет направление разрыва, образуя неровные поверхности. В этом отношении перспективным является создание магистральных трещин в породе путем ударного внедрения инструмента в шпур, заполненный пластичным веществом. Благодаря высокой вязкости пластичное вещество игнорирует случайные трещины и распространяется по магистральной, обеспечивая качественный разрыв камня.

Первые предложения по разрушению твердых пород ударным воздействием через пластичное вещество в шпуре сделаны в ИГД СО РАН д.т.н. Кю Н.Г. Различные варианты этого способа защищены патентами, однако, широкого практического признания данное направление пока не получило. В известной мере это обусловлено недостаточной изученностью особенностей ударного воздействия на породу через столб пластичного вещества, а также отсутствием специализированных устройств для промышленного использования метода. Поэтому задача его развития и совершенствования весьма актуальна.

Цель диссертационной работы состоит в обосновании и разработке технических средств, обеспечивающих применение метода направленного разрыва природного камня ударным воздействием через пластичное вещество в шпуре.

Основная идея работы заключается в осуществлении направленного разрыва породы ударным воздействием через пластичное вещество клиновидным инстру-

ментом без применения дополнительных средств для образования концентраторов напряжений.

Задачи исследования:

1. Экспериментально определить особенности передачи энергии удара инструмента на стенки шпура через пластичное вещество и разработать расчетную схему оценки энергии удара, необходимой для образования трещины в породах камня.

2. На основе экспериментов выявить основные факторы, определяющие направленность разрыва.

3. Обосновать тип ударной машины для воздействия на рабочий инструмент, исследовать особенности работы ее базовых узлов, на основе моделирования динамики ее привода сформулировать последовательность инженерного расчета.

4. Испытать опытный образец ударного устройства в лабораторных условиях и провести полевые испытания нового метода направленного разрыва на крупногабаритном гранитном блоке.

Методы исследований. Стендовые эксперименты на физических моделях и образцах, математическое моделирование динамики ударного устройства, обработка и анализ результатов, лабораторные испытания и полевые эксперименты.

Основные научные положения:

1. Ударный импульс давления в каждом поперечном сечении столба пластичного вещества уменьшается по мере удаления сечения от передней кромки инструмента по экспоненциальному закону. Энергия удара, необходимая для образования трещины в породе, при воздействии инструментом через пластичное вещество в шпуре, пропорциональна площади поперечного сечения шпура, квадрату предела прочности на растяжение породы и возрастает с увеличением длины шпура, экспоненциально приближаясь к предельному значению.

2. Ударное воздействие клинового рабочего инструмента на стенки шпура через пластичное вещество обеспечивает направленный разрыв породы, ориентированный по передней кромке клина, причем направленность разрыва ухудшается с уменьшением угла заострения клина ниже 40° и с понижением вязкости пластичного вещества. С увеличением угла заострения клина требуемая для образования тре-

щины энергия удара снижается.

3. В базовом узле пневмомолота с кольцевой мембраной без жесткого центра, работающей с наибольшим суммарным прогибом, увеличение отношения радиуса ограничительной поверхности ударника к радиусу защемления мембраны вызывает уменьшение кинетической энергии, сообщаемой ударнику. Дня обеспечения экономичного рабочего цикла мембранного пневмомолота при конструктивно предпочтительных соотношениях между массами и рабочими площадями ударника и золотника (соответственно 87,5 и 2,8) необходимо, чтобы значение безразмерного комплексного параметра р, отражающего соотношение между массой, рабочей площадью, ходом ударника и рабочим давлением энергоносителя, находилось в пределах 408-412.

Достоверность научных положений подтверждена сопоставлением теоретических и экспериментальных исследований на физических моделях, натурных образцах и в реальных условиях.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Установлена закономерность распределения давления по длине столба пластичного вещества, при ударном нагружении и раскрыта взаимосвязь между значением энергии удара, при котором начинается образование трещины в массиве природного камня, размерами шпура, свойствами породы и пластичного вещества.

2. Экспериментально доказано, что ударное воздействие клинового инструмента через пластичное вещество в шпуре обеспечивает направленный разрыв камня вдоль передней кромки клина. Установлено влияние угла клина и вязкости пластичного вещества на качество разрыва.

3. Получены расчетные зависимости для определения эффективной площади кольцевой мембраны без жесткого центра, являющейся основным элементом пневмопривода молота гравитационного типа. Исследована динамика и определены соотношения конструктивных параметров устройства, обеспечивающие рациональный режим его работы.

Личный вклад автора заключается в постановке и проведении экспериментов по исследованию процесса направленного разрыва горной породы через столб пла-

стачного вещества; в обработке и интерпретации экспериментальных данных; в разработке конструкции мембранного пневмомолота и технических решений устройств для образования направленных трещин в шпурах породы.

Практическая ценность. Полученные результаты составляют основу для разработки технологического процесса создания направленных трещин в массиве природного камня для отделения монолитов и их пассировки.

Реализация работы в промышленности. Результаты работы приняты ИГД СО РАН для изготовления технических средств и дальнейшей реализации направленного разрыва природного камня на карьерах.

Апробация работы. Основные результаты исследований представлялись на 3-й международной научно-практической конференции, ИГД СО РАН, Новосибирск, 2003; докладывались на научных симпозиумах "Неделя горняка" (Ml I У, Москва) в 2004,2005 и 2006 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано семь работ, в том числе три патента на изобретение.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы. Содержит 103 страницы машинописного текста, включая 53 рисунка, 12 таблиц и список литературы из 81 наименования.

Автор благодарен д.т.н. проф. Б.Н. Смоляницкому, д.т.н. Н.Г. Кю, д.т.н. проф. В.И. Денисову, оказавшим внимание и поддержку при выполнении работы.

Особую благодарность автор выражает к.т.н. A.M. Петрееву за существенную научную помощь в работе.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрены основные применяемые способы и средства добычи блоков природного камня (буровзрывной, буроклиновый, камнерезный, тер-могазоструйный и др), выделены их достоинства и недостатки. Обоснован вывод о целесообразности развития нового метода направленного разрушения камня через столб пластичного вещества в шпуре. Суть в следующем (рисунок 1): при ударном внедрении инструмента 3 в шпур 2, заполненный пластичным веществом, специ-

альные твердосплавные вставки 4 на корпусе инструмента прорезают на стенках шпура борозды (инициирующие щели) 5 глубиной »3мм. В результате действия импульсов давления пластичного вещества на стенки шпура порода испытывает растягивающие напряжения, образующие зародышевую трещину в плоскости нарезания инициирующих щелей 5. Дальнейшее развитие трещины обеспечивается вытеснением пластичного вещества в полость трещины.

Рисунок 1 1 - горная порода, 2 - шпур, заполненный пластичным веществом, 3 - инструмент, 4 -твердосплавные вставки, 5 - инициирующие щели, 6 - заданное направление разрыва

Для успешного развития этого метода необходимы простые и эффективные технические средства его реализации. Выбор остановлен на пневматических ударных машинах, достоинством которых является простота конструкции, низкая стоимость изготовления, простота обслуживания и эксплуатации. Анализ существующих пневмоударных устройств показал, что известные конструкции мало приспособлены для этих целей, и что выбор наиболее эффективных технических решений для реализации этого метода разрушения можно сделать только после предварительного изучения особенностей технологического процесса разрушения горных пород пластичным веществом и получения необходимых данных для обоснования параметров устройств. Поставлены задачи исследования.

Вторая глава посвящена исследованию особенностей ударного воздействия через столб пластичного вещества в шпуре, выявлению факторов, определяющих направленность разрыва стенок шпура. Первая часть экспериментов выполнена с использованием физической модели шпура представленной на рисунке 2. Целью этих экспериментов являлось изучение особенностей распределения импульсов дав-

Ауд

А-А

ления пластичного вещества (ПВ) на стенки шпура в зависимости от угла клина инструмента, вязкости ПВ, длины столба ПВ, скорости удара. В качестве ПВ здесь и

везде в дальнейшем использовался пластилин. ©

Рисунок 2 - Эксперимент на физической модели шпура 1 - инструмент, 2 - стальная труба, заполненная ПВ, 3 - заглушка, 4 - выделение ПВ из отверстий, 5 - ударник

Результаты представлены в виде безразмерных эпюр (рисунок 3), построенных в процентном отношении от количества ПВ, выделенного в верхнем сечении перед инструментом с плоским торцом. Эпюры отражают качественный характер распределения импульса давления вдоль шпура в зависимости от угла у клина.

г = 180°,

у =

= 20°

„-<о

у = 20"

Рисунок 3 - Эпюры распределения импульса давления на стенках шпура в зависимости от угла клина инструмента' 1 - инструмент, 2 - столб ПВ, а - для стандартного ПВ (ОСТ 6-15-1525-86); 6 - для ПВ, разбавленного олифой 1/10, в - при уменьшении длины столба ПВ (ОСТ 6-15-1525-86).

На эпюрах видно, что максимальное давление возникает в поперечном сечении шпура на уровне передней кромки клина. Ниже этого уровня давление действует на боковые стенки (в направлении 0\ и <?2) одинаково, и величина его экспоненциально убывает по длине шпура. В пределах протяженности клина давление действует только на участки шпура, ограниченные плоскостями клина. С уменьшением угла заострения клина давление в зоне максимума уменьшается, а с понижением вязкости пластичного вещества увеличивается протяженность проявления давления по длине шпура (рисунок 3 б). Уменьшение длины столба ПВ вызывает рост давления у торца инструмента (рисунок 3 в).

Установлено, что изменение скорости удара Vуа в диапазоне 2-4л^с мало влияет на характер распределения импульса давления по длине шпура, однако величина Vya заметно влияет на общее количество Q вытесненного из шпура ПВ (рисунок 4). Это важно для интенсивности развития трещины.

Целью второй серии экспериментов являлась количественная оценка соотношения между энергией удара, давлением в столбе ПВ перед торцом инструмента и размерами столба ПВ В качестве имитатора шпура использовалась медная труба длиной Р. с внутренним диаметром 32мм и толщиной стенки 2мм (рисунок 5). При ударе по инструменту с определенной (критической) энергией удара А1 возникает пластическая деформация в верхней части трубы перед инструментом

Рисунок 5 - Физическая модель на протяжении 40-50мм. Появление пластической эксперимента. 1 - инструмент, 2 - труба, 3 - ПВ по ОСТ, 4 - заглушка. деформации означает, что напряжения превышают

2 3 4 Рисунок 4 - Зависимость количества вытесненного из трубы ПВ <2 от скорости единичпого улара V,«, при энергии ударника 300Дж.

Л,

/ I

2

Р•

1

3 -

4

/Н __? 777- ~777

предел текучести материала трубы. Это условие позволяет рассчитать по формуле Ламе давление р,, возникающее в трубе. В нашем случае р[~2ШПа. Для ряда значений ? были определены соответствующие им значения критической энергии удара А1, обеспечивающие повышение давления до уровня р = р,-

а,, Дж

м

Результаты эксперимента представлены точками на рисунке 6. Они показывают, что при одинаковой толщине стенки трубы энергия, необходимая для ее пластической деформации через столб ПВ, возрастает с убывающей интенсивностью

Рисунок 6 — Экспериментальные значения энергии удара, п0 мере увеличения длины обеспечивающей появление остаточной деформации трубы, при разных длинах столба ПВ.

ш±

трубы (столба ПВ).

С учетом полученных экспериментальных результатов разработана расчетная схема нагружения столба ПВ. Полагая, что потеря давления Др на элементарном отрезке Ах длины столба ПВ пропорциональна давлению рх, действующему в этом слое (рисунок 7), получено уравнение,

Рисунок 7 - Схема натру- описывающее изменение давления по его длине: жения столба ПВ

р(х) = рге-Ях

(1)

Знание давления в каждом сечении столба ПВ позволило рассчитать деформацию стенок трубы и пластичного вещества, и соответственно, энергию, которую необходимо подвести, чтобы обеспечить эти деформации. В итоге получено выражение для определения энергии в зависимости от параметров трубы и пластичного вещества.

где

[2-Е, Е„У

(2)

где Ат - затраты энергии на упругие деформации трубы и ПВ, Аг - необрати-

мые потери энергии, связанные с внутренним трением в деформируемом столбе ПВ.

В это выражение входят известные параметры: г- внутренний радиус трубы, (0,016), м; р, - давление, обеспечивающее пластическую деформацию трубы, (в наших экспериментах 23 106Па); Еи- модуль упругости материала трубы, (для меди 8,2 • ю10) Н/м2; <р - 8,76 — зависит от коэффициента Пуассона и отношения внутреннего к наружному радиусу трубы; £"„ - модуль объемной упругости ПВ ( £у» 0,305 1010 /7о, согласно техническим условиям пластилина по ОСТ 6-15 1525-86 и справочным данным).

В формуле (2) неизвестными являются параметры я и £, которые обусловлены внутренним трением и зависят от вязкости используемого ПВ. Их значения определены по экспериментальным данным (рисунок 6). При я=1,8 и ,9-4,4 расчетная кривая А,{е), построенная по (2), хорошо соответствует результатам эксперимента. Это видно на рисунке 8. Зная Л, выражение (1) позволяет построить расчетную кривую распределения давления по длине столба ПВ для условий эксперимента (рисунок 9). Изменение давления по длине * хорошо соответствуе1 качественной картине распределения импульса давления по длине трубы, полученной экспериментально (рисунок 3 для ^ = 180").

А,, Дж

'00---

р, МПа

а—-«-«-"').

2Л = 3,6; а = 2Л-173

0 02 04 0.6 01 1 (

Рисунок 8 1 - расчетная кривая, 2 - экспериментальные значения

Рисунок 9 - Распределение давления по длине столба ПВ при давлении верхнем сечении = 23 МПа

Построенная расчетная модель нагружения столба ПВ в полости трубы применена к практической задаче разрушения природного камня. Зная Л и ¿>, основываясь

на (1), (2) получено выражение, для определения энергии удара а„, необходимой для образования начальной трещины в зависимости от размеров шпура и физических характеристик разрушаемой породы:

Еи )

(3)

Здесь р, = ар предел прочности на растяжение породы, е„, ц- соответственно

модуль упругости и коэффициент Пуассона горной породы, г-радиус шпура.

Характеристики некоторых видов пород камня и соответствующие им значения энергии А0, рассчитанные по (3) приведены в таблице 1 (при длине столба ПВ (= 1 и и радиусе шпура г = 0,0215л<).

Порода камня Предел прочности <тр, 10бПа Модуль Юнга Еи, Ю10Па Коэф. Пуассона, и Энергия А0, Дж

Базальт Диабаз Гранит Сланец Гранодиорит Мрамор Лабродорит 43 35 30 25 21 16 14 12 11,5 4.5 7.6 5,8 7 6,5 0,12 0.35 0,15 0,25 0,31 0,24 0,3 2500 1980 1370 880 640 365 280

Результаты расчета по формуле (3) дают разработчику ударной машины определенный ориентир. Устройства с энергией удара на инструменте ниже расчетного уровня не имеют шансов обеспечить разрыв материала. Разработчик должен обеспечить энергию выше расчетного уровня.

Третий этап исследований составляли эксперименты по разрыву пластичным веществом бетонных блоков 0,26x0,26x0,4.« из шпура диаметром 36мм, глубиной 320мм. Оценивалось влияние ряда факторов на энергию удара, необходимую для создания начальной трещины в блоке, по заданному направлению. Передняя кромка клина была ориентирована по диагонали блока - в наиболее грудном для разрыва направлении. В экспериментах использован аппарат планирования многофакторного эксперимента с двухуровневым варьированием (х,=±\). Рассматривались факторы:

* - величина угла клина2/ (Ю°, 20°, 40°), х2- наличие (отсутствие) инициирующих

щелей, х - вязкость ПВ (стандартный пластилин или разбавленный олифой 1/10), * -

высота заполнения шпура ПВ (140 или 3Юлш). Характерные картины разрыва иллюстрируются фотографиями на рисунках 10 и 11.

б

Рисунок 10 - Результаты разрыва блоков стандартным ПВ (по ОСТ 6-15-1525-86) при изменении угла 2у клина инструмента, град, а 40°, 6-20°, в -10°

Рисунок 11 - Результаты разрыва блоков ПВ, разбавленным олифой 1/10 при изменении угла 2у клина инструмент, град а 40°,б 20°, в -10°

Результаты экспериментов показали, что ударное воздействие клинового инструмента на камень через пластичное вещество в шпуре обеспечивает направленный разрыв породы, ориентированный по передней кромке клина (рисунок 10 а), причем направленность разрыва ухудшается с уменьшением угла 2у заострения клина ниже 40° (рисунок 10 б,в) и по мере снижения вязкости ПВ (рисунок 11).

На основании экспериментов получено уравнение регрессии: =43-5*1 -8*2 +11*3, отражающее влияние факторов х],х2,х~ на энергию удара Ух (Дж), необходимую для образования трещины в блоке.

На основе проведенных исследований, разработаны технические решения [7] по созданию рабочих инструментов, позволяющих гарантированно создавать направленные трещины в шпурах.

В третьей главе рассмотрены вопросы создания пневмоударной машины для разрушения пород камня пластичным веществом.

Поставлена задача:

- Обосновать тип ударной машины, исследовать особешюсти работы ее базовых узлов и на основе моделирования динамики ее привода, сформулировать последовательность инженерного расчета.

При разрушении массива природного камня новым методом основные затраты времени, связанные с использованием ударной машины, приходятся на ее перемещение, установку и подготовительный период работы. Основной период работы машины, связанный с появлением и развитием трещины, занимает небольшой отре-здк времени. Существенно осложнить работу на под! отовительном этапе, когда инструмент только затравливается в шпур, может действие сил отдачи. Устранение отдачи обеспечивает устойчивую работу машины и избавляет от необходимости в подающем силовом устройстве Поэтому разрыв пород пластичным веществом предпочтительно осуществлять ударным устройством, не имеющим отдачи. Учитывая простоту и низкую стоимость изготовления, предпочтение отдано пневмоударным машинам. Анализ существующих пневмо-ударных устройств показал, что известные конструкции не удовлетворяют требованию отсутствия отдачи.

В связи с этим, разработана конструкция мембранного пневмомолота гравитационною действия с энергией ударника 1600 Дж для разрушения высокопрочных пород (рисунок 12). Использование в машине привода мембранного типа обусловлено тем, что рабочая площадь мембраны может быть намного больше площади се-

1

10

Рисунок 12 - Пневмомолот мембранный (ПМ) I - ударник, 2 - направляющая, 3 - инструмент, 4 - боек, 5 - корпус узла подъема ударника, 6 - втулка, 7 - магистраль, 8 - чикл ник, 9 - мембранный узел, 10 - окна

чения ударника. Это позволяет обеспечить энергичный его разгон на коротком ходе, ударник может иметь благоприятную для ударных элементов вытянутую форму, устраняется проблема уплотнения рабочей камеры и точного сопряжения ударника с направляющим цилиндром.

Общую методическую основу исследований пневмоударных машин составляют работы Алимова О.Д., Ашавского A.M., Есина Н. Н., Иванова К.И., Костылева А.Д., Петреева A.M., Русина Е.П., Смоляницкого Б.Н., Суднишникова Б.В., Тупицина К.К., Федулова А И., и др., в которых помимо общих зависимостей, приведены методики расчета конкретных конструктивных схем. Исследованием мембранных приводов занимались Водяник В.И., Герц Е.В., Крейнин Г.В., Холзунов А.Г., Родионов П. В. и др. В известных работах рассматривались мембраны с жестким центром, или сплошные. Особенностью схемы пневмомолота ПМ является наличие кольцевой резинотканевой мембраны (с центральным отверстием без жесткого центра).

При расчете мембранного узла основным является определение значения эффективной площади мембраны для разгонной фазы обратного хода ударни-- — . - ка. На основе экспериментальных дан——— ных, полученных к.т.н. П.В. Родионо-^^Чга---- J вым, разработана расчетная схема (рису---.-j нок 13) и предложены зависимости для

'i'-^f— !1П — с—,

т „ определения предельного хода мембран-

Рисунок 13 - Расчетная схема мембранного узла, ного узла Нотв и средней эффективной площади кольцевой мембраны:

"уд

1 отв ~ J"yo т 'We ^ "о -' I' jdj - _ Л---;--\

В расчете показано, что при использовании предельного хода мембраны увеличение отношения радиуса ограничительной поверхности ударника гу, к радиусу гм

защемления мембраны вызывает уменьшение кинетической энергии Е, сообщаемой ударнику. В безразмерных параметрах энергия Е выражается в виде:

15

Р-Н 9 У1'22^ у-З =3 } с _ ломе V З'уд ~'отв1->

где Е = Е/(р я г1),гуд = гуд/гм, тот, = готв1г„, А„ = н0/гм, А0 - величина свободного прогиба сплошной мембраны при соответствующем давлении сжатого воздуха.

Формулы (4), (5) позволяют определять конструктивные размеры мембранного узла, обеспечивающие требуемую энергию Е разгона ударника.

Конструктивная схема пневмопривода изображена на рисунке 14. Из схемы ясно, что рациональная настройка системы соответствует случаю, когда поступление сжатого воздуха в камеру 2 будет обеспечено на протяжении всего участка хода ударника вверх до отрыва от мембраны, и если после отрыва (начала выхлопа в атмосферу) золотник перекроет впуск сжатого воздуха в камеру 2 с возможно меньшим запаздыванием.

V3.P3.rj

камера 3

Принятые обозначения: уь у2' кз - объемы камер; (о1, (п> ¿"34- площади воздухо-проходных сечений; т1,т2- масса ударника, золотника;

Л; Р2Т2

камера 2 х\, х2 - перемещение т1, т2;

Э.

%> ¿21 - эффективные площади; т,,т„ - абсолютная температура сжа-

т2 золотник

С0\,р0,Т0 ТОГО воздуха в г - камере, магистрали;

У! $12 Р! 7/ р' ~ абс°лютное давление сжато-

камера 1

г го воздуха в магистрали, г - камере и атмосфере.

Рисунок 14 - Конструктивная схема пневмопривода.

Рабочий процесс пневмопривода описывается системой дифференциальных уравнений, отражающих изменение движения ударника и золотника, изменение давления и температуры сжатого воздуха в / - камере:

<Fll{P2-P.)-Fl)> ^Г-— (Silfo-Po)-S22(Pl-Po)-Fl)>

di m\ at mi

dP\ í„ dV\ Л * ¿P2 (гт dV2 . \ к dpz к

Л Г,-/>Л 1 dt di 21J <Л 2 Л Л ^J

£э_(v ¿РЗ п ) dx¡ Лхг

¡и vmv'^r 2гу -*"1' nr=xi'

dT,

dT-

Параметры Я1( и Я2, характеризуют приход и расход сжатого воздуха в /-той камере (; = 1,2,3): я,, Л пъ =£(7",-я-д<+1). Основу для выражения л1(,

Л2, составляет формула Сен-Венана-Венцеля — расхода потока воздуха из камеры / вкамеру г + 1: <2 = .л где К = г *•/(*■-1), *: -показатель адиабаты, £ - ускорение свободного падения, К - универсальная газовая постоянная, С,., и - площадь воздухопроходного сечения между камерами, ч/{р,+\/р,)-функция расхода.

В результате анализа решений, определены рациональные значения параметров системы, при которых отсечка подачи сжатого воздуха в рабочую камеру происходит в момент начала выхлопа в атмосферу.

На рисунке 15 представлена характерная для данной машины диаграмма рабочего цикла, отражающая ход внутренних динамических процессов.

О» 015 аз О26 ОД О» 04 0*9 05 ОД» О,» 0« 0.7 С

Рисунок 15 - Диаграммы рабочего цикла 17

Представленной диаграмме соответствуют следующие значения конструктивных параметров: т, = 350кг, т2 = 4к>, 52, = 360см2, Я12 =Я22 =130с«2, »бс*2, ¿-12 = 18си2, С34 =133сл<2, 4"23 = 27сл12, к, = 4000с«3, к2 - 1800с«3, к3 = б200бЛ13 Расчетные значения выходных показателей пневмомолота приведены в таблице 2.

ТАБЛИЦА 2 - Расчетные показатели работы пневмомолота.

Показатели на основе диаграммы рисунка 16

Избыточное давление в магистрали, МПа 0,6

Масса ударника, кг 350

Энергия удара, Дж 1600

Ход ударника, мм 462

Частота ударов, Гц 1,6

Расход воздуха, м3 /мин 3,5

Знание рациональных значений конструктивных параметров пневмомолота позволило, используя критерии динамического подобия, построить методику инженерного расчета машины, которая представлена в диссертации.

В четвертой главе описаны результаты лабораторных и полевых испытаний.

В лабораторных условиях проведены исследования мембранного узла. Эксперименты выполнялись на установке [1], представленной на рисунке 16. Оценивалась

а 6 в

Рисунок 16 - Установка для исследования мембранного узла а - внешний вид, 6, в- конструктивная схема 1 - ударник, 2 - направляющая, 3 - наковальня, 4 - подпружиненный клапан, 5 -мембранный узел, 6 - окна, 7 - магистраль, 8 - резиновый работапоглотитель, 9 - стальная плита, 10 - болты, 11 - рельсовое основание

достоверность предложенного метода расчета мембранного узла. Оценка осуществлялась по конечному результату - забросу ударника мембранным узлом при различных давлениях сжатого воздуха. В таб- ТАБЛИЦА 3 лице 3 приведены экспериментальные и расчетные значения показателей работы мембранного узла, расхождения не превышали 10 %.

Давление в магистрали, р, МПа Ход ударника, Н„, м

эксперимент расчет

0,4 0,35 0,39

0,5 0,44 0,47

0,6 0,53 0,57

Заключительным этапом исследований были полевые испытания нового метода направленного разрыва на крупногабаритном гранитном блоке. Испытания преследовали цель проверить на реальном объекте два главных результата, полученных во второй главе: первый - это возможность направленного разрушения без предварительного нарезания концентраторов напряжений; второй - это достоверность расчетной оценки энергии удара, необходимой для образования трещины при ударном воздействии через столб ПВ в шпуре.

Схема эксперимента и внешний вид объекта воздействия представлены на рисунках 17 и 18. Передняя кромка клина инструмента с углом 2/= 14С/ была ориентированна по наибольшей длине блока (рисунок 17). Энергия удара последовательно наращивалась от 820 до 1690<Дж за счет увеличения высоты сбрасывания ударника массой 140кг. При этом фиксировались: энергия удара, при которой появилась зародышевая трещина; направленность зарождения и развития трещины; число ударов,

Рисунок 17 - Схема эксперимента ударного разрушения гранита через столб пластичного вещества: 1 -инструмент с двухоткосным клином, 2 - гранитный негабарит, 3 - шпур, заполненный ПВ (ОСТ 6-15-1525-86), 4 - заданное направление разрыва

потраченных на полный раскол негабарита; величина заглубления инструмента в шпур за удар.

Результаты эксперимента показали: начальная трещина (рисунок 19) возникла при энергии удара 1350Дж. Дальнейшее развитие трещины происходило в соответствии с количеством и энергией нанесенных ударов. При повышении энергии рост трещины ускорялся. В общей сложности с момента возникновения трещины до полного раскола негабарита произведено 46 ударов с энергией 1350 -1690Дж. Заглубление инструмента в шпур за удар, при образовании трещины составляло 2 - 50лм< в зависимости от величины раскрытия трещины.

Эксперимент подтвердил, что расположение передней кромки клина в шпуре определяет направление появления и развития трещины (рисунок 20).

Энергии удара, рассчитанная по формуле (3), для данных условий составляет 1290 Дж, по результатам эксперимента - 1350 Дж-. Это дает основание считать, что расчетная модель в достаточной мере отражает реальный процесс, и получаемые по предложенной методике данные могут служить ориентиром при проектировании средств ударного воздействия для осуществления направленного разрыва через столб пластичного вещества в шпуре.

Рисунок 18 - Установка ударного узла на торце рабочего инструмента при разрушении гранитного негабарита

тщщ

Рисунок 19 - Возникновение начальной трещины

Рисунок 20 - Направленный разрыв негабарита. Рисунок 21- Отделенные поверхно-

сти разрыва

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации изложены научно обоснованные технические и технологические разработки, имеющие существенное значение для экономики страны, заключающиеся в решении задачи создания направленного разрыва природного камня, основанном на ударном воздействии на стенки шпура через пластичное вещество.

Основные научные и практические результаты состоят в следующем:

1. Доказано, что при ударном воздействии на камень клиновым инструментом через пластичное вещество в шпуре расположение передней кромки клина определяет направление образования и развития трещины. Определены условия, обеспечивающие достижение этого эффекта.

2. Разработана расчетная схема ударного нагружения пород камня через пластичное вещество в шпуре, которая позволяет оценить энергию удара, необходимую для образования трещины.

3. Показано, что для ударного разрыва массива камня через пластичное вещество предпочтительна пневмоударная машина гравитационного типа с мембранным приводом. Разработан мембранный пневмомолот, отличающийся отсутствием силы отдачи.

4. На основе результатов математического моделирования динамики пневмо-молота определены рациональные значения его конструктивных параметров. Предложен метод инженерного расчета машины. Испытан опытный образец мембранного узла.

5. Проведены полевые испытания по разрыву крупногабаритного гранитного блока. В испытаниях реализован направленный разрыв без использования дополнительных концентраторов напряжений. Испытания показали, что реальное значение энергии удара, обеспечивающей появление начальной трещины, хорошо согласуется с расчетным значением.

6. Получено три патента на пневмоударную машину и устройства для образования направленных трещин. Результаты работы приняты ИГД СО РАН для изготовлении технических средств и реализации направленного разрыва природного камня на карьерах.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих трудах:

1. Тамбовцев П. Н. Пневматический ударный узел общего технического назначения. [Текст] / П. Н. Тамбовцев // Материалы 3-ей международной научно-практической конференции. - ИГД СО РАН, 2003.

2. Тамбовцев П. Н. Расчет кольцевых мембран, используемых в пневмоударных машинах. [Текст] / П. Н. Тамбовцев // Сборник научных трудов НГТУ- №2, 2003.

3. Тамбовцев П. Н. К исследованию процесса флюидоразрыва камня ударным способом [Текст] / П.Н. Тамбовцев, А.Я Тишков. // Горный информационно-аналитический бюллетень МГТУ № 11,2004.

4. Тамбовцев П. Н. Экспериментальные исследования процесса флюидоразрыва породных блоков ударным способом. [Текст] / П.Н. Тамбовцев // ФТПРПИ -2004-№3.

5. Патент РФ № № 2229558. Пневматическое ударное устройство для забивания в грунт стержневых элементов, например труб (варианты) / А.Я. Тишков, С.Я. Левенсон, Ю.И. Еременко, П Н.Тамбовцев; патентообладатель ИГД СО РАН //

опубл. в БИ № 15 за 2004 г.

6. Заявка № 2004136523 на изобретение. Пневмоударная машина для забивания стержней в грунт / П.Н. Тамбовцев, А.Я. Тишков; патентообладатель ИГД СО РАН // Выдано положительное решение с приоритетом от 14.12.2004, получено 13.01.2006. -ФГУ ФИГТС, Москва, 2006.

7. Заявка № 2005100990 на изобретение. Устройство для образования направленных трещин в скважинах (варианты) / П.Н. Тамбовцев; патентообладатель ИГД СО РАН // Выдано положительное решение с приоритетом от 18.01.2005, получено 25.01.2006. - ФГУ ФИПС, Москва, 2006.

Подписано к печати 20.04.2006 г.

Формат 60x84/16 Печ. л. 1. Тираж 100 эю. Заказ № 1

Институт горного дела СО РАН 630091, Новосибирск, Красный проспект, 54

/00*4

8975

/

J> i

1

Введение

ГЛАВА 1. АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ, СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Способы разрушения строительных горных пород, обоснование эффективности разрушения пластичным веществом

1.2. Анализ конструкций пневмоударных машин

1.3. Цели и задачи исследований

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАЗРЫВА СТЕНОК ШПУРА ПЛАСТИЧНЫМ ВЕЩЕСТВОМ

2.1 Поведение пластичного вещества в шпуре при ударных нагрузках

2.2 Экспериментальная оценка соотношения между энергией удара, максимальным давлением в столбе пластичного вещества и его размерами

2.3 Расчетная оценка энергии удара, необходимой для образования начальной трещины

2.4 Факторы, влияющие на направленность разрыва и энергию удара, необходимую для образования трещины в породе

Выводы

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПНЕВМОУДАРНОЙ МАШИНЫ ДЛЯ РАЗРЫВА СТРОИТЕЛЬНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД ПЛАСТИЧНЫМ ВЕЩЕСТВОМ

3.1. Обоснование выбора типа машины, конструкция, стратегия расчета

3.2. Расчет мембранного узла

3.3. Предварительная оценка значений основных конструктивных параметров мембранного пневмомолота

3.4. Математическая модель динамики пневмомолота

3.5. Инженерный расчет 78 Выводы

ГЛАВА 4. ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПОЛЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Экспериментальные исследования узлов мембранной пневмоударной машины в лабораторных условиях

4.2. Полевые исследования процесса разрушения гранита

Выводы

Актуальность темы. В последние годы в России интенсивно развивается промышленность природного камня, что связано с возрастающей потребностью использования его в строительстве и архитектуре. Основные затраты в камнепроизводстве ложатся на добычные работы. В настоящее время природный камень добывают в основном буровзрывным, камнерезным и буроклиновым способами. Этим технологиям в разной степени свойственны известные недостатки - значительные потери и повреждения камня, высокая себестоимость продукции, большая трудоемкость работ. В последние годы в практику внедряется, разработанный коллективом ученых ИГД СО РАН под руководством д.т.н. Чернова О.И. - метод добычи блоков с использованием ориентированного гидроразрыва, однако его применение затруднительно в трещиноватых породах. Попадая в случайные трещины, жидкость легко меняет направление разрыва, образуя неровные поверхности. В этом отношении перспективным является создание магистральных трещин в породе путем ударного внедрения инструмента в шпур, заполненный пластичным веществом. Благодаря высокой вязкости пластичное вещество игнорирует случайные трещины и распространяется по магистральной, обеспечивая качественный разрыв камня.

Первые предложения по разрушению твердых пород ударным воздействием через пластичное вещество в шпуре сделаны в ИГД СО РАН д.т.н. Кю Н.Г. Различные варианты этого способа защищены патентами, однако, широкого практического признания данное направление пока не получило. В известной мере это обусловлено недостаточной изученностью особенностей ударного воздействия на породу через столб пластичного вещества, а также отсутствием специализированных устройств для промышленного использования метода. Поэтому задача его развития и совершенствования весьма актуальна.

Цель диссертационной работы состоит в обосновании и разработке технических средств, обеспечивающих применение метода направленного разрыва природного камня ударным воздействием через пластичное вещество в шпуре.

Основная идея работы заключается в осуществлении направленного разрыва породы ударным воздействием через пластичное вещество клиновидным инструментом без применения дополнительных средств для образования концентраторов напряжений.

Задачи исследования:

1. Экспериментально определить особенности передачи энергии удара инструмента на стенки шпура через пластичное вещество и разработать расчетную схему оценки энергии удара, необходимой для образования трещины в породах камня.

2. На основе экспериментов выявить основные факторы, определяющие направленность разрыва.

3. Обосновать тип ударной машины для воздействия на рабочий инструмент, исследовать особенности работы ее базовых узлов, на основе моделирования динамики ее привода сформулировать последовательность инженерного расчета.

4. Испытать опытный образец ударного устройства в лабораторных условиях и провести полевые испытания нового метода направленного разрыва на крупногабаритном гранитном блоке.

Методы исследований. Стендовые эксперименты на физических моделях и образцах, математическое моделирование динамики ударного устройства, обработка и анализ результатов, лабораторные испытания и полевые эксперименты.

Основные научные положения:

1. Ударный импульс давления в каждом поперечном сечении столба пластичного вещества уменьшается по мере удаления сечения от передней кромки инструмента по экспоненциальному закону. Энергия удара, необходимая для образования трещины в породе, при воздействии инструментом через пластичное вещество в шпуре, пропорциональна площади поперечного сечения шпура, квадрату предела прочности на растяжение породы и возрастает с увеличением длины шпура, экспоненциально приближаясь к предельному значению.

2. Ударное воздействие клинового рабочего инструмента на стенки шпура через пластичное вещество обеспечивает направленный разрыв породы, ориентированный по передней кромке клина, причем направленность разрыва ухудшается с уменьшением угла заострения клина ниже 40° и с понижением вязкости пластичного вещества. С увеличением угла заострения клина требуемая для образования трещины энергия удара снижается.

3. В базовом узле пневмомолота с кольцевой мембраной без жесткого центра, работающей с наибольшим суммарным прогибом, увеличение отношения радиуса ограничительной поверхности ударника к радиусу защемления мембраны вызывает уменьшение кинетической энергии, сообщаемой ударнику. Для обеспечения экономичного рабочего цикла мембранного пневмомолота при конструктивно предпочтительных соотношениях между массами и рабочими площадями ударника и золотника (соответственно 87,5 и 2,8) необходимо, чтобы значение безразмерного комплексного параметра /?, отражающего соотношение между массой, рабочей площадью, ходом ударника и рабочим давлением энергоносителя, находилось в пределах 408-412.

Достоверность научных положений подтверждена сопоставлением теоретических и экспериментальных исследований на физических моделях, натурных образцах и в реальных условиях.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Установлена закономерность распределения давления по длине столба пластичного вещества, при ударном нагружении и раскрыта взаимосвязь между значением энергии удара, при котором начинается образование трещины в массиве природного камня, размерами шпура, свойствами породы и пластичного вещества.

2. Экспериментально доказано, что ударное воздействие клинового инструмента через пластичное вещество в шпуре обеспечивает направленный разрыв камня вдоль передней кромки клина. Установлено влияние угла клина и вязкости пластичного вещества на качество разрыва.

3. Получены расчетные зависимости для определения эффективной площади кольцевой мембраны без жесткого центра, являющейся основным элементом пневмопривода молота гравитационного типа. Исследована динамика и определены соотношения конструктивных параметров устройства, обеспечивающие рациональный режим его работы.

Личный вклад автора заключается в постановке и проведении экспериментов по исследованию процесса направленного разрыва горной породы через столб пластачного вещества; в обработке и интерпретации экспериментальных данных; в разработке конструкции мембранного пневмомолота и технических решений устройств для образования направленных трещин в шпурах породы.

Практическая ценность. Полученные результаты составляют основу для разработки технологического процесса создания направленных трещин в массиве природного камня для отделения монолитов и их пассировки.

Реализация работы в промышленности. Результаты работы приняты ИГД СО РАН для изготовления технических средств и дальнейшей реализации направленного разрыва природного камня на карьерах.

Апробация работы. Основные результаты исследований представлялись на 3-й международной научно-практической конференции, ИГД СО РАН, Новосибирск, 2003; докладывались на научных симпозиумах "Неделя горняка" (МГГУ, Москва) в 2004, 2005 и 2006 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано семь работ, в том числе три патента на изобретение.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы. Содержит 103 страницы машинописного текста, включая 53 рисунка, 12 таблиц и список литературы из 81 наименования.

Выводы

1. Экспериментальные исследования показали, что разработанная схема расчета мембранного узла обеспечивает приемлемые для практики результаты, расчетный ход ударника отличается от экспериментального не более чем на 10%.

2. Экспериментально установлено, что коэффициент передачи энергии ударника инструменту в исследованной ударной системе "ударник-боек-инструмент" составляет 38%.

3. Полевые испытания по ударному разрушению крупногабаритного гранитного блока подтвердили способность образования направленной трещины и, соответственно, направленного разрыва блока без нарезания концентраторов, исключительно за счет применения клинового инструмента, воздействующего на столб пластилина в шпуре.

4. До возникновения трещины заглубление инструмента Зинс в шпур за удар не превышает 1 мм, в процессе развития трещины внедрение инструмента увеличивается в зависимости от величины раскрытия трещины и находится в пределах 5и не =(2-50 )мм.

5. С образованием раскрытой трещины {Зтр > 2мм ) отскока наковальни от торца инструмента не наблюдается.

6. Расчетная (Аа =490 Дж) оценка нижней границы значения энергии единичного удара на инструменте, необходимой для создания начальной трещины в граните, соответствует экспериментальной =515 Дж).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации изложены научно обоснованные технические и технологические разработки, имеющие существенное значение для экономики страны, заключающиеся в решении задачи создания направленного разрыва крепких горных пород, основанное на применении ударного воздействия на породу через пластичное вещество в шпуре.

Основные научные и практические результаты состоят в следующем:

1. Доказано, что при ударном воздействии на горную породу клиновым инструментом через пластичное вещество в шпуре расположение передней кромки клина определяет направление образования и развития трещины. Определены условия, обеспечивающие достижение этого эффекта.

2. Разработана расчетная схема ударного нагружения горной породы через пластичное вещество в шпуре, которая позволяет оценить энергию удара, необходимую для образования трещины.

3. Показано, что для ударного разрыва горных пород через пластичное вещество предпочтительна пневмоударная машина гравитационного типа с мембранным приводом. Разработан мембранный пневмомолот с энергией удара 1500 Дж, отличающийся простотой конструкции и отсутствием силы отдачи.

4. На основе результатов математического моделирования динамики пневмо-молота определены рациональные значения его конструктивных параметров. Предложен метод инженерного расчета машины. Испытан опытный образец мембранного узла.

5. Проведены полевые испытания по разрыву крупногабаритного гранитного блока. В испытаниях реализован направленный разрыв без использования дополнительных концентраторов напряжений. Испытания показали, что реальное значение энергии удара, обеспечивающей появление начальной трещины, хорошо согласуется с расчетным значением.

6. Получено три патента на пневмоударную машину и устройства для образования направленных трещин. Результаты работы приняты ИГД СО РАН для реализации направленного разрыва горных пород на карьерах.

1. Казарян Ж.А. Природный камень: добыча, обработка, применение. Справочник. Текст. / Ж.А. Казарян М., 1998.

2. Казарян Ж.А. Инструмент для добычи и обработки природного камня. Текст. / Ж.А. Казарян М., 1990.

3. Волуев И.В. Безотходная технология добычи и обработке блочного природного камня. Текст. / И.В. Волуев М., Недра, 1994. — 192 с.

4. Добыча и обработка природного камня. Текст. / А.Г. Смирнов М., Недра, 1992.

5. Текст. / Горный журнал 2001 - № 3, МГГУ.

6. Текст. / Горный журнал 1996 - № 6, МГГУ.

7. Текст. / Горный журнал 2004 - № 2, МГГУ.

8. Технология и механизация добычи пильного камня. Текст. / . . Михайлов — М., 1981.

9. Техника и технология добычи гранитных блоков. Текст. / Б.Р. Ранимов — М., 1989.

10. Бадумян К.А. Оборудование для добычи и обработки природного камня. Текст. / К.А. Бадумян, Ф.А. Мерян, Э.Е. Барсегян М., 1987.

11. Сычев Ю.И. Распиловка камня. Текст. / Ю.И. Сычев, Ю.Я. Берлин М: Стройиздат, 1989.

12. Карасев Ю.Г. Опыт применения буровзрывных работ при вскрытии месторождения мрамора Коелга-Южная. Текст. / Ю.Г. Карасев, Б.Н. Кутузов, H.H. Ано-щенко, Г.И. Чеботарев // Горный журнал 2001 - № 3, МГГУ.

13. Орлов A.M. Добыча и обработка природного камня. Текст. / A.M. Орлов — М., 1977.

14. Бродли Ф. Вопросы технологии добычи и управления камнедобывающими предприятиями. Текст. / Ф. Бродли, К. Музетти // Выездной семинар М., 1996.

15. Кю Н.Г. Добыча блочного камня методом флюидоразрыва горных пород. Текст. / Н.Г. Кю, A.M. Фрейдин, Чернов О.И. // Горный журнал 2001 - № 3, МГГУ.

16. Чернов О.И. О флюидоразрыве породных массивов. Текст. / О.И. Чернов, Н.Г. Кю // ФТПРПИ 1988 - № 6.

17. Чернов О.И. Теоретическое изучение разрушения горной породы растяжением при различных схемах нагружения щели в массиве. Текст. / О.И. Чернов, O.A. Абрамова // ФТПРПИ 1984 - № 2.

18. Чернов О.И. Гидродинамическая стратификация монолитных пород в качестве способа управления труднообрушающейся кровлей. Текст. / О.И. Чернов // ФТПРПИ- 1983 -№2.

19. Чернов О.И. Экспериментальное изучение ориентированного разрыва твердых тел высоковязким флюидом. Текст. / О.И. Чернов, Н.Г. Кю // ФТПРПИ 1996 - № 5.

20. Клишин В.И. Создание технологий и оборудования для разрушения прочных горных пород растягивающими усилиями. Текст. / В.И. Клишин, Ю.М. Лекон-цев, П.В. Сажин // Горный информационно-аналитический бюллетень 2004 - № 11.

21. Клишин В.И. Результаты опытно-промышленного испытания оборудования на каменных блоках. Текст. / В.И. Клишин, Ю.М. Леконцев, П.В. Сажин // Динамика и прочность горных машин. Том 1. Новосибирск - 2003.

22. Чернов О.И. Изучение ориентированного гидроразрыва массива горных пород, вмещающих алмазную трубку "Интернациональная". Текст. / О.И. Чернов, И.И. Барсуков, Г.Е. Посохов // ФТПРПИ 1997 - № 6.

23. Чернов О.И. Направленное воздействие на монолитную труднообрушаю-щуюся кровлю в шахтах. Текст. / О.И. Чернов, О.И. Гребенник // Механика горных пород и механизированные крепи. Новосибирск, ИГД СО РАН - 1985.

24. Кю Н.Г. О методе направленного разрушения горных пород пластичными веществами. Текст. / Н.Г. Кю, Д. А Циганков // ФТПРПИ 2003 - № 6.

25. Патент РФ № 2131032. Способ разрушения горных пород. / Н.Г. Кю, О.И. Чернов. Опубл. в БИ № 15, 1999.

26. Патент РФ № 2168018. Устройство для образования направленных трещин в скважинах. / Н.Г. Кю, Ю.И. Леконцев. Опубл. в БИ № 15, 2001.

27. Патент РФ № 2167293. Способ разрушения горных пород. / Н.Г. Кю и др. — Опубл. вБИ№ 14, 2001.

28. Костылев А.Д. Пневмопробойники и машины для забивания в грунт легких стержневых элементов. Текст. /А.Д. Костылев, К.С Гурков, Б.Н. Смоляницкий. — Новосибирск, 1980.

29. Авторское свидетельство СССР № 607885. Пневматическое устройство ударного действия. / А.Д. Костылев и др. — Опубл. в БИ № 19, 1978.

30. Авторское свидетельство СССР № 727758. Пневматическое устройство ударного действия. / В.П. Богинский, Б.Н. Смоляницкий. Опубл. в БИ № 14, 1980.

31. Авторское свидетельство СССР № 739184. Пневматическое устройство ударного действия. / В.П. Богинский, Б.Н. Смоляницкий и др. — Опубл. в БИ № 21, 1980.

32. Авторское свидетельство СССР № 791846. Пневматическое ударное устройство. / В.П. Гилета и др. Опубл. в БИ № 48, 1980.

33. Авторское свидетельство СССР № 910936. Пневматическое устройство ударного действия. / А.Д. Костылев и др. — Опубл. в БИ № 9, 1982.

34. Авторское свидетельство СССР № 1108170. Пневматическое устройство ударного действия. / А.Д. Костылев и др. Опубл. в БИ № 30, 1984.

35. Гурков К.С. Пневмопробойники. Текст. / К.С. Гурков, В.В. Климашко, А.Д. Костылев, В.Д. Плавских, Е.П. Русин, Б.Н. Смоляницкий, К.К. Тупицин, Н.П. Че-пурной. — Новосибирск, 1990.

36. Смоляницкий Б.Н. Новые пневмоударные машины "Тайфун" для специальных строительных работ. Текст. / Б.Н. Смоляницкий, В.В. Червов, В.В. Трубицин // Механизация строительства 1997 - № 7, М.

37. Червов В.В. Энергия удара пневмомолота с упругим клапаном в камере обратного хода. Текст. // ФТПРПИ 2004 - № 1.

38. Налимов В. В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. Текст. / В.В. Налимов, Н. А. Чернова. — М.: Наука, 1965.

39. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Текст. / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М., 1971.

40. Мельников C.B. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. Текст. / C.B. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. -Ленинград, 1972.

41. Пижурин A.A. Современные методы исследований технологических процессов, в деревообработке. Текст. —М., 1972.

42. Есин H.H. Методика исследований и доводки пневматических молотков. Текст. Новосибирск, 1965.

43. Волошенко-Климовицкий Ю. Я. Динамический предел текучести. Текст. — М.: Наука, 1965.

44. Динамическая прочность металлов. Текст. / Е.Г.Коновалов. — М., 1969.

45. Погодин-Алексеев Г.И. Динамическая прочность и хрупкость металлов. Текст.-М., 1966.

46. Высокоскоростная деформация металлов. Текст. Минск, 1976.

47. Соколов А.Д. Влияние скорости деформации на прочностные характеристики металлов при комнатной температуре. Текст. Горький, 1962.

48. Пластическая деформация сплавов. Текст. / JI.E. Попов. — Томск, 1986.

49. Дарков A.B. Сопротивление материалов. Текст. / A.B. Дарков, Г.С. Шпиро. -М., 1965.

50. Прочность устойчивость колебания. Текст. / И.А. Биргера, Я.Г. Пановко. -М., 1968.

51. Кошкин Н.И. Справочник по элементарной физике. Текст. / Н.И Кошкин, М.Г. Ширкевич. М., 1976.

52. Таблицы физических величин. Справочник. / И.К. Кикоина. М., 1976.

53. Физико-механические свойства горных пород. -№ 37, 1967.

54. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород. / Н.В. Мельников и др. М., Недра, 1975.

55. Исследование физико-механических свойств горных пород. Текст. // Труды ИГЕМ, вып. № 43. АН СССР, М., 1961.

56. Родионов П.В. Экспериментальные исследования характеристик резинотканевых элементов вибровозбудителя. Текст. // Научные основы механизации открытых и подземных горных работ. ИГД СО АН СССР, Новосибирск, 1983.

57. Герц Е.В. Теория и расчет силовых пневматических устройств. Текст./ Е.В. Герц, Г.В. Крейнин. — М., 1960.

58. Иванов К.И. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых. Текст. / К.И. Иванов, В.А. Латышев, В.Д. Андреев. М., 1987.

59. Бегагоен И.А. Бурильные машины. Текст. / И.А. Бегагоен, А.Г. Дядюра, А.И. Бажал. М. 1972.

60. Крапивин М.Г. Горные инструменты. Текст. -М., 1979.

61. Алимов О.Д. Бурильные машины. Текст. / О.Д. Алимов, Л.И. Дврников. — М.: Машиностроение, 1976.

62. Ашавский A.M. Силовые импульсные системы. Текст. / A.M. Ашавский, А.Я Вольперт, B.C. Шейнбаум. М.: Машиностроение, 1978.

63. Костылев А.Д. Исследование рабочего процесса реверсивных пневмопро-бойников. Текст. / А.Д.Костылев, В.Д. Плавских, E.H. Чередников // Горные машины. ИГД СО АН СССР, Новосибирск, 1980.

64. Костылев А.Д. О рабочем процессе реверсивного пневмоударного механизма. Текст. / А.Д. Костылев, A.M. Петреев, Е.П. Русин // Виброударные процессы в строительном производстве. ИГД СО АН СССР, Новосибирск, 1983.

65. Русин Е.П. К вопросу об исследовании реверсивного пневмоударного механизма. Текст. // Научные основы механизации открытых и подземных горных работ. ИГД СО АН СССР, Новосибирск, 1983.

66. Петреев A.M. Исследование динамики бесклапанного пневмоударного механизма с одной рабочей камерой. Текст. / A.M. Петреев, В.П. Богинский // Горные машины. ИГД СО АН СССР, Новосибирск, 1980.

67. Суднишников Б.В. Некоторые вопросы теории машин ударного действия. Текст.-Новосибирск, 1949.

68. Суднишников Б.В. Некоторые зависимости, вытекающие из особенностей индикаторных диаграмм пневматических молотков. Текст. // Машины ударного действия. Новосибирск, 1953.

69. Суднишников Б.В. О движении массы под действием силы, заданной в виде функции времени. Текст. // Машины ударного действия. Новосибирск, 1953.

70. Суднишников Б.В. Элементы динамики машин ударного действия. Текст. / Б.В. Суднишников, H.H. Есин. Новосибирск, 1965.

71. Герц Е.В. Пневматические приводы. Теория и расчет. Текст. М, 1969.

72. Водяник В.И. Эластичные мембраны. Текст. -М.: Машиностроение, 1974.

73. Герц Е.В. Расчет пневмоприводов. Текст. -М.: Машиностроение, 1975.

74. Крейнин Г.В. Машинное построение математических моделей устройств с пневмоприводом ударного действия. Текст. / Г.В. Крейнин, Е.Г. Мюнцер, Б.И. Павлов, A.M. Петреев // IY Всесоюзный симпозиум по пневматическим приводам системам управления. - Тула, 1981.

75. Петреев A.M. Программа "ПУМ вариант". Текст. / A.M. Петреев, Е.Г. Мюнцер // Инструкция пользователя. - ИГД СО АН СССР, Новосибирск.

76. Родионов П.В. Математическая модель виброударных пневмомашин. Текст. // Горные машины. ИГД СО АН СССР, Новосибирск, 1980.

77. Родионов П.В. К методике обработки индикаторных диаграмм мембранных виброударных пневмомеханизмов. Текст. // Научные основы механизации горных работ. ИГД СО АН СССР, Новосибирск, 1986.

78. Петреев A.M. О системе безразмерных параметров пневмоударных устройств. Текст. / Ручные пневматические машины ударного действия. Новосибирск, 1982.

79. Тамбовцев П.Н. Пневматический ударный узел общего технического назначения. Текст. // Материалы 3-й международной научно-практической конференции. ИГД СО РАН, Новосибирск, 2003.

80. Патент РФ № 2229558. Пневматическое ударное устройство для забивания в грунт стержневых элементов, например труб (варианты) / Тишков А. Я., Левенсон А. Я., Еременко Ю. И., Тамбовцев П. Н. Опубл. в БИ № 15, 2004.