автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Научные основы создания гидромеханических исполнительных органов для очистных и проходческих комбайнов

На правах рукописи

РГБ ОД

Виктор Георгиевич МЕРЗЛЯКОВ ? ДПР 2000

УДК 622.236.52:622.23.054

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ДЛЯ ОЧИСТНЫХ И ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ

Специальность 05.05.06 - "Горные машины"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2000 г.

Работа выполнена в Национальном научном центре горного производства - Институте горного дела им. А.А.Скочинского.

Научный консультант: докт. техн. наук, проф.

И.А. Кузьмич

Официальные оппоненты: докт. техн. наук, проф. докт. техн. наук, проф. докт. техн наук

Л.И. Кантовш Н.Г. Матвиенко Б.К. Мышляев

Ведущая организация - ОАО "ЦНИИподземмаш".

Защита диссертации состоится 19 апреля 2000 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 053.20.01. при Московском государственном открытом университете по адресу: 129805, г. Москва., ул. Павла Корчагина, 22.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного открытого университета.

Автореферат разослан "{£ " марта 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук,

доцент Т.А.Ткачева

Ь,15-Ь-ОЧ2ьиО

иЬ^-ЬЪ-042,0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в горнодобывающих отраслях промышленности большое внимание уделяется развитию технических средств и технологий разрушения горного массива, повышающих эффективность и безопасность производства горных работ. Многие годы совершенствование механических инструментов, используемых в исполнительных органах выемочных и проходческих комбайнов для разрушения углей и горных пород, осуществлялось за счет применения более износостойких материалов и оптимизации параметров как механических инструментов, так и самих исполнительных органов. Однако технические решения в этих направлениях достигают своего предела.

Проводимые в последние годы в России и за рубежом научные исследования, направленные на изыскание новых способов и средств разрушения угля и горных пород, показывают, что повышение производительности выемочных машин и темпов проведения подготовительных выработок проходческими комбайнами без увеличения их габаритов и массы, расширение области их применения на более крепкие и абразивные горные породы и снижение пылеобразования в рудничной атмосфере очистных и подготовительных забоев до предельно допустимых концентраций может быть достигнуто на основе гидромеханического способа разрушения, который заключается в комбинированном воздействии на горный массив высокоскоростных струй воды и механического инструмента режущего или скалывающего действия.

Однако результатов этих исследований недостаточно для успешного создания новой техники, реализующей гидромеханический способ разрушения горного массива. Представления о механизме гидромеханического разрушения противоречивы и не имеют достаточного обоснования. Отсутствуют научно-обоснованные рекомендации по выбору рациональных параметров и установлению обобщающих зависимостей для определения силовых и энергетических показателей гидромеханического способа разрушения горного массива, которые позволили бы разработать корректные математические модели процессов разрушения и методики расчетов гидромеханических исполнительных органов очистных и проходческих комбайнов.

Решению указанных задач посвящена настоящая диссертационная работа, которая обобщает результаты НИОКР, выполненных в 19781999 гг. при непосредственном участии автора в качестве ответственного исполнителя и руководителя работ в соответствии с отраслевой тематикой ИГД им. А.А.Скочинского (0123080000; 0143100000; 01430500000; 1430600000; 1100906000 и др.). В рамках государственной научно-технической программы "Прогрессивные технологии комплексного освоения топливно-энергетических ресурсов недр России (Недра России)" в 1993-1999 гг. под научным руководством автора был выполнен научно-технический проект "Гидромеханический способ разрушения горных пород и исполнительные органы проходческих машин на его основе", материалы которого также вошли в настоящую диссертационную работу.

Целью работы является создание гидромеханических исполнительных органов для очистных и проходческих комбайнов, обеспечивающих повышение их производительности, расширение области применения на крепкие породы и снижение запыленности рудничной атмосферы до предельно допустимых концентраций.

Идея работы состоит в использовании эффектов разупрочнения горного массива при совместном воздействии на него высокоскоростной струи воды и механического инструмента и создании на основе установленных закономерностей процесса комбинированного разрушения эффективных и безопасных способов и средств гидромеханического разрушения угля и горных пород.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Эффективность гидромеханического способа разрушения горного массива, реализующего преимущества гидродинамического ослабления массива и его механического резания, зависит от схемы взаимной ориентации струи воды и механического инструмента. Наиболее эффективными схемами гидромеханического разрушения угля и горных пород являются:

- линейная схема разрушения горной породы струей воды и резцовым инструментом;

- линейная схема разрушения угля струей воды и дисковой шарошкой;

- последовательная схема разрушения угля струей воды и резцовым инструментом.

2. Существует рациональное с точки зрения достижения наименьших силовых показателей и удельных энергозатрат расстояние между механическим инструментом и точкой контакта струи с разрушаемым

массивом, которое в свою очередь зависит от толщины срезаемой стружки.

3. Реализация ослабления горного массива с помощью высокоскоростных струй воды может осуществляться в режимах щелевого и бесщелевого гидромеханического разрушения. Энергетические и гидравлические параметры процесса гидромеханического щелевого разрушения в значительной степени определяет средняя глубина опережающей щели, рациональное значение которой зависит от толщины стружки, схемы разрушения и типа механического инструмента. При гидромеханическом бесщелевом способе разрушения давление струи воды и диаметр насадки являются основными факторами, обеспечивающими снижение усилия на механическом инструменте.

4. При щелевом способе гидромеханического разрушения эффективность процесса обеспечивается за счет взаимодействия двух мощных концентраторов и источников напряжений: магистральной скалывающей трещины, возникающей в массиве у вершины резца, и зарубной щели, нарезаемой в массиве высокоскоростной струей воды, в результате чего образуются вертикальные трещины, развивающиеся навстречу друг другу.

5. Эффективность бесщелевого способа разрушения обеспечивается за счет вымывания продуктов разрушения из зоны действия режущей кромки резца и уменьшения площади контакта его с разрушаемым массивом, уменьшения усилий трения резца и увеличения концентрации напряжений в зоне вершины его режущей кромки, что способствует снижению усилий резания и подачи, необходимых для выполнения элементарного цикла разрушения массива.

6. Гидромеханический способ разрушения с образованием опережающей щели может быть успешно реализован в шнековых исполнительных органах угледобывающих комбайнов, что обеспечит повышение их энерговооруженности и производительности в 1,5^2,0 раза при одновременном улучшении сортности добываемого угля и снижении содержания угольной пыли в атмосфере забоя до предельно допустимых концентраций.

7. Реализация щелевого способа разрушения в гидромеханических органах проходческих комбайнов позволяет повысить их производительность при разрушении крепких горных пород в 1,9^-2,3 раза. Однако для этого требуются большие (до 140 кВт) затраты гидравлической мощности. Бесщелевой способ гидромеханического разрушения горных пород менее энергоемок (по сравнению с щелевым способом разрушения энергоемкость его меньше в 2*3 раза) и может быть эффективно ис-

пользован при давлении струй воды до 70 МПа. При этом усилие резания снижается на 30^-40%. Применение обоих способов в гидромеханических исполнительных органах проходческих комбайнов повысит их производительность либо расширит область применения на более прочные и абразивные породы.

8. Математические модели щелевого и бесщелевого способов гидромеханического разрушения горного массива разработаны с учетом режимных факторов работы механического инструмента, его геометрических параметров, параметров взаимной ориентации струи воды и механического инструмента, гидравлических параметров струи воды и физико-технических свойств разрушаемого массива.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- корректностью постановки задач исследований;

- использованием апробированных методов, достаточным и статистически обоснованным объемом и представительностью выполненных экспериментальных исследований в стендовых и промышленных условиях;

- корректным применением методов теории вероятностей и математической статистики при обработке экспериментальных данных и удовлетворительной сходимостью (в пределах 20%) расчетных данных с результатами экспериментальных исследований;

- положительными результатами промышленной апробации разработанных способов и средств гидромеханического разрушения угля и горных пород.

Научное значение работы заключается в установлении основных закономерностей процесса гидромеханического разрушения горного массива высокоскоростной струей воды совместно с механическим инструментом режущего или скалывающего действия, развитии на их основе теории гидромеханического разрушения углей и горных пород и разработке методов количественной оценки основных показателей гидромеханического способа разрушения, позволяющих оптимизировать процесс разрушения горного массива и определять рациональные условия его применения.

Научная новизна работы:

- установлены эффективные схемы комбинированного воздействия на разрушаемый массив высокоскоростной струи воды и механического инструмента режущего или скалывающего действия, выявлены их отличительные особенности и определены области их применения при гидромеханическом разрушении угля или горных пород;

- установлены характерные закономерности гидромеханического способа разрушения угля и горных пород и получены математические модели процесса формирования его силовых и энергетических показателей в зависимости от режимных параметров, гидравлических параметров струи воды, геометрических параметров механического инструмента, параметров взаимной ориентации струи и механического инструмента и физико-технических свойств разрушаемого массива;

- установлены рациональные параметры гидромеханического способа разрушения угля и горных пород и получены расчетные зависимости для их определения при различных схемах комбинированного воздействия на разрушаемый массив высокоскоростной струи воды и механического инструмента;

- на основе проведенных экспериментальных исследований в стендовых и промышленных условиях обоснована и практически доказана возможность эффективного применения бесщелевого и щелевого способов гидромеханического разрушения горных пород. Установлены граничные условия их применения, определяемые критическим значением давления воды;

- разработаны научные основы создания гидромеханических исполнительных органов для очистных и проходческих комбайнов, включающие методику определения рациональных параметров малогабаритных струеформирующих устройств; методику выбора рациональных параметров и определения сил резания и подачи на резцовом инструменте гидромеханической режущей коронки исполнительного органа проходческого комбайна; методику расчета сил резания и подачи и определения рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов очистных комбайнов, оснащенных резцовым или шарошечным инструментом.

Практическое значение работы заключается в следующем:

- обоснована и экспериментально подтверждена эффективность работы гидромеханических исполнительных органов очистных и проходческих комбайнов. Применение высокоскоростных струй воды в сочетании с механическим инструментом способствует повышению производительности очистной и проходческой техники без существенного увеличения их габаритов и массы; значительному снижению усилий на инструменте; расширению области применения проходческих комбайнов по крепости и абразивности разрушаемых пород; снижению запыленности рудничной атмосферы до уровней, близких к ПДК, и обеспечению условий пылевзрывозащиты;

- разработана методика расчета и созданы малогабаритные струе-формирующие устройства, генерирующие компактные высокоскоростные струи воды с высокой разрушающей способностью давлением до 250 МПа для исполнительных органов очистных и проходческих комбайнов;

- разработан параметрический ряд и созданы источники воды высокого давления до 250 МПа;

- созданы гидромеханические исполнительные органы для очистных и проходческих комбайнов, разработана методика определения их рациональных параметров, расчета силовых и энергетических показателей и установлена область их эффективного применения.

Реализация результатов работы. Результаты исследований реализованы в отраслевой "Методике определения рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов горных машин", утвержденной Минтопэнерго РФ (1998 г.) и принятой к использованию ОАО "ЦНИИподземмаш", ОАО "ПНИУИ", ОАО "Скуратов-ский экспериментальный завод", ННЦ ГП - ИГД им. А.А.Скочинского, фирмой "НИТЕП".

Основные положения методики и результаты исследований использованы:

- при разработке, изготовлении и испытаниях в стендовых и промышленных условиях экспериментальных и опытных образцов гидромеханических исполнительных органов для проходческих комбайнов 1ГПКС, 4ПП-2М и КП-25 с встроенными и автономными источниками гидравлической энергии. По результатам испытаний скорректирована конструкторская документация на опытный образец гидромеханического исполнительного органа с встроенным источником гидравлической энергии для проходческого комбайна 1ГПКС и принята к производству Скуратовским экспериментальным заводом для изготовления опытной партии;

- при разработке источников воды высокого давления (преобразователей давления мультипликаторного типа) и малогабаритных струефор-мирующих устройств. Разработаны параметрические ряды на струефор-мирующие устройства и источники воды давлением до 250 МПа. Разработаны, изготовлены, испытаны и приняты к производству преобразователи давлений ПД (давлением 180 МПа ) и ПД-2 (давлением 120 МПа);

- при разработке системы высоконапорного орошения СВО-1 с преобразователем давления ПД-1 (20 МПа) для проходческих комбайнов избирательного действия;

- при разработке, изготовлении и опытно-промышленных испытаниях на очистных комбайнах КШ-3 и 1КШЭ экспериментальных и опытных образцов гидромеханических шнековых исполнительных органов. По результатам испытаний и выполненных исследований ОАО "ПНИУИ" разработана конструкторская документация на опытный образец очистного гидромеханического комбайна с встроенными источниками воды высокого давления.

Для определения области применения гидромеханических шнековых исполнительных органов выемочных машин используется разработанная с участием автора "Отраслевая инструкция по выбору шнековых исполнительных органов очистных комбайнов".

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всесоюзных научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов угольной промышленности (Москва, 1979, 1987 гг.); научно-технических совещаниях Минуглепрома СССР по рассмотрению результатов шахтных испытаний гидромеханических исполнительных органов для очистных комбайнов 1КШЭГ и КШЗГ (Москва, 1978, 1987 гг.); VII Международном симпозиуме по технологии струйного резания (Англия, Дарем, 1986 г.); Международном симпозиуме "Горная геомеханика - 89" (ЧССР, Острава, 1989 г.); Международном симпозиуме "Горная геомеханика - 90" (ЧССР, Старые Смаковицы, 1990 г.); Международном симпозиуме "Новые технологии добычи полезных ископаемых" (С.-Петербург, 1993 г.); Международном семинаре "Проблемы и перспективы развития горной техники" (Москва, 1995 г.); Международном симпозиуме по горной механизации и автоматизации (США, Голден, 1995 г.); I Международной конференции "Проблемы создания экологически чистых и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства" (Тула, 1996 г.); XI Российской конференции по механике горных пород (С.-Петербург, 1997 г.); Научном симпозиуме "Неделя горняка - 98" (Москва, 1998 г.); ежегодных заседаниях НТС Миннауки РФ при рассмотрении итогов выполнения государственной научно-технической программы "Недра России" (Москва, 1993-1999 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликована самостоятельно и в соавторстве 81 работа, в том числе 2 монографии, 2 брошюры и 16 авторских свидетельств и патентов РФ на изобретения. Основные положения диссертации отражены в 54 работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, изложенных на 298 страницах машинописного тек-

ста, и содержит 88 рисунков, 39 таблиц, 11 приложений и список литературы из 224 наименований.

Автор искренне признателен и выражает глубокую благодарность за научно-методические консультации и содействие в выполнении иссле-

дований профессорам, докторам технических наук ¡И.А.Кузьмичу),

Л.Б.Глатману, |Е.З.Позину|, Н.Ф.Кусову, И.Г.Ищуку, Г.А.Позднякову, Э.Э. Нильве, кандидатам технических наук В.Е.Бафталовскому, Ю.А.Гольдину, М.И.Рутбергу, С.И.Храмешкину, Ю.А.Толченкину, Н.Л.Серовой, И.В.Иванушкину, коллективам отделения проблем разрушения угля и горных пород ИГД им. А.А.Скочинского, кафедры "Горные машины" ТулГУ, институтов ПНИУИ, ЦНИИподземмаш и фирмы "НИТЕП".

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Гидромеханический способ разрушения горного массива основан на комбинированном воздействии на горный массив высокоскоростной струи воды и механического инструмента режущего или скалывающего действия. Эффективность гидромеханического способа разрушения будет определяться эффективностью составляющих его механического и гидравлического способов.

Весомый вклад в изучение механических способов и средств разрушения угля и горных пород применительно к созданию исполнительных органов очистных и проходческих комбайнов внесли А.В.Докукин, Л.И.Барон, А.И.Берон, Е.З.Позин, В.А.Бреннер, Л.Б.Глатман, В.Н.Гетопанов, Ю.А.Дмитрак, Д.М.Дергунов, С.Л.Загорский, Л.И.Кантович, Н.Г.Картавый, А.Н.Коршунов, Ф.В.Корчуганов, Ю.Д.Красников, Ю.Н.Линник, Б.К.Мышляев, В.И.Нестеров, В.А.Потапенко и другие ученые.

Вопросы гидравлического и гидромеханического разрушения горного массива наиболее полно изучены и представлены в работах докторов технических наук В.А.Бреннера, И.А.Кузьмича, А.Б.Жабина, Г.П.Никонова, С.С.Шавловского, кандидатов технических наук Ю.В.Антипова, Н.А.Артемьева, В.Е.Бафталовского, Ю.А.Гольдина, И.И.Дорошенко, И.В.Иванушкина, И.МЛавита, М.М.Миллера,

A.Е.Пушкарева, М.И.Рутберга, Н.Л.Серовой, КХА.Толченкина,

B.С.Фролова, С.Е.Харламова, С.И.Храмешкина и других ученых.

Созданию гидромеханических исполнительных органов за рубежом

в последние годы уделялось значительное внимание (фирмы "Вирт", "Андерсон Стратклайд", "Доско", "Робине", "Флоу Рисерч" и др.). Од-

нако эти попытки в основном ограничивались отдельными узконаправленными исследованиями и конструкторскими разработками с использованием возможностей серийного насосного оборудования. Отсутствие полноценной научной базы для выбора рациональных параметров и режимов гидромеханического разрушения не позволило указанным фирмам реализовать в полной мере гидромеханический способ разрушения.

В Тульском государственном университете под научным руководством проф., докт. техн. наук В.А.Бреннера проводятся теоретические и экспериментальные исследования бесщелевого гидромеханического способа разрушения горных пород при подаче воды высокого давления через тело резцового инструмента. Шахтные испытания этого способа, проведенные с нашим участием, выявили наряду с его преимуществами серьезные недостатки. Сложность конструкции гидромеханического резцового инструмента, низкая стойкость и частые заштыбовки внутреннего канала со стороны разрушаемого массива сдерживают создание новой техники, реализующей гидромеханический способ с подачей воды высокого давления через резец.

Результаты экспериментальных исследований гидромеханического способа разрушения угля и горных пород с опережающей струей воды высокого давления, которые проводились в ИГД им. А.А.Скочинского под научным руководством проф., докт. техн. наук И.А,Кузьмича и непосредственном участии автора, позволили в сравнении с механическим способом установить его эффективность по силовым и энергетическим показателям, сортности продуктов разрушения и пылеподавлению; разработать и исследовать различные схемы комбинированного разрушения угля и горных пород и получить расчетные формулы для определения их основных показателей.

Выполненный и представленный в диссертационной работе анализ результатов зарубежных и отечественных исследований гидромеханического способа разрушения горного массива позволил установить следующее.

По способу реализации энергии высокоскоростной струи воды с целью гидродинамического ослабления разрушаемого горного массива различают щелевой и бесщелевой гидромеханические способы разрушения:

- при щелевом способе горный массив разрушается механическим инструментом и струей воды, гидравлические параметры которой обеспечивают при заданной скорости резания образование опережающей щели необходимой глубины, определенным образом ориентированной относительно инструмента;

- при бесщелевом разрушении высокоскоростная струя воды, воздействуя на разрушаемый массив, интенсифицирует процесс разрушения без нарушения сплошности массива, т.е. без образования опережающей щели.

Гидромеханический способ разрушения с образованием опережающей щели может быть успешно реализован в исполнительных органах выемочных комбайнов, поскольку для нарезания щелей в углях любой крепости и вязкости требуются струи воды давлением до 30+50 МПа.

Использование щелевого и бесщелевого гидромеханических способов разрушения горных пород возможно в исполнительных органах проходческих комбайнов избирательного действия. Применение струи воды давлением до 70 МПа с общим расходом 45+80 л/мин позволило уменьшить в 1,5-4,6 раз усилия резания на резцовом инструменте и снизить в отдельных случаях почти в 2 раза энергоемкость механического разрушения. Применение гидромеханических исполнительных органов на проходческих комбайнах также способствует существенному повышению износостойкости резцового инструмента и резкому снижению пылеобразования в рудничной атмосфере. При этом увеличение стоимости гидравлических систем высокого давления составляет 12+25% от стоимости проходческого комбайна.

Реализация щелевого способа разрушения в гидромеханических органах проходческих комбайнов роторного типа позволяет повысить скорость проведения выработки в 1,5+2,0 раза. Однако в этом случае процесс разрушения является весьма энергоемким (при нарезании щелей в породном массиве с прочностью на сжатие 235 МПа потребовались струи воды давлением до 350+400 МПа.)

Установленные количественные зависимости по определению на-груженности механических инструментов носят во многих случаях фрагментарный характер, поскольку не касаются ряда основных параметров, и справедливы для узкого диапазона варьирования влияющих факторов. Отсутствуют научно обоснованные рекомендации по выбору рациональных параметров и обобщающие зависимости для определения силовых и энергетических показателей гидромеханического способа разрушения горного массива, которые позволили бы разработать методики определения рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов горных машин.

На основании изложенного, а также в соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи исследований:

1. Разработка методических основ и создание экспериментальной базы для проведения исследований процесса и средств разрушения угля и горных пород гидромеханическим способом.

2. Проведение экспериментальных исследований процессов комбинированного разрушения угля и горных пород высокоскоростной струей воды и механическим инструментом, включающих:

- изучение механизма и особенностей гидромеханического разрушения угля и горных пород, установление его характерных закономерностей при различных схемах комбинированного разрушения;

- установление закономерностей влияния режимных, технологических, геометрических и гидравлических факторов и физико-технических свойств угля и горных пород на формирование нагрузок на механическом инструменте, гранулометрического состава продуктов разрушения при гидромеханическом способе разрушения и определение его рациональных параметров;

- разработку математических моделей для определения нагрузок на механическом инструменте и удельных энергозатрат при гидромеханическом разрушении горного массива.

3. Проведение экспериментальных исследований, разработка методов расчета и создание малогабаритных средств формирования высокоскоростных струй воды давлением до 250 МПа с высокой разрушающей способностью.

4. Разработка и создание автономных и встроенных в исполнительный орган горной машины источников воды давлением до 250 МПа.

5. Разработка инженерных методов расчета рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов очистных и проходческих комбайнов.

6. Разработка и опытно-промышленные испытания гидромеханических исполнительных органов очистных и проходческих комбайнов. Оценка эффективности применения гидромеханического способа по производительности, энергоемкости и пылеподавлению и обоснование области его применения.

В соответствии с основными задачами в диссертации приводятся методические основы исследований процессов гидромеханического способа разрушения угля и горных пород, включающие в себя обоснование и выбор механического инструмента, разработку схем комбинированного разрушения, программу и методику экспериментальных исследований.

В настоящее время на шахтах Российской Федерации при ведении очистных работ применяются угольные комбайны со шнековыми исполнительными органами, а при комбайновой проходке в большинстве случаев используются проходческие комбайны с исполнительными органами избирательного действия. В связи с этим наши исследования бы-

ли направлены на создание гидромеханических исполнительных органов шнекового типа для очистных комбайнов и избирательного действия стреловидного типа для проходческих комбайнов.

В качестве механического инструмента (как составной части комбинированного гидромеханического инструмента разрушения горного массива) приняты серийно выпускаемые в России режущие инструменты: для углей радиальные резцы ЗР4.80 (исполнения 1Р0.80, Р080.25 и Р0.100) и тангенциальные резцы ИТ-125 (исполнения Т.100 и Т.125); для пород - тангенциальные поворотные резцы типа РКС и РГ (РГ401, РГ501 и их исполнения). Кроме режущих инструментов, при разработке и исследовании шелевых схем гидромеханического разрушения угольного массива в качестве механического инструмента был использован также шарошечный инструмент - дисковые шарошки с односторонним или двусторонним углом заострения клинового обода.

Основными критериями оценки эффективности разрушения угля и горных пород гидромеханическим способом являются: усилия резания Pz и подачи Ру на механическом инструменте, удельная энергоемкость механического Hw и гидравлического Ег разрушения и суммарные удельные энергозатраты Е™ на гидромеханическое разрушение, сортность продуктов разрушения и удельное пылевыделение q. Эффективность комбинированного способа разрушения горного массива оценивалась путем сравнения результатов применения механического и гидромеханического способов.

Показатели эффективности как щелевого, так и бесщелевого способов гидромеханического разрушения горного массива определяются следующими группами влияющих факторов:

- режимными факторами работы механического инструмента: толщиной стружки h, шагом резания t, скоростью резания Vp;

- геометрическими параметрами механического инструмента;

- параметрами взаимной ориентации струи воды и механического инструмента: опережением струи а по линии резания и смещением tm в сторону от линии резания с учетом удаления насадки от разрушаемого массива /0 и угла наклона струи а! к разрушаемой поверхности;

- гидравлическими: давлением воды Р0 и диаметром насадки d0 или в качестве интегральной оценки при щелевом разрушении средней глубиной опережающей щели h„,;

- параметрами струеформирующего устройства, характеризующими качество струеформирования: длиной начального участка струи воды /„ и интенсивностью снижения осевого динамического давления струи Рт по ее длине;

- физико-техническими свойствами разрушаемого массива.

Одним из важнейших влияющих факторов является также схема комбинированного разрушения горного массива.

Анализ ранее выполненных исследований позволил выявить наиболее эффективные и разработать новые схемы комбинированного разрушения горного массива высокоскоростной струей воды совместно с резцовым или шарошечным инструментом. Основной их отличительной особенностью является характер воздействия резца или дисковой шарошки на образующийся в массиве межщелевой целик и неразрушенную часть массива, а также взаимное расположение относительно друг друга струи воды и механического инструмента.

При выполнении работы в качестве основного был принят экспериментально-статистический метод, предложенный проф. Л.И.Бароном и позволяющий получить достоверные данные, достаточные для инженерных расчетов. Экспериментальные исследования проводились с применением сочетания классического метода планирования однофак-торного эксперимента и статистических методов планирования экстремальных экспериментов с последующим графоаналитическим анализом полученных результатов с помощью методов теории вероятностей и математической статистики.

В диссертации разработана и представлена единая программа, предусматривающая поэтапное проведение комплексных экспериментальных исследований комбинированного способа при различных схемах гидромеханического разрушения угля и горных пород в широком диапазоне варьирования влияющих факторов с постепенным их развитием до научного обобщения полученных результатов. При изучении процессов комбинированного разрушения угля и горных пород высокоскоростной струей воды совместно с резцовым или шарошечным инструментом эксперименты проводились в стендовых условиях на специально разработанных на уровне изобретения стендах. Для проведения исследований комбинированного способа разрушения горного массива в шахтных условиях были разработаны и изготовлены экспериментальные и опытные образцы гидромеханических исполнительных органов для очистных и проходческих комбайнов.

С учетом анализа зарубежного и отечественного опыта создания источников генерирования воды высокого давления нами совместно с фирмой "НИТЕП" разработана на уровне изобретения и реализована оригинальная конструкция универсального источника воды высокого давления ИВД, состоящая из двух основных блоков: приводной насосной станции и преобразователя давления ПД мультипликаторного типа.

Опытные образцы ИВД с преобразователями давления ПД (рабочее давление Ро=180 МПа и расход воды С>о=30 л/мин) и ПД-2 (Ро=120 МПа и (Зо=50 л/мин) прошли ресурсные и промышленные испытания и приняты к производству Скуратовским экспериментальным заводом.

В результате выполнения НИОКР был разработан параметрический ряд ИВД, представленный в диссертации и позволяющий обеспечить необходимый уровень давления и расход воды. Параметрический ряд ИВД образован из восьми исполнений преобразователей давления от 20 до 300 МПа и шести типоразмеров приводных насосных станций с мощностью привода от 17 до 140 кВт. Реализованный блочный принцип позволяет достигнуть требуемых значений выходных параметров за счет сочетания различных типоразмеров приводных насосных станций и преобразователей давления. Преобразователи выполнены с возможностью блочной замены гидромультипликаторов и других автономных элементов, которые были использованы при создании гидромеханических исполнительных органов горных машин с встроенными ИВД.

Качество струй воды как составного элемента комбинированного гидромеханического инструмента обеспечивается соответствующими условиями их формирования в подводящих каналах и насадке струе-формирующего устройства. В тех случаях, когда на исполнительном органе горной машины имеется достаточное пространство для его размещения, предпочтительны так называемые полноразмерные струеформи-рующие устройства. Однако в большинстве случаев при создании гидромеханических исполнительных органов горных машин возникает необходимость разработки малогабаритных струеформирующих устройств (МСУ), которые должны вписываться в заданное ограниченное пространство и обеспечивать максимально возможную для данных условий компактность формируемых струй.

С целью изучения влияния параметров МСУ на динамические и структурные характеристики высокоскоростных струй воды и разработки метода расчета МСУ были выполнены экспериментальные исследования на специальной стендовой установке, предусматривающей возможность изменения параметров всех основных элементов МСУ. Качество струеформирования оценивалось по длине начального участка струи 1„ и изменению осевого динамического давления Рт по ее длине.

Для сопоставления и объективной оценки влияния параметров МСУ на динамические характеристики струй воды были выполнены замеры осевых динамических давлений струй, полученных с использованием типового полноразмерного струеформирующего устройства, для которого была установлена длина начального участка /„=(55+70)с1о.

Анализ результатов экспериментальных исследований эффективности струеформирования в 35 модификациях конструкций МСУ позволил получить эмпирические зависимости, разработать рекомендации и метод расчета рациональных параметров МСУ для гидромеханических исполнительных органов, которые представлены в диссертационной работе. Рекомендации по параметрам и типовые конструкции насадок МСУ для формирования высокоскоростных струй воды давлением до 50 МПа (двухконусная насадка) и до 250 МПа (двухступенчатая насадка) также представлены в диссертационной работе и приведены в отраслевой "Методике определения рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов горных машин". Разработанный метод расчета рациональных параметров МСУ позволил разработать параметрический ряд МСУ с рациональными параметрами струе-формирующих элементов для формирования высокоскоростных струй воды давлением до 250 МПа.

Экспериментально подтверждено, что разработанные конструкции МСУ гарантируют качество струй с длиной начального участка /„=(70-5-ЮО)«^, которое не уступает качеству струй воды при использовании типового полноразмерного струеформирующего устройства.

Исследования гидромеханического способа разрушения угольного массива проводились при его разрушении высокоскоростной струей воды давлением до 35 МПа совместно с резцами ЗР4.80, ИТ-125 и дисковыми шарошками с односторонним и двусторонним углом заострения клинового обода.

Установлено, что эффективность гидромеханического способа разрушения угольного массива зависит от схем комбинированного разрушения, исследования которых позволили выявить их отличительные особенности.

Существует рациональное с точки зрения достижения наименьших силовых показателей и удельных энергозатрат расстояние между механическим инструментом и точкой контакта струи воды с разрушаемым массивом. Для различных схем гидромеханического разрушения получены аналитические зависимости, позволяющие определить влияние опережения струи воды на формирование усилий на механическом инструменте.

При любых схемах гидромеханического разрушения с резцовым и шарошечным инструментом увеличение прочностных свойств угольного массива вызывает линейное возрастание нагрузки на инструменте.

При гидромеханическом разрушении угольного массива с резцовым инструментом качественная картина формирования силовых и энергети-

ческих показателей процесса не зависит от типа инструмента, меняется лишь количественная сторона процесса.

При гидромеханическом разрушении угольного массива с дисковой шарошкой увеличение глубины щели больше глубины подачи не оказывает влияние на силовые показатели и энергозатраты на механическое разрушение, поскольку разрушение межщелевого целика происходит не на всю его высоту. Использование плавающего крепления дисковой шарошки лобового типа на своей оси по сравнению с жестким креплением позволяет исключить действующие на ось боковые усилия, уменьшить усилия резания в 1,3+1,8 раза, подачи в 2,4+4,8 раза и существенно снизить удельные энергозатраты на разрушение.

Наиболее рациональными схемами гидромеханического разрушения угольного массива, обеспечивающими наименьшие удельные энергозатраты на механическое разрушение и гидравлическое резание, наилучшую сортность продуктов разрушения, а также наименьшее пылевыде-ление, являются:

- линейная схема разрушения угольного массива струей воды и дисковой шарошкой с односторонним клиновым ободом при глубине подачи, превышающей глубину нарезаемой щели (рис. 1, а);

- последовательная схема разрушения угольного массива струей воды и резцовым инструментом при нарезании щели сбоку от резца в сторону необнаженной части массива (рис. 1, б).

При линейной схеме разрушения дисковая шарошка при перекатывании по щели воздействует на боковую поверхность межщелевого целика посредством щечки своего обода и на его основание путем вдавливания в массив своей вершины. Вследствие такого воздействия межщелевой целик скалывается крупными фракциями практически по основанию, подверженному максимальным растягивающим напряжениям.

При последовательной схеме струя воды нарезает опережающую щель, ориентированную сбоку от резца в сторону необнаженного массива на расстоянии 1Щ от линии резания. При этом разрушение межщелевого целика происходит при непосредственном внедрении в него резцового инструмента.

Для различных схем комбинированного разрушения установлены характерные закономерности и получены аналитические зависимости по определению силовых и энергетических показателей процессов гидромеханического разрушения угля, сортности продуктов разрушения с учетом комплекса технологических, гидравлических и режимных факторов, геометрических параметров механического инструмента и физико-технических свойств разрушаемого массива, которые приведены в диссертационной работе.

<<

ш

Рис. 1 Схемы гидромеханического разрушения угля и горных пород: а - линейная схема разрушения струей воды и дисковой шарошкой; 5 - последовательная схема разрушения струей воды и резцовым инструментом; в - линейная схема разрушения струей воды и резцовым инструментом; 1 - резец; 2 - дисковая шарошка; 3 - струеформирующее устройство; 4 - линия резания

Установлены рациональные параметры комбинированного способа разрушения угля высокоскоростной струей воды с резцовым или шарошечным инструментом, обеспечивающие наименьшие силовые и энергетические показатели процесса, лучший выход крупносортовых классов угля и снижение запыленности воздуха до уровней ПДК.

Результаты исследований по определению влияния шага разрушения I на формирование удельных энергозатрат Н№ и выхода классов угля +25

мм (11+25) и 0^6 мм (И^) в общей массе продуктов разрушения, графически представленные на рис. 2, позволяют установить, что для любого значения глубины подачи дисковой шарошки при гидромеханическом способе разрушения угольного массива существует свое рациональное отношение (1/Ь)ра11, при котором угольный массив разрушается с наименьшими энергозатратами и сопровождается достаточно высоким выходом крупносортовых классов угля и низким содержанием угольной мелочи:

(1/Ь)рац = 3,8-0,4 11 . (1)

Результаты проведенных сравнительных исследований различных способов разрушения угольного массива позволили установить эффективность комбинированного способа разрушения угля высокоскоростной струей воды и механическим инструментом.

Использование струй воды давлением до 30 МПа совместно с резцовым инструментом способствует при оптимальных значениях Ьщ/11 снижению энергоемкости механического разрушения в 1,9+2,5 раза и значительному повышению эффективности пылеподавления по сравнению с механическим способом разрушения.

По сравнению с механическим способом разрушения угольного массива дисковой шарошкой усилия на ней при гидромеханическом способе были значительно меньше: усилие перекатывания Рг - в 1,5+2,0 раза; усилие подачи Ру - в 1,2-4,4 раза и боковое усилие Рх - в 2,7+4,4 раза (при толщине стружки Ь=4 см). При комбинированном способе суммарные удельные энергозатраты Егн на гидромеханическое разрушение были в 1,2+1,8 раза больше, чем при механическом способе разрушения. Однако удельные энергозатраты на механическое разрушение Н„ при гидромеханическом способе для всех исследованных значений Ь и I в 1,9+2,2 раза меньше, чем при механическом способе разрушения. Это указывает на дополнительные возможности увеличения производительности процесса при гидромеханическом способе разрушения либо расширения области его применения по крепости разрушаемого угольного массива.

Применение при гидромеханическом способе разрушения угля вместо резцового инструмента дисковых шарошек с односторонним клиновым ободом обеспечивает при рациональных параметрах разрушения снижение удельных энергозатрат на механическое разрушение в 1,5+2,0 раза.

Результаты экспериментальных исследований позволили установить характерные качественные и количественные зависимости силовых и энергетических показателей при комбинированном воздействии на массив высокоскоростной струи воды с резцовым либо шарошечным инструментом. На их основе разработаны математические модели и методики определения рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов очистных комбайнов, которые приведены в диссертационной работе.

/<тМ1х/м>

¥ V

и

i-h'fC.»L.

N ■1 f

1,0 1,* l,t 1,2 V t№

я> 7,1 f,t П,И

1 t.cx

f,l !,* Kit 11,г li.it,см

6)

0

Г -

г - /!•*!Wl S- /¡»{см*

\

\ Nr

\

■—1

I 1 "■ I 1

} j! S.i if IS ¿.CK

* s,e г.г it ти.гм

S SA Ю,! Ц1 Ktt,c~

Я

Рис.2 Влияние шага разрушения t (отношения t/h) на формирование удельных энергозатрат Hw (а) и содержание классов угля R_6 (б) и R+2? (в) при а=220 мм и Ьш/Ь=0.6

На рис.3 представлен один из алгоритмов расчета рациональных параметров, сил резания и подачи, действующих на ось дисковой шарошки со стороны разрушаемого массива (см. рис. 1, а) при условии обеспечения наилучшей сортности добываемого угля и минимальной энергоемкости механического разрушения. Алгоритм расчета позволяет при известных параметрах насосной установки (давление воды Р0 и общий расход С>0) и заданной производительности комбайна С?р определить параметры схемы резания, усилия перекатывания Р2 и подачи Ру на диско-

На первом этапе были выполнены исследования гидромеханического бесщелевого способа разрушения с учетом граничных условий его применения:

Р <Р = 14а0,75 V0'5

х о - 1 кр и сж у

р

(4)

где Ркр - критическое давление воды, МПа; стсж - предел прочности породы на одноосное сжатие, МПа; Ур - скорость резания, м/с.

<2р(ь)

Ре. Ро

0 52Ьтах+с1ст

а = апип = 0/2

с1„ = 10'

■ка^Щ,

(/Ь = 3 .8-0.411

Конструктивные параметры СФУ

кг. =К, = 0.029(5 ■

К Л =0.37 + 0.003А

КА = 0.58 + 0.002А

'7-0.9Ь-7.1Ьщ/Ь ■зм /Ъ+ 0.01а + ¡.51

К = к . к« к,

2.211-4.бЬщ /Ь+ " 44.51 / Ь + 0.02а - 7.6,

Кр -0 62 + 0 002О

Р *М+Нн

Рис. 3 Алгоритм расчета и выбора основных параметров гидромеханического исполнительного органа с дисковыми шарошками

Результаты исследований подробно приводятся в диссертационной работе. Обобщение экспериментальных данных в виде аналитических и их графических зависимостей и статистическая обработка позволили получить количественные зависимости для расчета рациональных параметров и определения силовых и энергетических показателей процесса.

Для определения усилия резания Р2ГМ (Н) при гидромеханическом бесщелевом разрушении получена следующая эмпирическая зависимость:

[1-Ка Кь (0,1751пссж- 0,38) Р0/асж] , (5)

где Рм - усилие резания на резце при механическом способе разрушения горной породы (определяется по формулам ОСТ 12.44.197-81); Ка, К„, К* - коэффициенты, учитывающие влияние опережения струи воды а, смещения относительно линии резания Ь и диаметра насадки (1о соответственно на формирование усилия резания Рггл( (определяются по формулам, полученным в диссертационной работе).

Усилие подачи Ру™ (Н) при гидромеханическом бесщелевом разрушении горных пород рекомендуется определять по формуле

Ругм = Рум [1-Ка Кь Кйг (0,321п асж -0,68) Р0/оа] , (6)

где Ру„ - усилие подачи на резце при механическом разрушении горной породы (ОСТ 12.44.197-81); Кйо - коэффициент, учитывающий влияние диаметра с!0 на усилие Ругм.

С целью установления закономерностей и обобщающих расчетных зависимостей для определения основных показателей процесса, характерных как для щелевого, так и для бесщелевого способов разрушения, на втором этапе проводились комплексные экспериментальные исследования гидромеханического способа разрушения горных пород в широком диапазоне варьирования влияющих факторов.

На основе анализа результатов экспериментальных исследований и их статистической обработки установлены рациональные параметры гидромеханического способа разрушения горных пород, обеспечивающие наименьшие силовые и энергетические показатели процесса, и получены расчетные формулы для их определения.

Для определения усилия резания Ретм (Н) на резцовом инструменте при гидромеханическом способе разрушения горных пород предложена следующая обобщающая количественная зависимость:

Р2ГЧ = Р,0 - £(0>44 _ 0д! ^ а2 _ (8;63 _ 1>52 а] , (7)

где Рго - усилие резания на технически остром резце при механическом разрушении горной породы (определяется по формулам ОСТ 12.44.197-81); К^, КРо, К^ - коэффициенты, учитывающие влияние диаметра насадки (10, давления струи воды Р0 и толщины стружки Ь соответственно на формирование усилия резания (определяются по формулам рис. 4).

Усилие подачи на резцовом инструменте Ругм (Н) при гидромеханическом разрушении горной породы рекомендуется определять по следующей зависимости:

Ругч = Руо--[(2,47-0,21а2 -(37,45- 2,86 I) а] , (8)

СГсж

где Руо - усилие подачи на технически остром резце при механическом разрушении горной породы (ОСТ 12.44.197-81); КЬу - коэффициент, учитывающий влияние на усилие подачи толщины стружки Ь (см. рис. 4)

Обобщающие зависимости справедливы при значениях параметров: 1=15-5-40 мм; Ь =5+20 мм; (1о=0,6+1,4 мм; £7=0+10 мм; стсж=12+154 МПа; Р „=30-^120 МПа; Ро/<5сж=0,5+2,0.

На основе анализа различных представлений о механизме гидромеханического разрушения, а также полученных нами результатов теоретических и экспериментальных исследований сформулированы гипотезы физической сущности этих процессов:

- при щелевом способе гидромеханического разрушения эффективность процесса обеспечивается за счет взаимодействия двух мощных концентраторов напряжений: магистральной скалывающей трещины, возникающей в массиве у вершины резца, и зарубной щели, нарезаемой в массиве высокоскоростной струей воды, в результате чего образуются вертикальные трещины, развивающиеся навстречу друг другу;

- эффективность бесщелевого способа разрушения обеспечивается за счет вымывания продуктов разрушения из зоны действия режущей кромки резца, уменьшения площади его контакта с разрушаемым масси-

вом, что способствует уменьшению усилий трения резца, увеличению концентраций напряжений в зоне его режущей кромки и обеспечивает снижение усилий резания и подачи, необходимых для выполнения элементарного цикла разрушения массива.

Полученные экспериментальные данные позволили также выявить отличительные особенности щелевого и бесщелевого способов гидромеханического разрушения горных пород.

го.5

(^го)у (Руо)у' (OCT12.24.197)

Ь^; осж£НО МПа

(Рго)у' (Руо)у' (ОСТ12.24.197)

(^тах)ц' (^ср)^'. Ьу; осж£70 МПа

Qнv■ ^ну

а = 0,28(10 +4

К Ьг = (0,001 а3 - 0,005 а + о,о«) Ь ц - 0,008 а1 + 0,0-42 а + 0,34 КЬу = (о,006 а! -0,04 а+ 0,12) Ь;, -0,06 а1 + 0,41 а -0,27

(Ы у^рРоУо-10'. (Н ( Ю2П ' ( "" V '

(Еги)и=(Н^+(Ег)1; (ЕД»^-'^'103

Ь81(УР),

(р,)4 -О"»), - ЗМК**»К|"[(о,<4 - о.п Оа2-(8,63-¡,52,,)а]

ас Ж

кро = Ро I 0,021 —--0,0! -и1 +1,65

Рис. 4 Алгоритм расчета силовых и энергетических показателей гидромеханического исполнительного органа проходческого комбайна

При бесщелевом способе разрушения максимальное снижение усилий на резце имеет место при dom= 1,5-^2,0 мм. При щелевом способе разрушения оптимальный диаметр насадки donT зависит от давления струи воды. С увеличением давления оптимальное значение диаметра насадки уменьшается:

А 63

опт ~~ р0,66~ ' С)

Увеличение диаметра насадки d0>d0rrt при бесщелевом способе разрушения не оказывает существенного влияния на изменение усилий на резце и наоборот, вызывает их рост при щелевом гидромеханическом способе разрушения, что удовлетворительно корреспондируется с предложенными нами гипотезами о физической сущности процессов.

При увеличении опережения струи воды а при бесщелевом способе разрушения нагрузки на резце возрастают и при достижении 8-И 0 мм эффект совместности практически исчезает. При щелевом разрушении с увеличением опережения а нагрузки на резце изменяются по гиперболическому закону и достигают минимума при оптимальном значении опережения аопт, которое с увеличением толщины стружки изменяется в сторону больших значений:

aonx=0,28h + 4 . (10)

Установлено, что реализация щелевого способа разрушения горных пород с использованием струй воды давлением до 120 МПа по сравнению с механическим разрушением позволяет снизить в 1,5-^-2,0 раза нагрузки на резцовом инструменте, но для этого требуются большие затраты гидравлической мощности. Бесщелевой способ гидромеханического разрушения горных пород значительно менее энергоемок (по сравнению с щелевым способом разрушения энергоемкость его меньше в 2^3 раза) и может быть эффективно использован при давлении струй воды до 70 МПа. При этом усилия резания снижаются на 30"-40%.Удельные энергозатраты на механическое разрушение Hw при разрушении породных блоков с исж =36,1 МПа снижаются на 4(Н-70%, а при разрушении породных блоков с осж= 114 МПа - на 25^40% (см. рис. 5).

Полученные результаты позволили разработать алгоритм расчета и выбора основных параметров (рис.4) и методику определения сил резания и подачи на резцовом инструменте гидромеханического исполнительного органа проходческого комбайна, которые приведены в диссертационной работе и отраслевой "Методике определения рациональных

параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов горных машин".

Разработанные методологические положения по выбору рациональных параметров и режимов комбинированного разрушения горного массива струей воды и механическим инструментом явились основой для создания инженерных методов расчета параметров, сил резания и подачи на гидромеханических исполнительных органах очистных и проходческих комбайнов нового технического уровня, предусматривающих в итоге определение их производительности, энергоемкости разрушения и необходимой мощности установленных приводов.

50

о а - 2 мм 4 мм = 6 ми

V 1 А а

•

к / ✓ ✓ о

—^

1 N. ✓ 2

1, Ч ---- 1."

15 20 25 30 35 40 и ми

- гидромеханический

способ разрушения;

---механический способ

разрушения

Рис.5 Зависимость удельной энергоемкости от шага I (при Ро=60 МПа; ¿„=1,3 мм):

1 - <*сж=114 МПа; 11=5 мм;

2 - сгсж=36.1 МПа; Ь=10 мм

В соответствии с представленными в диссертации рекомендациями и методами расчета были разработаны, изготовлены и испытаны в стендовых и промышленных условиях экспериментальные и опытные образцы гидромеханических исполнительных органов для очистных и проходческих комбайнов.

ИГД им. А.А.Скочинского совместно с институтами ПНИУИ и УкрНИИгидроуголь были созданы гидромеханические шнековые исполнительные органы для очистных комбайнов КШ-ЗМ и 1КШЭ, предназначенные для разрушения крепких и вязких углей механическим инструментом (резцами или дисковыми шарошками) совместно со струями воды высокого давления (до 32 МПа) и снижения запыленности воздуха в атмосфере забоя до предельно допустимых концентраций.

Промышленные испытания опытного образца гидромеханического очистного комбайна КШ-ЗГ были проведены на шахте "Нагорная" (ПО "Гидроуголь") в Кузбассе. Пласт на участке испытаний имел мощ-

ность 2,3+2,5 м, угол падения 12 град, и включал два прослойка алевролита мощностью 0,07 м. Угли пласта с сопротивляемостью резанию А=215 Н/мм относятся к марке Ж и VII категории пыльности (с удельным пылевыделением 700+740 г/т).

Результаты испытаний показали, что применение высокоскоростных струй воды (давлением до 30 МПа с диаметром насадок 1,9 мм) совместно с резцовым инструментом способствует снижению энергоемкости механического разрушения и увеличению производительности комбайна в 1,4+2,2 раза.

С увеличением скорости подачи комбайна с 0,5 до 2,5 м/мин энергоемкость механического разрушения снизилась с 1,5 до 1,1 МДж/т, а потребляемая комбайном мощность увеличилась до 62 кВт. Суммарная энергоемкость гидромеханического разрушения снизилась почти в 2 раза и при скорости 2,5 м/мин составила 2,2+2,5 МДж/т. Такие же значения потребляемой комбайном мощности (65 кВт) и энергоемкости разрушения (2,6 МДж/т) имели место при традиционном механическом способе разрушения, но при скорости подачи комбайна 1,3 м/мин, которая в 1,92 раза меньше по сравнению с гидромеханическим способом.

Результаты ситового анализа показали, что при гидромеханическом способе разрушения угольного массива выход классов +25 мм составил 73,3%, в то время как при существующих обычных способах выемки угля на шахте "Нагорная" выход классов +25 мм составил 21%. При скорости подачи комбайна 2,0+2,4 м/мин и расходе воды через гидромеханические шнековые исполнительные органы 230+400 л/мин влажность угля составила 4,5+8,7%.

Промышленные испытания опытного образца комбайна 1КШЭГ проводились на шахте им. В.И.Ленина (ПО "Южкузбассуголь") в двух лавах на пластах с углами падения 8+13 град, и общей полезной мощностью 2,8+3,1 м, относящихся к VII категории пыльности (с удельным пылевыделением 710+800 г/т). Угольная пыль взрывоопасна, сопротивляемость углей резанию составляла 250+290 Н/мм. В отличие от комбайна КШ-ЗГ в исполнительных органах комбайна 1КШЭГ в забойных линиях резания перед каждым резцом установлено МСУ с насадкой диаметром 1,6 мм (по два в каждой линии резания).

Основные результаты проведенных испытаний показали, что применение струй воды высокого давления совместно с резцами обеспечивало снижение потребляемой на разрушение механической мощности в 1,5 раза (с 234 кВт при механическом режиме до 154 кВт при гидромеханическом режиме разрушения). На некоторых участках лавы этот эффект достигался уже при давлении струй воды 20 МПа. Выход крупносортовых классов угля (+25 мм) составил 78%, в то время как при меха-

ническом разрушении выход этого класса составлял 39%. Снижение на-груженности режущего инструмента позволило уменьшить расход резцов с 16 штук при механическом разрушении до 2 штук при гидромеханическом разрушении на 1000 т добываемого угля.

С целью определения динамической нагруженности привода гидромеханического исполнительного органа комбайна 1КШЭГ были проведены его испытания на специальном стенде СК-2 Северо-Задонского экспериментального завода, которые показали, что гидромеханическое разрушение характеризуется более низкими значениями средних нагрузок по отношению к механическому разрушению. Значения коэффициентов вариации и среднеквадратичного отклонения нагрузки в двигателе были также более низкими, а полученные оценки корреляционных функций и спектральных плотностей мощности привода для механического и гидромеханического разрушения - качественно близки.

В процессе шахтных испытаний комбайнов КШ-ЗГ и 1КШЭГ проводились исследования влияния параметров и режимов гидромеханического разрушения угля на запыленность рудничной атмосферы при давлении воды от 10 до 32 МПа и диаметре насадок от 1,0 до 3,7 мм для различных вариантов расположения резцов и струеформирующих устройств на исполнительном органе. В исследованиях принимали участие специалисты институтов ВостНИИ и ИГТ и ПЗ АМН СССР.

Исследования запыленности воздуха в забое при работе гидромеханического шнекового исполнительного органа комбайна КШ-ЗГ показали, что при диаметре насадки 1,9+2,5 мм и давлении струй воды 30 МПа запыленность воздуха в атмосфере забоя составляла 5+10 мг/м3 и не превышала предельно допустимых концентраций (см. рис. 6). Запыленность воздуха при механическом способе разрушения с давлением воды перед насадками 1,0+1,5 МПа составляла 1020+1700 мг/м3. Запыленность воздуха при применении высоконапорного орошения с форсунками КФ 1.6-75 значительно превышает санитарные нормы, а увеличение давления не дает ожидаемого эффекта, напротив, запыленность воздуха резко увеличивается (см. рис.6). Так, при давлении 15 МПа была достигнута минимальная запыленность порядка 150 мг/м3, а увеличение давления до 30 МПа вызвало повышение запыленности до 350 мг/м3. Эффективность пылеподавления при работе комбайна КШ-ЗГ с гидромеханическим исполнительным органом составила 98,7+99,9% при суммарном расходе воды через все насадки 240+400 л/мин.

Испытания гидромеханического комбайна 1КШЭГ на шахте им. В.И. Ленина показали аналогичные результаты по фактору пылеподавления. Результаты замеров запыленности воздуха в лаве 0-17-6 и их об-

работка показали, что гидромеханический способ разрушения при давлении Ро>20 МПа обеспечивает достижение ПДК: запыленность воздуха на рабочем месте машиниста составила 8 мг/м3, в 10 м выше комбайна-7+18 мг/м3. При работе комбайна в лаве 0-3-22 уже при давлении воды до 20 МПа запыленность воздуха была 16+20 мг/м3. При проведении испытаний комбайна 1КШЭ с типовой оросительной системой запыленность воздуха составила 400 мг/м3.

Ч„ «г/«3

Рис. 6 Зависимость запыленности воздуха при работе комбайна КШ-ЗМ с гидромеханическим исполнительным органом я™ и в режиме высоконапорного орошения qвo от давления воды Р0:

1 - при движении комбайна

вверх по лаве;

2 - при движении комбайна

вниз по лаве

Ра,МПа

По результатам шахтных испытаний комбайнов КШ-ЗГ и 1КШЭГ под руководством автора настоящей работы ИГД им. А.А.Скочинского совместно с ПНИУИ разработана на уровне изобретения рабочая конструкторская документация на опытный образец гидромеханического очистного комбайна 1КГ с встроенными насосами высокого давления.

На основе разработанной с нашим участием "Отраслевой инструкции по выбору шнековых исполнительных органов очистных комбайнов" в диссертации обоснованы области применения гидромеханических исполнительных органов очистных комбайнов.

Учитывая достаточно высокую энерговооруженность комбайнов с гидромеханическими исполнительными органами, их целесообразно применять на пластах II и III групп по разрушаемости (вязкие угли с сопротивляемостью резанию Апл>150 Н/мм или хрупкие при А „,>200 Н/мм).

Последовательная схема гидромеханического разрушения с тангенциальными неповоротными резцами ИТ-125 (Т. 100 или Т.125) должна

использоваться в первую очередь в шиековых исполнительных органах, предназначенных для выемки сортовых углей (например, пласты групп 2-П). При добыче рядовых углей из пластов этой группы рекомендуется применение гидромеханических шнеков с радиальными резцами ЗР4.80 (1Р0.80 или Р0.100).

Областью применения гидромеханического исполнительного органа с дисковыми шарошками в первую очередь являются пласты 2-й и 3-й групп по сложности строения, имеющие прослойки алевролитов, песчаников или известняков и твердые включения. С технологической точки зрения это должны быть пласты, угли которых подвергаются рассортировке и обогащению. В настоящее время та таких пластах не удается применять инструменты и исполнительные органы, которые бы обеспечивали надежную работоспособность и одновременно хорошую сортность добываемого угля.

Научно-исследовательские работы по созданию гидромеханических исполнительных органов для проходческих комбайнов проводились ИГД им. А.А.Скочинского совместно с институтами ЦНИИподземмаш, ТулГУ и фирмой "НИТЕП".

На основе анализа существующих конструкций гидромеханических исполнительных органов и созданного нами источника воды ИВД с преобразователем давления ПД мультипликаторного типа разработаны на уровне изобретения и реализованы две схемы компоновки ИВД на проходческом комбайне с гидромеханическим исполнительным органом: с встроенным в режущую коронку преобразователем давления и с вынесенным преобразователем давления, расположенным на корпусе комбайна. При этом приводной насосный блок и система водоподготовки выполнены как стационарные агрегаты и размещаются автономно от комбайна или на его раме в зависимости от условий проведения выработки.

Совместно с институтом ЦНИИподземмаш был разработан гидромеханический исполнительный орган с автономным ИВД для проходческого комбайна КП-25. Испытания исполнительного органа проводились на стенде ШБМ Скуратовского экспериментального завода. При испытаниях подвод воды давлением до 70 МПа к насадкам диаметром 1,0 мм струеформирующих устройств осуществлялся от автономной насосной установки 4Р-700. Исследования проводились при разрушении искусственного забоя, состоящего из крупных блоков известняка и песчаника с стсж=21,5-И 75 МПа. Результаты испытаний подтвердили достаточно высокую надежность основных конструктивных элементов гидромеханического исполнительного органа комбайна КП-25 и показали,

что энергоемкость механической составляющей гидромеханического способа разрушения в среднем на 30+40% ниже, чем энергоемкость при механическом способе разрушения. С увеличением потребляемой приводом исполнительного органа мощности производительность при гидромеханическом разрушении возрастала более интенсивно и во всем диапазоне изменения мощности привода была в 1,4+1,6 раза больше, чем производительность при механическом способе разрушения.

Институтом ЦНИИподземмаш совместно с ТулГУ разработан, изготовлен и испытан с участием автора на шахте "Прогресс" ПО "Тула-уголь" гидромеханический исполнительный орган с встроенным источником гидравлической энергии для проходческого комбайна 4ПП-2М.

В результате шахтных испытаний были доказаны работоспособность и эффективность разработанной схемы исполнительного органа с встроенным в коронку преобразователем давления мультипликаторного типа, а также была подтверждена правильность принятых параметров и использованных рекомендаций и технических решений.

Шахтные испытания позволили также выявить значительное уменьшение пылеобразования при работе гидромеханического исполнительного органа и увеличение в целом производительности комбайна в 1,5+2 раза при разрушении пород с осж=87+110 МПа. Следует отметить, что нагрузки на гидромеханическом инструменте, работающем по схеме "струя через резец", были в 1,1+1,3 раза ниже, чем по схеме "струя перед резцом". Но в то же время стойкость инструмента с опережающей струей воды была значительно выше, чем у инструмента с подачей воды через резец, керн которого ослаблен внутренним осевым каналом.

С учетом достоинств и недостатков, выявленных при испытаниях гидромеханических исполнительных органов проходческих комбайнов КП-25 и 4ПП-2М, в рамках научно-технической программы "Недра России" был создан и испытан в стендовых и промышленных условиях гидромеханический исполнительный орган ГМРО с встроенным в коронку источником воды высокого давления для проходческого комбайна 1ГПКС. Режущая коронка оснащалась 20 механическими резцами РГ401-16 и 20 струеформирующими устройствами с насадками диаметром 0,4 и 0,6 мм, расположенными в одной линии резания. Встроенный преобразователь обеспечивал давление воды у насадок диаметром 0,4 мм до 180 МПа с суммарным расходом воды 33 л/мин. Зонная система подачи высоконапорной воды обеспечивала одновременную работу 10 насадок.

Гидромеханический исполнительный орган был испытан на комбайновом стенде Скуратовского экспериментального завода и прошел про-

мышленные испытания на комбайне ПК-9Р в условиях каменного карьера Ново-Александровского месторождения Тульской области при разрушении мелкозернистого известняка с пределом прочности на сжатие стсж=70+110МПа.

Результаты экспериментальных исследований подробно представлены в диссертационной работе. Их анализ позволил установить, что использование высокоскоростных струй воды давлением от 70 до 150 МПа совместно с резцовым инструментом обеспечивает: возможность эффективного разрушения горных пород прочностью до 110 МПа и выше, снижение мощности привода исполнительного органа в 1,9 раза и увеличение в 1,9+2,3 раза производительности комбайна с гидромеханическим исполнительным органом по сравнению с традиционным базовым комбайном.

Результаты испытаний подтвердили эффективность гидромеханического разрушения горных пород и показали надежную работоспособность исполнительного органа ГМРО с встроенным преобразователем давления. По результатам испытаний произведена корректировка конструкторской документации на опытный образец гидромеханического исполнительного органа для проходческого комбайна избирательного действия, которая принята Скуратовским экспериментальным заводом для изготовления опытной партии.

В диссертационной работе обоснованы область применения и эффективность использования гидромеханического способа разрушения при проведении горных выработок (рис. 7). Полученные результаты исследований позволяют утверждать, что при использовании струй воды давлением 70+100 МПа и при наличии двигателя исполнительного органа мощностью 55 кВт (комбайн 1ГПКС) область применения гидромеханического комбайна может быть расширена на смешанные забои с присечкой пород с пределом прочности стсж до 70-80 МПа. При двигателе исполнительного органа мощностью 140 кВт (комбайн КП-25) область применения комбайновой проходки может быть распространена на породные и смешанные забои с асж =100+110 МПа. Таким образом, наибольший интерес представляют следующие области применения гидромеханических комбайнов:

- породные и смешанные забои с присечкой пород прочностью до 100+110 МПа, где комбайновый способ проходки может заменить БВР;

- смешанные забои с присечкой пород прочностью до 70+80 МПа, где легкие комбайны типа ГПКС с гидромеханическим исполнительным органом могут конкурировать с комбайнами КП-25, значительно более мощными и дорогостоящими.

3оч 1 1 —Цч

-4- *

—\ ч;

О ч

Ч !=чс №

[ 1 Ч

1В » » я и н Т1 кнче

05ЛКТ* \ ГТ*С -I

Л9«нвм«ми1 \ ПУС-Г»КТ125 >1 |

( »ПКГ ■ ■ - »1

1 - КП-25Г с гидромеханическим исполнительным органом;

2 - КП-25 с механическим исполнительным органом;

3 - ГПКС-Г с гидромеханическим исполнительным органом;

4 - ГПКС с механическим исполнительным органом

Рис.7 Область применения и техническая производительность проходческих комбайнов в зависимости от прочности присекаемых пород

На основе результатов выполненных исследований и оценки влияния параметров различных систем орошения на воспламенение пылега-зовоздушной смеси разработаны требования к исполнительным органам очистных и проходческих комбайнов по факторам пылевзрывозащиты и пылеподавления. В соответствии с этими требованиями при нашем участии фирмой "НИТЕП" и Скуратовским экспериментальным заводом создана система высоконапорного орошения СВО-1 для проходческих комбайнов избирательного действия, обеспечивающая при их работе ис-кровзрывозащиту и запыленность рудничной атмосферы до уровней, близких к ПДК.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе изложены научно обоснованные технические и технологические решения, заключающиеся в разупрочнении и разрушении горного масс та при совместном воздействии на него высокоскоростной струи воды и механического инструмента и создании на основе установленных закономерностей комбинированного разрушения гидромеханических исполнительных органов для очистных и проходческих комбайнов, внедрение которых будет способствовать ускорению научно-технического прогресса в угольной промышленности за счет повышения производительности очистной и проходческой техники, расширения области ее применения на крепкие породы и снижения запыленности рудничной атмосферы до предельно допустимых концентраций.

Основные выводы и практические результаты работы:

1. Эффективность гидромеханического способа разрушения угля и горных пород зависит от схемы взаимного расположения относительно поверхности разрушаемого массива высокоскоростной струи воды и механического инструмента. Во всех схемах гидромеханического разрушения осуществляется комбинированное воздействие на массив струи воды и механического инструмента.

Наиболее эффективными схемами гидромеханического разрушения угля и горных пород являются:

- линейная схема разрушения горной породы струей воды и резцовым инструментом;

- линейная схема разрушения угля струей воды и дисковой шарошкой;

- последовательная схема разрушения угля струей воды и резцовым инструментом.

2. По способу реализации энергии высокоскоростной струи воды с целью ослабления разрушаемого массива эффективными режимами являются щелевой и бесщелевой способы гидромеханического разрушения. При щелевом способе разрушения струя воды нарезает опережающую щель, создавая в массиве мощный концентратор напряжений, который взаимодействует с магистральной скалывающей трещиной, возникающей в массиве у вершины резца. При бесщелевом способе струя воды вымывает продукты разрушения из зоны действия режущей кромки резца, уменьшая площадь контакта его с разрушаемым массивом, что способствует уменьшению сил трения и увеличению концентраций напряжений в зоне вершины режущей кромки.

3. Для различных схем комбинированного разрушения установлены характерные закономерности и получены количественные зависимости силовых и энергетических показателей процессов гидромеханического разрушения угля и горных пород с учетом комплекса технологических, гидравлических и режимных факторов, геометрических параметров механического инструмента, струеформирующего устройства и физико-технических свойств разрушаемого массива.

4. Установлены рациональные параметры гидромеханического способа разрушения угля и горных пород, обеспечивающие при работе очистных и проходческих комбайнов наименьшие силовые и энергетические показатели, снижение запыленности рудничной атмосферы до уровня ПДК и пылевзрывозащиту. Получены расчетные зависимости для определения рациональных параметров при различных схемах гидромеханического разрушения горного массива.

5. Применение гидромеханического способа разрушения с образованием опережающей щели в шнековых исполнительных органах угледобывающих комбайнов позволяет повысить их энерговооруженность и производительность в 1,5+2,0 раза при одновременном улучшении сортности добываемого угля (увеличение до 70% выхода класса угля +25 мм) и снижении содержания угольной пыли в атмосфере забоя до предельно допустимых концентраций. Запыленность рудничной атмосферы на рабочих местах при работе гидромеханических исполнительных органов была в 200+400 раз меньше по сравнению с традиционными механическими исполнительными органами и составляла 7+15 мг/м3.

6. Реализация щелевого способа разрушения в гидромеханических исполнительных органах проходческих комбайнов с использованием струй воды давлением 100+120 МПа обеспечивает повышение их производительности при разрушении крепких горных пород в 1,9+2,3 раза. Однако для этого требуются большие (до 140 кВт) затраты гидравлической мощности.

Бесщелевой способ гидромеханического разрушения горных пород значительно менее энергоемок ( по сравнению с щелевым способом разрушения энергоемкость его меньше в 2+3 раза) и может быть эффективно использован при давлении струй воды до 70 МПа. При этом усилие резания снижается на 30+40%, производительность по отбойке увеличивается в 1,4+1,6 раза.

Полученные результаты позволяют рекомендовать эти способы к реализации в исполнительных органах серийных проходческих комбайнов для увеличения их производительности либо расширения области применения на более прочные и абразивные породы.

7. Применение при гидромеханическом способе разрушения угля вместо резцового инструмента дисковых шарошек с односторонним клиновым ободом обеспечивает снижение удельных энергозатрат на механическое разрушение в 1,5+2,0 раза. По сравнению с механическим способом разрушения угольного массива дисковой шарошкой использование дисковых шарошек совместно с высокоскоростными струями воды обеспечивает снижение действующих на них усилий: перекатывания в 1,5+2,0 раза, подачи в 1,2+1,4 раза и бокового в 2,7+4,4 раза; при этом улучшается сортность продуктов разрушения и снижается запыленность воздуха до предельно допустимых концентраций.

8. Для формирования компактных струй воды высокого давления рекомендуется использовать малогабаритные струеформирующие устройства и насадки, руководствуясь разработанными рекомендациями и методикой расчета их основных параметров.

9. На основе установленных закономерностей получены математические модели процессов щелевого и бесщелевого гидромеханического разрушения горного массива резцовым и шарошечным инструментами, разработаны методики расчета сил резания и подачи и определения рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов очистных и проходческих комбайнов.

10. В результате выполненных исследований разработана "Методика определения рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов горных машин", которая утверждена Минтопэнерго РФ и принята к использованию ОАО "ЦНИИподземаш", ОАО "ПНИУИ", ОАО "Скуратовский экспериментальный завод", ННЦ ГП - ИГД им. А.А.Скочинского, фирмой "НИТЕП".

Разработан параметрический ряд и конструкторская документация на источники воды высокого давления до 250 МПа. Изготовлены, испытаны и приняты к производству преобразователи давления ПД (давлением 180 МПа) и ПД -2 (давлением 120 МПа).

Разработан комплект навесного оборудования для проходческих комбайнов с преобразователем давления ПД-1 (20 МПа), обеспечивающий высоконапорное орошение давлением 15+20 МПа.

Разработаны, изготовлены и испытаны в стендовых и промышленных условиях гидромеханические исполнительные органы для очистных комбайнов КШ-ЗГ и 1КШЭГ и проходческих комбайнов 1ГПКС, 4ПП-2М и КП-25. По результатам испытаний и выполненных исследований разработана конструкторская документация на опытный образец очистного гидромеханического комбайна и опытные образцы гидромеханических исполнительных органов для проходческих комбайнов с встроенными и автономными источниками воды высокого давления.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Мерзляков В.Г. Разрушение угля высокоскоростной струей воды и дисковой шарошкой. - М.: Недра, 1997. - 212 с.

2. Комбинированные способы и устройства разрушения горных пород /В.Г.Мерзляков, И.А.Кузьмич, Ю.Н.Захаров, Г.И.Кузнецов. - М.: Недра, 1995. -186 с.

3. Мерзляков В.Г., Бафталовский В.Е. Методика определения рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов горных машин. - М.: ННЦ ГП - ИГД им. А.А.Скочинского, 1998. - 64 с.

4. Кузьмич И.А., Рутберг М.И., Мерзляков В.Г. Некоторые результаты исследований схем разрушения горного массива высокоскоростной струей воды и скалывающим диском //Научные и технические проблемы проведения горных выработок. - Науч.сообщ. /ИГД им. A.A. Скочинского. - М.,1980. - Вып. 190. -С. 81-88.

5. Толченкин Ю.А., Балычев Ю.В., Мерзляков В.Г. Гигиеническая оценка пылевого фактора при работе узкозахватного комбайна КШ-ЗГ с гидромеханическим шнековым исполнительным органом //Гигиена труда и профессиональные заболевания. -1981.-№ 2. - С. 16-18.

6. Мерзляков В.Г. Комбинированный способ разрушения угля высокоскоростной струей воды и дисковой шарошкой //Добыча угля подземным способом .М. : ЦНИЭИуголь, 1981. - Вып. № 9,- С.15-16.

7. Кузьмич И.А., Рутберг М.И., Мерзляков В.Г. Некоторые закономерности процесса комбинированного разрушения угольного массива высокоскоростной струей воды и дисковой шарошкой //Методы разрушения горных пород и их горнотехнологические свойства : Науч. сообщ. /ИГД им. A.A. Скочинского.-М. 1981.-Вып. 197. - С. 75-83.

8. Мерзляков В.Г. Исследование эффективности применения дисковых шарошек при гидромеханическом разрушении горного массива //Науч.сообщ. / ИГД им. A.A. Скочинского. - М., 1981. - Вып. 202. - С. 78-83.

9. Мерзляков В.Г. Исследование способа плавающего крепления дисковой шарошки при гидромеханическом разрушении угольного массива //Разрушение углей и горных пород и их физико-механические свойства: Науч. сообщ. / ИГД им. A.A. Скочинского. - М., 1982. - Вып. 207,- С.67-73.

10. Мерзляков В.Г, Влияние параметров разрушения на сортность угля при гидромеханическом способе добычи //Науч.сообщ. /ИГД им. A.A. Скочинского. -М., 1983.-Вып. 215.-С.51-59.

11. Кузьмич И.А., Мерзляков В.Г, Комбинированное разрушение угольного массива высокоскоростной струей воды и дисковой шарошкой. - Уголь. 1983. -№6.-С.9-11.

12. Кузьмич И.А., Рутберг М.И., Мерзляков В.Г. Исследование комбинированного способа разрушения горного массива струей воды и механическим инструментом //Механизация горных работ на угольных шахтах : Сб. науч. тр. /ТПИ. -Тула, 1983. - С.44-50.

13. Кузьмич И.А., Рутберг М.И., Мерзляков В.Г. Выбор эффективной схемы комбинированного разрушения горного массива высокоскоростной струей воды и дисковой шарошкой //Вопросы разрушения углей и пород исполнительными органами горных машин : Науч. сообщ. /ИГД им. А.А.Скочинского. - 1984. -Вып. 230. - С. 86-90.

14. Рутберг М.И., Мерзляков В.Г. Выбор схем гидромеханических исполнительных органов горных машин //Комплексная механизация подземной добычи угля: Науч. сообщ. /ИГД им. А.А.Скочинского.- 1984. - Вып. 233. - С. 36-46.

15. Мерзляков В.Г. Определение нагрузок на дисковой шарошке при гидромеханическом разрушении угольного массива //Механизация горных работ на угольных шахтах - Тула, 1985. - С. 101-104.

16. Рутберг М.И., Мерзляков В.Г. Выбор рациональных параметров гидромеханического разрушения угля //Разрушение углей и горных пород : Науч. сообщ. / ИГД им. А.А.Скочинского. - 1985. - Вып. 240. - С. 32-38

17. Kouzmich I.A., Merzljakov V.G. Coal massige breakage with disc cutter and high-speed water jet //18th International Symposium on Jet Cutting Technology, 9-11 September, 1986. - Paper 14 Durham, England, 1986.

18. Мерзляков В.Г., Серова H.JI. Выбор рациональной схемы гидромеханического разрушения угольного массива высокоскоростной струей воды и дисковой

шарошкой с односторонним клиновым ободом. - М. : ИГД им. A.A. Скочинского, 1987.- С. 41-46.

19. Мерзляков В.Г. Влияние геометрии дисковой шарошки на эффективность гидромеханического способа разрушения угля //Вопросы повышения научно-технического уровня горно-подготовительных работ : Науч.сообщ. - М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1987. - С.83-87.

20. Мерзляков В.Г. Применение высокоскоростных струй воды в исполнительных органах горных машин // Горная геомеханика - 89 : Тр. Межд. симп., г.Острава, ЧССР, 21-23 окт. 1989.

21. Результаты стендовых испытаний гидромеханического исполнительного органа на базе проходческого комбайна КП-25/ В.Г. Мерзляков, Ю.А. Гольдин, Р.П. Афанасьев, И.В. Иванушкин //Технология, механизация, автоматизация очистных работ : Науч. сообщ. /ИГД им. А.А.Скочинского. - М., 1990,-С.132-135.

22. Позин Е.З., Мультанов С.И., Мерзляков В.Г. Состояние и основные направления фундаментальных исследований в области разрушения угля и горных пород//Известия ИГД им. A.A. Скочинского. -М., 1991. - Вып. 1.-С.122-127.

22. Мерзляков В.Г., Серова H.JI. Расчет нагруженное™ дисковой шарошки при гидромеханическом разрушении угольного массива: Науч. сообщ. /ИГД им. А.А.Скочинского .- М„ 1994. - Вып. 300,- С. 156-163.

23. Теоретическое описание гидромеханического резания горных пород/ В.Г. Мерзляков, В.А. Бреннер, А.Б. Жабин, И.М. Лавит //Горные машины и оборудование : Тр. Междунар. семинара "Проблемы и перспективы развития горной техники", 11-13 октября 1994 г. - М.: МГГУ, 1995.

24. Позин Е.З., Мультанов С.И., Мерзляков В.Г. Состояние исследований процессов разрушения углей и горных пород /Разрушение углей и горных пород : Науч. сообщ. /ИГД им. АА.Скочинского. - М., 1995. - Вып. 301.- С. 5-12

25. Мерзляков В.Г., Кузьмич И.А., Серова Н.Л. Создание гидромеханического очистного комбайна со встроенными насосами высокого давления //Разрушение углей и горных пород : Науч.сообщ. /ИГД им. A.A. Скочинского. - М., 1995. -Вып. 301.-С. 94-102.

26. Эффективность пылеподавления при гидромеханическом способе разрушения угля /М.И. Ругберг, Ю.А. Толченкин, В.Г. Мерзляков, И.В. Шиманов // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело: Научн.-техн.реф.сб. /ЦНИЭИуголь. - 1979. - № 7. - С. 1-2.

27. Мерзляков В.Г., Чирков С.Е., Томин C.B. Использование свойств горных пород для оценки параметров процессов их разрушения //Горнотехнические проблемы : Науч. сообщ. /ИГД им. А.А.Скочинского, 1997. - Вып. 304. -С. 214-222.

28. Отраслевая инструкция по выбору области применения шнековых исполнительных органов очистных комбайнов /Ю.Н. Линник, Е.З. Позин, В.Г. Мерзляков и др. - М. : ИГД им. A.A. Скочинского, 1997. - 32 с.

29. Мерзляков В.Г., Томин C.B., Чирков С.Е. Исследование взаимосвязи свойств горных пород, используемых при расчетах их гидравлического разрушения //Тр. XI Российской конф. по механике горных пород, 9-11 сентября 1997 г,-С.-Петербург, 1997. -С.315-319.

30. Мерзляков В.Г., Линник Ю.Н., Присташ В.В. Исследование в области разрушения углепородного массива различными способами //Уголь. - 1997. - № 9,-С.22-25.

31. Определение нагруженности гидромеханических резцов при разрушении горных пород /В.Г. Мерзляков, В.А. Бреннер, А.Б. Жабин и др.//Технология и механизация горных работ : Сб. научн. тр.- М.: Изд-во АГН, 1998. - С. 47-52.

32. Мерзляков В.Г. Определение рациональных параметров и сил резания при гидромеханическом разрушении угля и горных пород. - В кн. : Технология и механизация горных работ: Сб. научн.тр. - М.: АГН, 1998. - С. 222-226.

33. Мерзляков В.Г. Область применения гидромеханических проходческих комбайнов и методика определения сил резания и подачи на резцовом инструменте// Горная механика: Науч.сообщ. /ННЦ ГП - ИГД им. А.А.Скочинского. -М., 1998.-Вып. 307.-с. 54-59.

34. Мерзляков В.Г., Бафталовский В.Е. Перспективы использования техники и технологии струйного резания горных пород и твердых материалов при подземном способе добычи угля //Технологии подземных горных работ : Науч.сообщ. / ННЦ ГП- ИГД им. А.А.Скочинского. - М., 1998. - Вып. 308. - С. 92-108.

35. Перспективы и эффективность использования гидромеханических исполнительных органов в проходческих комбайнах избирательного действия /

B.Г. Мерзляков, Ю.А. Гольдин, И.В. Иванушкин, А.Е. Пушкарев// Разрушение горных пород и горнотехнологическое породоведение : Науч.сообщ. /ННЦ ГП -ИГД им. АА.Скочинского. - М., 1998. - Вып. 310. - С. 160-165.

36. Мерзляков В.Г., Бафталовский В.Е., Кузьмич И.А. Гидромеханические исполнительные органы очистных и проходческих комбайнов - состояние разработок, перспективы повышения эффективности и безопасности ведения горных работ //Проблемы разработки угольных месторождений : Науч.сообщ. /ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского. - М„ 1999. - Вып. 311. - С. 80-96.

37. Мерзляков В.Г., Бафталовский В.Е., Иванушкин И.В. К механизму процесса гидромеханического разрушения горных пород резцовым инструмен-том//Механика горных пород : Научн. сооб. /ННЦ ГП -ИГД им. A.A. Скочинского. - М., 1999.-Вып. 313.-С. 117-129.

38. Мерзляков В.Г., Кузьмич И.А., Иванушкин И.В. Гидромеханическое разрушение горных пород //Горный информационно-аналитический бюллетень. -М.:МГГУ, 1999. - Вып. 1. - С. 138-140.

39. Мерзляков В.Г., Присташ В.В. Гидромеханическое разрушение угля и горных пород -экологически чистая и безопасная технология XXI века // Окружающая среда - человек, ресурсосбережение: Сб. научн.тр. - Вып. 2. - Т. 1. - Ач-чевск :ДГМИ, 1999. - С. 145-158.

40. Мерзляков В.Г., Присташ В.В. Состояние и перспективы развития способов разрушения горных пород применительно к технологиям проведения горных выработок //Разрушение горных пород и горнотехнологическое породоведение : Науч.сообщ. /ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского. - М., 1998. - Вып. 310. -

C. 41-50.

41. A.C. 705106 СССР Исполнительный орган горного комбайна/A.C. Горбачев, В.М. Керничанский, В.Г. Мерзляков. Заявлено 09.02.76; Опубл. 25.12.79, Бюл. №47.

42. A.C. 717326 СССР. Исполнительный орган горного комбайна /A.B. Докукин, И.А. Кузьмич, М.И. Рутберг, В.Г. Мерзляков, С.И. Храмешкин. Заявлено 20.10.78; Опубл. 25.02.80. Бюл. № 7.

43. A.C. 727853 СССР. Способ выемки угольного пласта /A.B. Докукин, И.А. Кузьмич М.И. Рутберг, В.Г. Мерзляков, С.И. Храмешкин. Заявлено 02.10.78.; Опубл. 25.04 80. Бюл. № 14.

44. A.C. 777213 СССР. Исполнительный орган горного комбайна /И.А.Кузьмич, В.Г. Мерзляков, М.И. Рутберг, В.Н. Лондон. Заявлено 06.04.78; Опубл. 07.11.80. Бюл. № 4.

45. A.C. 901506 СССР. Способ разрушения горного массива /Л.Б. Глатман, И.А. Кузьмич, В.Г. Мерзляков и др. Заявлено 28.04.80; Опубл. 30. 01.82. Бюл. №4.

46. A.C. 909156 СССР. Устройство для разрушения целиков породы в забое горного массива /И.А. Кузьмич, Л.Б. Глатман, В.Г. Мерзляков, М.И. Рутберг. Заявлено 28.04.80; Опубл. 28.02. 82. Бюл. № 8.

47. A.C. 1058348 СССР. Исполнительный орган проходческого комбайна / A.B. Докукин, И.А. Кузьмич, М.И. Рутберг, В.Г. Мерзляков. Заявлено 22.11.81.ДСП.

48. A.C. 1257214 СССР. Универсальный стенд для исследования процессов резания горных пород/ В.Г. Мерзляков, И.А. Кузьмич, Л.И. Круглое, В.Н. Лондон. Заявлено 07.03.85; Опубл. 15.09.86. Бюл. № 34.

49. A.C. 1270319 СССР. Исполнительный орган выемочной машины/ И.А. Кузьмич, Л.А. Серов, В.Г. Мерзляков, Н.Л. Серова. Заявлено 10.06.85; Опубл.15.11. 86. Бюл. № 42.

50. A.C. 1283373 СССР. Узкозахватный угольный комбайн /В.Г. Мерзляков, И.А. Кузьмич, Л.Д. Бодрунов, A.A. Рогачев. Заявлено 10.06.85; Опубл. 15.01. 87. Бюл. № 2.

51. A.C. 1347555 СССР. Угледобывающий комбайн /И.А. Кузьмич, В.А. Потапенко, Л.А. Серов, В.Г. Мерзляков и др. Заявлено 24.01.86. ДСП.

52. Патент 2059896 РФ. Преобразователь давления/ В.В. Антипов, Ю.В. Анти-пов, В.Г. Мерзляков и др. Заявлено 21.12.93., Опубл. 10.05. 96. Бюл. 13.

53. Патент 2100598 РФ. Горнопроходческая машина с гидро-механическим рабочим органом /В.В. Антипов, Ю.В. Антипов, В.Г. Мерзляков и др. Заявлено 02.02.95, Опубл.27.12. 97. Бюл. № 36.

54. Патент 2120549 РФ. Исполнительный орган горной машины /Г.С. Забурдяев, Ю.Н. Линник, В.Г. Мерзляков и др. Заявлено 20.06.97; Опубл. 20.10. 98. Бюл. № 29.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Основные положения гидромеханического способа разрушения горного массива.

1.2. Состояние работ в области использования гидромеханического разрушения горного массива в исполнительных органах очистных и проходческих комбайнов.

1.2.1. Гидромеханические исполнительные органы очистных комбайнов.

1.2.2. Гидромеханические исполнительные органы проходческих комбайнов.

1.3. Анализ результатов исследований процесса разрушения горного массива гидромеханическим спос обом

1.4. Цель и задачи исследований

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА И

СРЕДСТВ РАЗРУШЕНИЯ УГЛЯ И ГОРНЫХ ПОРОД ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИМ СПОСОБОМ.

2.1. Выбор типа механических инструментов для гидромеханического разрушения угля и горных пород

2.2. Основные факторы, определяющие процесс гидромеханического разрушения угля и горных пород, и критерии оценки его эффективности.

2.3. Разработка схем комбинированного воздействия на разрушаемый массив высокоскоростной струи воды и механического инструмента.

2.4. Программа, методы и экспериментальная база для проведения исследований процесса гидромеханического разрушения угля и горных пород.

ВЫВОДЫ.

3. РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ И

МАЛОГАБАРИТНЫХ СРЕДСТВ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ СТРУЙ ВОДЫ.

3.1. Создание источников воды высокого давления воды и результаты их ресурсных испытаний.

3.2. Установление рациональных параметров малогабаритных средств формирования высокоскоростных струй воды.

3.3. Методика определения рациональных параметров малогабаритных струеформирующих устройств.

ВЫВОДЫ.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ СТРУИ И МЕХАНИЧЕСКОГО ИНСТРУМЕНТА С

УГОЛЬНЫМ МАССИВОМ И УСТАНОВЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ

ПАРАМЕТРОВ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ.

4.1. Основные закономерности процесса разрушения угольного массива струей воды и резцовым инструментом

4.2. Исследование процессов взаимодействия струи воды и дисковой шарошки с угольным массивом и установление рациональной схемы разрушения.

4.3. Рациональные параметры и расчетные зависимости для определения основных показателей процесса разрушения угля высокоскоростной струей воды совместно с дисковой шарошкой.

4.3.1. Влияние физико-технических свойств угольного массива на силовые показатели процесса.

4.3.2. Влияние параметров режима гидромеханического разрушения угля на силовые показатели процесса.

4.3.3. Зависимость силовых показателей процесса гидромеханического разрушения угля от геометрических параметров дисковой шарошки.

4.3.4. Гранулометрический состав угля, разрушаемого гидромеханическим способом, и удельное пылепо давление.

4.3.5. Энергозатраты при разрушении угля высокоскоростной струей воды и дисковой шарошкой.

4.3.6. Нагруженность дисковой шарошки при гидромеханическом разрушении угольного массива.

4.4. Сравнение результатов экспериментальных исследований различных способов разрушения угля.

4.5. Влияние технологических параметров воздействия высокоскоростной струи воды на горный массив при гидромеханическом способе разрушения.

ВЫВОДЫ.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД РЕЗЦОВЫМ

ИНСТРУМЕНТОМ.

5.1. Бесщелевой способ разрушения горных пород высокоскоростной струей воды и резцовым инструментом. Основные результаты его исследований.

5.2. Экспериментальные исследования гидромеханического способа разрушения горных пород и установление его основных закономерностей.

5.2.1. Влияние опережения струи воды на формирование силовых и энергетических показателей процесса.

5.2.2. Зависимость нагрузок на резце и удельной энергоемкости гидромеханического разрушения горных пород от режимных параметров.

5.2.3. Влияние гидравлических параметров на формирование основных показателей гидромеханического разрушения горных пород

5.3. Разработка механизма гидромеханического разрушения горных пород резцовым инструментом.

5.4. Методика определения сил резания и подачи на резцовом инструменте при гидромеханическом разрушении горных пород.

ВЫВОДЫ.

6. МЕТОДЫ РАСЧЕТА РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ

РАБОТЫ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ

ОЧИСТНЫХ И ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ.

6.1. Общие положения.

6.2. Методика определения сил резания и подачи на резцовом инструменте гидромеханической режущей коронки исполнительного органа проходческого комбайна.

6.3. Определение рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов очистных комбайнов.

6.3.1. Выбор рациональных параметров и расчет сил резания при разрушении угля высокоскоростной струей воды и резцовым инструментом.

6.3.2. Выбор рациональных параметров и расчет сил резания при разрушении угля высокоскоростной струей воды и дисковой шарошкой.

6.3.3. Расчет производительности и установленной мощности приводов очистного комбайна с гидромеханическим шнековым исполнительным органом.

ВЫВОДЫ.

7. РАЗРАБОТКА И ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ

ОЧИСТНЫХ И ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ.

7.1. Методические основы создания гидромеханических исполнительных органов для очистных и проходческих комбайнов.

7.2. Создание гидромеханических исполнительных органов для очистных комбайнов.

7.2.1. Опытно-промышленные испытания очистных комбайнов с гидромеханическими исполнительными органами. Определение их производительности и энергоемкости разрушения.

7.2.2. Создание очистного комбайна с шнековым гидромеханическим исполнительным органом нового технического уровня.

7.2.3. Область применения гидромеханических шнековых исполнительных органов.

7.3. Разработка и опытно-промышленные испытания гидромеханических исполнительных органов для проходческих комбайнов избирательного действия.

7.3.1. Гидромеханические исполнительные органы с встроенным и автономным преобразователями давлений.

7.3.2. Результаты стендовых испытаний гидромеханических исполнительных органов проходческих комбайнов. Определение их производительности и энергоемкости разрушения.

7.3.3. Промышленные испытания гидромеханических исполнительных органов проходческих комбайнов.

7.3.4. Обоснование области применения и эффективности использования гидромеханического способа разрушения при проведении горных выработок.

7.4. Эффективность пылеподавления и пылеврывозащиты при работе гидромеханических исполнительных органов очистных и проходческих комбайнов.

7.4.1. Шахтные испытания гидромеханического разрушения угольного массива по фактору пылеподавления.

7.4.2. Исследования влияния давления и расхода воды в зоне резания горного массива на эффективность пылеподавления.

-67.4.3. Оценка влияния параметров системы орошения на воспламенение пылегазовоздушной смеси. Разработка требований к исполнительным органам очистных и проходческих комбайнов по факторам пылевзрывозащиты и пылеподавления.

7.5. Перспективы развития гидромеханических способов и средств разрушения угля и горных пород.

ВЫВОДЫ.

Актуальность работы. В настоящее время в горнодобывающих отраслях промышленности большое внимание уделяется развитию технических средств и технологий разрушения горного массива, повышающих эффективность и безопасность производства горных работ. Многие годы совершенствование механических инструментов, используемых в исполнительных органах выемочных и проходческих комбайнов для разрушения углей и горных пород, осуществлялось за счет применения более износостойких материалов и оптимизации параметров как механических инструментов, так и самих исполнительных органов. Однако технические решения в этих направлениях достигают своего предела.

Проводимые в последние годы в России и за рубежом научные исследования, направленные на изыскание новых способов и средств разрушения угля и горных пород, показывают, что повышение производительности выемочных машин и темпов проведения подготовительных выработок проходческими комбайнами без увеличения их габаритов и массы, расширение области их применения на более крепкие и абразивные горные породы и снижение пылеобразо-вания в рудничной атмосфере очистных и подготовительных забоев до предельно допустимых концентраций может быть достигнуто на основе гидромеханического способа разрушения, который заключается в комбинированном воздействии на горный массив высокоскоростных струй воды и механического инструмента режущего или скалывающего действия.

Однако результатов этих исследований недостаточно для успешного создания новой техники, реализующей гидромеханический способ разрушения горного массива. Представления о механизме гидромеханического разрушения противоречивы и не имеют достаточного обоснования. Отсутствуют научно-обоснованные рекомендации по выбору рациональных параметров и установлению обобщающих зависимостей для определения силовых и энергетических показателей гидромеханического способа разрушения горного массива, которые позволили бы разработать корректные математические модели процессов разрушения и методики расчетов гидромеханических исполнительных органов очистных и проходческих комбайнов.

Решению указанных задач посвящена настоящая диссертационная работа, которая обобщает результаты НИОКР, выполненных в 1978-1999 гг. при непосредственном участии автора в качестве ответственного исполнителя и руководителя работ в соответствии с отраслевой тематикой ИГД им. А.А.Скочинского (0123080000; 0143100000; 01430500000; 1430600000; 1100906000 и др.). В рамках государственной научно-технической программы "Прогрессивные технологии комплексного освоения топливно-энергетических ресурсов недр России (Недра России)" в 1993-1999 гг. под научным руководством автора был выполнен научно-технический проект "Гидромеханический способ разрушения горных пород и исполнительные органы проходческих машин на его основе", материалы которого также вошли в настоящую диссертационную работу.

Целью работы является создание гидромеханических исполнительных органов для очистных и проходческих комбайнов, обеспечивающих повышение их производительности, расширение области применения на крепкие породы и снижение запыленности рудничной атмосферы до предельно допустимых концентраций.

Идея работы состоит в использовании эффектов разупрочнения горного массива при совместном воздействии на него высокоскоростной струи воды и механического инструмента и создании на основе установленных закономерностей процесса комбинированного разрушения эффективных и безопасных способов и средств гидромеханического разрушения угля и горных пород.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Эффективность гидромеханического способа разрушения горного массива, реализующего преимущества гидродинамического ослабления массива и его механического резания, зависит от схемы взаимной ориентации струи воды и механического инструмента. Наиболее эффективными схемами гидромеханического разрушения угля и горных пород являются:

- линейная схема разрушения горной породы струей воды и резцовым инструментом;

- линейная схема разрушения угля струей воды и дисковой шарошкой;

- последовательная схема разрушения угля струей воды и резцовым инструментом.

2. Существует рациональное с точки зрения достижения наименьших силовых показателей и удельных энергозатрат расстояние между механическим инструментом и точкой контакта струи с разрушаемым массивом, которое в свою очередь зависит от толщины срезаемой стружки.

3. Реализация ослабления горного массива с помощью высокоскоростных струй воды может осуществляться в режимах щелевого и бесщелевого гидромеханического разрушения. Энергетические и гидравлические параметры процесса гидромеханического щелевого разрушения в значительной степени определяет средняя глубина опережающей щели, рациональное значение которой зависит от толщины стружки, схемы разрушения и типа механического инструмента. При гидромеханическом бесщелевом способе разрушения давление струи воды и диаметр насадки являются основными факторами, обеспечивающими снижение усилия на механическом инструменте.

4. При щелевом способе гидромеханического разрушения эффективность процесса обеспечивается за счет взаимодействия двух мощных концентраторов и источников напряжений: магистральной скалывающей трещины, возникающей в массиве у вершины резца, и зарубной щели, нарезаемой в массиве высокоскоростной струей воды, в результате чего образуются вертикальные трещины, развивающиеся навстречу друг другу.

5. Эффективность бесщелевого способа разрушения обеспечивается за счет вымывания продуктов разрушения из зоны действия режущей кромки резца и уменьшения площади контакта его с разрушаемым массивом, уменьшения усилий трения резца и увеличения концентрации напряжений в зоне вершины его режущей кромки, что способствует снижению усилий резания и подачи, необходимых для выполнения элементарного цикла разрушения массива.

6. Гидромеханический способ разрушения с образованием опережающей щели может быть успешно реализован в шнековых исполнительных органах угледобывающих комбайнов, что обеспечит повышение их энерговооруженности и производительности в 1.5-^2.0 раза при одновременном улучшении сортности добываемого угля и снижении содержания угольной пыли в атмосфере забоя до предельно допустимых концентраций.

7. Реализация щелевого способа разрушения в гидромеханических органах проходческих комбайнов позволяет повысить их производительность при разрушении крепких горных пород в 1.9-^2.3 раза. Однако для этого требуются большие (до 140 кВт) затраты гидравлической мощности. Бесщелевой способ гидромеханического разрушения горных пород менее энергоемок (по сравнению с щелевым способом разрушения энергоемкость его меньше в 2-гЗ раза) и может быть эффективно использован при давлении струй воды до 70 МПа. При этом усилие резания снижается на ЗО-И-0%. Применение обоих способов в гидромеханических исполнительных органах проходческих комбайнов повысит их производительность либо расширит область применения на более прочные и абразивные породы.

8. Математические модели щелевого и бесщелевого способов гидромеханического разрушения горного массива разработаны с учетом режимных факторов работы механического инструмента, его геометрических параметров, параметров взаимной ориентации струи воды и механического инструмента, гидравлических параметров струи воды и физико-технических свойств разрушаемого массива.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- корректностью постановки задач исследований;

-11- использованием апробированных методов, достаточным и статистически обоснованным объемом и представительностью выполненных экспериментальных исследований в стендовых и промышленных условиях;

- корректным применением методов теории вероятностей и математической статистики при обработке экспериментальных данных и удовлетворительной сходимостью (в пределах 20%) расчетных данных с результатами экспериментальных исследований;

- положительными результатами промышленной апробации разработанных способов и средств гидромеханического разрушения угля и горных пород.

Научное значение работы заключается в установлении основных закономерностей процесса гидромеханического разрушения горного массива высокоскоростной струей воды совместно с механическим инструментом режущего или скалывающего действия, развитии на их основе теории гидромеханического разрушения углей и горных пород и разработке методов количественной оценки основных показателей гидромеханического способа разрушения, позволяющих оптимизировать процесс разрушения горного массива и определять рациональные условия его применения.

Научная новизна работы:

- установлены эффективные схемы комбинированного воздействия на разрушаемый массив высокоскоростной струи воды и механического инструмента режущего или скалывающего действия, выявлены их отличительные особенности и определены области их применения при гидромеханическом разрушении угля или горных пород;

- установлены характерные закономерности гидромеханического способа разрушения угля и горных пород и получены математические модели процесса формирования его силовых и энергетических показателей в зависимости от режимных параметров, гидравлических параметров струи воды, геометрических параметров механического инструмента, параметров взаимной ориентации струи и механического инструмента и физико-технических свойств разрушаемого массива;

-12- установлены рациональные параметры гидромеханического способа разрушения угля и горных пород и получены расчетные зависимости для их определения при различных схемах комбинированного воздействия на разрушаемый массив высокоскоростной струи воды и механического инструмента;

- на основе проведенных экспериментальных исследований в стендовых и промышленных условиях обоснована и практически доказана возможность эффективного применения бесщелевого и щелевого способов гидромеханического разрушения горных пород. Установлены граничные условия их применения, определяемые критическим значением давления воды;

- разработаны научные основы создания гидромеханических исполнительных органов для очистных и проходческих комбайнов, включающие методику определения рациональных параметров малогабаритных струеформи-рующих устройств; методику выбора рациональных параметров и определения сил резания и подачи на резцовом инструменте гидромеханической режущей коронки исполнительного органа проходческого комбайна; методику расчета сил резания и подачи и определения рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов очистных комбайнов, оснащенных резцовым или шарошечным инструментом.

Практическое значение работы заключается в следующем:

- обоснована и экспериментально подтверждена эффективность работы гидромеханических исполнительных органов очистных и проходческих комбайнов. Применение высокоскоростных струй воды в сочетании с механическим инструментом способствует повышению производительности очистной и проходческой техники без существенного увеличения их габаритов и массы; значительному снижению усилий на инструменте; расширению области применения проходческих комбайнов по крепости и абразивности разрушаемых пород; снижению запыленности рудничной атмосферы до уровней, близких к ПДК, и обеспечению условий пылевзрывозащиты;

- разработана методика расчета и созданы малогабаритные струеформи-рующие устройства, генерирующие компактные высокоскоростные струи воды с высокой разрушающей способностью давлением до 250 МПа для исполнительных органов очистных и проходческих комбайнов;

- разработан параметрический ряд и созданы источники воды высокого давления до 250 МПа;

- созданы гидромеханические исполнительные органы для очистных и проходческих комбайнов, разработана методика определения их рациональных параметров, расчета силовых и энергетических показателей и установлена область их эффективного применения.

Реализация результатов работы. Результаты исследований реализованы в отраслевой "Методике определения рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов горных машин", утвержденной Минтопэнерго РФ (1998 г.) и принятой к использованию ОАО "ЦНИИпод-земмаш", ОАО "ПНИУИ", ОАО "Скуратовский экспериментальный завод", ННЦ ГП - ИГД им. А.А.Скочинского, фирмой "НИТЕП".

Основные положения методики и результаты исследований использованы:

- при разработке, изготовлении и испытаниях в стендовых и промышленных условиях экспериментальных и опытных образцов гидромеханических исполнительных органов для проходческих комбайнов 1ГПКС, 4ПП-2М и КП-25 с встроенными и автономными источниками гидравлической энергии. По результатам испытаний скорректирована конструкторская документация на опытный образец гидромеханического исполнительного органа с встроенным источником гидравлической энергии для проходческого комбайна 1ГПКС и принята к производству Скуратовским экспериментальным заводом для изготовления опытной партии;

-14- при разработке источников воды высокого давления (преобразователей давления мультипликаторного типа) и малогабаритных струеформирующих устройств. Разработаны параметрические ряды на струеформирующие устройства и источники воды давлением до 250 МПа. Разработаны, изготовлены, испытаны и приняты к производству преобразователи давлений ПД (давлением 180 МПа) и ПД-2 (давлением 120 МПа);

- при разработке системы высоконапорного орошения СВО-1 с преобразователем давления ПД-1 (20 МПа) для проходческих комбайнов избирательного действия;

- при разработке, изготовлении и опытно-промышленных испытаниях на очистных комбайнах КШ-3 и 1КШЭ экспериментальных и опытных образцов гидромеханических шнековых исполнительных органов. По результатам испытаний и выполненных исследований ОАО "ПНИУИ" разработана конструкторская документация на опытный образец очистного гидромеханического комбайна с встроенными источниками воды высокого давления.

Для определения области применения гидромеханических шнековых исполнительных органов выемочных машин используется разработанная с участием автора "Отраслевая инструкция по выбору шнековых исполнительных органов очистных комбайнов".

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всесоюзных научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов угольной промышленности (Москва, 1979, 1987 гг.); научно-технических совещаниях Минуглепрома СССР по рассмотрению результатов шахтных испытаний гидромеханических исполнительных органов для очистных комбайнов 1КШЭГ и КШЗГ (Москва, 1978, 1987 гг.); VII Международном симпозиуме по технологии струйного резания (Англия, Дарем, 1986 г.); Международном симпозиуме "Горная геомеханика - 89" (ЧССР, Острава, 1989 г.); Международном симпозиуме "Горная геомеханика - 90" (ЧССР, Старые Смаковицы, 1990 г.);

Международном симпозиуме "Новые технологии добычи полезных ископаемых" (С.-Петербург, 1993 г.); Международном семинаре "Проблемы и перспективы развития горной техники" (Москва, 1995 г.); Международном симпозиуме по горной механизации и автоматизации (США, Голден, 1995 г.); I Международной конференции "Проблемы создания экологически чистых и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства" (Тула, 1996 г.); XI Российской конференции по механике горных пород (С.-Петербург, 1997 г.); Научном симпозиуме "Неделя горняка - 98" (Москва, 1998 г.); ежегодных заседаниях НТС Миннауки РФ при рассмотрении итогов выполнения государственной научно-технической программы "Недра России" (Москва, 1993-1999 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликована самостоятельно и в соавторстве 81 работа, в том числе 2 монографии, 2 брошюры и 16 авторских свидетельств и патентов РФ на изобретения. Автор искренне признателен и выражает глубокую благодарность за научно-методические консультации и содействие в выполнении исследований профессорам, докторам технических наук И.А.Кузьмичу, Л.Б.Глатману, |Е73Т1озйну], Н.Ф.Кусову, И.Г.Ищуку, Г.А.Позднякову, Э.Э. Нильве, кандидатам технических наук В.Е.Бафталовскому, Ю.А.Гольдину, М.И.Рутбергу, С.И.Храмешкину, Ю.А.Толченкину, Н.Л.Серовой, И.В.Иванушкину, коллективам отделения проблем разрушения угля и горных пород ИГД им. А.А.Скочинского, кафедры "Горные машины" ТулГУ, институтов ПНИУИ, ЦНИИподземмаш и фирмы "НИТЕП".

Основные выводы и практические результаты работы:

1. Эффективность гидромеханического способа разрушения угля и горных пород зависит от схемы взаимного расположения относительно поверхности разрушаемого массива высокоскоростной струи воды и механического инструмента. Во всех схемах гидромеханического разрушения осуществляется комбинированное воздействие на массив струи воды и механического инструмента.

Наиболее эффективными схемами гидромеханического разрушения угля и горных пород являются:

- линейная схема разрушения горной породы струей воды и резцовым инструментом;

- линейная схема разрушения угля струей воды и дисковой шарошкой;

- последовательная схема разрушения угля струей воды и резцовым инструментом.

2. По способу реализации энергии высокоскоростной струи воды с целью ослабления разрушаемого массива эффективными режимами являются щелевой и бесщелевой способы гидромеханического разрушения. При щелевом способе разрушения струя воды нарезает опережающую щель, создавая в массиве мощный концентратор напряжений, который взаимодействует с магистральной скалывающей трещиной, возникающей в массиве у вершины резца. При бесщелевом способе струя воды вымывает продукты разрушения из зоны действия режущей кромки резца, уменьшая площадь контакта его с разрушаемым массивом, что способствует уменьшению сил трения и увеличению концентраций напряжений в зоне вершины режущей кромки.

3. Для различных схем комбинированного разрушения установлены характерные закономерности и получены количественные зависимости силовых и энергетических показателей процессов гидромеханического разрушения угля и горных пород с учетом комплекса технологических, гидравлических и режимных факторов, геометрических параметров механического инструмента, струе-формирующего устройства и физико-технических свойств разрушаемого массива.

4. Установлены рациональные параметры гидромеханического способа разрушения угля и горных пород, обеспечивающие при работе очистных и проходческих комбайнов наименьшие силовые и энергетические показатели, снижение запыленности рудничной атмосферы до уровня ПДК и пылевзрывозащи-ту. Получены расчетные зависимости для определения рациональных параметров при различных схемах гидромеханического разрушения горного массива.

5. Применение гидромеханического способа разрушения с образованием опережающей щели в шнековых исполнительных органах угледобывающих комбайнов позволяет повысить их энерговооруженность и производительность в 1.5+2.0 раза при одновременном улучшении сортности добываемого угля (увеличение до 70% выхода класса угля +25 мм) и снижении содержания угольной пыли в атмосфере забоя до предельно допустимых концентраций. Запыленность рудничной атмосферы на рабочих местах при работе гидромеханических исполнительных органов была в 200+400 раз меньше по сравнению с традиционными механическими исполнительными органами и составляла 7ч-15 мг/м3.

6. Реализация щелевого способа разрушения в гидромеханических исполнительных органах проходческих комбайнов с использованием струй воды давлением 1004-120 МПа обеспечивает повышение их производительности при разрушении крепких горных пород в 1.94-2.3 раза. Однако для этого требуются большие (до 140 кВт) затраты гидравлической мощности.

Бесщелевой способ гидромеханического разрушения горных пород значительно менее энергоемок ( по сравнению с щелевым способом разрушения энергоемкость его меньше в 24-3 раза) и может быть эффективно использован при давлении струй воды до 70 МПа. При этом усилие резания снижается на 304-40%, производительность по отбойке увеличивается в 1.44-1.6 раза.

Полученные результаты позволяют рекомендовать эти способы к реализации в исполнительных органах серийных проходческих комбайнов для увеличения их производительности либо расширения области применения на более прочные и абразивные породы.

7. Применение при гидромеханическом способе разрушения угля вместо резцового инструмента дисковых шарошек с односторонним клиновым ободом обеспечивает снижение удельных энергозатрат на механическое разрушение в 1.54-2.0 раза. По сравнению с механическим способом разрушения угольного массива дисковой шарошкой использование дисковых шарошек совместно с высокоскоростными струями воды обеспечивает снижение действующих на них усилий: перекатывания в 1.54-2.0 раза, подачи в 1.24-1.4 раза и бокового в 2.74-4.4 раза; при этом улучшается сортность продуктов разрушения и снижается запыленность воздуха до предельно допустимых концентраций.

8. Для формирования компактных струй воды высокого давления рекомендуется использовать малогабаритные струеформирующие устройства и насадки, руководствуясь разработанными рекомендациями и методикой расчета их основных параметров.

9. На основе установленных закономерностей получены математические модели процессов щелевого и бесщелевого гидромеханического разрушения горного массива резцовым и шарошечным инструментами, разработаны методики расчета сил резания и подачи и определения рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов очистных и проходческих комбайнов.

10. В результате выполненных исследований разработана "Методика определения рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов горных машин", которая утверждена Минтопэнерго РФ и принята к использованию ОАО "ЦНИИподземаш", ОАО "ПНИУИ", ОАО "Скуратовский экспериментальный завод", ННЦ ГП - ИГД им. А.А.Ско-чинского, фирмой "НИТЕП".

Разработан параметрический ряд и конструкторская документация на источники воды высокого давления до 250 МПа. Изготовлены, испытаны и приняты к производству преобразователи давления ПД (давлением 180 МПа) и ПД -2 (давлением 120 МПа).

Разработан комплект навесного оборудования для проходческих комбайнов с преобразователем давления ПД-1 (20 МПа), обеспечивающий высоконапорное орошение давлением 15*20 МПа.

Разработаны, изготовлены и испытаны в стендовых и промышленных условиях гидромеханические исполнительные органы для очистных комбайнов КШ-ЗГ и 1КШЭГ и проходческих комбайнов 1ГПКС, 4ПП-2М и КП-25. По результатам испытаний и выполненных исследований разработана конструкторская документация на опытный образец очистного гидромеханического комбайна и опытные образцы гидромеханических исполнительных органов для проходческих комбайнов с встроенными и автономными источниками воды высокого давления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе изложены научно обоснованные технические и технологические решения, заключающиеся в разупрочнении и разрушении горного массива при совместном воздействии на него высокоскоростной струи воды и механического инструмента и создании на основе установленных закономерностей комбинированного разрушения гидромеханических исполнительных органов для очистных и проходческих комбайнов, внедрение которых будет способствовать ускорению научно-технического прогресса в угольной промышленности за счет повышения производительности очистной и проходческой техники, расширения области ее применения на крепкие породы и снижения запыленности рудничной атмосферы до предельно допустимых концентраций.

1. Позин Е.З., Мультанов С.И., Мерзляков В.Г. Состояние и основные направления фундаментальных исследований в области разрушения угля и горных пород// Известия ИГД им. А.А.Скочинского. - М., 1991. - Вып. 1.-С. 122-127.

2. Позин Е.З., Мультанов С.И., Мерзляков В.Г. Состояние исследований процессов разрушения углей и горных пород// Науч. сообщ./ ИГД им. А.А.Скочинского. М., 1995. - Вып. 301,- С. 5-12.

3. Мерзляков В.Г., Линник Ю.Н., Присташ В.В. Исследование в области разрушения углепородного массива различными способами// Уголь. 1997. -№9,- С.22-25.

4. Никонов Г.П., Кузьмич И.А., Гольдин Ю.А. Разрушение горных пород струями воды высокого давления. М.: Недра, 1986. - 143с.

5. Мерзляков В.Г. Разрушение угля высокоскоростной струей воды и дисковой шарошкой. М.: Недра, 1997. - 212 с.

6. Комбинированные способы и устройства разрушения горных пород/ В.Г.Мерзляков, И.А.Кузьмич, Ю.Н.Захаров, Г.И.Кузнецов. М.: Недра, 1995. -186 с.

7. Щеголевский М.М. Обоснование параметров взаимодействия механо-гидравлического инструмента режущего типа с массивом для эффективного разрушения крепких горных пород: Дис.канд. техн. наук. -М., 1988.

8. Толченкин Ю.А. Исследование и оценка эффективности разрушения угля гидромеханическими исполнительными органами очистных комбайнов: Дис.канд. техн. наук. -М., 1981.

9. A.C. 901513 СССР, МКИЗ Е 21С 27/32. Гидромеханический угольный струг/ В.Г. Мерзляков, И.А.Кузьмич, М.И. Рутберг, М.И. Векслер. -№2917707/22-03; Заявлено 28.04.80; Опубл. 30.01. 82, Бюл. №4.

10. A.C. 1058348 СССР, МКИЗ Е 21С 25/00. Исполнительный орган проходческого комбайна/ A.B. Докукин, И.А. Кузьмич, М.И. Рутберг, В.Г. Мерзляков.- №3349802/22-03; Заявлено 22.11.81. ДСП.

11. A.C. 705106 СССР, МКИЗ Е 21 С 25/60. Исполнительный орган горного комбайна/ A.C. Горбачев, В.М. Керниганский, В.Г. Мерзляков. -№2310495/22-03; Заявлено 09.02.76.; Опубл. 25.12.79., Бюл. №47.

12. Митрофанов И.А. Комплекс оборудования с механогидравлической машиной МЗМ// Разрушение угля и горных пород струями воды высокого давления: Науч. сообщ./ ИГД им. А.А.Скочинского.- 1972. Вып. 101.- С.60-66.

13. Промышленные испытания комплекса оборудования с механогидравлической выемочной машиной/ Н.Я. Сметана, И.А. Митрофанов, В.М. Ильин и др.// Уголь Украины,- 1974. №4.- С.34,35.

14. Механогидравлическая выемочная установка с тонкими струями воды высокого давления// Н.П. Сметана, И.А. Митрофанов, Н.П. Назаренко и др./ Уголь Украины. 1970. - №5. - С. 27-30.

15. Грибанов A.A., Суслович З.Б., Сперанский Г.И. Выемка угля с помощью механогидравлического струга с тонкоструйными насадками// Гидравлическая добыча угля: Реф. науч.-техн. сб./ ЦНИЭИуголь. М., 1968. - Вып. 4. -С. 3-6.

16. Сметана Н.П., Митрофанов И.А. Результаты исследований гидромеханического исполнительного органа// Вопросы гидравлической добычи угля:

17. Труды ВНИИГидроугля, УкрНИИГидроугля и горного факультета СМИ/ Новокузнецк, 1969. Вып. XVI. - С. 46-53.

18. A.C. 284933 СССР. МКИЗ Е 21 25/00. Исполнительный орган угольного комбайна/ Н.П. Сметана, И.А. Митрофанов, В.Ф. Слепец. №1253612/22-03 Заявлено 08.06.68.; Опубл. 29.10.70, Бюл. №33.

19. A.C. 211478 СССР, МКИЗ Е 21 25/00. Исполнительный орган угольного комбайна/ Д.Г. Дрогаль, В.И. Караченцев, И.А. Митрофанов и др. -№101478/22-03, Заявлено 02.06.65.; Опубл. 19.02. 68, Бюл. №8.

20. A.C. 717326 СССР, МКИЗ Е 21 С 25/04. Исполнительный орган горного комбайна/ A.B. Докукин, И.А. Кузьмич, М.И. Рутберг, В.Г. Мерзляков, С.И. Храмешкин. №2667937/22-03. Заявлено 20.10.78.; Опубл. 25.02.80, Бюл. №7.

21. A.C. 777213 СССР, МКИЗ Е 21 С 25/04. Исполнительный орган горного комбайна/ И.А.Кузьмич, В.Г. Мерзляков, М.И. Рутберг, В.Н. Лондон. -№2602896/22-03. Заявлено 06.04.78.; Опубл. 07.11. 80, Бюл. №4.

22. A.C. 1270319 СССР, МКИЗ Е 21 С 25/00. Исполнительный орган выемочной машины/ И.А. Кузьмич, JI.A. Серов, В.Г. Мезляков, Н.Л. Серова. -№3920198/22-03 , Заявлено 10.06.85.; Опубл. 15.11. 86, Бюл. №42.

23. A.C. 1283373 СССР, МКИЗ Е 21С 27/00. Узкозахватный угольный комбайн/ В.Г. Мерзляков, И.А. Кузьмич, Л.Д. Бодрунов, A.A. Рогачев. -№3938260/22-03, Заявлено 10.06.85.; Опубл. 15.01. 87, Бюл. №2.

24. A.C. 727853 СССР, МКИЗ Е 21 С 41/04. Способ выемки угольного пласта/ A.B. Докукин, И.А. Кузьмич М.И. Рутберг, В.Г. Мерзляков, С.И. Храмешкин. №2668732/22-03, Заявлено 02.10.78.; Опубл. 25.04. 80, Бюл. №14.

25. A.C. 1470954 СССР, МКИЗ Е 21 С 27/00. Выемочный комплекс/ В.Г. Мерзляков, И.А. Кузьмич, Н.Л. Серова. №4209724/23-03 , Заявлено 18.03.87. Опубл. 07.04. 89, Бюл. №13.

26. Патент 2120549 РФ. Исполнительный орган горной машины/ Г.С. За-бурдяев, Ю.Н. Линник, В.Г. Мерзляков и др. №97110521/03, Заявлено 20.06.97.; 0публ.20.10. 98, Бюл. №29.

27. Cutter drum high pressure water jets// Glukauf-Mining Reporter.-1987-№3.-P.30

28. Kowscek P., Taylor C., Handewith N., Thimons E.// Rept. Invest. Bur. Mines US Dep. Inter. 1986.- №9046. - P. 1-15.

29. Neinhaus K., Weigelt H., Thimons E. The development of waterjelt assisted shearer loader.// Jet Cutt. Technol. Pap. 8-th Int. Symp., Durham, 9-11 Sept., 1986: Granfield, 1986.- P. 79-92.

30. Water-jet-Assist Improves Shearer Performance// Engineering and Mining J. 1989. -№4.-P.37-39,53.

31. The Application of high pressure water jets to longwall mining// Mining Eng.(Gr. Brit.).- 1988.- 147, №316. P 344, 346-348, 350.

32. The cutting edge// World Mining Equip. 1987. - 11, №11. - P. 24-25.

33. High pressure water assisted cutting system for shearer Loaders// Mining Mag. 1987. - 157. - №3. - P. 238-241.

34. Krummenauer H., Zemmes F. Developing and operating a globoid shearer drum with ejector water spray// Coal Int. 1989. - 8, №2. - P. 22-23.

35. Когельман В.И., Шенк Г.К. Технический уровень проходческих комбайнов со стреловидным исполнительным органом в Северной Америке// Глю-кауф. 1983. - №11ю - С. 3-12.

36. Кузьмич И.А., Рутберг М.И., Кузнецов Г.И. Гидромеханическое разрушение горных пород// Добыча и переработка угля. Зарубежный опыт: Экс-прессинформ./ ЦНИЭИуголь. М., 1988. - 29 с.

37. Wang F-D., Robbuns R., Olsen G. Water jet assisted tunnel boring./ Proc. 5th Int. Symp. Jet Cutt. Technol. Hanover. - 1980.

38. Equipment for tunneling the state of the art. - Morris А.Н/ Colliery Juard. - 1985. - 233. - №2. - 49, 50, 52.

39. Испытания механогидравлического породопроходческого комбайна фирмы "Вирт" (ФРГ), созданного на базе комбайна ТВ 1-260 с рабочим органом бурового действия/ Уголь. 1978. - №7. - С. 77.

40. Бауман Л., Хеннеке И. Снижение усилия подачи и увеличение скорости проходки тоннелепроходческих машин с помощью высоконапорных водяных струй// Глюкауф. 1980. - №5. - С. 193-196.

41. Проходка выработок водяными струями сверхвысокого давления// Глюкауф. 1977. - №23. - С. 42.

42. Кузьмич И.А., Кузнецов Г.И. Опыт гидравлической добычи угля за рубежом// Итоги науки и техники, серия "Разработка месторождений твердых полезных ископаемых". М., 1986. - Вып. 33. - С. 3-70.

43. Kikuta Masami. "Huxon kore kaucu", J. Munning and Met. Inst. Jap.1986. 102. - №1184. - P. 613-614.

44. Mort D. The Application of high pressur water jets to longwall mining// Mining Eng. 1988. - 147. - P. 316, 344, 346-348, 350.

45. Clark R.A. Success for Anderson Strathclyde Highpressur water roadheader. Colliery Cuardion. England. - 1985. - 232. - 7/8. - P. 255-256.

46. Roadheaders and water jet cutting/ World Mining Equip. 1981. - 12. -№2.-P. 30-32, 35-36.

47. Dosko Experience of high pressure water assisted cutting trial at bentinch Colliery/ Colliery Guard. 1984. - 232. - №7. - P. 258-259.

48. Review of water Jet Assisted Cutting Technique for Rock and Coal Cutting/ Machines Barham D.K., Buchaman D.J. Mining End.(QrPritt). 1987. - 147. -№310.-P. 6-7., 9-14.

49. Stocks John, Hodinott Peter J. Underground mining/ Mining Annu Rev.1987.-P. 151-183.-38754. Tunneling maschines/ Colliery Guard. 1986. - 224. - №. 2. - P. 91, 73. Roadheaders with high pressure water jet assisted.

50. Sato K., Sato N., Jto K., Takahashi K. Curau tocosgau// J. Mining and Mater. Process. Inst. Jap. 1989. - 105, №11. - P. 188-190.

51. Когельман В.И. Подача высоконапорной воды к резцам проходческих комбайнов избирательного действия, шнековых комбайнов и комбайнов типа Континус Майер/ Глюкауф. 1986. - №8. - С. 14-20.

52. Клейнерт Х.В. Гидромеханическое резание пород резцовыми коронками комбайнов избирательного действия/ Глюкауф. 1986. - №6. - С. 40-44.

53. Henneke J., Baumann L., Jet assisted tunnel boring in coalmeasure strota. -4 th Int. Symp. Jet Cutting Technol. Cfnterbure, 1978. Vol. 1. Crfnfiel, 1978, Jl/1 -Jl/12.

54. ErdmannJesnitzer F., Louis H., Wiedemeier J. Material behaviour, material stressing principle acpects in the applicftion of high speed water jets 4th. Int. Symp. Jet Cutting Technol. Canterbure, 1978. Vol. 1. Cranfield, 1978.

55. Дорошенко И.И. Разработка и обоснование параметров устройств комбинированного способа разрушения горных пород с подачей воды в зону режущего инструмента: Дис.канд. техн. наук. Л., 1987. - 165 с.

56. Артемьев H.A. Обоснование параметров гидромеханического исполнительного органа проходческого комбайна для разрушения крепких горных пород. Дис. . .канд. техн. наук. - М., 1988. - 155 с.

57. Миллер М.М. Обоснование параметров взаимодействия с массивом гидравлического исполнительного органа проходческого комбайна избирательного действия для эффективного разрушения крепких горных пород: Дис.канд. техн. наук. Тула, 1989.- 186 с.

58. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974.640 с.

59. Нотт Д.Ф. Основы механики разрушения. М.: Металлургия, 1978.256 с.-38865. Панасюк B.B. Механика квазихрупкого разрушения. Киев: Наукова Думка, 1991.-411 с.

60. Партон В.З., Борисковский В.Г. Динамика хрупкого разрушения. М.: Машиностроение, 1988.- 239 с.

61. Черепанов Г.П.К теории резания горных пород// Проблемы прочности.- 1986. -№8.-С.94-102.

62. Гидромеханический способ разрушения горных пород/ В.А.Бреннер,

63. A.Б. Жабин, В.Г. Мерзляков и др./ Горный вестник. М., АГН, 1996. - №3. - С. 45-47.

64. Разработка теоретической модели гидромеханического разрушения горных пород/ В.Г. Мерзляков, В.Е. Бафталовский, В.А. Бреннер и др./ ННЦ ГП- ИГД им. A.A. Скочинского. М., 1999. - 56 с. - Деп. ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского, 20.01.99., №6006.

65. Определение нагруженности гидромеханических резцов при разрушении горных пород/ В.Г. Мерзляков, В.А. Бреннер, А.Б. Жабин и др.// Технология и механизация горных работ: Сб. научн. тр.- М.: Изд-во АГН, 1998. С. 47-52.

66. Теоретическое описание гидромеханического резания горных пород/

67. B.Г. Мерзляков, В.А. Бреннер, А.Б. Жабин, И.М. Лавит// Горные машины иоборудование: Тр. Междунар. семинара "Проблемы и перспективы развития горной техники", 11-13 октября 1994 г. М.: МГГУ, 1995.

68. Мерзляков В.Г., Бафталовский В.Е., Иванушкин И.В. К механизму процесса гидромеханического разрушения горных пород резцовым инструментом// Механика горных пород: Научн. сообщ./ ННЦ ГП -ИГД им. A.A. Скочин-ского.-М., 1999.-Вып. 313.-С. 117-129.

69. Барон Л.И. Основные научно-методические вопросы разрушения горных пород механическими способами// Разрушение горных пород механическими способами: Сб. научн. тр. М.: Недра, 1966. - С. 3-13.

70. Барон Л.И. Горнотехнологическое породоведение. М.: Недра, 1977.322 с.

71. Храмешкин С.И. Исследование закономерностей и выбор параметров схем гидромеханического резания угля: Дис.канд. техн. наук. М., 1977.238 с.

72. Мерзляков В.Г. Исследование и выбор рациональных параметров схем комбинированного разрушения угольного массива высокоскоростной струей воды и дисковой шарошкой: Дис. .канд. техн. наук. М., 1981. - 214 с.

73. Кузьмич И.А., Рутберг М.И. Гидромеханический способ разрушения угля и горных пород// Гидромеханизация в народном хозяйстве СССР: Тез. докл. и сообщ. Всесоюзн. науч.-техн. конф. -М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1977. С.79-83.

74. Рутберг М.И., Мерзляков В.Г. Выбор схем гидромеханических исполнительных органов горных машин// Комплексная механизация подземной добычи угля: Науч. сообщ./ ИГД им. А.А.Скочинского.- 1984. Вып. 233. - С. 36-46.

75. Кузьмич И.А., Рутберг М.И., Мерзляков В.Г. Исследование комбинированного способа разрушения горного массива струей воды и механическим инструментом// Механизация горных работ на угольных шахтах: Сб. науч. тр./ ТПИ Тула, 1983. - С.44-50.

76. Рутберг М.И., Мерзляков В.Г. Выбор рациональных параметров гидромеханического разрушения угля// Разрушение углей и горных пород: Науч. сообщ./ ИГД им. А.А.Скочинского. 1985. - Вып. 240. - С. 32-38

77. Гольдин Ю.А., Фролов B.C. Выбор рациональных параметров гидромеханического способа разрушения горных пород// Разрушение углей и горных пород и их физикомеханические свойства: Научн. сообщ./ ИГД им. A.A. Скочинского. 1982. - Вып. 207. - С. 55-62.

78. Закономерности процесса разрушения горных пород при комбинированном воздействии тонкой струи высокого давления и резцового инструмента/

79. Ю.А. Гольдин, В.Г. Мерзляков, B.C. Фролов, И.В. Иванушкин/ Проведение, крепление и поддержание горных выработок: Научн. сообщ./ ИГД им. A.A. Скочинского. М., 1990. - С. 83-88.

80. Иванушкин И.В. Установление влияния параметров струи воды и режимов резания на силовые показатели гидромеханического бесщелевого разрушения горных пород: Дис. .канд. техн. наук. М., 1998. - 187 с.

81. Кантович Л.И., Гетопанов В.Н. Горные машины. М.: Недра, 1989.304 с.

82. Коршунов А.Н., Дергунов Д.М., Корчуганов Ф.В. Исследования процесса разрушения угля дисковыми шарошками// Горные машины и автоматика: Науч.-техн. реф. сб. -М.: ЦНИЭИуголь, 1972. №1.- С.18-19.

83. Результаты исследований процесса разрушения углей дисковыми шарошками/ А.Н. Коршунов, Д.М. Дергунов, А.Б.Логов, Б.Л.Герике// Физикотех-нические проблемы разработки полезных ископаемых.-1975.- №5.- С. 118-120.

84. Резание угля/ А.И. Берон, А.С.Казанский, Б.М.Лейбов, Е.З Позин.- М.: Госгортехиздат, 1962.-439 с.

85. Разрушение горных пород проходческими комбайнами. Разрушение тангенциальными инструментами/ Отв. ред. Л.И. Барон.- М.: Наука, 1973.171 с.

86. Мерзляков В.Г. Применение высокоскоростных струй воды в исполнительных органах горных машин// Горная геомеханика 89: Тр. Межд. симп., г.Острава, ЧССР, 21-23 окт. 1989.

87. Разрушение углецементных блоков гидромеханическим способом/ И.А. Кузьмич, B.C. Фролов, И.С. Шакин, Ю.В. Головушкин// Технология добычи угля подземным способом. М.: ЦНИЭИуголь, 1974.- №8. - С. 37-39.

88. Kouzmich I.A., Merzlakov V.G. Coal massige breakage with disc cutter and highspeed water jet// 18th International Symposium on Jet Cutting Technology, 9-11 September, 1986. Paper 14 Durham, England, 1986.

89. Кузьмич И.А. Теоретические и экспериментальные исследования технологии разрушения угля высоконапорными тонкими струями воды на шахтах: Дис.докт. техн. наук.- М., 1972.- 339 с.

90. Научные основы гидравлического разрушения углей/ Г.П. Никонов, И.А. Кузьмич, И.Г. Ищук, Ю.А. Гольдин. М.: Наука, 1973.- 147 с.

91. Рутберг М.И. Исследования закономерностей и оптимизация режима разрушения углей Кузбасса тонкими высокоскоростными струями: Дис.канд. техн. наук. М., 1973.- 194 с.

92. Хеннеке И., Бауман Л. Техническое совершенствование машинной проходки горизонтальных выработок по породе// Глюкауф. 1979. - №5 -С. 15-21.

93. Encowraging regults from water jetarsisted tunnelling machines// Mining Engineering, 1975, 284.- №7312, 278.

94. Water jest undergo fullscale tests on hard rock borer// Mining Engineering, 1978, March.- P. 242, 246, 249.

95. Пат. 48-11141 E 01 Д 3/04 (Япония). Способ проходки туннеля по всей площади сечения.

96. Коняшин Ю.Г. Об эффективности применения различных схем ударного скалывания межщелевых целиков// Применение расчетных методов в горном деле: Науч. сообщ./ ИГД им. А.А.Скочинского. М., 1972.- Вып. 96.-С.25-32.

97. Барон Л.И., Коняшин Ю.Г., Мещеряков В.Д. Эффективность применения статических скалывателей для разрушения межщелевых породных целиков// Изв. ВУЗов. Горный журнал.- 1972. №6. - С. 18-20.

98. Коняшин Ю.Г., О создании породопроходческих машин с гидравлическими и гидромеханическими исполнительными органами// Горные машины и их эксплуатация: Науч. сообщ./ ИГД им. A.A. Скочинского. М., 1973. -Вып. 113.-С. 82-91.

99. A.C. 909156 СССР, МКИЗ Е 21 С 25/38. Устройство для разрушения целиков породы в забое горного массива/ И.А. Кузьмич, Л.Б. Глатман, В.Г. Мерзляков, М.И. Рутберг .- №2917709/22-03; Заявлено 28.04.80 ; Опубл. 28.02.82. Бюл. №8.

100. Мерзляков В.Г. Комбинированный способ разрушения угля высокоскоростной струей воды и дисковой шарошкой// Добыча угля подземным способом .- М.: ЦНИЭИуголь, 1981. Вып. №9,- С. 15-16.

101. Барон Л.И. О познавательной ценности экспериментально-статистического метода в науке о механическом разрушении горных пород// Горные машины и их эксплуатация: Науч. сообщ./ ИГД им. A.A.Скочинского. -М., 1973. Вып. №113. - С. 3-21.

102. Гмурман В.Е. Теория вероятности математическая статистика. М.: Высшая школа, 1972. - 368 с.

103. Румшиский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента: Справочное пособие. М.: Наука, 1971. - 192 с.

104. Зедзинидзе И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. М.: Наука, 1976. - 390 с.

105. Щупов Л.П. Прикладные математические методы в обогащении полезных ископаемых. М.: Недра, 1972. - 169 с.

106. Мерзляков В.Г. Определение рациональных параметров и сил резания при гидромеханическом разрушении угля и горных пород. В кн.: Технология и механизация горных работ: Сб. научн.тр. - М.: АГН, 1998. - С. 222-226.

107. Налимов В.В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1965. - 340 с.

108. Бафталовский В.Е. Исследование гидродинамических характеристик струй давлением 200-500 кгс/см и путей повышения их эффективности как разрушающего органа гидравлических машин: Автореф. дис. .канд. техн. наук-М., ИГД им. А.А.Скочинского, 1972.-12 с.

109. Туяхов JI.C. Исследование и моделирование динамической нагру-женности режущего инструмента и барабанных (шнековых) исполнительных органов угольных комбайнов: Дис. канд. техн. наук. М., 1974. - 225 с.

110. Гидромеханический способ разрушения горных пород и исполнительные органы проходческих машин на его основе: Отчет по теме 0143Ö60000. Инв. №02990005281. ГР 01950006343, ННЦ ГП ИГД им. Скочинского ; Руководитель Мерзляков В.Г.- Люберцы, 1998. - 266 с.

111. Мерзляков В.Г., Кузьмич И.А., Иванушкин И.В. Гидромеханическое разрушение горных пород// Горный информационно-аналитический бюллю-тень. М.:МГГУ, 1999. - Вып. 1. - С. 138-140.

112. Гордон Г.М., Пейсахов И.А. Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии. М.: Металлургия, 1977.- 455 с.

113. Руководство по борьбе с пылью в угольных шахтах.- 2-е изд., пере-раб. и доп. -М.: Недра, 1979,- 319 с.

114. A.C. 1257214 СССР, МКИЗ Е 21 С 39/00. Универсальный стенд для исследования процессов резания горных пород/ В.Г. Мерзляков, И.А. Кузьмич,

115. Л.И. Круглов, В.Н. Лондон №3864251/22-03; Заявлено 07.03.85; Опубл. 15.09.86. Бюл. №34.

116. Универсальный стенд для исследования процессов резания/ В.Г.Мерзляков, Л.И.Круглов, О.Г.Глынин, И.В.Иванушкин// Информационный листок 88-39 МособлЦНТИ. Люберцы, 1988.

117. Койфман М.И. Скоростной комплексный метод определения механических свойств горных пород// Механические свойства горных пород. М.: Недра, 1963.- С.73-84.

118. Барон Л.И., Глатман Л.Б. Контактная прочность горных пород. М.: Недра, 1966.-288 с.

119. А.с. 812921 СССР, МКИЗ Е 21 С39/00. Прибор для определения сопротивляемости пород резанию в забое/ В.А. Бреннер, Д.М. Любощинский, И.С. Зильберт и др.- №2583373/22-03; Заявлено 22.02.78.; Опубл. 15.03. 81. Бюл. №10.

120. Позин Е.З. Сопротивляемость углей разрушению режущими инструментами. М.: Недра, 1972. - 238 с.

121. Тедер Р.Н., Ватолин Е.С. Методы определения физико-механических свойств горных пород. М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1965. - 37 с.

122. Барон Л.И. Коэффициенты крепости горных пород. М.: Наука, 1972.-176 с.

123. Цяпко Н.Ф. Некоторые вопросы автоматизации высоконапорной отбойки угля// Вопросы гидравлической добычи угля: Тр. ВНИИгидроуголь. -1968. Вып. 13 дополн. - С. 24-41.

124. Crossland В., V.Sc,Ph.D.,D.Sc.,F.I. Mech.E., F.I.Prod.E., Logan J.G.,B.Sc.,Ph.D. Development of equipment for jet cutting, First intern. Symp. On jet cutting tech., BHRA, Cranfield, England, 1972.

125. Walstad O.M., Noccer P.W. Development of high pressure pumps and associated equipment for fluid jet cutting, First intern. Symp. On jet cutting tech., BHRA, Cranfield, England, 1972.

126. Домба Я., Калишевский В. Некоторые проблемы разработки насосов на 2000 и 2500 атм./ ВНИИгидромаш: Доклад на I Межд. симп. по технологии резания струями, Англия.- 1972.

127. Гронауэр Р.У. Насосы высокого давления и другое насосное оборудование// Три Тан Корпорейшн, США: Доклад на I Межд.симп. по технологии резания струями, Англия. 1972.

128. Создание насосов и гидроаппаратуры для мощного гидропрессового ЭНИКМАШ: Отчет по теме 104-61.- 1961

129. Mohaupt U.H.,Burns D.J. Machining with continuos fluid jets at pressures of 2 to 7 kbar., First intern.symp. on jet cutting tech., BHRA, Cranfield, England, 1972.

130. Bortolussi A., Yazici S., Summers D.A. The use of waterjets in cutting granite, 9 th intern.symp. on jet tech., BHRA, Sendai, Jahan, 1988.

131. Гидросистемы высоких давлений/ Под ред. Ю.Н. Лаптева. М.: Машиностроение, 1973,- 151 с.

132. Гидрорезание судостроительных материалов/ Р.А.Тихомиров, В.Ф. Бабанин, Е.Н.Петухов и др. Л.: Судостроение, 1987. - 164 с.

133. Каталог фирмы "Вома". Насосы высокго давления.

134. Проспекты фирмы "Пауль Хаммельман" Гидромеханическая очистка.

135. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. М.: Машиностроение, 1971,- 671 с.

136. Патент 2059896 РФ. Преобразователь давления/ В.В. Антипов, Ю.В. Антипов, В.Г. Мерзляков и др. №93056692/06, Заявлено 21.12.93. Опубл. 10.05. 96, Бюл. 13.

137. Шавловский С.С. Основы динамики струй при разрушении горного массива. M.: Наука, 1979. - 174 с.

138. Никонов Г.П., Шавловский С.С., Хныкин В.Ф. Исследование динамики и структуры тонких струй воды давлением 500 ат. М.:ИГД им. А.А.Скочинского, 1969.- 39 с.

139. Мерзляков В.Г., Бафталовский В.Е. Методика определения рациональных параметров и режимов работы гидромеханических исполнительных органов горных машин. М.: ННЦ ГП - ИГД им. А.А.Скочинского, 1998. -64 с.

140. Чугуев P.P. Гидравлика. М.:Энергоиздат, 1982. - С. 182-192.

141. Протодьяконов М.М., Тедер Р.И. Исследование процесса разрушения угля методом крупного скола. М.: Госгортехиздат, I960.- 104 с.

142. Мерзляков В.Г., Серова H.JI. Выбор рациональной схемы гидромеханического разрушения угольного массива высокоскоростной струей воды и дисковой шарошкой с односторонним клиновым ободом. М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1987.- С. 41-46.

143. Мерзляков В.Г. Исследование эффективности применения дисковых шарошек при гидромеханическом разрушении горного массива// Науч. сообщ./: ИГД им. A.A. Скочинского. М., 1981. - Вып. 202. - С. 78-83.

144. Мерзляков В.Г., Чирков С.Е., Томин C.B. Использование свойств горных пород для оценки параметров процессов их разрушения// Горнотехнические проблемы: Науч. сообщ./ ИГД им. А.А.Скочинского, 1997. Вып. 304. -С.214-222.

145. Мерзляков В.Г., Томин C.B., Чирков С.Е. Исследование взаимосвязи свойств горных пород, используемых при расчетах их гидравлического разрушения: Тр. XI Российской конф. по механике горных пород, 9-11 сентября 1997 г.- С.-Петербург. 1997. -С.315-319.

146. Мерзляков В.Г. Влияние геометрии дисковой шарошки на эффективность гидромеханического способа разрушения угля. М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1987. - С.83-87.

147. Мерзляков В.Г. Влияние параметров разрушения га сортность угля при гидромеханическом способе добычи// Науч. сообщ./ ИГД им. A.A. Скочинского. М.,1983. - Вып. 215.- С.51-59.

148. Кузьмич И.А., Мерзляков В.Г. Комбинированное разрушение угольного массива высокоскоростной струей воды и дисковой шарошкой. М.: Недра, 1983. - Уголь,- №6. - С.9-11.

149. Мерзляков В.Г., Серова Н.Л. Расчет нагруженности дисковой шарошки при гидромеханическом разрушении угольного массива: Науч. сообщ./ ИГД им. А.А.Скочинского .- М., 1994. Вып. 300.- С. 156-163.

150. Крыловский A.JI. Исследование и определение нагруженности трансмиссии исполнительного органа проходческих комбайнов избирательного действия: Дис.канд. техн. наук. М., 1982. - 220 с.

151. Красников Ю.Д. Исследование формирования нагрузок в элементах горных выемочных машин. Автореф. дис. докт. техн. наук. М., 1969.- 33 с.

152. Красников Ю.Д., Хургин З.Я., Нечаевский В.М. Оптимизация привода выемочных и проходческих комбайнов. М.: Недра, 1983.-264 с.

153. Динамические процессы горных машин/ А.В.Докукин, Ю.Д.Красников, З.Я. Хургин и др. М.: Наука, 1972.-150 с.

154. Докукин A.B., Красников Ю.Д., Хургин З.Я. Статистическая динамика горных машин. М.: Машиностроение, 1978.- 239 с.

155. Докукин A.B., Красников Ю.Д., Хургин З.Я. Аналитические основы динамики выемочных машин. М.: Наука, 1966.-160 с.

156. Корреляционный анализ нагрузок выемочных машин/ A.B. Докукин, Ю.Д. Красников, З.Я. Хургин, Е.М. Шмарьян.- М.: Наука, 1969.- 135 с.

157. Результаты исследований процесса разрушения углей дисковыми шарошками/ А.Н. Коршунов, Д.М. Дергунов, А.Б. Логов, Б.Л. Герике// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1975. - №5. - С. 118-120.

158. Дергунов Д.М. Исследование процесса разрушения угля дисковыми шарошками применительно к исполнительным органам узкозахватных комбайнов Автореф. дис. канд. техн. наук.- Кемерово, 1992. 20 с.

159. Мерзляков В.Г. Область применения гидромеханических проходческих комбайнов и методика определения сил резания и подачи на резцовом инструменте// Горная механика: Научн. сообщ./ ННЦ ГП ИГД им. А.А.Скочинского. - М., 1998. - Вып. 307. С. 54-59.

160. Hood М., Knight G., Thimons Е. A review of water-jet-assisted rock cutting// Inf. Cire./ Bur.Mines. US Dep. Inter. 1990- №9273. P. 1 -17

161. Hood M., Tutluoglu L. Technological advances with water jet assisted cutting systems./ Lawrence Berkely Laboratory Report to the US Bureau of Mines. -October, 1983. 72pp.

162. Hood M. Waterjet-assisted rock cutting systems the present state of the art./ International Journal of Mining Engineering .- 1985. - №3. - P. 91-111.

163. Комбайны очистные. Выбор параметров и расчет сил резания и подачи на исполнительных органах.: Методика. ОСТ 12.44.258-84.- М.: Минугле-пром СССР, 1973,-107 с.

164. Докукин А.В., Фролов А.Г., Позин Е.З. Выбор параметров выемочных машин . М.: Наука, 1976. - 143 с.

165. Участие в приемочных испытаниях гидромеханического шнекового исполнительного органа комбайна КШ-ЗМ/ Отчет по теме 01230803034, ГР 76049498. ИГД им. А.А. Скочинского. Руководитель: Докукин А.В. М., 1978. -65 с.

166. Промышленные испытания гидромеханического шнекового исполнительного органа/ М.И.Рутберг, В.Г. Мерзляков, Ю.А.Толченкин, И.В. Шима-нов// Добыча угля подземным способом М.: ЦНИЭИуголь, 1980.- Вып. 5.-С.35-36.

167. Петушков И.С. и др. Комплект измерительных приборов для исследования электроприводов горных машин в шахтных условиях// Совершенствование подземной разработки угольных пластов Кузбасса: Сб. статей №24.-Прокопьевск: КузНИУИ, 1973. - 332 с.

168. Мерзляков В.Г, Кузьмич И.А., Серова H.JI. Создание гидромеханического очистного комбайна со встроенными насосами высокого давления// Разрушение углей и горных пород: Научн. сообщ./ ИГД им. A.A. Скочинского. М., 1995. - Вып. 301. - С. 94-102.

169. A.C. 1347555 СССР, МКИ Е 21 25/60. Угледобывающий комбайн/ И.А. Кузьмич, В.А. Потапенко, J1.A. Серов, В.Г. Мерзляков и др. -№4017319/22-03 , Заявлено 24.01.86.ДСП.

170. Отраслевая инструкция по выбору области применения шнековых исполнительных органов очистных комбайнов/ Ю.Н. Линник, Е.З. Позин, В.Г. Мерзляков и др. М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1997. - 32 с.

171. Патент 2100598 РФ, Горнопроходческая машина с гидромеханическим рабочим органом/ В.В. Антипов, Ю.В. Антипов, В.Г. Мерзляков и др. -№95101672/03, Заявлено 02.02.95, Опубл. 27.12. 97, Бюл. №36.

172. Создание источников высокого давления для исполнительных органов проходческих комбайнов/ В.Г. Мерзляков, В.В. Антипов, Ю.В. Антипов,

173. А.Е. Пушкарев.// Проблемы создания экологически чистых и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства: Тр. I Междунар. конф.: Тез. докл. Тула: ТГТУ, 1996.-С. 162.

174. Бреннер В.А., Мерзляков В.Г., Жабин А.Б. Создание модульных исполнительных органов для проходческих комбайнов// Горный вестник.- М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1994. Вып.2.- С. 41-44.

175. Технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах. -М.:ИГД им. А.А.Скочинского, 1991. С. 347-370.

176. Техника и технология горноподготовительных работ на угольных шахтах/ Под ред. Э.Э.Нильвы. М.: Недра, 1991.- 315 с.

177. Крутилин В.И., Логашкин С.А. , Нильва Э.Э. О целесообразности использования комплектов типа "Урал" на угольных шахтах// Уголь. 1998. -№10/11.-С. 23-25.

178. Кочерга Н.Г. О воспламеняющей способности и механизме образования фрикционного искрения при работе горных машин. В сб.: Безопасная эксплуатация электромеханического оборудования в угольных шахтах. - М.: Недра, 1975.-С. 167-181.

179. Мамаев В.И., Лигай В.А., Орловский Т.С. Оценка степени взрыво-опасности атмосферы в подготовительный выработках.// Уголь. 1987. - №8. -С. 43-44.

180. Толченкин Ю.А., Балычев Ю.В., Мерзляков В.Г. Гигиеническая оценка пылевого фактора при работе узкозахватного комбайна КШ-ЗГ с гидромеханическим шнековым исполнительным органом// Гигиена труда и профессиональные заболевания. 1981. - №2. - С. 16-18.

181. Проведение исследований параметров и режимов гидромеханического разрушения// Отчет по теме 0123080102. Инв. №Б-753066. ГР 76049498. ИГД им. А.А.Скочинского. Руководитель: Кузьмич И.А.- Люберцы, 1978. 53 с.

182. Мерзляков В.Г., Присташ В.В. Гидромеханическое разрушение угля и горных пород -экологически чистая и безопасная технология XXI века// Окружающая среда человек, ресурсосбережение: Сб. научн. тр. - Вып. 2. - Т. 1. - Алчевск: ДГМИ, 1999. - С. 145-158.

183. Медведев В.Т., Удотов С.В., Авраменко С.М. Результаты шахтных испытаний гидромеханического исполнительного органа очистного комбайна .В кн.: ВостНИИ. Труды.- Способы и средства предупреждения самовозгорания угля в шахтах. Кемерово, 1988. - С.59-62.

184. Ищук И.Г., Поздняков Г.А. Социально-гигиенические проблемы и пылевзрывозащита угольных шахт// Проблемы разработки угольных месторождений: Научн. сообщ./ ННЦ ГП ИГД им. A.A. Скочинского. - М., 1977. -Вып. 306 .-С. 189-203.

185. Правила безопасности в угольных шахтах.- Книга 3./ Инструкции по борьбе с пылью и пылевзрывозащита. Липецк: Липецкое издательство, 1999. - 109 с.

186. A.C. 901506 СССР, МКИ Е 21 С 25/60. Способ разрушения горного массива/ Л.Б. Глатман, И.А. Кузьмич, В.Г. Мерзляков и др. №2917708/20-03. Заявлено 28.04.80, Опубл. 30. 01.82. Бюл. №4.

187. УТВЕРЖДАЮ иректор ОАО "СЭЗ" В.В. Антипов 1996 г.1. АКТ 15.12.96 г. г.Тула

188. О промышленных испытаниях экспериментальных образцов преобразователей давления мультипликаторного типа1. Комиссия в составе:

189. Протокол промышленных испытаний1. В.Е. Бафталовский1. Ю.А. Гольдин1. А.Е. Пушкарев1. ПРОТОКОЛ1512.96 г. г.Тула

190. О проведении промышленных испытаний экспериментальных образцов преобразователейдавления мультипликаторного типа

191. Преобразователи давления ПД и ПД-2 , в комплекте с приводной насосной станцией БН изготовлены Скуратовским экспериментальным заводом по конструкторской документации, разработанной фирмой "НИТЕП".

192. Исходные данные для проектирования разработаны ИГД им.A.A. Скочинского и ТулГУ при участии фирмы "НИТЕП".

193. Приемочная комиссия в составе:

194. Комиссия отмечает следующее:1. Раздел 1

195. Техническая характеристика изделия и намечаемая область применения.

196. Характеристика условий и места испытаний.

197. Преобразователи давления типа ПД предназначены для применения в составе источников воды высокого давления, используемых для реализации различных водоструйных технологий.

198. Технические характеристики преобразователей давления ПД и ПД-2 приведены в табл.1.