автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование и выбор параметров гидроабразивного инструмента исполнительных органов горных машин с разработкой модулей высоконапорного оборудования

Тульский государственный университет

' ; I)

сл

На правах рукописи

¿7$

ПУШКАРЕВ Александр Евгеньевич

ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ГИДРОАБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ГОРНЫХ МАШИН С РАЗРАБОТКОЙ МОДУЛЕЙ ВЫСОКОНАПОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Специальность 05.05.0б — Горные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Тула-1999

Работа выполнена в Тульском государственном университете.

Научный консультант - Заслуженный деятель науки и техники РФ, лауреат Государственной премии СССР, докт. техн. наук, профессор Бреннер В.А.

Официальные оппоненты:

Заслуженный деятель науки и техники РФ,

докт. техн. наук, профессор Кантович Л.И.

Докт. техн. наук, профессор Маховиков Б.С.

Докт. техн. наук, профессор Степанов В.М.

Ведущее предприятие - ННЦ ГП - «ИГД им. A.A. Скочинского».

Защита диссертации состоится < zy/ÔO/Ul' 2000 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 063.47.01 при Тульском государственном университете по адресу: 300600, г. Тула, пр. Ленина, 92, учебный корпус 9, аудитория 101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан "/У" r^gX^-^/Ml 1999 г.

с/

и-1,0

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук, доцент_

О.М. Пискунов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Гидроструйные технологии, основанные на использовании высоконапорных струй в качестве породоразрушаю-щего инструмента являются на сегодняшний день одним из перспективных направлений развития техники и технологий разрушения горных пород. Способность струй осуществлять работу по резанию даже крепких пород и материалов, высокая скорость резания при отсутствии на инструменте реакции забоя делают их привлекательными с точки зрения реализации в конструкциях породоразрушающих органов горных машин и для механизации вспомогательных работ. В последнее время для проходки по крепким и абразивным породам было разработано несколько опытных конструкций технологических комплексов. В них, в отличие от традиционной, в таких условиях, технологии разрушения пород шарошками, которая характеризуется значительной удельной энергоемкостью, большими напорными усилиями и повышенным пылеобразованием, предлагается интенсифицировать процесс разрушения пород, например, за счет предварительного (опережающего) ослабления массива щелями. Межщелевые целики при этом, возможно разрушать различными скалывателями, а прорезать щели целесообразно гидроабразивным (ГА) инструментом. Это устройство реализует ГА способ резания пород, основанный на совместном воздействии на массив высоконапорных струй воды и абразивных частиц, находящихся внутри этих струй, и имеющий значительные преимущества перед другими известными способами нарезания щелей (механическими, термическими, лучевыми и др.).

Если вопрос о закономерностях разрушения пород механическим инструментом носит самостоятельный характер и достаточно хорошо изучен, то процесс нарезания в горных породах щелей гидроабразивным инструментом почти не исследован. Это, в частности, связано с тем, что ГА струи являются грехфазными (жидкость - твердые частицы - воздух), а физические процес-:ы, сопровождающие их формирование и определяющие их свойства, намного сложнее, чем в случае простых водяных высоконапорных струй, которые на сегодняшний день достаточно хорошо изучены. Наряду с параметрами во-цы и геометрией струеформирующей насадки существенное влиянкг на процесс формирования гидроабразивных струй оказывают характеристики абра-шва, а также геометрические параметры инструмента.

В силу своей новизны, работ, посвященных резанию горных пород ГА :труями, насчитывается буквально единицы, а существующие подходы к определению показателей и рациональных параметров процесса разработаны в эсновном не для резания пород и поэтому не могут в имеющемся виде быть «пользованы при проектировании горных машин.

Кроме того, традиционная схема компоновки высоконапорного обору-ювания, состоящего из источника высокого давления (ИВД) и коммуника-дий, посредством которых осуществляется подача высоконапорной воды к технологическому инструменту, затруднена в условиях шахты, так как нали-

чие протяженных магистралей высокого давления (рукавов) повышает опасность для персонала, снижает надежность и, вследствие значительных гидравлических потерь по длине требует завышения приводной мощности, что осложняет подбор оборудования и увеличивает эксплуатационные затраты.

Вместе с тем, нами в качестве варианта компоновки оборудования для некоторых видов гидроструйных технологий (гидромеханическое разрушение горных пород и водоструйное бурение) предложены конструкции технологического инструмента с встроенным в него модулем ПД. Такая схема имеет значительные преимущества по сравнению с традиционной, обусловленные максимальным приближением ПД к потребителю высоконапорной воды — технологическому инструменту, что сводит гидравлические потери к минимуму и позволяет принимать рабочие параметры инструмента в качестве выходных параметров ПД. Однако отсутствие научно обоснованных рекомендаций по выбору конструктивного исполнения и характеристик модулей ПД для ГА инструмента, обеспечивающих рациональные параметры техпроцесса и наиболее полно использующих технические возможности оборудования, сдерживает использование такой схемы компоновки в технологии ГА резания.

Кроме того, осуществление мероприятий по обоснованному сокращению номенклатуры существующих ИВД предопределяет необходимость создания универсального оборудования, а также разработку параметрических и типоразмерных рядов ИВД

Таким образом, все это вызывает необходимость проведения широких комплексных теоретических и экспериментальных исследований, направленных на создание научных основ резания горных пород ГА инструментом и разработку модулей высоконапорного оборудования, и определяет актуальность работы.

Работа выполнялась в рамках основного направления "Новые способы разрушения горных пород, технологии проведения горных выработок и бурения скважин" государственной научно-технической программы России "Прогрессивные технологии комплексного освоения топливно-энергетических ресурсов недр России" (ГШIIP "Недра России") совместно с ННЦ ГТТ-ИГД им. A.A. Скочинского и фирмой "НИТЕП" (шифр темы 0143060000), а также в рамках международных грантов Американского фонда гражданских исследований и развития - CRDF (проект RE2-128) и Европейского фонда INTAS (проект INTAS 93-3525-ехт).

Цель работы состоит в установлении закономерностей процесса резания горных пород ГА инструментом для выбора и обоснования его рациональных параметров, а также в разработке агрегатированных с исполнительными органами и универсальных модулей высоконапорного оборудования, обеспечивающих расширение области эффективного применения горных машин для проведения выработок и механизации вспомогательных работ.

Идея работы заключается в кинематическом и конструктивном объединении ГА режущего инструмента с модулем ПД, что позволяет эффективно ис

пользовать гидравлическую мощность высоконапорного оборудования, и на основе выявленных закономерностей взаимодействия ГА инструмента с массивом обосновать параметры универсальных ИВД, обеспечивающих возможность эффективной реализации гидроструйных технологий.

Метод исследования - комплексный, включающий научный анализ и обобщение опыта эксплуатации высоконапорного оборудования и результатов работ по ГА резанию пород; теоретические исследования на базе моделирования процессов формирования ГА струй и их воздействия на массив; экспериментальные исследования процессов ГА резания пород ГА инструментом с использованием универсальных модулей высоконапорного оборудования в стендовых и промышленных условиях; анализ и обработку экспериментальных данных с применением методов теории вероятности и математической статистики, сопоставление экспериментальных и расчетных данных.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Разработан метод математического описания процесса формирования ГА струи, получаемой по способу увлечения абразива, позволяющий раскрыть механизм ее формирования путем выявления закономерностей движения частиц абразива, воздуха и высоконапорной воды в смесительной камере и коллиматоре инструмента, основывающихся на представлении движения воздуха с абразивом в подающем канале как течения двухфазной жидкости и разгона смеси воздуха и абразивных частиц в коллиматоре как течения двух параллельных осесимметричных потоков (водяной струи и смеси воздуха с абразивными частицами), взаимодействие которых обусловлено силами трения, пропорциональными разности скоростей потоков. Решение уравнений гидродинамики, описывающих указанные течения, позволяет связать характеристики ГА струи с параметрами струеформирующей насадки.

2. Разработан основанный на энергетическом принципе метод математического описания процесса резания горных пород ГА струей, учитывающий наряду с геометрическими и гидравлическими параметрами инструмента, режимными параметрами процесса также и сопротивляемость горных пород ГА разрушению, эффективность передачи количества движения в режущем инструменте и диссипацию энергии ГА струи в нарезаемой щели и позволяющий осуществлять обоснованное прогнозирование и целенаправленное регулирование производительности и тем самым эффективную эксплуатацию ГА резаков.

3. Установлены закономерности процесса щелеобразования с учетом геометрических, гидравлических и режимных параметров инструмента, крупности абразивных частиц и прочности пород, обеспечивающие обоснование показателей работы ГА резаков.

4. На основании исследования взаимосвязи прочностных свойств пород, геометрических, гидравлических и режимных параметров инструмента с

показателями процесса щелеобразования выявлены области минимальных удельных энергозатрат и максимальных скоростей приращения боковой поверхности щели, что позволило установить закономерности изменения рациональных давлений воды и скоростей перемещения для ГА резаков.

5. Предложен способ учета эффективности передачи количества движения от высокоскоростного потока воды к потоку абразивных частиц в режущем инструменте, благодаря чему разработанная математическая модель процесса резания горных пород ГА струей может быть применена для оценки показателей работы ГА резаков, отличающихся как по конструктивному оформлению, так и по размерам.

6. Установлено, что существует оптимальное соотношение между массовым расходом абразива и массовым расходом воды, которое является индивидуальным характеристическим параметром конкретного ржущего инструмента и соблюдение которого при заданных давлении воды и скорости перемещения инструмента обеспечивает получение максимальной глубины нарезания щели и минимальной удельной энергоемкости процесса щелеобразования.

7. Предложено для оценки сопротивляемости породного массива ГА разрушению использовать коэффициент обрабатываемости горной породы, который зависит от ее прочностных свойств, но не зависит от конструктивного оформления и размеров режущего инструмента.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректностью постановки задач; представительным объемом экспериментальных данных, полученных в стендовых условиях с применением современных средств измерений и методов исследований; корректным применением методов теории вероятности и математической статистики при обработке и анализе экспериментальных данных; устойчивостью корреляционных связей установленных зависимостей (значения индексов корреляции находятся в пределах 0,80 - 0,99); удовлетворительной сходимостью расчетных данных с результатами экспериментов (отклонение не превышает 22,4%); опытом использования методики расчета высоконапорного оборудования для ГА резания горных пород, реализованной в виде программного обеспечения, в проектных и научных организациях.

Практическое значение работы:

- получена расчетная зависимость для определения глубины нарезаемой щели, учитывающая геометрические и гидравлические параметры режущего инструмента, режимные параметры процесса и прочностные свойства обрабатываемого породного массива;

- получена расчетная зависимость коэффициента обрабатываемости горных пород ГА струей от предела прочности пород на одноосное сжатие, что позволяет производить расчет параметров и показателей процесса ГА разрушения для различных горно-геологических условий;

-разработана конструкция экспериментального стенда, обеспечивающего исследование процесса разрушения пород гидроструйным инструмен-

том в широком диапазоне изменения режимных и гидравлических параметров;

- предложена конструкция ГА инструмента с встроенным в него модулем ПД для исполнительных органов, способствующая повышению технического уровня горных машин;

- установлены рациональные соотношения геометрических параметров инструмента, получены расчетные зависимости для определения рациональных давлений воды и скоростей перемещения ГА инструмента, обеспечивающих минимум удельных энергозатрат и максимальную производительность процесса нарезания щелей в горных породах, позволившие обосновать показатели работы ГА резаков для задания параметров, встроенных модулей ПД;

- предложена оригинальная компоновка и конструктивное решение, а также экспериментально установлена эффективность универсального модуля ПД на базе гидромультипликаторов, позволяющего реализовать различные гидроструйные технологии разрушения пород;

- разработаны параметрический и типоразмерный ряды универсальных ИВД, для реализации гидроструйных технологий;

- разработана и реализована на персональном компьютере "Методика расчета геометрических и гидравлических параметров ГА инструмента, режимных параметров процесса ГА резания горных пород и энергетических характеристик ИВД".

Реализация результатов работы.

Результаты исследований, изложенные в диссертации, включены в 11 научных отчетов по хоздоговорным и госбюджетным темам, выполненным на основании заказов от ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского, института «ЦНИИПодземмаш», Компании «Росуголь», Научно-технической горной ассоциации, международных грантов Американского фонда гражданских исследований и развития - CRDF и Европейского фонда INTAS. Материалы диссертационной работы в виде рекомендаций и методик расчета переданы ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского и фирме «НИТЕП» и использованы при разработке и создании экспериментальных и опытных образцов высоконапорного оборудования и гидроабразивного режущего инструмента.

Опытные образцы источников воды высокого давления на базе преобразователей давления ПД прошли промышленные испытания и приняты к производству Скуратовским экспериментальным заводом. Ими оснащены стенды для исследования гидроструйных технологий ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского и фирмы «НИТЕП», а также опытно-промышленная установка для расснаряжения подлежащих утилизации боеприпасов эксплуатируемая совместно с ГНПП «СПЛАВ».

Результаты работы использованы ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского и фирмой «НИТЕП» при создании гидромеханических исполнительных органов с встроенным ПД для проходческих комбайнов 1ГПКС, 2ПК-ЗР и

КП-25, универсальной системы высоконапорного орошения для проходческих комбайнов СВОК, а также водоструйных бурильных машин ДВС.

Пакет расчетных программ по математическому моделированию процесса резания массива ГА струями и "Методика расчета геометрических и гидравлических параметров ГА инструмента, режимных параметров процесса ГА резания горных пород и энергетических характеристик ИВД", а также все конструктивные решения и рекомендации в полном объеме используются фирмой «НИТЕП» при создании ИВД и ГА инструмента для реализации ГА резания при проходке выработок и обработке поделочного камня.

Результаты исследований внедрены в учебные курсы «Проектирование и конструирование горных машин и комплексов», «Горные машины и комплексы» для студентов ТулГУ, обучающихся по специальности 170100 «Горные машины и оборудование». Пакеты прикладных программ используются при курсовом и дипломном проектировании.

Апробация работы. Результаты исследований и основные материалы диссертационной работы докладывались на II семинаре по угольному машиностроению Кузбасса (г. Кемерово, 1991 г.), научных семинарах ТулПИ (ТулГУ) (г. Тула, 1990-1999 гг.), технических советах фирмы «НИТЕП» (г. Тула, 1992-1999 гг.) и Скуратовского экспериментального завода (г. Тула, 1996 - 1999 гг.), международных конференциях «Геомеханика» (г. Острава, ЧСФР, 1989, 1991, 1993 гг.), международном симпозиуме по горной механизации и автоматизации (г. Голден, шт. Колорадо, США, 1995 г.), I международной конференции "Проблемы создания экологически чистых и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства" (г. Тула, 1996 г.), научных симпозиумах «Неделя горняка» (г. Москва, 1997, 1998 гг.), 1-ой международной конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности (г. Тула, 1997 г.), совместной выставке-ярмарке перспективных технологий (г. Тула, 1997 г.), 1-ой региональной конференции «Проблемы разработки месторождений полезных ископаемых Центрального региона Российской Федерации» (г. Тула, 1998 г.), 2-ой международной конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности (г. Тула, 1998 г.), 5-ой международной конференции стран Тихоокеанского региона «Водоструйные технологии» (г. Дели, Индия, 1998 г.), 14-ой интернациональной конференции «Струйные технологии» (г. Брюгге, Бельгия, 1998 г.), на международной выставке-ярмарке «Регионы России» (г. Москва, ВДНХ(ВВЦ), 1998 г.), международной конференции «Физические проблемы взрывного разрушения массивов горных пород» (г. Москва, 1998 г.), III международной научно-технической конференции «Утилизация-98» (г. Москва, 1998 г.), международной конференции «Новые применения водоструйной технологии» (г. Исиномаки, Япония, 1999 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 49 статей, получено 2 авторских свидетельства и 4 патента.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения, изложенных на 231 страницах машинописного текста, содержит 49 рисунков, 67 таблиц, список использованной литературы из 217 наименования и 5 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Анализ результатов исследований, выполненных Г.К. Асатуром, H.A. Артемьевым, Р.П. Афанасьевым, В.А. Бреннером, В.Е. Бафталовским, Ю.А. Голь-диным, А.Б. Жабиным, И.А. Кузьмичем, Г.П. Никоновым, М. Мазуркеви-чем, В.Г. Мерзляковым, E.H. Петуховым, Д.А. Саммерсом, P.A. Тихомировым, Р. Файвелом, М. Хеслингом, М. Хашишем и другими учеными, позволил установить перспективность гидроструйных технологий, основанных на использовании энергии высокоскоростных струй, которые могут осуществлять работу по разрушению практически любого материала самостоятельно или в комбинации с другими воздействиями (например, с механическими). Уже нашли широкое применение технологии резания и обработки поверхности различных материалов водяными струями (табл. 1). Причем, если для высокотехнологичных отраслей, где кроме резания водяными струями широко используется ГА резание, характерен поиск новых технологий на основе пока еще экзотических криогенных струй, то для традиционных отраслей перспективным является использование именно ГА струй.

Известные достоинства ГА струй делают их весьма привлекательными для использования в конструкциях исполнительных органов горных машин для проходки выработок и механизации вспомогательных работ. При этом, из распространенных способов создания ГА струй наиболее прост в реализации способ увлечения, при котором твердые абразивные частицы увлекаются из смесительной камеры инструмента высоконапорной струей воды, истекающей из струеформи-рующей насадки. Образовавшаяся смесь направляется затем в фокусирующую трубу - коллиматор, где абразивные частицы получают необходимое ускорение от потока воды, в результате чего образуется высокоскоростная ГА струя.

Однако практическая реализация ГА резания горных пород затруднена, поскольку не изучены процессы, сопровождающие формирование ГА струй, определяющие их свойства и, в конечном счете, эффективность их применения. Известно, что наряду с параметрами воды и геометрией струеформирующего сопла существенное влияние на процесс формирования ГА струй оказывают характеристики абразива, а также геометрические параметры инструмента. Однако закономерности этого процесса не установлены. Кроме того, не выявлены закономерности процесса нарезания щелей в породах в зависимости от их прочности, а также гидравлических, геометрических и режимных параметров ГА инструмента и не существует конкретных рекомендаций по выбору их рациональных значений. Все это не дает возможности осуществить системный подход к созданию методик расчета ГА резаков для исполнительных органов горных машин.

Таблица 1

Область применения гидроструйных технологий

Область применения Технологические операции Тип струи*'**

Резание Бурение Точение Фрезерование Разделение ГМР Обработка пов-ти Вымывание ВС ВПС ПС ГАС КС ВЛС ССГ

Машиностроение П* р** П П р П П П р

Авиация и космонавтика П Р Р р П П П п п р

Оптика П Р П Р п

Электроника П П Р П п р

Атомная энергетика П П П Р П П II р

Нефтяная и газовая промышленность II Р П II II р

Создание новых материалов П П р

Разоружение П П Р П р р

Кораблестроение и мореходство П П П п

Пищевая промышленность П П П П П р

Гражданское строительство П П П П п П П Р

Нефтехимия П Р п Р П

Экология П Р Р П р

Горное дело П Р Р р П П р

Искусство и архитектура П Р Р Р р П р

Медицина П п Р П п

*П - промышленно освоенное оборудование

+*Р-разрабатываемое оборудование

***Типы струй: ВС - водяные; ВПС - водополимерные; ПС - водяные пульсирующие; ГАС - гидроабразивные; КС - криогенные; ВЛС - водоледяные; ССГ - струи сжиженных газов.

Анализ опыта практического применения технологии ГА резания в шахте показал, что при этом имеет место целый комплекс научно-технических проблем, связанных с размещением высоконапорного оборудования в условия выработки. Комплект высоконапорного оборудования для ГА резания, равно как и для любой другой гидроструйной технологии, состоит из источника высокого давления (ИВД) и коммуникации (трубопровод или гибкие рукава высокого давления), посредством которых осуществляется подача воды от ИВД к технологическому инструменту. ИВД, при компоновке которого традиционно применяется модульный принцип, включает в себя, помимо модуля водяного насоса низкого давления с системой фильтров, насосный агрегат высокого давления плунжерного типа (как правило, зарубежного производства), или модуль преобразователя давления (ПД) мультишш-каторного типа с приводной насосной станцией. Характерной особенностью эксплуатации насосных агрегатов является размещение их на некотором расстоянии от технологического инструмента, что приводит к необходимости использовать в качестве коммуникаций рукава высокого давления, которые, как известно, являются элементом ненадежности, источником повышенной опасности и значительных гидравлических потерь. В связи с этим, более предпочтительным является использование ПД, состоящих их блока мультипликаторов и блока управления (синхронизации), устраняющих указанные недостатки путем размещения компактного модуля ПД в непосредственной близости от технологического инструмента или агрегатированно с ним. Такая компоновка упрощает процедуру подбора оборудования, так как в качестве гидравлических параметров инструмента могут приниматься выходные характеристики ИВД. Вместе с тем, встраивание ПД в конструкцию конкретного инструмента ограничивает область их применения рамками данного технологического процесса, тогда как существующий широкий спектр гидроструйных технологий (см. табл. 1), ставит задачу разработки универсального ИВД, для которого, как раз, характерно исполнение автономного модуля ПД, независящего от конструкции инструмента и особенностей технологического процесса в целом. Существующие единичные разрозненные примеры создания ИВД на базе автономных ПД не снимают эту проблему. Кроме того, известно, что освоение новой техники требует значительных капитальных затрат. Поэтому осуществление мероприятий по обоснованному сокращению номенклатуры изделий при сохранении их универсальности за счет создания параметрических и типоразмерных рядов расширяет возможности продвижения на рынок конкурентноспособной импортозамещающей продукции. Однако, отсутствие научно обоснованных рекомендаций по выбору конструктивного исполнения и характеристик ИВД, обеспечивающих рациональные параметры техпроцесса и наиболее полно использующих технические возможности оборудования, не позволяют осуществить системный подход к созданию метода расчета оборудования для реализации технологии ГА резания горных пород.

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

- разработать математическую модель процесса резания горных пород ГА инструментом, обеспечивающую раскрытие механизмов формирования ГА струи в нем и щелеобразования, а также определение глубины щели для различных условий;

- обосновать и выбрать критерий оценки сопротивляемости горных пород разрушению ГА струями;

- установить влияние геометрических и гидравлических параметров ГА инструмента, режимных параметров процесса ГА резания горных пород на показатели процесса щелеобразования и определить эмпирические параметры математической модели;

- выявить рациональные параметры процесса щелеобразования и получить расчетные зависимости для их определения;

-оценить адекватность разработанной математической модели реальному процессу ГА резания горных пород;

- исследовать показатели процесса ГА резания горных пород на основе математической модели;

- разработать конструкции ПД и установить их эффективность;

- разработать параметрический и типоразмерный ряды ИВД;

- разработать методику расчета гидравлических и геометрических параметров ГА инструмента, режимных параметров процесса ГА резания горных пород и энергетических характеристик ИВД.

Основными факторами, определяющими процесс резания горных пород ГА инструментом, состоящего из процессов формирования ГА струи и нарезания щели,являются (рис. 1): геометрические (диаметр <1к или радиус Ык и длина 1к коллиматора) и гидравлические (давление воды перед насадкой Р0, скорость истечения воды из струеформирующей насадки Уо,

Рис.1. Факторы, определяющие процесс формирования ГА струи и нарезания щели в массиве: 1- канал подвода абразива; 2- струе-формирующая насадка; 3- смесительная камера; 4-коллиматор; 5- прорезаемая щель; 6- породный блок.

(1У/(К[

\ ширина щеди Ь

диаметр (1о,радиус струе-формирующей насадки) параметры инструмента; режимные параметры (скорость перемещения инструмента относительно массива Уп, концентрация абразивных частиц в струе на выходе из коллиматора с^ скорость ГА струи Ус, расстояние от среза коллиматора до поверхности породы 10), крупность А частиц подаваемого абразива и физико-механические свойства разрушаемой горной породы.

В качестве основных критериев оценки эффективности процесса нарезания щелей в горных породах при помощи ГА инструмента были приняты глубина прорезаемой щели Ь, скорость приращения боковой поверхности щели Го и удельная энергоемкость процесса щелеобразования Ед.

Кроме того, при разработке математической модели процесса резания горных пород ГА инструментом, в качестве исходных данных были приняты (рис. 2) И а — радиус канала подвода абразива к инструменту; — длина канала подвода абразива; Ьк - длина коллиматора вместе со смесительной камерой (опыт показывает, что диаметр смесительной камеры практически не влияет на выходные параметры струи, поэтому его величина в математической модели не фигурирует), отсчитывается от отверстия канала подвода абразива; со - угол наклона канала подвода абразива; га — масса частицы абразива (предполагается, что все частицы одинаковы и имеют сферическую форму); а - радиус частицы абразива.

Для определения скорости \г и плотности рг ГА струи, а также расхода (}а и концентрации сг в ней абразива было выполнено математическое описание процесса : формирования ГА струи, которое основано на следующих представлениях. Водяная струя, вырывающаяся из струеформирующей насадки, захватывает окружающий её в смесительной камере воздух и увлекает его в коллиматор. В результате этого создается разрежение, инициирующее мощный воздушный поток из атмосферы в смесительную камеру через уст-

Рис.2. Расчетная схема математической модели

ройство подвода абразива. Этот поток захватывает частицы абразива и вносит их в смесительную камеру и, далее - в коллиматор. Таким образом, математическая модель формирования ГА струи должна включать в себя описание двух процессов:

-захват воздушным потоком частиц абразива в канале подвода абразива;

- разгон водяной струей смеси воздуха и абразивных частиц в коллиматоре.

Нетривиальной задачей является формулировка условий совместности указанных описаний.

Моделирование первого процесса (захват абразива воздушным потоком) основан на следующих соображениях:

- осуществимо и достигнуто предельное состояние системы «воздух-абразив», когда, во-первых, изменениями поля скоростей и концентрации абразива вдоль канала подвода можно пренебречь и, во-вторых, допустимо считать, что эти величины не зависят от времени;

- можно пренебречь зависимостью параметров потока от горизонтальной координаты, перпендикулярной оси канала подвода;

- взаимодействием частиц абразива друг с другом можно пренебречь. Их осредненное движение можно рассматривать как движение жидкости с постоянной плотностью ра. При этом движение воздуха с абразивом представляется как течение двухфазной жидкости.

Вязкость воздуха учитывается только при моделировании его взаимодействия с частицами абразива.

С учетом сделанных допущений уравнения динамики двухфазного потока записываются в виде:

¿и, к. . . .

Йх2 ра

к, к,'(IV, .; к, 5р Л

Ра Ра ЙХ2 Ра 5х2

5р 9х,

ЗР

ах,

(1)

+ к,(у,-и,) = 0;

— к,и2'+ к2

Г л ^

= о.

Здесь Хь х2 - координаты (см. рис. 2), их, и2 - компоненты скорости «абразивной жидкости» (второй фазы, рассматриваемой как жидкость); Уь У2 - компоненты скорости воздушного потока (У2 = 0); g - ускорение сво-

бодного падения; р - избыточное давление; к}, к^, кз - коэффициенты, определяемые формулами:

к = 6тгцвара; 1 ш

Ь -ксИ.(У1 ~и1)а2ра. п.

К2 - " ^ - , (Л)

Ьз =

67tv2m 4ла3ра

Зт

где: (1В- динамическая вязкость воздуха; V - кинематическая вязкость воздуха; к,. = 81,2 - константа Сэфмена.

Система (1) представляет собой систему четырех дифференциальных уравнений относительно неизвестных Uj, U2, vb р. Её решение представляется в виде:

u,=p0x2;

«2=(--+ gsinco)/po; (3)

Ра

О А

к,

р = Ах, + Вх2 + С ,

где константы ра, р0, А, В связаны соотношениями:

B=kl(~ + gsinM)/po+^b¿M; (4)

а 6тиу2шк,

, i

pagcoso к.ц.а раАр02 А • ч/г, „ —+ сГв tKa +kt(--+ gsmco)/p0 =0.

3 67rv2mk, a

Постоянная С определяется из условия равенства нулю усредненной по сечению канала подвода абразива величины р при Xj = 0: С = ВН/2 (круговое сечение канала при расчете заменяется на равновеликое квадратное сечение со'стороной Н). Таким образом, решение зависит от двух параметров.

Следует учесть, что приток массы абразива в канал подвода в единицу

времени равен его расходу через выходное отверстие в смесительную камеру:

<3а =<з,, =(за2; (5)

(2а1 = 2НЬаРаи2; (6)

н

Оа2 = н|Раи,ах2. (7)

о

Множитель 2 в формуле (6) обусловлен тем, что величина из, определяемая формулой (3), усреднена по сечению канала подвода абразива.

Таким образом, число независимых параметров, определяющих решение, свелось к одному.

Разгон водяной струей смеси воздуха с абразивными частицами представляется следующей схемой. Между струей и потоком абразивной смеси действуют силы трения интенсивностью т. В результате их действия абразивный поток ускоряется, а водяная струя тормозится; её радиус И при этом увеличивается (см. рис. 2).

Уравнения баланса импульса, записанные для струи воды и потока воздуха с абразивными частицами, приводятся к дифференциальным уравнениям:

2 (Ш _ (IV ру — + р11у — + т = 0 Йу (1у

Л

(8)

^ + 2Рси £ к г _ К>) _ 2К(Рц + - 2Ят = О

(1у &у) Йу

Здесь V - скорость водяной струи (усредненная по её сечению), и - скорость смеси воздуха с абразивом, р - плотность воды, р„ - избыточное давление в коллиматоре, рс - плотность смеси воздуха с абразивом. Последняя величина определяется решением задачи (3) - (7):

Рс=Юо+<3,У<*у. (9)

где: (Зо - секундный массовый расход воздуха, - суммарный объемный расход смеси воды, воздуха и абразива в ГА струе.

Скорости V, а связаны с радиусом Щу) условиями постоянства расхо-

да воды Qn и смеси воздуха с абразивом Qc:

Qh =pvnR2 = const; (10)

Qc = Qo + Qa = - R2) = const. (11)

Предполагается, что интенсивность сил трения подчиняется зависимости т = T|(v-u), где rj- турбулентная вязкость - определяется выражением Г) = a fi„ / 8; здесь ¡лп - динамическая вязкость воды, 5 - толщина пограничного слоя где Re - число Рейнольдса), с - эмпирический коэффициент.

Решение первого уравнения системы (8) получается з виде:

PcQn

T"i(QcP + QnPc)

2с

R

In

c + R Rk c-R cR

= x + D, (12)

где С = л/рсОп /(р<Зе + ОпРс) > О - константа интегрирования, определяемая условием R = Ro при у = 0. Уравнение (12) позволяет найти К, V, и и в выходном сечении коллиматора (при у = Ьк). Второе уравнение системы (8) имеет решение:

Рк=-

1

R'-R2

Qn

• + E

(13)

где константа интегрирования Е находится из условия обращения в нуль избыточного давления при у = Ьк.

Синтез обеих моделей основывается на уравнении баланса импульса, которое записывается для характеристик смеси воздуха с абразивом, засасывающейся в смесительную камеру. В результате получается соотношение:

(14)

гда Ри0 = Ри пРи У=

Уравнение (14) является тем недостающим уравнением, которое позволяет однозначно определить все неизвестные величины, входящие в расчетные формулы.

/

По известным значениям К, и, V при у = Ьк рассчитываются средняя скорость Уг и средняя плотность Pf ГА струи, а также концентрация в ней абразива С{-. Исходными уравнениями здесь служат соотношения баланса массы и импульса.

Получаем:

V, = +(к;. - 1(!)РУ]/«}, +<2,+<Зм);

На основании изложенного радиус гидроабразивной струи с усредненными характеристиками р[ и Сг равен радиусу коллиматора, а поток кинетической энергии абразивных частиц определяется формулой

ЛУа=сг&у?тсК2к. (16)

Уравнение математической модели, характеризующее процесс нарезания щели, базируется на энергетическом принципе и основывается на установлении соотношения между объемной скоростью удаления (разрушения) породы и энергией, подводимой с гидроабразивным потоком. При этом в соответствии с положением, проверенным и подтвержденным рядом исследователей, принимается, что при эрозионном разрушении породы ГА струей существенной является энергия, подводимая с высокоскоростным потоком абразивных частиц, а влиянием гидродинамической нагрузки воды можно пренебречь. Роль воды заключается в том, чтобы осуществлять ускорение абразивных частиц посредством передачи им количества движения в режущем инструменте, а также обеспечивать удаление частиц разрушаемой породы и отработанного абразива из нарезаемой щели.

Кроме того, так же, как в ряде других работ, при описании процесса щелеобразования приняты следующие допущения:

- существует пропорциональная линейная зависимость между кинетической энергией одиночной частицы абразива и объемом породы, удаляемым этой частицей;

- объем породы, эродируемый потоком абразивных частиц, принимается равным сумме объемов, эродируемых отдельными частицами.

Элементарный удаляемый объем породы (IV будет определяться соотношением:

с!У=кс1Е

(17)

где: к - коэффициент обрабатываемости горной породы, характеризующий сопротивляемость породы гидроабразивному резанию и зависящий от ее прочностных свойств , а также от типа и характеристик используемого абразива;

(1Еа - элементарная энергия абразивного потока, затраченная на собственно эрозию породы объемом с!У.

Энергия Еа связана с полной энергией ГА струи Ес соотношением:

Еа=ф(у)Ес, (18)

где ф(у) - убывающая функция текущей глубины нарезаемой щели у.

С учетом приведенной на рис.2 расчетной схемы имеем:

^7 = -—- = кф(у)—£-; (19)

<н ае dt

Принимая допущение о том, что абразивные частицы равномерно распределены по поперечному сечению струи и имеют одинаковую линейную скорость, равную скорости ГА струи Уу на выходе из режущего инструмента, получаем, что кинетическая энергия, подводимая с ГА струей к поверхности породы в единицу времени, будет равна:

С учетом того, что и<^х/Уп, из выражений (18) и (19) получаем:

Т П

аУ = Ьёхёу = -кф(у)^-^; (21)

* п

ЙК ь ¿к 1 Г» „2(1.

V = Ь / йх^у = \ (22)

оо о 2 \п

где: 11 - глубина нарезаемой щели при перемещении струи на расстояние х= <

Отсюда глубина нарезаемой щели Ь будет равна:

1,Лкф(у)%^. (23)

Учитывая потери энергии струи внутри нарезаемой щели, как и в ряде других работ, посредством эмпирического показателя степени а при ско- : роста перемещения инструмента Уп, получаем:

(24)

2 ЬУпа

Вместе с тем, с учетом формулы (16) — = \Уа. Следовательно,

h =-—rW . (25)

ьуа а

На основании закона сохранения количества движения (импульса):

- PQnV0

(26)

' Qa+PQ„

где: Р - коэффициент эффективности передачи количества движения от высокоскоростной водяной струи к потоку абразивных частиц в режущем инструменте, который, как показал анализ, зависит от конструктивного оформления, основных геометрических характеристик (отношения диаметра коллиматора к диаметру струеформирующей насадки, длины коллиматора и др.), качества изготовления инструмента (в частности, от полноты соосности отверстий водяного сопла и коллиматора), а также от типа и характеристик используемого абразива.

Теоретическое значение коэффициента Р определяется из выражения (26)

Р= ,QaVf v (27)

Выражая Vo и Qn по известным зависимостям через давление воды Ро, диаметр насадки do, коэффициент расхода насадки ji, плотность воды р и принимая ширину нарезаемой щели Ь, приблизительно равной диаметру коллиматора dk, получаем следующую расчетную зависимость для определения глубины нарезаемой щели:

h = 1.232k - PVdfo*-ср (28)

¿^„"(д^шрцйГУ-5)2

При этом следует отметить, что важным фактором является тип абразива. Различные типы абразива могут давать различные результаты по глубине нарезаемой щели. Расчетная формула (28) не содержит в явном виде зависимости эмпирических параметров модели от типа и характеристик абразива. Однако это не является ее недостатком, ибо, как следует из анализа литературных источников, по совокупности оценочных критериев (эрозионная прочность зерна, стоимость, глубина нарезаемой щели) при резании горных пород самым предпочтительным абразивным материалом является кварцевый песок. Следовательно, разработанная математическая модель, описывающая ГА резание горных пород, может быть сориентирована на использование одного типа абразива - кварцевого песка. Кроме того, как показывают результаты зарубежных экспериментальных исследований, изменение размера частиц в обычных пределах 0,1-0,25 мм оказывает незначительное влияние на глубину резания.

Моделирование процесса резания горных пород ГА инструментом потребовало, как обычно это принятсутекоторой идеализации, т.е. введения ряда предположений. Поэтому наиболее правильным в таком случае является сравнение результатов теоретических исследований, выполненных по модели, с закономерностями процесса резания горных пород ГА инструментом, ' установленными экспериментально, и таким образом оценка адекватности этой модели реальному процессу.

Для установления закономерностей процесса нарезания щелей в породах ГА инструментом и определения численных значений трех эмпирических параметров уравнения (28) математической модели были проведены экспериментальные исследования. С этой целью была разработана специальная установка, оснащенная преобразователем давления мультипликаторного типа позволяющим обеспечивать давление воды до 200 МПа с расходом до 30 л/мин. Породные блоки с различными физико-механическими свойствами крепились на подвижной тележке стенда, перемещавшейся по раме при помощи винтового податчика. Для регистрации давления воды стенд был оборудован измерительной системой, состоящей из стрелочного манометра прямого действия, усилителя ТА-5 и шлейфового осциллографа Н-117/1. В исследованиях использовался ГА инструмент оригинальной конструкции, позволяющий варьировать параметры в широких пределах и обеспечивающий нужную концентрацию абразивных частиц в ГА струе. В качестве абразива использовался кварцевый песок, который является наиболее доступным и дешевым абразивом, что делает его более предпочтительным для применения в шахте по отношению к другим абразивам.

Влияние крупности абразивных частиц А на глубину щели изучалось на образцах мрамора с пределом прочности на одноосное сжатие 27,2 МПа при давлении воды 100 МПа, диаметре струеформирующей насадки 0,4 мм, диаметре коллиматора 3,5 мм, длине коллиматора 95 мм, скорости перемещения инструмента 3,5 мм/с и расстоянии от среза коллиматора до поверхности породы 6 мм. Концентрация абразивных частиц в струе находилась на уровне 15 %, диапазон изменения А составлял 0,05-0,5 мм, а исходный песок подвергался рассеву на пять фракций. Выявлено, что при повышении А глубина щели вначале возрастает, а затем уменьшается. Установлено, что при крупности абразивных частиц 0,14-0,16 мм глубина щели является максимальной. Поэтому дальнейшие эксперименты проводились с использованием абразивных частиц данной крупности.

Для обоснованного выбора критерия оценки сопротивляемости горного массива разрушению ГА струями за основные показатели физико-механических свойств были приняты характеристики пород, нашедшие широкое применение в качестве критериев при различных способах разрушения (табл. 2).

Определение критерия оценки сопротивляемости породного массива разрушению ГА струями осуществлялось с использованием метода парного

корреляционного анализа, заключающегося в отыскании по экспериментальным данным взаимосвязи глубины щели с каждым из показателей свойств в отдельности.

Таблица 2

Показатели физико-механических свойств пород

Наименование показателей Диапазон варьирования

Временное сопротивление пород одноосному растяжению (Тр, Мпа Временное сопротивление пород одноосному сжатию стсж, Мпа Контактная прочность рк, Мпа Условный предел прочности = (СТрСТ^. / 3)°^ 3.5-18.6 27.2- 159.1 186-3840 5.6-31.4

Экспериментальные исследования проводились при нарезании щелей в мраморе, известняке, песчанике и граните ГА инструментом при давлении воды 100 МПа, диаметре струеформирующей насадки 0,4 мм, диаметре кол. лиматора 3,5 мм, длине коллиматора 95 мм, скорости перемещения инструмента 3,5 мм/с и расстоянии от среза коллиматора до образца породы 6 мм. Концентрация абразивных частиц в струе составляла 15 %.

За критерий устойчивости связи принят индекс корреляции И, а степень тесноты связи оценивалась коэффициентом вариации Квар. Рассмотрены пять вариантов корреляционной связи: у = А + Вх, у = А + Вх + Сх ,

Вх В Г~ _

у = Ае , у = Ах и у = Ал/X + В. Анализ результатов исследований показал, что корреляционная связь между глубиной щели и свойствами пород независимо от вариантов связи достаточно устойчивая и тесная. Минимальные значения индексов корреляции (за редким исключением) превышали 0,7. Вместе с тем установлено, что наибольшее значение И = 0,992 и наименьшее Квар= 5,5 % имеет место при сопоставлении глубины щели с показателем СТСЖ по зависимости вида у = АхВ. Связь между глубиной щели Ь (мм) и показателем асж (МПа) имеет следующий вид:

Ь = 5091 Сеж"1,380. (29)

Влияние расстояния от среза коллиматора до поверхности породы 1о на глубину щели изучалось при разрушении мрамора с асж = 27,2 МПа. В ходе опытов Р„ = 40, 80, 120, 150 и 180 МПа, <10 = 0,4, 0,6 и 0,8 мм, (1К = 2,5, 3,5, 4,5 и 5,5 мм, У„ = 0,7, 1,75, 3,5 и 7,0 мм/с, а концентрация абразивных частиц в струе - 15 %. Расстояние 1о изменялось от 0 до 50 мм. Установлено, что не-

зависимо от параметров Ро, с)о, (1к и Уп значения 1о, соответствующие наибольшей глубине щели, составляют 4-6 мм и являются с этой точки зрения рациональными. На наш взгляд, увеличение Ь с увеличением 1о от О.до 4 - 6 мм происходит потому, что процесс струеформкрования заканчивается не непосредственно у среза коллиматора, а на некотором расстоянии от него. Увеличение 1о свыше 6 мм приводит к уменьшению Ь из-за того, что ГА струя начинает рассеиваться, а скорость абразивных частиц уменьшаться в результате взаимодействия со средой, в которую происходит истечение. Кроме того, выявлено, что с увеличением 1о от 0 до 4 мм значения Ь возрастают в среднем на 30 %, а при дальнейшем росте 1о от 6 до 10 мм Ь снижаются в среднем на 2-3 %, (аналогично, при росте 1о от 6 до 20 мм значения ]| снижаются в среднем на 5-8 %, а при росте 10 от 6 до 50 мм значения Ь уменьшаются в среднем на 25 %). Следовательно, при разработке конкретной технологии по нарезанию щелей в породах ГА инструментом следует учитывать, что уменьшение 10 относительно рационального значения снижает глубину И более интенсивно, чем при увеличении 1о относительно рационального. Поэтому в дальнейших исследованиях расстояние от среза коллиматора до поверхности породы задавалось равным 6 мм.

Влияние диаметра коллиматора 11к на глубину щели изучалось при разрушении мрамора с = 27,2 МПа в два этапа.

На первом этапе исследования проводились при диаметре струеформи-рующей насадки 0,4 мм, скорости перемещения инструмента 3,5 мм/с и расстоянии от среза коллиматора до породы 6 мм. Давление воды в опытах составляло 60, 120 и 180 МПа, длина коллиматора - 65 и 95 мм, диаметр коллиматора - 2; 2,5; 3,5; 4,5; 5 и 5,5 мм, а концентрация абразивных частиц в струе 15 %. Анализ результатов экспериментов показал, что при увеличении диаметра коллиматора глубина щели вначале возрастает, достигая максимального значения при (1к = 3,5 мм, а затем уменьшается для всех значений давления воды и длины коллиматора. Это происходит потому, что при малых диаметрах с увеличением (1К сопротивление ГА струе при прохождении ее через коллиматор уменьшается. При больших диаметрах ГА струя пролетает через коллиматор, не заполняя собой всего его сечения. Коллиматор в этом случае утрачивает свои функции по эффективному насыщению водяной струи абразивными частицами и по успокоению потока. Скорость разгона абразивных частиц и их энергия снижаются, а следовательно, уменьшается и производимая работа по разрушению породы. Поэтому в дальнейших исследованиях для получения наибольшей глубины щели при диаметре струефор-мирующей насадки 0,4 мм, использовался коллиматор диаметром 3,5 мм. Кроме того, анализ экспериментальных данных показал, что с повышением длины коллиматора с 65 до 95 мм для всех значений (1к и Ро глубина щели увеличивается. Это связано с тем, что в удлиненном коллиматоре происходит более качественное перемешивание абразивных частиц с высоконапорной во-

дой и лучшее успокоение потока. Скорость разгона абразивных частиц в этом случае увеличивается, кинетическая энергия их повышается, а следовательно, возрастает и эффективность разрушения пород. Поэтому в дальнейших исследованиях для получения наибольшей глубины щели использовался коллиматор длиной 95 мм.

На втором этапе исследований определялось влияние диаметра коллиматора dK на глубину щели при диаметре струеформирующей насадки 0,6 и 0,8 мм, и давлении воды 100 МПа. В этой серии экспериментов V„ = 3,5 мм/с, а 1о = 6 мм. Проведенные исследования позволили установить, что для инструмента с do = 0,6 мм максимальная глубина щели соответствует диаметру коллиматора 5,5 мм. При увеличений диаметра коллиматора от 3,5 до 5,5 мм глубина щели возрастает, а с дальнейшим повышением dK от 5,5 до 7,5 мм значения h уменьшаютсяг Для инструмента с do = 0,8 мм глубина щели возрастает при увеличении dK от 3,5 до 7,5 мм. Полученные результаты полностью подтвердили сделанные нами предположения, которые приведены выше, и касаются взаимодействия коллиматора и ГА струи. Обобщая результаты этих исследований, можно сделать вывод о существовании для данной конструкции ГА инструмента рационального соотношения диаметров коллиматора и струеформирующей насадки dK/d<j ~ 9 с точки зрения получения максимальной глубины щели. Поэтому в дальнейших исследованиях с целью получения наибольшей глубины щели при диаметрах струеформирующей насадки 0,4; 0,6 и 0,8 мм использовались коллиматоры диаметром 3,5; 5,5 и 7,5 мм соответственно.

В результате анализа экспериментальных данных установлено, что с увеличением давления воды происходит пропорциональное увеличение массового расхода абразива увлекаемого высоконапорной струей в смесительную камеру инструмента, при этом концентрация абразивных частиц в ГА струе на выходе из инструмента остается постоянной.

При изучении влияния массового расхода абразива на эффективность ГА резания установлено, что при увеличении массового расхода абразива — его концентрации в ГА струе эффективность процесса резания возрастает и достигает максимума при определенном уровне концентрации, который с этой точки зрения можно считать рациональным.

Анализ влияния геометрических параметров коллиматора, а именно его диаметра и длины, позволил установить, что существует отношение диаметра коллиматора к диаметру струеформирующей водяной насадки, при котором процесс ГА резания происходит с наибольшей эффективностью, а с увеличением длины коллиматора производительность резания растет.

Влияние давления высоконапорной воды Р0 и диаметра струеформирующей насадки d0 на глубину щели и энергоемкость процесса щелеобразо-вания Е0 исследовалось на образцах мрамора, известняка и гранита с = 27,2, 90,1 и 115,5 МПа, соответственно. Опыты проводились при еле-

дующих параметрах: Р0 = 20 - 200 МПа, d0 = 0,4, 0,6 и 0,8 мм и Vn = 0,7, 1,75, 3,5 и 7,0 мм/с.

Вначале была проведена серия опытов по разрушению мрамора. Проведенные исследования позволили установить, что глубина щели прямопропор-ционально увеличивается с повышением давления Р0 и диаметра d0. Так, например, повышение Р0 в указанном интервале при V„ = 3,5 мм/с вызывает рост h в зависимости от d0 примерно в 20 - 40 раз, что объясняется увеличением скорости разгона абразивных частиц в струе. Увеличение d0 от 0,4 до 0,8 мм приводит к росту h примерно в 2 - 2,5 раза. Это происходит потому, что с увеличением d0 повышается расход высоконапорной воды через насадку и, следовательно, большее количество частиц взаимодействует с поверхностью породы, вызывая разрушение. Кроме того, при использовании насадки большего диаметра, при неизменной скорости перемещения инструмента, увеличивается время воздействия ГА струи на породу.

Следующие серии опытов были проведены на образцах известняка и гранита. Установлено, что для крепких пород глубина щели также прямо пропорционально возрастает с увеличением давления воды. Увеличение d0 тоже приводит к увеличению h. При повышении давления воды от 75 до 200 МПа при скорости перемещения 3,5 мм/с глубина щели возрастает в 4 - 5 раз. Увеличение d0 от 0,4 до 0,8 мм вызывает рост h также как и при разрушении мрамора в среднем в 2 - 2,5 раза.

Аналогичные тенденции по увеличению глубины щели с ростом давления воды и диаметра струеформирующей насадки наблюдаются во всем исследуемом интервале скоростей перемещения.

Совместный анализ результатов экспериментов показал, что с увеличением веж значения h уменьшаются. Это объясняется тем, что для разрушения более крепких пород требуются большие энергозатраты. Поэтому, для получения требуемой глубины щели в крепких породах следует либо увеличить давление высоконапорной воды, либо - диаметр струеформирующей насадки.

Установлено, что зависимость удельной энергоемкости процесса шеле-образования Е0 от давления воды Р0 носит параболический характер с наличием точки минимума, соответствующего рациональному значению Рораи-Это объясняется тем, что при малых значениях давления воды интенсивность возрастания скорости приращения боковой поверхности щели выше интенсивности увеличения гидравлической мощности струи, а при больших значениях давления - наоборот.

Показано, что с возрастанием Vn значения х0 раш соответствующие минимальной удельной энергоемкости процесса щелеобразования возрастают. Кроме того, с ростом СТСЖ значения минимальных удельных энергозатрат уменьшаются, и соответствующие им рациональные значения давления воды гакже снижаются.

Для определения рациональных значений давления высоконапорной воды Р0 рац была получена расчетная зависимость

Ро рац = 7.299 - 0.191 сгсж + 11.26УП + 0.1720«^ (30)

Влияние скорости перемещения ГА инструмента относительно породы Уп на глубину щели и скорость приращения боковой поверхности щели Ро изучалось при разрушении мрамора, известняка и 1ранита с а сж= 27.2, 90.1 и 115.5 МПа. Опыты выполнялись при Ро = 50, 100 и 150 МПа, (1о = 0.4, 0,6 и 0,8 мм, иУ„ = 0,7; 1.75; 3,5 и 7,0 мм/с. Анализ экспериментальных данных показал, что для всех пород с изменением Уп значения Ь изменяются по закону, близкому к гиперболическому для всех значений Ро и (1о, так как с увеличением Уп уменьшается время воздействия гидроабразивной струи на породу, а значит, и количество абразивных частиц, вызывающих разрушение, также уменьшается.

Кроме того, установлено, что для всех пород, принятых к исследованию, значения Ро независимо от Ро и (1о с увеличением Уп сначала возрастают, а затем снижаются. Это объясняется тем, что большим значениям Ь соответствуют меньшие значения Уп и наоборот.

Выявлено, что с увеличением Ро и (1о значения Ро также возрастают.

Анализ зависимостей Ро = 1(УП) показал, что они могут быть аппроксимированы параболическими кривыми с наличием максимума, соответствующего рациональному значению скорости перемещения Уо рац.

Для определения рациональной скорости перемещения ГА инструмента была установлена расчетная зависимость

Уп рац = 4.073 - 0.032 ст сж + О.ООбРо + 0.0002Р0аг« (31)

Исследования влияния массового расхода абразива на глубину нарезаемой щели проводились на образцах мрамора с пределом прочности на одноосное сжатие Стсж = 27,2 МПа и известняка с <хсж = 66,8 МПа при давлении воды 50, 75 и 100 МПа, диаметре струеформирующей насадки (1о = 0,4 мм и относительной скорости перемещения инструмента У„ =1,75 мм/с. Расход абразива изменялся в пределах Оа=(1.3 - 18,0)-10'3 кг/с. Анализ полученных экспериментальных данных показал, что как для мрамора, так и для известняка при всех значениях давления воды с увеличением расхода абразива глубина нарезаемой щели вначале увеличивается, достигая некоторого максимального значения, а при дальнейшем увеличении расхода абразива начинает уменьшаться. Такая зависимость глубины щели от расхода абразива объясняется тем, что при превышении определенного уровня расхода абразива (для каждого давления воды своего уровня) энергия, которую высокоскоростная

струя воды сообщает каждой частице абразива, начинает уменьшаться, вследствие чего снижается скорость абразивных частиц и производительность ГА струи в целом. В то же время анализ экспериментальных данных показал, что максимальная глубина щели достигается при вполне определенном оптимальном отношении массового расхода абразива к массовому расходу воды, которое как для мрамора, так и для известняка при всех значениях давления воды для используемого в опытах режущего инструмента приблизительно равно 0,2. Это оптимальное отношение массового расхода абразива к массовому расходу воды является постоянным индивидуальным характеристическим параметром конкретного режущего инструмента.

Для определения численных значений параметров а и к исследовалась комплексная зависимость глубины нарезаемой щели от прочностных характеристик обрабатываемых пород, давления воды Ро, диаметра струефор-мирующей насадки (1<) и скорости перемещения инструмента относительно поверхности породы Уп. Опыты выполнялись при разрушении песчаника, мрамора, известняка и гранита с СТС.К, равным соответственно: 4,6; 27,2; 90,1 и 115,5 МПа. Давление воды Ро составляло: 50; 75; и 100 МГГа для песчаника и 50, 100 и 150 МПа для остальных пород. Диаметр насадки (1о равнялся: 0,4 и 0,6 мм при резании песчаника и 0,4; 0,6 и 0,8 мм при резании остальных пород. Скорость перемещения инструмента относительно поверхности пЪрод Уп равнялась 0,7; 1,75; 3,5 и 7,0 мм/с. Массовый расход абразива в этих опытах поддерживался на уровне соотношения «абразив-вода»

По массивам опытных данных были определены следующие численные значения эмпирических параметров математической модели: коэффициент эффективности передачи количества движения в используемом режущем инструменте Р = 0.206, показатель степени при скорости перемещения Уп инструмента а = 0,777 и коэффициенты обрабатываемости горных пород: для мрамора К1 = 1,839-Ю"8 1/Па, для известняка к2 = 3,691-10"91/Па, для гранита к3 = 2,286-10"91/Па и для песчаника к4= 3,334-Ю'81/Па.

Анализ полученных экспериментальных значений коэффициентов обрабатываемости для 4-х горных пород показал, что обобщенная зависимость между коэффициентом обрабатываемости пород к и сопротивлением пород одноосному сжатию в диапазоне изменения О"^ =(4-120)-МПа удовлетворительно аппроксимируется следующим соотношением:

к = 3.62б-Ю-8е"г448',0~8стсж (32)

С целью оценки адекватности полученной математической модели фактическим результатам ГА резания горных пород проведено сопоставление экспериментальных значений глубины щели со значениями глубины щели,

рассчитанными по уравнению (28) математической модели. Получена удовлетворительная сходимость экспериментальных и расчетных значений. Коэффициент корреляции для всей серии опытов составил 0,95, коэффициент вариации - 22,4 %.

Проведено также сопоставление расчетных значений глубины щели с экспериментальными данными, полученными Хесслингом (Hessling) при ГА резании песчаника с 0^=116,5 МПа при давлении воды Pq = 200 МПа, диаметре насадки do=0.6 мм, диаметре коллиматора

du" 2,8 мм, массовом расходе абразива (кварцевый песок) Qa=30-10"3 кг/с в

интервале значений скорости перемещения инструмента V„ = 2,0-10,0 мм/с. Результаты сопоставления показали удовлетворительную согласованность экспериментальных и расчетных данных (коэффициент корреляции 0,99, коэффициент вариации составил 17,7 %).

На основе разработанной математической модели на примере резания мрамора выполнено аналитическое исследование влияния основных параметров на показатели процесса ГА резания горных пород.

При увеличении давления воды Ро (рис. 3) и неизменных массовом расходе абразива Qa, диаметре струеформирующей насадки do и скорости перемещения инструмента Уп удельная энергоемкость процесса Ео сначала уменьшается, достигая некоторого минимального уровня, а затем начинает увеличиваться. Установлено, что минимальная удельная энергоемкость процесса независимо от уровня давления воды имеет место при оптимальном отношении массового расхода абразива к массовому расходу воды.

Аналогичный характер зависимости минимальной удельной энергоемкости процесса Ео от оптимального отношения массового расхода абразива к массовому расходу воды был установлен и при изменении массового расхода абразиваОа.

55

МДж мг 50

45

40

JS \ \—'

30

100

200 Р

500

МПа

400

Рис. 3. Влияние давления воды Ро на энергоемкость процесса Ео: 1 - 0а =5- 10'3кг/с; 2- <За =7-10'3кг/с; 3-С>а=10-10~3кг/с; 4-<2а=13-10"3кг/с; с!о=0,4-мм; йк=3,5 мм; У„=0,7 мм/с

Установлено также, что для снижения удельной энергоемкости процесса необходимо использовать струеформируюЩие насадки с малым диаметром с!о и осуществлять работу режущего инструмента при высоком давлении воды Ро и оптимальном отношении массового расхода абразива к массовому расходу воды.

С учетом анализа опыта создания оборудования для гидроструйных технологий разрушения горных пород, нами совместно с фирмой «НИТЕП» разработана схема компоновки оборудования, основной отличительной особенностью которой является исполнение модуля ПД агрегатировано с технологическим инструментом - компактный модуль ПД размещается на манипуляторе ГА резака (рис. 4). Такая схема компоновки позволяет отказаться от использования протяженных рукавов высокого давления, как элемента ненадежности и повышенной опасности, и свести до минимума потери гидравлической мощности.

Рис. 4. ГА резак: 1-ГА режущая головка; 2- блок мультипликаторов; 3- блок управления; 4- канал подвода абразива; 5- канал подвода высоконапорной воды

При этом подвод рабочих жидкостей (вода и масло) к встроенному модулю, осуществляется посредством рукавов низкого давления (до 25 МПа) на базе оборудования и конструктивных узлов, имеющих широкое применение в различных гидравлических системах. Использование в качестве "генераторов" высоконапорной воды гидромультипликаторов, конструкция и работа которых известны, а также минимальная длина высоконапорных магистралей позволяет рассчитывать на дальнейшее развитие этой техники в сторону увеличения давления воды.

Кроме того, разработана конструкция универсального ИВД, в которой модуль ПД, приводная насосная станция, аккумулятор, фильтр очистки воды, подпиточный водяной насос и электрический пульт управления смонтированы на единой раме и образуют автономный агрегат, не зависящий от конструкции инструмента и особенностей реализуемого технологического процесса. В данной конструкции ИВД модуль ПД состоит из блока мультипликато-

ров и блока управления в виде вращающегося распределителя, в качестве привода которого применен роторный объемный гидродвигатель. Гидродвигатель подключен в сливную магистраль ПД. При таком исполнении изменение производительности питающего преобразователь потока рабочей жидкости как в большую от номинала, так и в меньшую сторону приводит к изменению скорости вращения гидродвигателя и распределителя и соответствующему изменению потока жидкости высокого давления на выходе из преобразователя. При этом КПД преобразователя остается в рабочем диапазоне достаточно высоким.

На основании установленных закономерностей процесса ГА резания разработан параметрический и типоразмерный ряды ИВД (табл.3).

Таблица 3

Параметрический и типоразмерный ряды ИВД

Насосный блок Преобразователь давления

Тнпо-Размер № Мощь-ность привода, кВт Подача, л/мин Исполнение

1 2 3 4 5 6 7 8

Основной параметр - Рп, МПа

20 65 | 95 120 150 180 260 300

Производительность, л/мин

1 17 43 40 11 7.5 6

2 35 85 75 22 15 12 9.5 7.5 5

3 50 120 110 31 22 17 13 11 7.5 6.5

4 70 170 150 44 30 24 19 15 10 9

5 110 265 230 70 45 35 30 22 15 12

6 140 340 300 88 60 48 38 30 20 18

Параметрический ряд образован из восьми исполнений ПД (по признаку кратности преобразуемого низкого давления масла в высокое давление воды - коэффициент мультипликации) и шести типоразмеров приводных насосных станций (в зависимости от мощности привода).

В качестве основных предпосылок для разработки параметрического и типоразмерного рядов ИВД использовались следующие положения:

1. Параметрический ряд - это упорядоченная совокупность числовых значений главного параметра машин одного или нескольких видов, которые обеспечивают минимум приведенных затрат в процессе производства и эксплуатации.

В качестве главного параметра ИВД принята минимальная мощность привода, обеспечивающая реализацию конкретной технологии ГА резания при рациональных параметрах процесса.

2. Параметрический ряд, дополненный основными параметрами машин, образует типоразмерный ряд.

Учитывая тот факт, что в нашем случае предполагается использовать ИВД в комплекте оборудования для ГА резки горных пород, в качестве основных параметров машин целесообразно принять давление высоконапорной воды на выходе и производительность ИВД. Причем на основании анализа результатов экспериментальных исследований установлено, что давление является основной характеристикой определяющей эффективность процесса ГА резки. В связи с этим при разработке параметрического ряда ИВД величину давления целесообразно задавать, а производительность рассчитывать с учетом конструктивных особенностей ИВД.

3. ИВД представляет собой комплект оборудования, основным энергетическим блоком которого является приводная насосная станция. Поэтому в качестве исходного при разработке параметрического и типоразмерного рядов ИВД целесообразно использовать типоразмерный ряд гидравлических насосов, выходные характеристики которых регламентируются ГОСТами.

" Ю 32.5 48 67,5 93 '^129

Иг, кВт -►

Рис. 5. Кривая распределения количества случаев реализации п конкретной мощности ИВД Н-

При этом значения мощности привода для типоразмеров выбирались с учетом вероятности применения ИВД данной мощности, а параметры техпроцесса подбирались из условия обеспечения минимальной энергоемкости процесса. Для этого были проанализированы различные варианты применения ГА резания для нарезания щелей в горных породах, в которых параметры водяных струй и используемых ИВД изменялись в широких пределах: глубина щели - от 20 до 100 мм, сопротивляемость породы на одноосное сжатие -от 50 до 100 МПа, давление высоконапорной воды - от 120 до 300 МПа.. Полученные таким образом значения мощностей были условно сгруппированы в шесть областей с равной вероятностью применения. Для этого был построен полигон и кривая распределения количества случаев реализации конкре

Технические характеристики ИВД-180/30.

Оборудование

1. Рабочая жидкость

2. Объем маслобака, л

3. Тонкость фильтрации, мкм

4. Тип системы охлаждения

5. Охлаждающая среда

6. Расход охл. воды, л/мин

7. Объем аккумулятора, л

8. Уровень шума на расстоянии 1м, дБ

вода

140

11

масло-водяной теплообменник вода 20 2

90

Преобразователь давления

1. Давление, МПа 180

2. Коэффициент мультипликации 1:9,6

3. Производительность, л/мин 30

Привод

1. Мощность электродвигателя, кВт 140

2. Напряжение, В 380/360

3. Частота тока, Гц 50 Общая масса комплекта, кг 2500

U)

к>

Рис. 6. Источник высокого давления ИВД-65 1 - преобразователь давления (ПД); 2 - приводная насосная станция (БН); 3 - аккумулятор; 4 - фильтр очистки воды(ФО); 5 - подпиточный водяной насос; 6 - электрический пульт управления; 7 - рама; 8 - кожух; 9 - маслобак.

гной мощности ИВД (рис. 5). Затем, область, ограниченная кривой распределения и осью абсцисс была разбита на участки с равной площадью, что соответствует равной вероятности применяемости ИВД со значением мощности из каждого интервала. Значения мощностей на границах интервалов были скорректированы в соответствии со стандартным типоразмерным рядом гидравлических насосов, что и составило принятый за основу ряд значений мощности привода ИВД.

Таким образом, требуемые из условий конкретной технологии значения выходных параметров ИВД (давление и расход высоконапорной воды), определяют его типоразмер (рис. 6). Кроме того, реализованный блочный принцип позволяет достигнуть требуемых значений выходных параметров за счет сочетания различных типоразмеров приводных насосных станций и ПД по исполнениям.

На основании выполненных исследований разработана "Методика расчета геометрических и гидравлических параметров ГА инструмента, режимных параметров процесса ГА резания горных пород и энергетических характеристик ИВД".

Методика позволяет производить: , - расчет геометрических и гидравлических параметров инструмента для реа-тазации заданной схемы нарезания щелей в породе определенной прочности;

-расчет выходных параметров источника воды высокого давления и его гадбор из типоразмерного ряда для использования в комплекте оборудования реа-шзующего заданную схему нарезания щелей в породе определенной прочности;

- расчет параметров нарезания щелей в породе определенной прочности при «пользовании комплекта высоконапорного оборудования с заданными выходными характеристиками.

По разработанной методике составлен пакет программ для персонального сомпьютера и выполнен расчет параметров ИВД для комбайна, исполнительный )рган которого оснащен ГА режущим инструментом с встроенным в него модулем "1Д. Расчет показал возможность применения такой техники для проходки выработок малого диаметра по породам с пределом прочности на одноосное сжатие до ЮМП&

Так как ИВД является универсальным оборудованием, то можно рекомен-говать его для использования при реализации других гидроструйных технологий рис. 7). Опытные образцы автономных источников воды высокого давления на >азе преобразователей давления ПД прошли промышленные испытания и приняты к производству Скуратовским экспериментальным заводом. Ими оснащены пенды для исследования водоструйных технологий ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Ско-шнского и фирмы «НИТЕП», а также опытно-промышленная установка для рас-иаряжения подлежащих утилизации боеприпасов, эксплуатируемая совместно с "НПП «СПЛАВ».

1>J

Pun 7 Пепспективные гидроструйные технологии в шахтах.

Схема компоновки, при которой преобразователь давления выполняется агрегатированно с технологическим инструментом, реализована ННЦ ГП—ИГД им. А.А. Скочинского и фирмой «НИТЕП» при создании гидромеханических исполнительных органов с встроенным преобразователем давления для проходческих комбайнов 1ГПКС, 2ПК-ЗР и КП-25, универсальной системы высоконапорного орошения для проходческих комбайнов СВОК, а также водоструйных бурильных машин ДВС.

Пакет расчетных программ по математическому моделированию процесса резания массива ГА струями и "Методика расчета геометрических и гидравлических параметров ГА инструмента, режимных параметров процесса ГА резания горных пород и энергетических характеристик ИВД", а также все конструктивные решения и рекомендации в полном объеме используются фирмой «НИТЕП» при создании ИВД и ГА инструмента для реализации технологии ГА резания при проходке выработок и обработке поделочного камня.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная диссертация является научным квалификационным трудом, в котором, на основании выполненных автором теоретических и экспериментальных исследований, решена актуальная проблема создания научных основ резания горных пород ГА инструментом, а также разработки агрегатированных с исполнительными органами и универсальных модулей высоконапорного оборудования, использование которых в конструкциях гарных машин с учетом выявленных закономерностей процесса нарезания щелей, при рациональных параметрах процесса обеспечивает повышение эффективности проведения выработок по породам, механизации вспомогательных работ, а также расширение области применения гидроструйных технологий, что имеет важное значение для народного хозяйства страны.

Основные выводы, научные и практические результаты работы сводятся к следующему. .

1. Разработана математическая модель процесса резания горных пород ГА инструментом, позволяющая раскрыть механизм формирования ГА струи получаемой по способу увлечения абразива на основе выявленных закономерностей движения частиц абразива, воздуха и высоконапорной воды в смесительной камере и коллиматоре инструмента и механизм щелеобразования, базирующийся на энергетическом принципе, а также установить зависимость глубины нарезаемой щели от геометрических и гидравлических параметров инструмента, режимных параметров процесса и прочностных характеристик обрабатываемой породы.

2. Выявлено, что при повышении крупности абразивных частиц от 0,05 до 0,5 ум глубина щели вначале возрастает, а затем уменьшается. Определено, что при фупности абразивных частиц 0,14 - 0,16 мм глубина щели является максимальной.

3. Установлено, что при разрушении породного массива ГА струями между ■дубиной щели и временным сопротивлением пород на одноосное сжатие :уществует корреляционная связь (индекс корреляции составляет 0,99). Получена ¡ависимосгь, отражающая связь глубины щели с показателем

асж. На основании всей совокупности проанализированных данных в качест ве критерия оценки сопротивляемости горных пород разрушению ГА струям предложено использовать коэффициент обрабатываемости, который завися от прочностных свойств породы, но не зависит от конструктивного оформле ния и размеров ГА режущего инструмента. Получена зависимость, устана! ливающая взаимосвязь между коэффициентом обрабатываемости горной пе роды и ее временным сопротивлением одноосное сжатие (Стс), что позволяе использовать разработанную математическую модель для расчета показат« лей процесса нарезания щелей ГА инструментом для различных горне геологических условий.

4. Показано, что с увеличением длины коллиматора глубина щели во: растает. Установлено рациональное соотношение диаметров коллиматора струеформирующей насадки равное 9 и определено рациональное расстояни между срезом коллиматора и поверхностью породы составляющее 4 - 6 ми которые соответствуют максимальной глубине щели.

5. Установлено, что давление воды и диаметр струеформирующей нг садки оказывают существенное влияние на процесс щелеобразования. Пр увеличении давления воды от 20 до 200 МПа при разрушении мрамора гл) бина щели возрастает в 20 - 40 раз, а при разрушении гранита и известняк повышение давления с 75 до 200 МПа приводит к увеличению глубины щел в 4 - 5 раз. Изменение диаметра струеформирующей насадки от 0,4 до 0,8 м: вызывает рост глубины щели в среднем в 2 - 2,5 раза. На основании взаимс связи давления воды, скорости перемещения ГА инструмента и прочност пород с показателями процесса щелеобразования выявлены области мищ мальных удельных энергозатрат, определяющие рациональные значения дан ления воды. При этом обнаружено, что с увеличением прочности пород рг циональное давление воды снижается, а с повышением скорости - увеличив* ется. Получена расчетная формула для определения рациональных давлени воды применительно к различным условиям работы ГА инструмента.

6. При сопоставлении скорости перемещения ГА инструмента, давле ния воды и прочности пород с показателями процесса щелеобразования опре делены области максимальных скоростей приращения боковой поверхност щели, соответствующие рациональным значениям скорости подачи. При это] выявлено, что с увеличением давления воды рациональная скорость перемс щения инструмента увеличивается, а с повышением прочности пород уменьшается. Предложена расчетная формула для определения рациональны скоростей перемещения ГА инструмента для различных условий.

7. Установлено, что существует оптимальное соотношение между мае совым расходом абразива Оа и массовым расходом воды С?п, которое явля ется индивидуальным характеристическим параметром конкретного ГА ре жущего инструмента и соблюдение которого при заданных давлении воды Р и скорости перемещения инструмента Уп обеспечивает получение макс» мальной глубины нарезаемой щели и минимальной удельной энергоемкости

опесса щелеобразования. При этом показано, что давление воды не оказы-ет существенного влияния на величину оптимального соотношения

./Р.-

8. Предложен способ учета эффективности передачи количества движе-[я от высокоскоростного потока воды к потоку абразивных частиц в режу-;м инструменте при помощи соответствующего коэффициента [3, который к же, как и оптимальное массовое соотношение / <3П, зависит от кон-етного конструктивного оформления, основных геометрических характери-ик и качества изготовления конкретного режущего инструмента и не зави-:т от давления воды Рц. При этом выявлено, что численное значение оффициента [3 для исследованного инструмента составляет 0,206.

9. Установлено, что для снижения удельной энергоемкости процесса ■зания горных пород целесообразно использовать струеформирующие на-дки малого диаметра с!о и осуществлять работу режущего инструмента при хнологически максимально возможном давлении воды Ро И оптимальном юсовом соотношении (За /(}„.

10. Разработан новый вариант агрегатированного ГА инструмента с троенным в него модулем ПД для исполнительных органов горных машин, »зволяющий свести до минимума потери гидравлической мощности в маги-ралях подвода воды к инструменту, повысить надежность и безопасность сплуатации высоконапорного оборудования. Кроме того, разработана кон-рукция универсального ИВД с автономным ПД для реализации гидро-руйных технологий как при проведении выработок, так и при механизации помогательных работ в различных условиях.

11. Разработан параметрический ИВД, обеспечивающих реализацию •обходимых гидравлических параметров в широком диапазоне и позволяю-их создавать рациональные модульные конструкции высоконапорного обо-'дования для различных гидроструйных технологий.

12. Разработана "Методика расчета геометрических и гидравлических фаметров ГА инструмента, режимных параметров процесса ГА резания рных пород и энергетических характеристик ИВД". Показано, что при ос-ицении исполнительного органа проходческого комбайна агрегатировании ГА инструментом с встроенным в него модулем ПД позволяет примешь такую технику для проходки выработок малого диаметра по породам с >еделом прочности на одноосное сжатие до 80 МПа.

13. Опытные образцы автономных ИВД на базе модулей преобразова-лей давления ПД прошли промышленные испытания и приняты к произ->дству Скуратовским экспериментальным заводом. Ими оснащены стенды 1я исследования гидроструйных технологий ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Скотского и фирмы «НИТЕП», а также опытно-промышленная установка для 1сснаряжения подлежащих утилизации боеприпасов эксплуатируемая совестно с ГНПП «СПЛАВ». Результаты исследований в виде рекомендаций методик расчета использованы научными и проектными организациями ш разработке и создании экспериментальных и опытных образцов высокошорного оборудования и ГА режущего инструмента. Конструктивные ре-

шения и рекомендации использованы ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинскол и фирмой «НИТЕП» при создании гидромеханических исполнительных ор ганов с встроенным в режущую коронку ПД для проходческих комбайно 1ГПКС, 2ПК-ЗР и КП-25, универсальной системы высоконапорного ороше ния для проходческих комбайнов СВОК, а также водоструйных бурильны: машин ДВС.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих рабе

тах:

1. Мерзляков В.Г., Антипов В.В., Бреннер В.А. Пушкарев А.Е. Разрг ботка гидромеханического способа разрушения горных пород и создани проходческих комбайнов нового технического уровня//Уголь. М, 1994,-№ К - С. 42-43.

2. Антипов В.В., Жабнн А.Б., Бреннер В.А., Пушкарев А.Е. Проходче ский комплекс для проведения выработок по крепким породам печат ная//Подземное и шахтное строительство. - 1991. - N 12. - С. 8-11.

3. Gabin A.B., Antipov V.V., Merzljakov V.G., Pushkarev А.Е. Creation о cutting roadheader with hidromechanical executive organs for hard roc! mining//Third international simposiym on mine mehanization an* automation/Volume 1, Golden,Colorado, June 12- 14, 1995 - p.7_13-7_23.

4. Антипов B.B., Пушкарев A.E., Пушкарева H.E. Комплекс измери тельной аппаратуры для регистрации параметров механогидравлических сис тем//Радиопромышленность. -1991. - № 10.

5. Антипов В.В., Пушкарев А.Е. Источник высоконапорной жидкосп для гидромеханических исполнительных органов горных ма шин//Механизация горн, работ на угольных шахтах: Сб. научн. рабо-/ТулПИ.-Тула.-1991. - С. 132-139.

6. Пушкарев А.Е. Влияние скорости резания на усилия, действующие н; механогидравлический резец при разрушении горных пород//Некоторые ак туальные проблемы преподавания вузовской науки: Сб. тр. АГПИ.-Майкоп. 1991.-С. 178-183.

7. Бреннер В.А., Антипов В.В., Пушкарев А.Е. Жабин А.Б., Антипов Ю.В. Влияние гидравлической мощности на производительность проход ческого комбайна с гидромеханическим исполнительным орга нов//Механизация и комплексная автоматизация горных работ на шахтах: Сб научн. тр. /ТулГТУ.- Тула. -1994,- С. 3-8.

8. Бреннер В.А., Антипов В.В., Пушкарев А.Е., Жабин А.Б. Мерзляков В.Г. Создание гидромеханических исполнительных органов про ходческих комбайнов/ЯТроблемы создания экологически чистых и ресурсос берегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отхо дов горного производства: Тез. докладов 1 Международной конференции. -Тула. - 1996.-С. 161.

9. Мерзляков В.Г., Антипов В.В., Пушкарев А.Е., Антипов Ю.В. Создание источников высокого давления для исполнительных органов проходче-

;ких комбайнов//Проблемы создания экологически чистых и ресурсосбере--ающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов -орного производства: Тез. докладов 1 Международной конференции. - Тула. • 1996.-С. 162.

10. V.A. Brenner, V.V. Antipov, А.Е. Pushkarev. Ground of Hydraulic Parameters of the Source of High Pressure Water for Hydro-mechanical Working Drgans of Mining Machinery//Proceedings of the international conference 'Geomechanics-91" Hradec' Ostrava (Czechoslovakia, 24-26 September, 1991.A.A.Bolkema (Rotterdam(Brookfield), 1992.

11. Бреннер В.А., Жабин А.Б., Пушкарев A.E., Катагаров H.H., Анти-пов В.В., Антипов Ю.В., Мерзляков В.Г., Гольдин Ю.А. Гидромеханический способ разрушения горных пород//Горный вестник. 1996,-№3. - С. 45-47.

12. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Ерухимович ЮЗ. Влияние геометрических параметров гидроабразивного инструмента на показатели процесса щелеобразования//Депонировано ВИНИТИ, М., 1997. Спр. N 592-В97.

13. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Ерухимович Ю.Э. Влияние давления высоконапорной воды на эффективность гидроабразивного резания горных пород//Депонировано ВИНИТИ, М., 1997. Спр. N 593-В97.

14. Пушкарев А.Е., Жабин А.Б., Головин К.А. Исследование влияния расстояния от среза коллиматора гидроабразивного резака до поверхности разрушаемой породы на эффективность процесса щелеобразования//Наука и экологическое образование. Практика и перспективы: Тезисы докладов 1 - ой Международной Конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности. Тула-1997. - С. 189.

15. Бреннер В.А., Пушкарев А.Е., Жабин А.Б., Головин К.А. Влияние скорости перемещения гидроабразивного инструмента на эффективность процесса нарезания щелей в горных породах//Механизация и комплексная автоматизация горных работ на шахтах. Юбилейный сборник посвященный 100-летию со дня рождения М.И. Слободкина. Тула. - 1997. - С. 29-31.

16. Бррннер В.А., Пушкарев А.Е., Головин К.А. Исследования гидроабразивного разрушения горных пород//Известия Тульского государственного университета. Серия: "Экология и безопасность жизнедеятельности". Тула, 1997.- С. 342- 345.

17. Пушкарев А.Е., Жабин А.Б., Головин К.А., Ерухимович Ю.Э. Исследования насыщения высоконапорной водяной струи абразивными частицами при реализации технологии гидроабразивного разрушения горных порода/Известия Тульского государственного университета. Серия: "Экология и безопасность жизнедеятельности". Тула, 1997. - С. 346 - 349.

18. Пушкарев А.Е., Головин К.А, Комплект оборудования для гидроабразивной резки горных пород и строительных материалов//Совместная выставка-ярмарка перспективных технологий: Тезисы докладов Администрация Тульской области, Тула, 1997. - С. 158.

19. Пушкарев А.Е., Головин К.А. Определение рациональных режимов гидроабразивного резания горных породеГорный информацинно-

аналитический бюллетень Московского государственного горного университета. Выпуск 1. Москва, 1998,-С. 112 -115.

20. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Демин К.В. Выбор критерия оценки сопротивляемости горных пород резанию гидроабразивными струя-ми//Депонировано ВИНИТИ, М., 1998. - Спр. N 537-В98.

21. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Демин К.В. Некоторые результаты исследований процесса гидроабразивного резания//Депонировано ВИНИТИ, М., 1998,-Спр. N538-B98.

22. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Демин К.В. Влияние давления высоконапорной воды на удельную энергоемкость процесса гидроабразивного резания горных пород//Депонировано ВИНИТИ, М., 1998. - Спр. N 539-В98.

23. Бреннер В.А., Пушкарев А.Е., Антипов В.В., Антипов Ю.В., Головин К.А. Стендовая база для изучения водоструйных технологиш/Технологш и механизация горных работ. Юбилейный сборник посвященный 70-летшс

B.А. Бреннера. М., 1998,- С. 25 - 28.

24. Пушкарев А.Е., Жабин А.Б., Головин К.А., Демин К.В. Влияние выходных параметров источника высоконапорной воды на показатели процесс: гидроабразивного резания горных пород//Технология и механизация горны> работ. Юбилейный сборник, посвященный 70-летию В.А. Бреннера. М., 1998 - С. 28 -32.

25. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Ерухимович Ю.Э., Миллер М.М. Вы бор источника воды высокого давления для технологии гидроабразивного резания горных пород/ЛГехнология и механизация горных работ. Юбилейны? сборник, посвященный 70-летию В.А. Бреннера. М., 1998. - С. 32 - 39.

26. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Чуков А.Н., Дорофеев C.B. Сладков В.Ю. Теоретические и экспериментальные исследования проникно вения высоконапорной струи в твердую среду//Технология и механизацш горных работ. Юбилейный сборник, посвященный 70-летию В.А. Бреннера М., 1998 -С. 56-60.

27. Бреннер В.А., Пушкарев А.Е., Жабин А.Б., Антипов В.В., Щеголев ский М.М. О развитии водоструйной технологии//Технология и механизаци) горных работ. Юбилейный сборник, посвященный 70 - летаю В.А. Бреннера М., 1998,- С. 17-24.

28. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Наумов Ю.Н. Выбор метода обосно вания характеристик источников воды высокого давления//Проблемы разра ботки месторождений полезных ископаемых Центрального региона Россий ской Федерации: Тез. Докладов 1 Региональной конференции. - Тула. 1998.

C. 79.

29. Бреннер В.А., Чуков А.Н., Пушкарев А.Е., Головин К.А., Доро феев C.B., Антонова Е.В. Некоторые методы получения высокоскоростны; гидроабразивных струй//Поиск, оценка и рациональное использование при родных ресурсов. Наука и практика и перспективы: Доклады и тезисы докла дов 2-ой Международной Конференции по проблемам экологии и безопасно ста жизнедеятельности. Тула-1998. - С. 141-142.

30. Пушкарев А.Е. Некоторые перспективные технологии резания ма-териалов//Поиск, оценка и рациональное использование природных ресурсов. Наука и практика и перспективы: Доклады и тезисы докладов 2-ой Международной Конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности. Тула- 1998.- С. 143.

31. Пушкарев А.Е., Головин К.А. Изменение эффективности гидроабразивной резки горных пород от природы применяемого абразива/ЯТоиск, оценка и рациональное использование природных ресурсов. Наука и практика и перспективы: Доклады и тезисы докладов 2-ой Международной Конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности. Тула - 1998. -С. 144-145.

32. V.A. Brenner, А.Е. Pushkarev, А.В. Zabin, К.А. Golovin "The Generalized Formula for Calculating the Depth of Hydro-Abrasive Jet Cutting." //Proceeding of the 5th Pacific Rim International Conference on Water Jet Technology. February 3-5, 1998. New Delhi, India. Allied Publishers Limited. -p. 261-265.

33. Пушкарев А.Е. Влияние давления высоконапорной воды на эффективность процесса гидроабразивного резания горных пород//Прикладные задачи механики и газодинамики: Сб. науч. трудов ТГУ. - Тула. 1997. - С. 154160.

34. Калюжный Г.В., Макаровец Н.А., Бреннер В.А., Пушкарев А.Е., Сладкое В.Ю., Чуков А.Н.. Обоснование рациональных параметров вымывания взрывчатых веществ из оболочек//Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов «Утилизация-98»: Тез. докладов III Международной научно-технической конференции. М.: «Вооружение. Политика. Конверсия». 1999. -С. 124-127.

35. Мерзляков В.Г., Гольдин Ю.А., Иванушкин И.В., Пушкарев А.Е. Перспективы и эффективность использования гидромеханических исполнительных органов в проходческих комбайнах избирательного действия '/Техника и,технология открытой и подземной разработки месторождений: Научные сообщения ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Скочинского, №310/98. Изд. ЖЦГП-ИГД им. А.А. Скочинского, г. Люберцы. 1998. - С. 160-170.

36. R. Fowell, Н. Louis, V.A. Brenner, N.S. Bulychev, N.N. Fotyeva, A..Y. Pushkarev. Optimization of Power Parameters of Hydro-Abrasive Cutting ]fechnology//H3BecTm Тульского государственного университета. Серия (Экология и безопасность жизнедеятельности», выпуск 5. Москва-Тула, 1999. С. 249-252.

37. A.Y. Pushkarev, К.А. Golovin, А.В. Zabin, Y.I. Yeruhimivich. Simula-ion of Hydro-Abrasive Cutting Process//Proceeding of the International Sympo-:ium on New Applications of Water Jet Technology. Oktober 19-21, 1999. Ishi-lomaki, Japan. Ishinomaki Senshu Universiti.- P. 421-425.

38. V. Brenner, R. Fowell, H. Louis, A. Pushkarev. Determination of the criterion of Rock Resistance to Hydro-Mechanical and Hydro-Abrasive Cut-ing//Proceeding of the International Symposium on New Applications of Water

Jet Technology. Oktober 19-21, 1999. Ishinomaki, Japan. Ishinomaki Senshu Uni-versiti.-P. 399-405.

39. Пушкарев A.E., Жабин А.Б., Головин К.A., Наумов Ю.Н. Разработка параметрического ряда источников воды высокого давления для водоструйных технологий// Физические проблемы взрывного разрушения массива горных пород. Сборник трудов международной конференции. М. 1999 Изд-во ИПКОН РАН. - С. 237-240.

40. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Антипов Ю.В. Особенности выбора оборудования для реализации технологии водоструйного бурения горных по-род//Материалы 2-ой Всероссийской конференции «Проблемы разработки месторождений минерального сырья Российской Федерации». 1-2 февраля 1999г./ Под. общ. ред. В.И. Сарычева; Тул. Гос. Ун-т. - Тула, изд. ТулГУ, 1999.-С. 61-62.

41. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Антипов Ю.В. Влияние гидравлических параметров водоструйного инструмента на эффективность процесса гидробурения горных пород//Материалы 2-й Всероссийской конференции «Проблемы разработки месторождений минерального сырья Российской Федерации». 1-2 февраля 1999г./ Под. общ. ред. В.И. Сарычева; Тул. Гос. Ун-т. -Тула, изд. ТулГУ, 1999. - С. 62-63.

42. Пушкарев А.Е., Головин К.А. Исследование влияния природы абразива на глубину щели при гидроабразивной резке горных пород//Известия Тульского Государственного университета. Серия: "Машиностроение". Выпуск 3, часть 2. Тула, 1998.-С. 163-166.

43. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Белкова В.В. Анализ существующих конструкций гидромультипликаторов для источников воды высокого давле-ния//Депонировано ВИНИТИ, M., 1999. - Спр. N 246-В99.

44. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Парыгина В.А., Антипов Ю.В. Анализ вариантов уплотнений для гидромультипликатора высокого давле-ния//Депонировано ВИНИТИ, M., 1999. - Спр. N 247-В99.

45. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Антипов Ю.В. К вопросу о создании источников воды высокого давления//Депонировано ВИНИТИ, М.,1999. - Спр. N 248-В99.

46. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Антипов Ю.В. Водоструйное сверление тонких отверстий в горных породах//Известия Тульского государственного университета. Серия: "Машиностроение". Выпуск 3, часть 2. Тула, 1998. -С. 163-166.

47. Пушкарев А.Е., Жабин А.Б., Головин К.А., Белкова В.В. Проблемы применения водоструйных технологий в промышленностиУ/Делонировано ВИНИТИ, M., 1999,-Спр. N 1598-В99.

48. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Антипов Ю.В. Влияние диаметра струеформирующей насадки на скорость водоструйного бурения горных по-род//Депонировано ВИНИТИ, М., 1999. - Cnp.N I600-B99.

49. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Антипов Ю.В. Влияние давления высоконапорной воды на скорость бурения скважины//Депонировано ВИНИТИ, М., 1999, Спр. N 1601-В99.

50. A.c. 1778291. СССР Е21С 35/22 Устройство для разрушения горных пород /Антипов В.В., Щеголевский М.М., Пушкарев А.Е. и др. (СССР). -Опубл. в Б.И. - 1992. - №44. - 87.

51. A.c. 1778292. СССР Е21С 35/22 Устройство для разрушения горных пород /Антипов В.В., Жабин А.Б., Пушкарев А.Е. и др. (СССР). - Опубл. в Б.И.-1992.-№44.-87.

52. Пат. РФ 1693925 Россия, МКИ 6Е21С 25/60. Гидромеханический рабочий орган горной машины и способ регулирования подачи жидкости /Антипов В.В., Браккер И.И., Пушкарев А.Е. (Россия). Приоритет 14.08. 1987 г., зарегистрирован 17.12.1992 г.

53. Пат. РФ 2058996 Россия, МКИ 6F15B 3/00. Преобразователь давления. /Антипов В.В., Браккер И.И., Пушкарев А.Е. и др. (Россия). - Регистр, и опубл. 10.05.1996 г.

54. Пат. РФ 2100598 Россия, МКИ 6Е21С 25/60. Горнопроходческая машина с гидромеханическим рабочим органом /Антипов В.В.,. Антипов Ю.В., Пушкарев А.Е. и др. (Россия). - Регистр, и опубл. 27.12.1997 г.

55. Пат. Украины 15693 Украина, МКИ Е21С 25/60. Пдромехашчный робочий орган ripHmi машшы та cnoi, регулгоровония робочо1 рщини /Антипов В.В., Браккер И.И., Пушкарев А.Е. и др. (Россия). Приоритет 14.08.1987 г., зарегистрирован 30.06.1997 г.

Подписано в печаль /«Р• ^/Формат бумат 60x84 1/16. Бумага типографская № 2 Офсегная печать. Усл. печ. л. Л/ {Г . Усл. кр.-отт. . Уч. изд. л. Л,

Тираж {СР экз. Заказ .

Тульский государственный университет. 300600, г. Тула, нр. Ленина, 92. Редакциоппо- издательский центр Тульского государственного университета. 30060«, г. Тула. ул. Болдина, 151

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Гидроструйные технологии

1.2. Гидроабразивное резание горных пород и других материалов и его практическое применение

1.3. Анализ результатов экспериментальных исследований резания горных пород и других материалов гидроабразивным способом

1.4. Анализ вариантов компоновки высоконапорного оборудования в конструкциях исполнительных органов горных машин

1.5. Анализ известных подходов к моделированию процесса формирования гидроабразивных струй

1.6. Анализ известных подходов к моделированию процесса гидроабразивного резания горных пород и других материалов

1.7. Цель и задачи исследований

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ГИДРОАБРАЗИВНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ

2.1. Метод математического описания процесса формирования гидроабразивной струи, получаемой по способу увлечения абразива

2.1.1. Постановка задачи

2.1.2. Основные допущения

2.1.3. Модель захвата воздушным потоком частиц абразива в 77 канале подвода абразива

2.1.4. Модель разгона водяной струей смеси воздуха и абразивных частиц в коллиматоре

2.2. Метод математического описания процесса резания горных пород гидроабразивной струей

2.2.1. Построение метода

2.2.2. Параметрический анализ уравнения для расчета эффективности процесса щелеобразования 94 Выводы

3. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Общие положения методики

3.2. Стендовая база и измерительная аппаратура

3.3. Характеристика пород и инструмента 116 Выводы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГИДРОАБРАЗИВНОГО РЕЗАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

4.1. Обоснование и выбор критерия оценки сопротивляемости горных пород разрушению гидроабразивными струями

4.2. Влияние крупности абразивных частиц и расстояния от среза коллиматора до поверхности разрушаемой горной породы на глубину прорезаемой щели

4.3. Исследование влияния геометрических и гидравлических параметров гидроабразивного инструмента на показатели процесса щелеобразования

4.3.1. Влияние диаметра коллиматора на глубину прорезаемой щели

4.3.2. Влияние гидравлических параметров инструмента на показатели процесса щелеобразования

4.4. Исследования влияния режимных параметров на показатели процесса гидроабразивного резания

4.4.1. Влияние скорости перемещения гидроабразивного инструмента на показатели процесса щелеобразования

4.4.2. Влияние массового расхода абразива и массового соотношения абразив-вода на глубину нарезаемой щели

4.5. Определение эмпирических параметров математической модели

4.5.1. Определение коэффициента эффективности передачи количества движения в гидроабразивном режущем инструменте Р

4.5.2. Определение коэффициентов обрабатываемости горных пород к и показателя степени а для учета потерь энергии гидроабразивной струи по глубине нарезаемой щели

4.5.3. Сопоставление экспериментальных и расчетных данных. Оценка адекватности математической модели

4.6. Теоретические исследования влияния основных параметров процесса гидроабразивного резания горных пород на показатели его эффективности

4.6.1. Исследование влияния давления воды

4.6.2. Исследование влияния массового расхода абразива

4.6.3. Исследование влияния диаметра струеформирующей насадки 246 Выводы

5. РАЗРАБОТКА МОДУЛЕЙ ВЫСОКОНАПОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

5.1. Разработка модуля преобразователя давления, встроенного в гидроабразивный инструмент

5.2. Разработка конструкции и работа модуля автономного преобразователя давления

5.3. Испытания преобразователей давления

5.4. Разработка параметрического и типоразмерного рядов источников воды высокого давления для гидроабразивного резания горных пород

Выводы

6. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ВАРИАНТОВ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ГИДРОСТРУЙНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

6.1. Перспективные гидроструйные технологии

6.2. Методика расчета геометрических и гидравлических параметров ГА инструмента, режимных параметров процесса ГА резания горных пород и энергетических характеристик ИВД

Гидроструйные технологии, основанные на использовании высоконапорных струй в качестве породоразрушающего инструмента являются на сегодняшний день одним из перспективных направлений развития техники и технологий разрушения горных пород [1 - 4]. Способность струй осуществлять работу по резанию даже крепких пород и материалов, высокая скорость резания при отсутствии на инструменте реакции забоя делают их привлекательными с точки зрения реализации в конструкциях породоразрушающих органов горных машин и для механизации вспомогательных работ [5 - 8]. В последнее время для проходки по крепким и абразивным породам было разработано несколько опытных конструкций технологических комплексов. В них, в отличие от традиционной, в таких условиях, технологии разрушения пород шарошками, которая характеризуется значительной удельной энергоемкостью, большими напорными усилиями и повышенным пылеобразованием, предлагается интенсифицировать процесс разрушения пород, например, за счет предварительного (опережающего) ослабления массива щелями. Межщелевые целики при этом, возможно разрушать различными скалывателями, а прорезать щели целесообразно гидроабразивным (ГА) инструментом [6, 9 - 14]. Это устройство реализует ГА способ резания пород, основанный на совместном воздействии на массив высоконапорных струй воды и абразивных частиц, находящихся внутри этих струй, и имеющий значительные преимущества перед другими известными способами нарезания щелей (механическими, термическими, лучевыми и др.) [15 - 18].

Если вопрос о закономерностях разрушения пород механическим инструментом носит самостоятельный характер и достаточно хорошо изучен [19 - 25], то процесс нарезания в горных породах щелей гидроабразивным инструментом почти не исследован. Это, в частности, связано с тем, что ГА струи являются трехфазными (жидкость - твердые частицы - воздух), а физические процессы, сопровождающие их формирование и определяющие их свойства, намного сложнее, чем в случае простых водяных высоконапорных струй, которые на сегодняшний день достаточно хорошо изучены [26 - 49]. Наряду с параметрами воды и геометрией струеформирующей насадки существенное влияние на процесс формирования гидроабразивных струй оказывают характеристики абразива, а также геометрические параметры инструмента.

В силу своей новизны, работ, посвященных резанию горных пород ГА струями, насчитывается буквально единицы, а существующие подходы к определению показателей и рациональных параметров процесса разработаны в основном не для резания пород и поэтому не могут в имеющемся виде быть использованы при проектировании горных машин.

Кроме того, традиционная схема компоновки высоконапорного оборудования, состоящего из источника высокого давления (ИВД) и коммуникаций, посредством которых осуществляется подача высоконапорной воды к технологическому инструменту, затруднена в условиях шахты, так как наличие протяженных магистралей высокого давления (рукавов) повышает опасность для персонала, снижает надежность и, вследствие значительных гидравлических потерь по длине требует завышения приводной мощности, что осложняет подбор оборудования и увеличивает эксплуатационные затраты.

Вместе с тем, нами в качестве варианта компоновки оборудования для некоторых видов гидроструйных технологий (гидромеханическое разрушение горных пород и водоструйное бурение) предложены конструкции технологического инструмента с встроенным в него модулем ПД. Такая схема имеет значительные преимущества по сравнению с традиционной, обусловленные максимальным приближением ПД к потребителю высоконапорной воды - технологическому инструменту, что сводит гидравлические потери к минимуму и позволяет принимать рабочие параметры инструмента в качестве выходных параметров ПД [50 - 56]. Однако отсутствие научно обоснованных рекомендаций по выбору конструктивного исполнения и характеристик модулей ПД для ГА инструмента, обеспечивающих рациональные параметры техпроцесса и наиболее полно использующих технические возможности оборудования, сдерживает использование такой схемы компоновки в технологии ГА резания.

Кроме того, осуществление мероприятий по обоснованному сокращению номенклатуры существующих ИВД предопределяет необходимость создания универсального оборудования, а также разработку параметрических и типоразмерных рядов ИВД

Таким образом, все это вызывает необходимость проведения широких комплексных теоретических и экспериментальных исследований, направленных на создание научных основ резания горных пород ГА инструментом и разработку модулей высоконапорного оборудования, и определяет актуальность работы.

Работа выполнялась в рамках основного направления "Новые способы разрушения горных пород, технологии проведения горных выработок и бурения скважин" государственной научно-технической программы России "Прогрессивные технологии комплексного освоения топливно-энергетических ресурсов недр России" (ГНТПР "Недра России") совместно с ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского и фирмой "НИТЕП" (шифр темы 0143060000), а также в рамках международных грантов Американского фонда гражданских исследований и развития - СКОБ (проект Б1Е2-128) и Европейского фонда ЮТА8 (проект ШТАБ 93-3525-ехт).

Цель работы состоит в установлении закономерностей процесса резания горных пород ГА инструментом для выбора и обоснования его рациональных параметров, а также в разработке агрегатированных с исполнительными органами и универсальных модулей высоконапорного оборудования, обеспечивающих расширение области эффективного применения горных машин для проведения выработок и механизации вспомогательных работ.

Идея работы заключается в кинематическом и конструктивном объединении ГА режущего инструмента с модулем ПД, что позволяет эффективно использовать гидравлическую мощность высоконапорного оборудования, и на основе выявленных закономерностей взаимодействия ГА инструмента с массивом обосновать параметры универсальных ИВД, обеспечивающих возможность эффективной реализации гидроструйных технологий.

Метод исследования - комплексный, включающий научный анализ и обобщение опыта эксплуатации высоконапорного оборудования и результатов работ по ГА резанию пород; теоретические исследования на базе моделирования процессов формирования ГА струй и их воздействия на массив; экспериментальные исследования процессов ГА резания пород ГА инструментом с использованием универсальных модулей высоконапорного оборудования в стендовых и промышленных условиях; анализ и обработку экспериментальных данных с применением методов теории вероятности и математической статистики, сопоставление экспериментальных и расчетных данных.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Разработан метод математического описания процесса формирования ГА струи, получаемой по способу увлечения абразива, позволяющий раскрыть механизм ее формирования путем выявления закономерностей движения частиц абразива, воздуха и высоконапорной воды в смесительной камере и коллиматоре инструмента, основывающихся на представлении движения воздуха с абразивом в подающем канале как течения двухфазной жидкости и разгона смеси воздуха и абразивных частиц в коллиматоре как течения двух параллельных осесимметричных потоков (водяной струи и смеси воздуха с абразивными частицами), взаимодействие которых обусловлено силами трения, пропорциональными разности скоростей потоков. Решение уравнений гидродинамики, описывающих указанные течения, позволяет связать характеристики ГА струи с параметрами струеформирующей насадки.

2. Разработан основанный на энергетическом принципе метод математического описания процесса резания горных пород ГА струей, учитывающий наряду с геометрическими и гидравлическими параметрами инструмента, режимными параметрами процесса также и сопротивляемость горных пород ГА разрушению, эффективность передачи количества движения в режущем инструменте и диссипацию энергии ГА струи в нарезаемой щели и позволяющий осуществлять обоснованное прогнозирование и целенаправленное регулирование производительности и тем самым эффективную эксплуатацию ГА резаков.

3. Установлены закономерности процесса щелеобразования с учетом геометрических, гидравлических и режимных параметров инструмента, крупности абразивных частиц и прочности пород, обеспечивающие обоснование показателей работы ГА резаков.

4. На основании исследования взаимосвязи прочностных свойств пород, геометрических, гидравлических и режимных параметров инструмента с показателями процесса щелеобразования выявлены области минимальных удельных энергозатрат и максимальных скоростей приращения боковой поверхности щели, что позволило установить закономерности изменения рациональных давлений воды и скоростей перемещения для ГА резаков.

5. Предложен способ учета эффективности передачи количества движения от высокоскоростного потока воды к потоку абразивных частиц в режущем инструменте, благодаря чему разработанная математическая модель процесса резания горных пород ГА струей может быть применена для оценки показателей работы ГА резаков, отличающихся как по конструктивному оформлению, так и по размерам.

6. Установлено, что существует оптимальное соотношение между массовым расходом абразива и массовым расходом воды, которое является индивидуальным характеристическим параметром конкретного режущего инструмента и соблюдение которого при заданных давлении воды и скорости перемещения инструмента обеспечивает получение максимальной глубины нарезания щели и минимальной удельной энергоемкости процесса щелеобразования.

7. Предложено для оценки сопротивляемости породного массива ГА разрушению использовать коэффициент обрабатываемости горной породы, который зависит от ее прочностных свойств, но не зависит от конструктивного оформления и размеров режущего инструмента.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректностью постановки задач; представительным объемом экспериментальных данных, полученных в стендовых условиях с применением современных средств измерений и методов исследований; корректным применением методов теории вероятности и математической статистики при обработке и анализе экспериментальных данных; устойчивостью корреляционных связей установленных зависимостей (значения индексов корреляции находятся в пределах 0,80 - 0,99); удовлетворительной сходимостью расчетных данных с результатами экспериментов (отклонение не превышает 22,4 %); опытом использования методики расчета высоконапорного оборудования для ГА резания горных пород, реализованной в виде программного обеспечения, в проектных и научных организациях.

Практическое значение работы:

- получена расчетная зависимость для определения глубины нарезаемой щели, учитывающая геометрические и гидравлические параметры режущего инструмента, режимные параметры процесса и прочностные свойства обрабатываемого породного массива;

- получена расчетная зависимость коэффициента обрабатываемости горных пород ГА струей от предела прочности пород на одноосное сжатие, что позволяет производить расчет параметров и показателей процесса ГА разрушения для различных горно-геологических условий;

- разработана конструкция экспериментального стенда, обеспечивающего исследование процесса разрушения пород гидроструйным инструментом в широком диапазоне изменения режимных и гидравлических параметров;

- предложена конструкция ГА инструмента с встроенным в него модулем ПД для исполнительных органов, способствующая повышению технического уровня горных машин;

- установлены рациональные соотношения геометрических параметров инструмента, получены расчетные зависимости для определения рациональных давлений воды и скоростей перемещения ГА инструмента, обеспечивающих минимум удельных энергозатрат и максимальную производительность процесса нарезания щелей в горных породах, позволившие обосновать показатели работы ГА резаков для задания параметров, встроенных модулей ПД;

- предложена оригинальная компоновка и конструктивное решение, а также экспериментально установлена эффективность универсального модуля ПД на базе гидромультипликаторов, позволяющего реализовать различные гидроструйные технологии разрушения пород;

- разработаны параметрический и типоразмерный ряды универсальных ИВД, для реализации гидроструйных технологий;

- разработана и реализована на персональном компьютере "Методика расчета геометрических и гидравлических параметров ГА инструмента, режимных параметров процесса ГА резания горных пород и энергетических характеристик ИВД".

Реализация результатов работы.

Результаты исследований, изложенные в диссертации, включены в 11 научных отчетов по хоздоговорным и госбюджетным темам, выполненным на основании заказов от ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского, института «ЦНИИПодземмаш», Компании «Росуголь», Научно-технической горной ассоциации, международных грантов Американского фонда гражданских исследований и развития - CRDF и Европейского фонда INTAS. Материалы диссертационной работы в виде рекомендаций и методик расчета переданы ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского и фирме «НИТЕП» и использованы при разработке и создании экспериментальных и опытных образцов высоконапорного оборудования и гидроабразивного режущего инструмента.

Опытные образцы источников воды высокого давления на базе преобразователей давления ПД прошли промышленные испытания и приняты к производству Скуратовским экспериментальным заводом. Ими оснащены стенды для исследования гидроструйных технологий ННЦ ГП -ИГД им. A.A. Скочинского и фирмы «НИТЕП», а также опытно-промышленная установка для расснаряжения подлежащих утилизации боеприпасов эксплуатируемая совместно с ГНПП «СПЛАВ».

Результаты работы использованы ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского и фирмой «НИТЕП» при создании гидромеханических исполнительных органов с встроенным ПД для проходческих комбайнов 1ГПКС, 2ПК-ЗР и КП-25, универсальной системы высоконапорного

13 орошения для проходческих комбайнов СВОК, а также водоструйных бурильных машин ДВС.

Пакет расчетных программ по математическому моделированию процесса резания массива ГА струями и "Методика расчета геометрических и гидравлических параметров ГА инструмента, режимных параметров процесса ГА резания горных пород и энергетических характеристик ИВД", а также все конструктивные решения и рекомендации в полном объеме используются фирмой «НИТЕП» при создании ИВД и ГА инструмента для реализации ГА резания при проходке выработок и обработке поделочного камня.

Результаты исследований внедрены в учебные курсы «Проектирование и конструирование горных машин и комплексов», «Горные машины и комплексы» для студентов ТулГУ, обучающихся по специальности 170100 «Горные машины и оборудование». Пакеты прикладных программ используются при курсовом и дипломном проектировании.

Основные выводы, научные и практические результаты работы сводятся к следующему.

1. Разработана математическая модель процесса резания горных пород ГА инструментом, позволяющая раскрыть механизм формирования ГА струи получаемой по способу увлечения абразива на основе выявленных закономерностей движения частиц абразива, воздуха и высоконапорной воды в смесительной камере и коллиматоре инструмента и механизм щелеобразования, базирующийся на энергетическом принципе, а также установить зависимость глубины нарезаемой щели от геометрических и гидравлических параметров инструмента, режимных параметров процесса и прочностных характеристик обрабатываемой породы.

2. Выявлено, что при повышении крупности абразивных частиц от 0,05 до 0,5 мм глубина щели вначале возрастает, а затем уменьшается. Определено, что при крупности абразивных частиц 0,14 - 0,16 мм глубина щели является максимальной.

3. Установлено, что при разрушении породного массива ГА струями между глубиной щели и временным сопротивлением пород на одноосное сжатие существует корреляционная связь (индекс корреляции составляет 0,99). Получена зависимость, отражающая связь глубины щели с показателем (Тсж. На основании всей совокупности проанализированных данных в качестве критерия оценки сопротивляемости горных пород разрушению ГА струями предложено использовать коэффициент обрабатываемости, который зависит от прочностных свойств породы, но не зависит от конструктивного оформления и размеров ГА режущего инструмента. Получена зависимость, устанавливающая взаимосвязь между коэффициентом обрабатываемости горной породы и ее временным сопротивлением одноосное сжатие (асж), что позволяет использовать разработанную математическую модель для расчета показателей процесса нарезания щелей ГА инструментом для различных горно-геологических условий.

4. Показано, что с увеличением длины коллиматора глубина щели возрастает. Установлено рациональное соотношение диаметров коллиматора и струеформирующей насадки равное 9 и определено рациональное расстояние между срезом коллиматора и поверхностью породы составляющее 4-6 мм, которые соответствуют максимальной глубине щели.

5. Установлено, что давление воды и диаметр струеформирующей насадки оказывают существенное влияние на процесс щелеобразования. При увеличении давления воды от 20 до 200 МПа при разрушении мрамора глубина щели возрастает в 20 - 40 раз, а при разрушении гранита и известняка повышение давления с 75 до 200 МПа приводит к увеличению глубины щели в 4 - 5 раз. Изменение диаметра струеформирующей насадки от 0,4 до 0,8 мм вызывает рост глубины щели в среднем в 2 - 2,5 раза. На основании взаимосвязи давления воды, скорости перемещения ГА инструмента и прочности пород с показателями процесса щелеобразования выявлены области минимальных удельных энергозатрат, определяющие рациональные значения давления воды. При этом обнаружено, что с увеличением прочности пород рациональное давление воды снижается, а с повышением скорости - увеличивается. Получена расчетная формула для определения рациональных давлений воды применительно к различным условиям работы ГА инструмента.

6. При сопоставлении скорости перемещения ГА инструмента, давления воды и прочности пород с показателями процесса щелеобразования определены области максимальных скоростей приращения боковой поверхности щели, соответствующие рациональным значениям скорости подачи. При этом выявлено, что с увеличением давления воды рациональная скорость перемещения инструмента увеличивается, а с повышением прочности пород - уменьшается. Предложена расчетная формула для определения рациональных скоростей перемещения ГА инструмента для различных условий.

7. Установлено, что существует оптимальное соотношение между массовым расходом абразива и массовым расходом воды , которое является индивидуальным характеристическим параметром конкретного ГА режущего инструмента и соблюдение которого при заданных давлении воды Ро и скорости перемещения инструмента Уп обеспечивает получение максимальной глубины нарезаемой щели и минимальной удельной энергоемкости процесса щелеобразования. При этом показано, что давление воды не оказывает существенного влияния на величину оптимального соотношения

8. Предложен способ учета эффективности передачи количества движения от высокоскоростного потока воды к потоку абразивных частиц в режущем инструменте при помощи соответствующего коэффициента (3, который так же, как и оптимальное массовое соотношение /(,)„, зависит от конкретного конструктивного оформления, основных геометрических характеристик и качества изготовления конкретного режущего инструмента и не зависит от давления воды Ро» При этом выявлено, что численное значение коэффициента ¡3 для исследованного инструмента составляет 0,206.

9. Установлено, что для снижения удельной энергоемкости процесса резания горных пород целесообразно использовать струеформирующие насадки малого диаметра do и осуществлять работу режущего инструмента при технологически максимально возможном давлении воды Р0 и оптимальном массовом соотношении Qa / Qn.

10. Разработан новый вариант агрегатированного ГА инструмента с встроенным в него модулем ПД для исполнительных органов горных машин, позволяющий свести до минимума потери гидравлической мощности в магистралях подвода воды к инструменту, повысить надежность и безопасность эксплуатации высоконапорного оборудования. Кроме того, разработана конструкция универсального ИВД с автономным ПД для реализации гидроструйных технологий как при проведении выработок, так и при механизации вспомогательных работ в различных условиях.

11. Разработан параметрический ИВД, обеспечивающих реализацию необходимых гидравлических параметров в широком диапазоне и позволяющих создавать рациональные модульные конструкции высоконапорного оборудования для различных гидроструйных технологий.

12. Разработана "Методика расчета геометрических и гидравлических параметров ГА инструмента, режимных параметров процесса ГА резания горных пород и энергетических характеристик ИВД". Показано, что при оснащении исполнительного органа проходческого комбайна агрегатированным ГА инструментом с встроенным в него модулем ПД позволяет применять такую технику для проходки выработок малого диаметра по породам с пределом прочности на одноосное сжатие до 80 МПа.

13. Опытные образцы автономных ИВД на базе модулей преобразователей давления ПД прошли промышленные испытания и приняты к производству Скуратовским экспериментальным заводом. Ими оснащены стенды для исследования гидроструйных технологий ННЦ ГП -ИГД им. A.A. Скочинского и фирмы «НИТЕП», а также опытно-промышленная установка для расснаряжения подлежащих утилизации

307 боеприпасов эксплуатируемая совместно с ГНПП «СПЛАВ». Результаты исследований в виде рекомендаций и методик расчета использованы научными и проектными организациями при разработке и создании экспериментальных и опытных образцов высоконапорного оборудования и ГА режущего инструмента. Конструктивные решения и рекомендации использованы ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского и фирмой «НИТЕП» при создании гидромеханических исполнительных органов с встроенным в режущую коронку ПД для проходческих комбайнов 1ГПКС, 2ПК-ЗР и КП-25, универсальной системы высоконапорного орошения для проходческих комбайнов СВОК, а также водоструйных бурильных машин ДВС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная диссертация является научным квалификационным трудом, в котором, на основании выполненных автором теоретических и экспериментальных исследований, решена актуальная проблема создания научных основ резания горных пород ГА инструментом, а также разработки агрегатированных с исполнительными органами и универсальных модулей высоконапорного оборудования, использование которых в конструкциях горных машин с учетом выявленных закономерностей процесса нарезания щелей, при рациональных параметрах процесса, обеспечивает повышение эффективности проведения выработок по породам, механизации вспомогательных работ, а также расширение области применения гидроструйных технологии, что имеет важное значение для народного хозяйства страны.

1. Никонов Г.П., Кузьмич И.А., Гольдин Ю.А. Разрушение горных пород струями воды высокого давления. - М., "Недра" 1986. - С. 143.

2. М. Hashish. The waterjet as a tool//l 4th International Conference on Jetting Technology. Brugge, Belgium, 21-23 September. BHR Group Conference Series. Publication No. 32. 1998. Pp. Ixx-3.

3. Бреннер В.А., Пушкарев A.E., Жабин А.Б., Антипов В.В., Щеголевский М.М. О развитии водоструйной технологии//Технология и механизация горных работ. Юбилейный сборник посвященный 70 летию В.А. Бреннера. М., 1998. - С. 17 - 24.

4. David A. Summers. Waterjetting Technology. Printed in Great Britain by the Alden Press, Oxford. 1995. P. 882.

5. Мерзляков В.Г., Бафталовский В.Е., Кузмич H.A. Механизация вспомогательных работ с применением технологии гидроабразивного резания/ЛГорный вестник. М, 1998, №5. - С. 25 - 29.

6. Кариман С.А. Создание высокопроизводительной гидрорезной технологии и оборудования для разработки мощных крутых пластов//Уголь. М., 1999, №7.-С. 59-61.

7. Коняшин Ю.Г., Мещеряков В.Д. О влиянии свойств горных пород на показатели статического скалывания межщелевых целиков//Научн. сообщ./ИГД им. А.А.Скочинского. М, 1972. - Вып. 100.- С. 77-86.

8. Загорский С.А., Петров Н.Н. О характере разрушения межщелевых целиков дисковыми шарошками//Совершенствование горно-подготовителиных работ; Научн. сообщ./ИГД им. А.А.Скочинского. М., 1985.-Вып. 241,-С. 42-45.

9. Heron, М., Saunders, P., An advanced System for Rock Tunnelling, 6 th American Water Jet Conference August 24 27, Houston, Texas. Pp. 63 - 70.

10. Бреннер В.А., Пушкарев А.Е., Головин К.А. Исследование гидроабразивного разрушения горных пород/УЭкология и безопасность жизнедеятельности/Известия Тульского государственного университета. Выпуск 3. Тула, 1997,- С. 94 - 97.

11. Louis, Т.J., Fluid Jet Tehnology Fundamentals and Applications, 5th American Waterjet Conference, Toronto, Canada, August, 1989, pp. 145 168.

12. Hashish, M., Data Trends in Abrasive Waterjet Machining, SME Automated Waterjet Cutting Processes, Southfield, MI, May, 1989. Pp. 64 68.

13. Леванковский И.А. Разработка методов расчета нагруженности и износостойкости лобовых дисковых шарошек проходческих комбайнов. Автореф. канд. дис. М., 1983. 16 с.

14. Безгубов А.П. Установление рациональных параметров процесса разрушения горных пород дисковыми шарошками в уступном забое. Автореф. канд. дис. М., 1982. 16 с.

15. Трубицин Е.Д. Изыскание способов интенсификации процесса разрушения горных пород штыревыми шарошками применительно к работе проходческих комбайнов. Автореф. канд. дис. М., 1982. 15 с.

16. Петров H.H. Установление нагрузок на дисковой шарошке при разрушении породного массва, ослабленного щелями. Автореф. дис. канд.техн.наук. М., 1992. - 13 с.

17. Захаров Ю.Н. Физико-технические основы высокочастотного контактного способа разрушения горных пород. Автореф. докт. дис. М., 1993. 35 с.

18. Верещагин Л.Д. Высокие давления в технике будущего. М., ОНТИ,1950.

19. Захаров Ю.Н., Кузнецов Г.И., Ухачев A.B. Источники концентрированной энергии в горном деле//Разработка месторождений полезных ископаемых (Итоги науки и техники).- М., 1976.- С. 51 66.

20. Кузьмич И.А., Гарбуз Г.Д., Кузнецов Г.И. Разрушение твердых тел высоскоростными жидкостными струями//Разработка месторождений полезных ископаемых (Итоги науки и техники).- М., 1981. С. 71 - 84.

21. Коняшин Ю.Г., Захаров Ю.Н. Новые направления в разрушении горных пород. В кн.: Технология разработки месторождений твердых полезных ископаемых: Итоги науки и техники, т. 11. -М.: ВИНИТИ, 1973. -320 с.

22. Коняшин Ю.Г. Определение необходимых параметров струй воды, формируемых одиночными насадками, оснащающими гидромеханический исполнительный орган проходческого комбайна//Научн. сообщ./ИГД им. А.А.Скочинского. М., 1975. - Вып. 126,- С. 38-44.

23. Summers, D.A., et al., Recommend Practices for the Use of Manually Operated High Pressure Water Jetting Equipment, Water Jet Technology Association, St. Louis, Mo, 1994.

24. Jarvis Clark, Full Trackless Service, a product brochure 5M-4-84, Jarvis Clark Co., 4445 Fairview Street, Burlington, Ontario, Canada L7R 3YB.

25. Jarvis Clark, JB2-H 2 boom Waterjet Roofbolter, product brochure from Jarvis Clark Co., 4445 Fairview Street, Burlington, Ontario, Canada L7R 3YB.

26. A.Y. Pushkarev, К.A. Golovin, А.В. Zabin, Y.I. Yeruhimivich. Simulation of Hydro-Abrasive Cutting Process//Proceeding of the International

27. Louis, T.J., Fluid Jet Tehnology Fundamentals and Applications, 5th American Waterjet Conference, Toronto, Canada, August, 1989, pp. 145 168.

28. Шавловский С.С. Основы динамики струй при разрушении горного массива. М., "Наука". 1979. 166 с.

29. Никонов Г.П., Шавловский С.С., Хныкин В.Ф. Теоретические и экспериментальные исследования процесса движения и распада водяной струи. M., ИГД им. А.А.Скочинского, 1963. 53 с.

30. Зеленин А.Н., Веселов Г.М., Коняшин Ю.Г. Закономерность разрушения горных пород струей воды при давлении до 2000 ат.- В кн.: вопросы горного дела. М., Углетехиздат, 1958.- С. 112-122.

31. Шавловский С.С. Гидродинамика тонких струй воды высокого давления и условия их формирования. В кн.: Науч. сообщ., ИГД им. А.А.Скочинского, вып. 101. М., 1972. - С. 3 - 12.

32. Шавловский С.С., Бафталовский В.Е. Разрушение угольного пласта с помощью высоконапорных струй воды. Технология добычи угля подземным способом, 1972, N 6, с. 29 - 30.

33. Никонов Г.П., Кузмич И.А., Ищук И.Г., Гольдин Ю.А. Научные основы гидравлического разрушения угля. М., "Наука", 1973. 147 с.

34. Шавловский С.С. Оптимальные параметры разрушения угля гидравлическими струями. Науч. сообщ. ИГД им. А.А.Скочинского, вып. 110. М., 1973.-С. 17-23.

35. Шавловский С.С. Аналитические исследования параметров разрушения угольного массива гидромониторными струями. Научи, сообщ. ИГД им. А.А.Скочинского, вып. 134. М., 1975. - С. 40 - 46.

36. Бреннер В.А., Жабин А.Б., Катагаров H.H., Пушкарев А.Е., Антипов В.В., Антипов Ю.В., Мерзляков В.Г., Гольдин Ю.А. Гидромеханический способ разрушения горных пород//Горный вестник/ 1996,- N3. С.45-47.

37. Антипов В.В., Пушкарев А.Е. Источник высоконапорной жидкости для гидромеханических исполнительных органов горных машин//Механизация горн, работ на угольных шахтах: Сб.научн. работ /ТулПИ-Тула,- -1991.- С. 132-139.

38. Пат. РФ 2058996 Россия, МКИ 6F15B 3/00. Преобразователь давления. /Антипов В.В., Браккер И.И., Пушкарев А.Е. и др. (Россия). -Регистр, и опубл. 10.05.1996 г.

39. Пат. РФ 1693925 Россия, МКИ 6Е21С 25/60. Гидромеханический рабочий орган горной машины и способ регулирования подачи жидкости /Антипов В.В., Браккер И.И., Пушкарев А.Е. (Россия). Приоритет 14.08. 1987 г., зарегистрирован 17.12.1992 г.

40. Пат. РФ 2100598 Россия, МКИ 6Е21С 25/60. Горнопроходческая машина с гидромеханическим рабочим органом /Антипов В.В.,. Антипов Ю.В., Пушкарев А.Е. и др. (Россия). Регистр, и опубл. 27.12.1997 г.

41. Пат. Украины 15693 Украина, МКИ Е21С 25/60. Пдромехашчный робочий орган npHiHoi машины та cnoi, регулюровония робочо1 рщини /Антипов В.В., Браккер И.И., Пушкарев А.Е. и др. (Россия). Приоритет 14.08.1987 г., зарегистрирован 30.06.1997 г.

42. Р.А. Тихомиров, B.C. Гуенко. Гидрорезание неметаллических материалов. Киев."Техника". 1984. 149 с.

43. Жабин А.Б. Разрушение крепких горных пород гидромеханическими ризцами проходческих комбайнов. Дис. . докт. техн. наук,- Тула, 1995. 456 с.

44. Пушкарев А.Е. Влияние давления высоконапорной воды на эффективность процесса гидроабразивного резания горных пород//Прикладные задачи механики и газодинамики: Сб. науч. трудов ТГУ. -Тула. 1997. С. 154-160.

45. Антипов Ю.В. Обоснование параметров машины с встроенным преобразователем давления для водоструйного бурения горных пород. -Дис. . канд. техн. наук,- Тула, 1999. 183 с.

46. Hashish, М., Loscutoff, М. V., and Reich, P., Cutting with Abrasive Waterjets, 2nd U. S. Water Jet Conference, Rolla, Missouri, U. S. A., 1983, pp. 391 405.

47. Saunders, D. H., A Safe Method of Cutting Steel and Rock, 6th International Symposium on Jet Cutting Technology, (Surrey: 1982) Cranfield, U. K., BHRA Fluid Engineering, 1982, paper K5, pp. 503 518.

48. Yie, G. G., Cutting Hard Materials with Abrasive Entrained Waterjet a Progress Report, 7th International Symposium on Jet Cutting Technology (Ottawa: 1984), Cranfield, U. K., BHRA, The Fluid Engineering Centre, 1984, paper PI, pp. 481 -492.

49. Savanick, G. A., and Krawza, W. G., An Abrasive Water Jet Rock Drill, 4th U. S. Water Jet Conference, Berkely, CA, August, 1987, pp. 129 132.

50. Yie, G. G., Cutting Hard Rock with Abrasive Entrained Waterjet at Moderate Pressures, 2nd U. S. Water Jet Conference (Rolla: 1983), Rolla, Missouri, U. S. A., 1983, pp. 407 - 422.

51. Пушкарев А. Е., Головин К. А., Ерухимович Ю. Э. Влияние давления высоконапорной воды на эффективность гидроабразивного резания горных пород/ЛГульский государственный университет, Тула, 1997. - 13 е.: ил. деп. в ВИНИТИ, 24.02.97. Спр. № 592 - В97.

52. BHRA. 1982. Proceedings of the International Simposia on Jet Cutting Technology, Cranfield, Bedford, England.

53. Yie, G.G., Cutting Hard Materials With Abrasive-entrained Waterjet A Progress Report, 7th International Conference on Jet Cutting Technology, Ottawa, Canada, June, 1984, pp. 481 - 493.

54. ATBC. 1983-1991. Proceedings of the American (U.S) Water Jet Conferences, Water Jet Technology Association, Suite 918, 818 Olive Street, St. Louis, MO 63101-1598, USA.

55. Hashish M. Development of Abrasive Waterjet Technology Water Jets. 6th American WaterJet Conference, 1991. pp. 44 58.

56. Wang, F.D. Editor, 1987. Proceedings of the International Water Jet Symposium, Beijing, China. 1987. pp. 77 79.

57. Mazurkiewicz, M., and G. Galecki. 1993. Energy Consumed for Hydro-Abrasive Jet Formation, Int. J. of Water Jet Technology, V. 1, pp. 43-50.

58. Кариман С.А. Гидрорезная установка для очистных забоев ГРОЗ-1 //Уголь. М, 1999, №4. С.35 - 38.

59. Кариман С.А. Гидрорезная очитная машина ГРОМ 1//Уголь. М, 1999, №5.-С.30 - 33.

60. Кариман С.А. Технология разработки пологого пласта с возведением транспортной выработки вслед за лавой//Уголь. М., 1999. №9. -С. 41-51.

61. Hashish, M., Abrasive Jets, Section 4, in Fluid Jet Technology, Fundamentals and Applications, Waterjet Technology Association, St. Louis, MO, 1991.

62. Fairhust, R. M., Heron, R. A., and Saunders, D. H., DIAJET A New Abrasive Water Jet Cutting Techique, Proceedings of the 8th International Symposium on Jet Cutting Technology, Durham, England, BHRA, 1986.

63. Разрушение горных пород комбинированными исполнительными органами/ Ю.Л. Худин, Л.Д. Маркман, Ж.П. Вареха, П.М. Цой. М.: «Недра», - 1978.-224 с.

64. Кичигин А.Ф., Игнатов С.Н., Климов Ю.И., Ярема В.Д. Алмазный инструмент для разрушения крепких горных пород. М.: «Недра», 1980. -159 с.

65. Игнатов С.Н. Научные основы выбора и обоснования параметров алмазного инструмента исполнительных органов породоразрушающих машин. Автореф. дис. на соискание учен, степени докт. техн. наук. Караганда 1993 г. 48 с.

66. Carlson, L. D., and Huntey, D. Т., The Advantages of High Energy Beam Processing Over Conventional Methods, paper MS89 810, Non-Traditional Machining Conference, Orlando, FL., October, 1989.

67. Hashish, M., Reichman, Т., Cheung, J., and Nelson, Т., Development of a Waterjet Assisted Cable Plow, 1st U. S. Water Jet Symposium, Golden, CO., April, 1981, pp. IV- 1.1 -IV- 1.15.

68. Vijay M.M. Combustion and Fluids Engineering. National Research Council of Canada, Ottawa, Ontario, Canada, 1994. KLA OR6. Pp. 1 - 8.

69. Мерзляков В.Г. Обоснование параметров взаимодействия механогидравлического инструмента режущего типа с массивом для эффективного разрушения крепких горных пород. Дис. . канд. техн. наук. -М., 1988,- 159 с.

70. Барон JL И., Коняшин Ю.Г. Об эффективности комбинированных методов механического разрушения горных пород проходческими комбайнами//Научн. сообщ./ИГД им. А.А. Скочинского. М., 1975. - вып. 96. - С. 24-28.

71. Коняшин Ю. Г. О выборе размеров породных целиков для комбинированных щелевых схем разрушения забоя исполнительными органами проходческих машин//Научн. сообщ. /ИГД им. А.А. Скочинского. -М., 1982. вып. 207. - С. 37-43.

72. Jves, L. К., and Ruff, A. W., Wear, Vol. 46, 1978, pp. 149 162.

73. Hutchings, J. M., Winter, R. E., and Field, J.E., Solid Particle Erosion of Metals; The Removal of Surface Material by Projectiles, Proceedings of the Royal Society, London, vol. A348, 1976, pp. 379 392.

74. Faber, K., and Oweinah, H., Influence of Process Parameters on Blasting Performance with the Abrasive Jet, paper 25, 10th International Symposium on Jet Cutting Technology, Amsterdam, October, 1990, pp. 365 384.

75. Evans, A. G., and Wilshaw, T. R. Quasi-Static Solid Particle Damage in Brittle Solids 1. Observations, Analysis and Implications, Acta Metallurgica, Vol. 24, pp. 939 - 956.

76. Sheldon, G. L., and Finnie, I., The Mechanism of Material Removal in the Erosive Cutting of Brittle Material, J. Eng. Ind., November, 1966, pp. 393 -400.

77. Anon, High Pressure Water Jet Systems Part 2, No. 4, June, 1993, pp. 20-23.

78. Griffits, J. J., Abrasive Injection in the United Kingdom, 2nd U.S. Waterjet Conference, Rolla, MO, May, 1983, pp. 423 432.

79. Harris, I. D., Abrasive Water Jet Cutting and its Applications at the Welding Institute, Welding Institute Research Bulletin, vol.19, February, 1988, pp.42 49.

80. Summers, D. A., and Yao, Jianchi, First Steps in Developing an Abrasive Jet Drill, 8th Annual Workshop, Generic Mineral Technology Center, Mine Systems Design and Ground Control, Reno, Nevada, November, 1990.

81. Гидрорезание судостроительных материалов. P. А. Тихомиров, В. Ф. Бабанин, Е. Н. Петухов, И. Д. Стариков, В. А. Ковжеев. Л.: Судостроение, 1987, 164 с.

82. Hutchings, J. М., Winter, R. Е., and Field, J.E., Solid Particle Erosion of Metals; The Removal of Surface Material by Projectiles, Proceedings of the Royal Society, London, vol. A348, 1976, pp. 379 392.

83. Evans, A. G., and Wilshaw, T. R. Quasi-Static Solid Particle Damage in Brittle Solids 1. Observations, Analysis and Implications, Acta Metallurgica, Vol. 24, pp. 939 - 956.

84. Sheldon, G. L., and Finnie, I., The Mechanism of Material Removal in the Erosive Cutting of Brittle Material, J. Eng. Ind., November, 1966, pp. 393 -400.

85. Yazici, Sina, Abrasive Jet Cutting and Drilling Rock, Ph.D. Dissertation in Mining Engineering, University of Missouri Rolla, Rolla, Missouri, 1989, 203p.

86. Chalmers E.J. Effect of Parameter Selection on Abrasive Waterjet Performance, 6th American Water Jet Conference, Houston, Texas, August, 1991, pp. 345 354.

87. Laurinat, A., Louis, H., Meier Wiechert, G., A Model for Milling with Abrasive Water Jets, 7th American Water Jet Conference, Seattle, Washington, August, 1993, pp. 119-139.

88. Isobe, Т., Yoshida, H., and Nishi, К., Distribution of Abrasive Particles in Abrasive Water Jet and Acceleration Mechanism, 9th International Symposium on Jet Cutting Technology, Sendai, Japan, October, 1988, pp. 217 238.

89. Matsui, S., Matsumura, H., Ikemoto, Y., Kumon, Y., Shimizu, H., Prediction Equations for Depth of Cut Made by Abrasive Water Jet, 6th American Water Jet Conference, Houston, Texas, August, 1991, pp. 31 41.

90. Пушкарев A.E., Головин K.A. Исследование влияния природы абразива на глубину щели при гидроабразивной резке горных пород//Известия Тульского Государственного университета. Серия: "Машиностроение". Выпуск 3, часть 2. Тула, 1998. С. 163-166.

91. Hinderliter, R.W., Industrial Cleaning Contractor, Vol. 1, No. 2, April, 1993. pp. 263 271.

92. О.М. Walstad, P.W. Noccer. Development of high pressure pumps and associated equipment for fluid jet cutting. First intern, symp. On jet cutting techn., BHRA, Cranfield, England, 1972.

93. ЭНИКМАШа по хоздоговору номер 279, Воронеж, 1964 г.

94. Каталог фирмы "Вома" "Насосы высокого давления"

95. Проспекты фирмы "Пауль Хаммельман" "Гидродинамическая очистка".

96. Пушкарев А.Е., Жабин А.Б., Головин К.А., Белкова В.В. Проблемы применения водоструйных технологий в промышленности//Депонировано ВИНИТИ, М., 1999. Спр. N 1598-В99.

97. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Парыгина В.А., Антипов Ю.В. Анализ вариантов уплотнений для гидромультипликатора высокого давления//Депонировано ВИНИТИ, М., 1999. Спр. N 247-В99.

98. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Белкова В.В. Анализ существующих конструкций гидромультипликаторов для источников воды высокого давления//Депонировано ВИНИТИ, М., 1999. Спр. N 246-В99.130. Политехнический словарь

99. Антипов В.В., Жабин А.Б., Бреннер В.А., Пушкарев А.Е. Проходческий комплекс для проведения выработок по крепким породам печатная//Подземное и шахтное строительство. 1991. - N 12. - С. 8-11.

100. Пушкарева E.B. Экономический анализ затрат при гидроабразивной резке материалов//Технология и механизация горных работ. Юбилейный сборник посвященный 70 летию В.А. Бреннера. М., 1998. - С. 39 -42.

101. Щукин Ю.Г. и др. Промышленные взрывчатые вещества на основе утилизируемых боеприпасов. М.: ОАО «Издательство «Недра». 1998 г. -320 с.

102. Мерзляков В.Г., Антипов В.В., Бреннер В.А. Пушкарев А.Е. Разработка гидромеханического способа разрушения горных пород и создание проходческих комбайнов нового технического уровня//Уголь. М, 1994,-№ 10. С. 42-43.

103. Антипов В.В., Пушкарев А.Е., Пушкарева Н.Е. Комплекс измерительной аппаратуры для регистрации параметров механогидравлических систем//Радиопромышленность. М, 1991. - №10.

104. Пушкарев А.Е. Влияние скорости резания на усилия, действующие на механогидравлический резец при разрушении горных пород//Некоторые актуальные проблемы преподавания вузовской науки: Сб. тр. АГПИ,-Майкоп.-1991. С. 178-183.

105. Coy С. Гидродинамика многофазных систем. М., Мир, 1971, 536с.

106. Сверх звуковые двухфазные течения в условиях скоростей неравновесности частиц/Яненко H.H., Солодухин Р.И., Панырин А.П., Фомин В.М. Новосибирск, Наука. 1980. 160 с.

107. Шрайбер A.A., Милютин В.И. Яценко В.П. Турбулентные течения газовзвеси. Киев: Наук думка, 1980.252 с.

108. Баренблатт Г.И. Подобие, автомодельность, промежуточная асимптотика. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 255с.

109. Баренблатт Г.И. О движении взвешенных частиц в турбулентном потоке//ПММ, 1953, т. 17, вып.З, с.261-274.

110. Современное состояние гидродинамики вязкой жидкости. М.: ИЛ, 1948.

111. Шваб В.А. Механизм взвешивания твердых частиц в условиях пневмотранспорта в горизонтальном потоке//Сб. Научн. тр. Томского эл,-мех. ин-та ж.-д. трансп.,1957, вып.23, с.162-173.

112. Шваб В.А. Об основных закономерностях сопротивления в горизонтальных трубах при пневматическом транспорте//Сб. научн. тр. Томского эл.-мех. ин-та ж.-д. трансп., 1960, вып.29, с.5-32.

113. Saffman P.G. The lift of a small sphere in a slow shear flow//J. Fluid Mech., 1965, V.22, p.385-400.

114. Волков В.В., Волков О.В., Петров А.Г. Гидродинамическое взаимодействие тел в идеальной несжимаемой жидкости и их движение в неоднородных потоках. ПММ, т.37 вып.4

115. Волков O.B. О силе, действующей на сферу в неоднородном потоке идеальной несжимаемой жидкости. ПМТФ, 1973, №4, с. 132-183.

116. Волков О.В., Петров А.Г. Движение малой сферы в неоднородном потоке несжимаемой жидкости. ПМТФ, 1973, №5, с.57-61.

117. Салтанов Г.А. Неравновесные и нестационарные процессы в гидродинамике. М., Наука, 1979. 286 с.

118. Иммих X. Импульсивное движение суспензии: влияние антисимметричных напряжений и вращение частиц//Вихри и волны. М.: Мир,1984. С.112-152.

119. Крайко А.Н. Стернин J1.E. К теории течений двухскоростной сплошной сферы с твердыми частицами//ПММ, 1965, т.29, вып.З.

120. Стернин JI.E. Основы газодинамики течений в соплах. М.: Машиностроение, 1974

121. Криль С.И. Напорные взвесенесущие потоки. Киев: Научн. думка, 1990, 160 с.

122. Шрайбер A.A., Гавин Л.Б., Наумов В.А., Яценко В.П. Турбулентные течения газовзвеси. Киев: Науч. Думка, 1987, 240 с.

123. Двухфазные моно- и полудисперсные течения газа с частицами/Л.Е. Стернин, Б.И. Маслов, A.A. Шрайбер, А.М.Подвысоцкий, М.: Машиностроение, 1980, 172 с.

124. Нигматулин Р.И. Методы механики сплошной среды для описания многофазных смесей//ПММ,1970, т.34, вып.6, с. 1097-1112.

125. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М,: Наука,1978, 336 с.

126. Асатур К.Г. О дифференциальных уравнениях взвесенесущего потока//Изв. АН СССР, МЖГ, 1971 ,№2, с. 125-130.

127. Франкль Ф.И. К теории движения взвешенных наносов//ДАН СССР, 1953, т.92, №2.

128. Дюнин А.К., Борщевский Ю.Т. Яковлев Н.А. Основы механики многокомпонентных потоков. Новосибирск, 1965.

129. Фидман Б.А. Об Уравнениях гидромеханики для многокомпонентной турбулентной сферы//Изв. СО АН СССР, ОТН, 1965, вып. 1, №2.

130. Рахматулин Х.А. Основы гидродинамики взаимопроникающих движений сжимающих сред//ПММ, 1956, т.20, вып.2, с. 184-195.

131. Бусройд Р. Течение газа со взвешенными частицами. М.: Мир, 1975, 378 с.

132. Бреннер Г. Реология двухфазных систем//Реология суспензий, М. 1975. С.11-67.

133. Кроу. Численные модели течений газа с небольшим содержанием частиц//Теорет. основы ин-та расчетов, 1982, №3, с.114-122.

134. Кроу. Численные модели течений газа с небольшим содержанием частиц//Теорет. основы ин-та расчетов, 1982, №3, с.114-122.

135. Murray J.D. Some basis aspect of one-dimensional incompressible particle fluid two-phase flow//Astr. Acta, 1967,V.13, p.417-430

136. Otterman B. Laminar boundary layer flows of a two phase suspension//Ph.D. Thesis.-State Univ. of New York, Stony Brook, N.Y.,1968.

137. Клигель Д Течение смеси газа с частицами в сопле//Вопросы ракетной техники. 1965, №10.

138. Васильев О.Ф. Квон В.И., Лыткин Ю.М., Розовский И.Л. Стратифицированные течения//Итоги науки и техники. Т.Г. Гидродинамика. М , 1975. С.74-131

139. Леви И.И. Закономерности движения потоков большой мутности в водохранилищах//Научн. докл. высш. шк. Строительство. 1985, №1 с.223-227.

140. Schijf J.В., Schonfeld J.С/ Theoretical considerations on the motion of sail and fresh water/VProc. Minnesota Int. Hydraul. Conf. Minneapolis, 1953, p.321-330.

141. Кинд К.Я. Некоторые характеристики плотностных потоков в условиях плоской и пространственной задачи//Тр. координац. совещ. по гидротехн., вып. 32, 1967, с. 129-141.

142. Dvew D.A. Two-phase flows: Constitutive equation for lift and Dlownian motion and some basis flows//Aroh. Qat. Mech. Anal. 1976, v.62, p. 149163.

143. Hashish, M., On The Modeling of Abrasive-Waterjet Cutting, 7th International Symposium on Jet Cutting Technology, Ottawa, Canada, June, 1984, pp. 249 266.

144. Bitter, J. G. A., A Study of Erosion Phenomena part I, Wear, 6, 1963, pp. 5-21.

145. Finnie, I., The Mechanism of Erosion of Ductile Metals, Proceedings of the 3rd National Congress of Applied Mechanics, ASME, 1958, pp. 527 532.

146. Hashish, M., A Modeling Study of Metal Cutting with Abrasive Waterjets, ASME Transaction, Journal of Engineering Materials and Technology, vol.106, N1, 1984, pp. 88 100.

147. Hashish, M., An Improved Model of Erosion by Solid Particle Impact, Proceedings of the 7th International Conference on Erosion by Liquid and Solid Impact, Cambridge, U.K., Paper 66, 1987, pp.66-1 66-9.

148. Hashish, M., A Model of Abrasive-Waterjet (AWJ) Machining, ASME Transactions, Journal of Engineering Materials and Technology, vol. Ill, 1989, pp. 154 162.

149. Zeng, J., and Kim, T. J., Development of an Abrasive Waterjet Kerf Cutting Model for Brittle Materials, Proceedings of the 11th International Conference on Jet Cutting Technology, Scotland, 1992, pp. 483 -501.

150. Zeng, J., and Kim, T.J., Parameter Prediction and Cost Analysis in Abrasive Waterjet Cutting Operations, 7th American Water Jet Conference, Seattle, Washington, August, 1993, pp. 175 189.

151. Суворов А.А., Тихомиров Р.А., Петухов Е.Н. Аналитическое определение производительности струйной абразивно-жидкостной обработки полимерных материалов // Изв. вузов. Машиностроение, 1980, N12, с. 134 138.

152. Кильчевский Н.А. Теория соударения твердых тел. Киев: Наукова думка, 1969. - 246с.

153. Трение, изнашивание и смазка. Справочник т. 1 / Под ред. И.В. Крачельского и В.В. Алисина. М.: Машиностроение, 1978. - 400с.

154. Capello, Е., and Gropetti, R., On an Energetic Semi-Empirical Model of Hydro-Abrasive Jet Material Removal Mechanism for Control and Optimization, Proceedings of the 11th International Symposium of Jet Cutting Technology, BHRG, 1992, pp. 101 120.

155. Geskin, E. S., Chen, W. E., Chen, S. S., Hu, F., Khan, M. E. U., Kim, S., Singh, P., Ferguson, R., Investigation of Anatomy of Abrasive Waterjets, Proceedings of the 5th Waterjet Technology Conference, Toronto, August, 1989, pp.217-231.

156. Zeng, J., Kim, T. J., A Study of Brittle Erosion Mechanism Applied to Abrasive Waterjet Process, Proceedings of the 10th International Symposium on Jet Cutting Technology, Amsterdam, October, 1990, pp. 115 133.

157. Hu, F., Yang, Y., Geskin, E. S., Chang, Y., Characterization of Material Removal in the Course of Abrasive Waterjet Machining, 6th American Water Jet Conference, Houston, Texas, August, 1991, pp. 17 29.

158. Blickwedel, H., Guo, N. S., Haferkamp, H., and Louis, H., Prediction of Abrasive Jet Cutting Efficiency and Quality, Proceedings of the 10th International Symposium of Jet Cutting Technology, Amsterdam, October, 1990, pp. 163 179.

159. Zeng, J., Heines, R., Kim, T. J., Characterization of Energy Dissipation Phenomenon in Abrasive Waterjet Cutting, 6th American Water Jet Conference, Houston, Texas, August, 1991, pp. 163 177.

160. Hashish, M., Steel Cutting with Abrasive Waterjets, Proceedings of the 6th International Symposium on Jet Cutting Technology, BHRA, England, April, 1982, pp. 465 487.

161. Большев Jl.H., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М„ "Наука", 1965.- 256 с.

162. Крамер Г. Математические методы статистики. М., "Мир", 1975.243 с.

163. Леман Э. Проверка статистических гипотез. М., "Наука", 1964.450 с.

164. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы теории обработки наблюдений. М., Физматгиз, 1962,- 387 с.

165. Тутубалин В.Н. Статистическая обработка рядов наблюдений. М., "Знание" 1973. 301 с.

166. Кичигин А.Ф., Игнатов С.Н., Лазуткин А.Г., Янцен И.А. Механическое разрушение горных пород комбинированным способом. М.: Недра, 1972.-256 с.

167. Барон Л.И., Глатман Л.Б., Козлов Ю.Н., Мельников И.И. Разрушение горных пород проходческими комбайнами: Разрушение агрегатированными инструментами. М.: Наука, 1977. - 160 с.

168. Кекелидзе З.М. Определение рациональных геометрических параметров и углов установки поворотных резцов для проходческих комбайнов. Дис. . канд. техн. наук. - Тбилиси, 1981. - 182 с.

169. Барон Л.И. Горно-технологическое породоведение. М.: Наука, 1977. - 323 с.

170. Иванова В.М., Калинина В.Н., Нешумова Л.А. и др.

171. Математическая статистика. М.: Высшая школа, 1981. - 371 с.

172. Венецкий И.Г., Кильдищев Г.С. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Статистика, 1975. - 264 с.

173. Бреннер В.А., Пушкарев А.Е., Антипов В.В., Антипов Ю.В., Головин К.А. Стендовая база для изучения водоструйных технологий//Технология и механизация горных работ. Юбилейный сборник, посвященный 70-летию В.А. Бреннера. М., 1998. С. 25 - 28.

174. Койфман М.И. Скоростной комплексный метод определения механических свойств горных пород. В кн.: Механические свойства горных пород. - М., 1963, с. 73 - 84.

175. Барон Л.И., Глатман Л.Б. Контактная прочность горных пород. -М.: Недра, 1966.-228 с.

176. Пушкарев А.Е., Головин К.А. Определение рациональных режимов гидроабразивного резания горных пород//Горный информацинно-аналитический бюллетень Московского государственного горного университета. Выпуск 1. Москва, 1998. С. 112 - 115.

177. Коровкин Ю.А. Механизированные крепи очистных забоев/Под ред. Ю.Л. Худина. М.: Недра, 1990. - 413 с.

178. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика; справочное пособие, издание 2-е, перераб. и доп., М.: «Машиностроение», 1971. - 672 с.

179. Бреннер В.А., Булычев Н.С., Фотиева H.H. и др. Отчет по гранту Европейского фонда INTAS (проект INTAS 93-3525-ext), 1999.1. УТВЕРЖДАЮ:

180. Генеральный директор фирмы "НИТЕПп1. Ю.В. Антиповк1. С'У1999 г.1. АКТвнедрения результатов диссертационной работы

181. Главный конструктор фирмы ^kiiw^ И.И. Браккер

182. Ведущий конструктор —^ A.B. Чеботарев

183. УТВЕРЖДАЮ Директор Суворовского филиала «АКДбРОС» / Г.Н. Всемиров1. АКТ1502.1999 г. г.Тула

184. О промышленных испытаниях экспериментального образцагидромеханического исполнительного органа с встроенным преобразователем давления

185. Комиссия в составе: Председатель зам. директора по производству Суворовского филиала

186. Протокол промышленных йс^1тании^ц^тарается.

187. Председатель Л бехшМ^^Ш&Ч ''<>ЛгЖ?ра&нто взам. председателя зам. председателя члены комиссии.

188. И.И. Браккер В.А. Пушкарев1. A.Б. Жабин

189. B.Е. Бафталовский Ю.А. Гольдин1. A.Е. Пушкарев1. B.П. Сафронов

190. УТВЕРЖДАЮ иректор ОАО "СЭЗ" В.В. Антипов 1996 г.1. АКТ1512. 96 г. г.Тула

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