автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Обоснование технологии вторичного дробления горных пород бутобоями в подземных условиях

шиздаиво мвташиии ссср шсзшг гошого да

На правах рукописи

IШЛАКОВ Александр Исаакович

УДС 622.236.234.С02.5

ОБОСНОВАНИЕ ШНОЛОГШ ВТОИЯНСГО ДРОБЛЕНИЯ

горных пород шшши з подмакх икотах

Специальность 05.15.02; - "Подземная разработка месторождений полезны; ископаемых"

АВТОРЕФЕРАТ дяссергздаа ли со.чсхек.те э'чёксв меяэни

кадяидага гвхгачвсклх наук

Свердлове^ 1950

I

ОНДАЯ ХЛРАКТЕРИСЙШ. РАБОТЫ

¿здуалько1та теш. Ускорение темпов роста производительности труда и улучшение других техшко-экономичейких показателей рвботы горнорудных предприятий требуют совершенствования не только основных, но и вспомогательных технологических процессов, 15 особен .ста тяжелое, трудоемких, маломеханизцрованяых. Однил из таких процессов при- подземной разработке рудных ме-сгоровдентгй является дробление негабаритов горных пород.

Работа выполнена на примере рудшков цветной металлургии, выход негабаритов на котори в среднем составляет 10-20? от общего кссода горной массы гг в блжайшей перспективе будет оставаться значительным (5-10^5). Наиболее распространенны:.! из су-гглвувцах способов яторитаого дробления является буровзрывной, ■ характеризуется больной опасностью и повшошюй трудо-

еудоегьк. В последнее врем на подземная предприятиях начинает применяться ударно-механический способ расх'уяеп"'' когабадитов * о помощью бутобоев, позволяпдяй повысить уровень кхлыэаир! и безопасность работ, исключить допояштелыше расходы ¡.вдцвчз-тше материалов, простоя и аепроизво^ттельноо использование основного технологического оборудования.

Одаако, серийное производства отсчествт-чл. подземних бу-тьбоьв еще не освоено. 1!х сирокое лопменеи^е сдержгки»«! недостаточной изученностью технологических аспект си применения буто-

боов в обцей схекз ънемочне-погрузочно-ггра.мчзортных работ. В »

связи с »там являются актуальный и заслувиизет сиециалышх ис-сдедозаниЗ вопросы обоснования &$£ектишоЙ технология вторичного дробления горных поред бучобсякга в подземн'-х условиях.

Целью работы является ловшзеяие эффективности дроблешя цетвбарлюв торных пород бут обол:® при подземной разработав руд

Работа выполнена в институтах Гипроникель ;г Годного дела Министерства металлургии СССР

. НАУЧНЫЙ РЖВДИТЕЯЬ - кавдВДвт технических наук,.

Куклин И.С.

0Ф1ЩШШЫЕ ОШОНЕНТЫ - доктор технических наук, профессор, лауреат премии Совета Министров СССР Зуйрилоз Л.Е. - доцент, кандидат технических наук Симанов В.Г.

ВЕДУЩЕЕ ПРЕДД^ЛЗМЕ Уральский научно-исследовательский к проектный институт медной промышленности (УНИПРОЩЦЬ)

Защита диссертация состоится 1990 года

в 10 часов на заседании сдециалиаиро: того совета K-I4I.C6.0I в Институте торного деда Министерства металлиста СССР

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью организации, просим выслать по адресу: 620219, г.Свердловск, ГСП-936, ул. И.-Сибиряка, 58. КГД Министерства металлургии СССР, Ученому секретарю Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека института.

Автореферат разослан (?$. !990 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

Б.Г.Киенко

цветных металлов.

Идея работа заключается в тон, что эффективное дробление горних пород бутобоями в местах выпуска и погрузки руда в шахтах достигается за счет использования дополнительных зон концентрации напряжений, создаваемых в негабарите при его разрушении, на зубчаток опорой поверхности грохотно-дробильноЗ решетки.

Научные положения, защищаемые в работе.

Рациональная технология дробления негабаритов бутобоями при различные системах подземной разработки месторождений определяется условиями выпуска, отгрузки руда и необходимыми объемами дробления.

Наиболее эффективный технологический процесс дробления нега--ба^и'ов бутобоями в подзешцх условиях достигается на искусствен— • .j «я, представ.чяюЦеы собой грохотпо-дробильную решетку <: зубчото: поверхностью, дозволяющей повысить производительность дробления бутобояш и снизить энергоемкость разрушения да 4-6 раз.

Радионалыиа лара^.'-ры бутойоев, используемых в комплексе шомогао-погруз очно-транспортного оборудовэга*я подземных рудников для дробления негабаритов, их производительность и ¡энергозатраты на разрушение определяется с учетом конструктивных особенностей опорной поверхности, форм; и показателя дробвмос-ти неггбаритоБ.

Доптовернооть научнтрс положений, внводов и рекоме^цацчй лгдтьеХ'вдается йходиыоотыо теор отческих, экспериментальных и нагуршу. дакашс (отклонения не превысили 12%), опктно-проиищ-. jhhbjj испытаниями и внедрением результатов исследований в практику.

Нпучнач новизна ояботи. Установлена рациональная технология дрсЗлеюу. негабаритов бутсбояик в зоне добычного участка в ^за-

шошоото от выявленных трех групп систем разработки (с отгрузкой руда на з'-чителышх нлоцадях; с выпуском руды через лучки; с торцовым выпуском руды).

Определены основные закономерности разпупетш негабаритов бутобояш на грохотных решетках рудоспусков и приемных бункеров подземных дробилок с учетом типа и конфигурации опорной поверхности, формы негабаритов, схемы приложения разпзтаайпях усилий.

Разработаны методические рекомендация по выбору рациональных параметров бутобоев я конструкции искусственного основания для вторичного дробления руд при подземной разработке месторождений, учиптавляе объединенную классификацию по механическому разрушению горных пород, форму негабаритов, условия соблюдения эффективного грохочения.

Практическая ценность работы:

Разработан типоразмерннй ряд подземных бутобоев, удовлетворяющий требованиям предприятий цветной гтвллургии, не основе которого созданы, испытаны и внедрены опытакэ образцы подземных бутобоев.

Создана, испытана и внедрена конструкция искусственного основания - грохотни-дробильная решетка'с зубчатой конфигурацией опорной поверхности, позволявшая повысить производительность дробления бутобояш и снизить энергоемкость разрушения негабаритов до 4-6 раз. .

Разработаны рекомендации по рациональной технологии вторичного дробления и области эффективного применения бутобоев при различных системах разработки в комплексе выемэчно-погру-. з очно-транслоргк огэ оборудования подземных предприятий.

Реализация результатов работы.

Технология дробления негабаритов о использованием стационарной установки УДН-1ГП и зубчатой грохотно-дробильной ретет-

т

га внедрена на Тишянсьом рудштае Лешшогорского комбината, а также на Боксятогорском заводе Ш "Глинозем". Самоходный буто-бой ь гидрэмолотом ГПМ-120 внедрен з условиях Челябинского ШСУ. Х'одовой »яояоигчеипй вЗ$ект составил 67,7 тнс.рублей. В 1989-199С тт. начато внедрение установки ИИ-ГШ на иахтах СУЕРа, а . институтом "Ыэхзнойр" она включена в технический проект для дробления негабаритов в условиях Иорданского ШК.

Разрайотанньй автором типоразмерный ряд подземных бутойоев утвсрядек Минметом СССР, чергеки на серийное производство установка УД1-Ш1 переданы Востожаазаводу.

Анробз1?гя работа.

Основное содержание диссертационной работы и отдельные еа нояач-ггяя докладывались на 13 Всесоюзной научно-технической нон-ислодас ученых по юкешфжадщ горнорудного цроизвод-чГ.С-^.рдлокш, 1285 г.)> на научногтеинчеоккк конференциях молодых ученых и специалистов института "Гипрмгакель" (г.Яе-шпггред, 1988, 1983 гг.), на научниг совецаняях ИТД 1,'.шкета СССР, на технических еовеиаяшгх СУЕРа, Лекилогорского ПЖ, Зц-ряяовското СЦК, на.сск1Ш\г1х лабораторий институтов ВЖцвет-1'от, Казгкдроцветоет. Публякатуш.

Основное содержшгиэ диссертанте о??ах? :о в 9 печатных работах.

Ойъе,1.: " структура работы

Д::ссер?ацггя'*сос-гоят из введения, 4 разделов и заключения, р.алокег_чих на 124 страницах ыаптноппсного текста, 29 таблиц,

5 рясу;«оэ, списка ислсльзэвакшх источников из 102 нсиыенова-клй я £ приложений.

СОДЕГНАВКЕ РАБОТЫ

Исследовагиямя вторичного дробленття горных пород ударными нагрузками занимались Барон JI.И.., Вихляев A.A., Федунов А.И., Лобанов Д.П., Глотов П.С., Мохначев М.П., Крылов С.А., Промышленников В.И., КуклинИ.С., Маторин A.C. и др. ученые.

Проведенные до настояцзго времени исследования оыля направлены в основном на установление 'закономерностей разрушения без учета влияния основания, на которое происходило дробление гор-кик пород. Впервые влияете опорной поверхности на мехгнизм разрушения исследовал В.П.Кузнецов. Он показал энергетическую эффективность разрушения горных пород ка основании с большим модулем упругости (более жестком) и предложил поправочный коэффициент для расчета работы разруиентта. Однако, углубленного . исследования процесса дробления на основаниях различной конфигурации не проводилось, хотя конструктивные особенности основания оказывают значительное влияние на в'-Чор рациональных пара-йетров бутобоев для конкретных производственных условий.

В литературных источниках недостаточно' исследована техноло • гические вопросы применения бутобоев в общей схеме выемочко-по-грузочно-транспортных работ подзешых предприятий. Вое этс не способствует эффективному применению бутобоев на отечественных ' рудниках.

Вышеизложенное позвшяото сформужровать следувдчз основные задачи работы:

- изучение основных закономерностей ударного разрушения негабаритов на искусственном основании в лабораторных и производственных условиях;

- разработка методических рекомендаций по Еыбору рациональных параметров бутобоев и конструкции искусственного осноаэштя для вторичного дробления руд при подземной разработке местсрождо»

гай;'

- разработка рекомендаций по рациональной технологии дробления негабаритов бутобояки при различных системах 'разработки

в комплексе вкемочно-погруз очно-транспортного -оборудования подземных предприятий;

— разработка типоразмерного ряда и создание овытних образцов лодзе.глыс оутобоев;

_ проведение опытно-промыпиенной проверки и внедрение результатов исследований.

Анализ сусесмущях методоз исследований показал, что для изучения папряже.тао-де5ор'.ирова1иого состояния (Н-ДС) негабаритов горных пород применила теория обобщенного плоского напря-sun.ioio состояния. Изучение Н-ДС негабарита проводилось па

-блпг действия '¡оередоточонной ударной нагрузки л реак-озй опорной шверхноаттг, что якллзтгя п^кнцякалько ноши. Раз-чет вшышялся в жвазистатэтесгой постааовке. Идя разработке метода расчета использовались числсннке метода механики сплошной изотропнсЗ упруга среди.

При резешга в Фурье первой краевой задачи тсоргл уи~ рух^оти была получена функция напря- кий (I), позволакря определить распределение яапрягеттЛ из ъос:- оетелэт тхаб&хяга.

Tlx.tf)-{¿S'niu) h.^chw, -

- J. 'js-chw+^h Shuy)J %jc}.v) и i'i chf.w- (i)

»

- eO)C ?huy)-У&Ш)]} COS UX) t- ф(X.'j)

где io ; ; x г ;

Pm' ксо$1''ПГ.:ект:; глда ^урье;

f ix.i)- фущздяя, K03I екгкгупая гра:г,гг:ие укльг i j. бско^цх rpSiL^x негабарите;

}, - высота негабарита, I - длина кзгзоарзгаа.

Исследовал два наиболее характерные схемы разрушения негабаритов на ■искусственном основании - грохотно-дробильной реиет-ке с зубчатой конфигурацией опорной поверхности: ■

1. Ось действия ударной нагрузки проходит по центру между зубчатшм опорами.

2. Ось действия ударной нагрузки проходят по оси симметрии зуба.

Б результате выполненных но ЭШ расчетов с использованием графопостроителя "£>епюпм -232" были получены изолинии безразмерных порматышс напряжений ¿¿(гх/Р в заптсилосет от* относительной высоты негабарита Ь/Ь ( Р - предельная нагрузка на негабарит, Ь - единичная пирит негабарита). Анализ изолиняР-напряжений для первой схемы показывает ('¡то. I), что с увеличением параметра Ъ/Ь вероятность разрушения нетаЗгрита путем сдвига увеличивается, а путем отрыва умет тается примерно в 6 раз.

! Начиная со значения = 0,4 разрушение происходи? путем сдвига в сечегалт, проходящем чег^з точки опооц и приложения нагрузки. С учетом классификации Л.И.Баропа установлена связь между Формой негабаритного куска и механизмом разруиения: пластинчатые куски (0,15* Ь/Ъ* 0,3) разрушаются путем отрыва; плитчатые куски при'0,3 0,4 разрушатся путем отрыва,

а при 0,4-5 Н/1 0,7 - путем сдвига; столбчатне и кубические (0,7 а Л// I) разрушаются путем сдвига. Сравнение двух расчетных схем разрушения негабарита показало изменение величины ч характера распределения напряжений дал второй схемы по сравнении с первой. В местах действия нагрузки и опорной реакции образуются два ядра уплотнений сжатия,- между которши располагается зона растягивающих напряжений. Разрушение происходит лу-

s

ЕЛСТШАИЕ ШИГЧАТЫЗ стогошье, КУБИЧЕСКИ

о раста: ^XJGJJJUI^V t-'mp.T."*, Sldî к скиьавсзк

,:ости от откоси гельясй вцсоти 1ГС.Г абарита

Рлс,2. Coctkoucbïû гаксдослшв сшашакх наижзпя? в'за-¿лсптосгл or относгтедытоЗ вксоти с^абарита

тем отршза зп счет растягивающих капряаений, де^ствутэдгх перпендикулярно силам сжатия. IIa рис. 2 приведено сравнение'двух схем по отношению максямалыппс сгтаает,"':: нпппяйвней на верхнем

£ Л

грани негабарита /Cwjt I . Пряюясгеша график дояазкваат, . что, начиная о отноаепкя h/l = 0,4 процесс Х'ззхупвшя в обоих схемах формируется англоютно и «ф&ккягл тгсдоя произойдет но Espxe'i грани в месте контакта с удапьг'.г.ид. Однако, в даль-койоом распространение тресяк будет идтя по асргоЗ схеме путем сдвига, а по второЛ - путем отрава. Слздогптелъно, для негабаритов пластинчатой и шитчатс:; формы ( h i« А 0,4) наиболее вероятно разрушение отрывом. Для негабаритов стпатой, отой^гатой и куйической фопм (0,4 I) дашеяезояшо разруг.ешм по даглл

схемам: путем сдвига или отрыва. Однако вероятность применения более элективной второй схемы повивается с уманыаетем рассто-'яштя меаду точками опора.

Теоретическое исследование позволило паскрать механизм разрушения негабарита, расположенного на искусственном основании,з зависимости от его формы л размеров, системы приложения разрушающих усилий, конфигурации опорной поверхности. Подученные результаты потребовали своего экспериментального подтверждения. Экспериментальннэ исследования проводились в лабораторных уело- -виях (на ойразцах из олтттески активного материала и из гранита), на подноргзмерном стенде и в производственных условиях.

Фотоупругоз моделирование позволило оценить характер распределения напряжений в зависимости от формы и размеров образцов и типа основания. На рис, 3 для примера приведена типичная качественная картина распределения изолиний максимальных каса-татышх напряжений для разных оснований, анализ которой показывает:'

г/ % Л

У ^^

/л/

А Гч I

: I

Л/

1У~Ъ

-1 1 \ «

Г?

'Л

. Д V-,

Рис.3, Распределение напрляетй при вагрцзеша: образцов из

одтически-актиьнаго материала.: а - сплошное кёсткоз осяованпе; б - плоская поверхность ре-пэгга; в - зубчатая поверхность г^ётки.

- ядро концентрация наппякеюь: иод точкой прил'.-у.сетя сосредоточенно? -гсян локалыгс. Кз.чсяпашшз тщяквтя на атотвгх окртпшх «дра увеличиваются пропорционально умныгенпю шзотн образна;

- дискретное основание пизивзот полглеппй допадтиодыпхх ядер концентрации нл:1пя;йс::и;; г, гсадеГ. часта образца, долгот которцх соизмерила с напрят-скня'.:.; а крзевих зонах иСитаалышго ядра;

- для случая тзвдвого оакрюглг ыодежг глубина рссп?зделения ядер ноппятигой у осшошге oCjkwts и их порядок в крзезпяг. зонах (от 3-го до 5-го в этугсгсро?:: от вксога -образца) неи-0сшшв из россздтрешшх примеров.

С целью предварительной кодачеютенкоа оценки экзргоетоста розрупеага негабаритов по о водил;: оь окспер-ментц но розруяз-пго» гранятошс образцов неправильной Форш на ударном копре. Всего было разругано 170 образцов на двух типах основания (на плоской л зубчатой поверхности трохотдой решетки). Объем образцов находился в интервале от 300 до 2400 см3, вцеота образца - составляла о-; 2,5 до 7,5 c.v. В среднем работа разрушения во втором варианте уиеиывшеь в а,6 раза по сравнении с перши вариантом. Несмотря на прпблаксгани характер данкшс модельного эксперимента, бил сделан лредватотелышй вчвод об энергетической объективности-разрушения негабаритов на грохотнол репетке с зубчатой конфигурацией опорной поверхности.

С учетом результатов модельных экспериментов были проведена натурные исследования по разруаению негабаритов горних пород о целью выбора рациональной конструкции основания и определения потребной работы разрушения. В условиях испытательного полигона института Гипроникель эксперимента проводились на подноразмерном стенде. Всего била разрушено 34 гранитных нага-

х-

бщчта со ореджгл о&>е:.:.-.м. 0,25 ir (рыоок;: от 0,2 до 0,5 ы) с

ITC.i Г20 с онергхс:: еданггоюто удзра 1200 ,TU. J.'Pofv-;a:;:ic ьеяозъ на гпсхотнс,'; с плоской и зуЗчоюб коа~

^U'l'sitrjJ: опспно;: поверхности. Б дальнейшем бхи пговедекц У'-злпдсгспг'.я грокслса разрул:-кня негабаритов на 'Jkkiickm руд-JVrrKoi'cncxcro псот^гсаягпеексго коабяиога в каморе рудо-Е-лрЕ-'гп:-:"1 G/li, /спизоптп -¡-НЮ м (р;:с. 4). Когсбарит!: б;кы

:~ai: cnzczzic:': п гсрадаегной гудсй кадреккоюта. Боого Oir.c 108 ютабзртог оо срсд;пм объеме:.' 0,5 (вы-

си до О,К г.:). Paspjte:r-e велось гпдромолоткл Рсксон 700ж с ;лкрглсч: е...твгкьго удара I6C0 Дг. па трех талех ооксиашгЗ: на r.n--isj гырг.бот;;:: ссксзлпяо), не плоско.! грехотной

it г^к:о;::о'л ге::от;« с ?увча™сй поворхиосж). Ств-пга/Чонкгх пскйзстзлеи был;: Xoivi-iiw:! вь-

- ■■ Т0,7Г." др:; ст-: 0.S5. Лгтург:;..1 ггосла-

- jyoo-a от ти;:г ч кг^ЛттуХ'^1"1! попухлости основания, на которое оютгзегся неггоади? пги „цз$/.:~.сп:. В формулу для' оцредегекгя работа ^asjjyuciitt! vawiz поп; вочньй косЙиС»ент К,:

К0 в 1,0 - ггочва вцрабиткв (ска.-з.чгв оллелпллго), MQ ~ 0,67 - ддосяая грохотяая пел^та, К0 = 0,16 - грпхоЕка-т рогатка о oyte.:ir;

- наиболее Ейфектквпое к наиыо::;о раз^ук-ыз происходи на ^у<!чатой. воязагетадик вовэраоогл г^охогноЛ ¿OTJCT- -члггет леелге sir; л ты Ер:: Г'-ч.м'-л;

V,:;,: ¡гс;'..бзр::тсв п;. Г£.ох&тной репстко с зуОкс.л: ¡г^.л у, о ;i:u<, - сна ло^во п з 4. паз;: и срсгнс л;:: s b'ij глсокрГ; роситяс; . "

- scsosa мсьИв^кто стлясгся ецзеясыквдз! гсс!аг.рн<:еояш

Рис.4.Разрушение пегабаштов па Тппшсшл руднике Леншшгорокого пата.'.еталлг-юсгсго комбината: А^-»- работа разругана га псчвз выработки; Апл -яа плоско! грохотов рсшатка; А.3 - на грохогяо* решётка с зубчатой повзрх'гостью.

l:

размером, tííKíia на рг.боту разруастаг,

- ni:'' •»давя: показан: увежлеике ьроизво-

■ деташгоедя бут сбоя на за сче? унсньиеюн затрат времени un операция по наведению ударного инструмента и на непосредст-рс-мпгл раскол негабаритов на гпсхотиоЯ решетке с зубчатой помогшие !'ЬВ.

В результат-- анализа и иатокаичоекой обработки вкспоримен-твишых данных получена формула .рабств

(2)

таз К, - ковффкирзю, уогазаюцгг!! тот к кмфэтуращ® поверхности осиовшзя; i'-mt- ^указатель дгоФгиоогк .'i."¿.Sapона; ¿¿ягам лис ста нехибв^тз, ся;

С - показатель усталостного ву>;К'пг, - энергия едаккчного уяе;>а колота, Л'л. Для «шсяьзоввнпя формулы (2) гш широких ьршл..-.ос.. расчетах шявлоса авкзх. зежду обобщенна: показателе« содошод-еиосхи - Э0 (ИГД Шйглета) ¡i показато. а дробииоста - \гм**е С-Ч.И.Барон), на основе которой од&ггеодв о^гсд^и. ияия каасо«-фяжзда Горных пород по механически.1;,' рагруз -.'.• п. t„ ¡«л-ивёшея боЛ'..т 200 разновидностей пород ^хк^ллгг? ц,,-.vitos ме-

таллургия, rojpa ©химического сырья к иезддояс ■••.скояваяа. Породы разделены па по;;азазелю кротости на 4 к./гагор:-:*: I логкчразруьавиыв - Ymmc ~ S ,5-16; П сезглсД разруиасмоста -Vr-n; - С-6,5; !£ тпудюразруваемые -VMíW . = 2,5-4; IT весьма "Рудао?Езруг.'ае?."не -УМ1,*< = 0,8-2,5.

Л-Т." ости формула (2) проведано сравнило

фглстпчее,.. '> работы разрушения н абарятов горных пород в различ-тк производственных у.-ловиях о расчетной работой. При расчетах бшп: использованы опытно-прошлмешше экспериментальные исследования институтов Гипроникель, ИГД Мад-.ета СССР, ГИГХС, ИГД СО АН СССР. Гшо установлено, что формула (2) имеет хорошую сходимость с фактическими даошля. Откловеття не яреяисиля 12?. что дало возможность рсомендовать ее для кспользопания в практических расчетах.

Практика применения подземлх бутобоев з СССР и за рубежом показала, что основным парапет ом, определяй®?;,! производительность дробления, является энег-ия единичного удара молота, грн-шщи целесообразных значений к торой составляют от 600 до 4000 Дж. Оскошш критерием ич ора онергди единичного удара .является возможность достижения • еобхсдгмо:! производительности бутобоев при ».гпшпалышх кэш'-; лышх и вксплуатацямящ: затрата/. не их производство и уксплггатацпю. Выполненные окономичес-кие расчеты показали, что наиболее предпочтптеяшш является параметрический ряд 630; 1600: <000 Яд. Определив из формули ('.'.) число ударов до раздают И=А|/4ед, но известна! фохиу-льч, щдасдекшш в дясоертатг. бага получат значения произво-дтеатигосгг бутобоев по .пьо&м-.ию ргадатакх по лнеото ногобп-гиых куеко» в ззвясюлияя с: групп/ тортес пород но дроби-иозет, глст и ««фигурации сов рккостз осиошия, частота ударов молота.

Требуемая ях,оиз»одатсльи<я..ь бутобоев по вторичному дроблении можо? меняться п широком V .тсрвате при помошнкя объема добычи и процентного выхода нега артгоп на подземных рудиякпх. Поэтому нообходждо рвзработиыг •, бутобои с регулируемой часто-»оЯ ударов, интервал нзгленшпл кохэроЗ для билг.г.гаства гидроко-

лотов поставляет от 5,0 до 8,3 С"1.

Кис у®з отмечалось, дробление негабаритов на подзеишх рудниках ведется в основном на искусственном основали? (грохотиих регетках, располокеншсс в камерах нал рудоспусками, наг, приемная] бупксраот даовилок и т.д.). С точки зрения долговечности, прочности, удобства обслуживают/ дая условии подземных предприятий канбелче подходят грохотше решетки секционного типа, от-лятца из иартанцоьзстс!! стел:';. Алалстичесже и зкеперикенталъ-ние исследования показали, что наиболее элективное разрупешш нзгеб¡агатов происходит на грохстной резоиаз с зубчатой опорной поверхность». Зубья располагаются но веряшгру ячеек. Разе тмина между воркпшг.та зубьев определяется формой негабаритного куска, конотруктотшша размера:,га решим и условиями эффективного грохочения.

Для кусков пластинчатой и плитчатой Форш (при Ъ/Ь ^0,4) зуйая устанавливаются на максимально возможном удалении, исходя из размеров ячейки (кондиционного куска). Расстояние «езду Боршашл; зубьев складывается кз размера ячейки с/«ч и ширины колосника ¡¡н .

Для кусков плитчатой, столбчатой к кубической форм (0,4 I) зубья грех:отпой репс ист необходимо устанквли-

вать на мпшгаатьно возпошшм уДалелги друг от друга. С точки зрения соблюдения технологии ьффективного грохочения расстояние между зубьями определяется диаметром рабочего инструмента . Расстояние мевду вермшачи зубьев складывается из диаметра рабочего инструмента й* и ширине: колосника с.

Эффективность применения подземных бутобоев во многом определяется местом их размеш&ния в общей технологической депи рудника.

Для нормализации Есегс транспортного процесса необходимо

kjjo-'owotïî.» п>.й " тгабз^нгоз как и «rao бляже к заботя. О тсгти зр-чп;,; усшглсго кгьояьак. лил бутобосв neaoojpeÄCBBCHU« в зоив добытхогп учзсггч, дог зияете сксгеш раихпдотхп uozaw у.-лкшо сФъсдять n ?sn пакболее характерных грунт по условиям гииуска в отгрузки руди, л^аводегапос в той л. I.

Тлблгця I

Ислоя1.зот!ГСпе бут об сев в зог.е добцчпога участка при г.пзличглх системах разработки

Ус. пятил гш-луска и отгрузки р}-Д» Характерно "ПТТ'/ОГЦ cvù- там аазрзбот-кн Кс '.-.бинатга Тип и кат пр'жсксння ÖJTOÖOOM

самогодшд; огзцяонаршй

I. Отгрузка Руда на бшшчих клог.адя.с 0 OTKT'lKKÎ.i О'ГК'ЛШ",! пространством (КС'-ОГПО-СТОЯ ion с "Г) с с-;;- :" •"то г. ;;./•■ : ;;?»а i. с.то- ■• . 1 с закл .-,,„., .;) Дк зказгаи ск.л', ь.ир-га •mcuîic- K!í- Ii Др. II». шаскзЯ ' .í ДР. Забей УчпсткогиЛ рудоспуск, зккуиулиру-етая гьлэ- 6 0TKS

'■'. intuya: гу.;л '■' l'a;- С ^'лл.сл;-.м рч'Д-' ' :!.топ)!Г>- V-"...... "'ГО .¡Р"- •дького а;.;) Пункт 3f¡-грузкл РОЙЬСЫЛУО транспорта

.1: В засади

KT'Í, 1г,ЛКС<;

и; и др.

3. С ОбпуКОГГ.ГГ'М С а

г; мус к чуди т! тлллцау-

а« пород {П0Д0Тй".К[;"0 обруиегс.гя) С!

УкеаткошЛ оудоепуск, аккуг.'у.ггаруглал :<:tprь ботка

Ca •ппрский

1 CT?;.'ix:ivn— KOij'JÜ рудо-í :r ДР. спуск, ак::у-?..ул.к.'рг.и.

l'co'oK.y^scï-j Учзст;:оз;;:Л рудоспуск, аккукулиру-г:-:тгзл lirpa-ömr.n

Применяемые системы разработки сказывают влия.тио .тишь на начальные звенья трапсвортясЯ цепи, главным образом, в пределах дсбычных. участков, что сксзыааотоя на горнотехнических условиях применения бутобоев. Зф|>е;:п1шость нслользовадая буто-бая на одной из транспортных ступеней определяется на основании технико-экономической оценки выбранных вариантов. Анализ си ctcj.: разработки и схем транспорта руды на Тилинеком руднике полазал, что для дробления негабаргюв рационально применение двух типов бутобоев: стационарного и самоходного на грохоишх рсвзтках участковых рудоспусков четвертого и девятого горизонтов.

Варлянти конструктивного исполнения и параметра исполнительного механизма бутобоев определяются исходя из потпебшх размеров обслуживаемой зоны в рабочей каморы. На основании рекомендаций предприятий и учитывая положительный опыт эксплуатации зарубежных бутобоев на аэхтах цветной металлурги, л первоочередной разработке был принят вариант бутобоя с двуха венной шарнирной стрелой с гздроуправлениеы. Варианты конструктивного исполнения бутобоев для различных предприятий цветной металлургии могут бита сладущяе:

- мзятая стрелы и рамы бутобоя на горизонтальном фундаменте рапдонал^н в камере у каштйльннх ргудоспусков с продсляп» тельным сроком слукбы (более года) - Гайский, Лентаогорский лпмбинатв 7. др.;

- монгаа стрелы на вертикальной опорной плите рационально использовать в камере бокового опрокидывателя - Текелийский, Урупскай комбинаты;

- монтаж стрелы и всех .конструктивных элементов бутобоя

на обдей раме, снаб&аемой ходогыш? опорами, рационально использовать в камерах участковых, рудоспусков с небшшаим сроком

службы (до 0,5 года) - Норшпсий, ЗыряновскаК комбинаты;

- мшток стрелы на самоходном пасся (самоходный бутобой) может быть использован на предприятиях, вдименящта самоходное оборудование и кмеюда необходимые слухбц д."я его ремонта я эксплуатация - Норильский, Солнечный, Днезказгакскяй комбинаты;

- подвесной вариант бутобся (монтах ггепшшкгельного механизма на балках, расположенных у- кровля выработки, о паведенчегл ударника на негаЗарят по коо.-даатному принципу) рацггояааьпо использовать над грохотной ре ¡етноЯ в камере кругового опроют-дцватагя - Ловозерский, 2езкг..;тскиЯ комбинаты.

Тшам образом, анализ пр меняемых систем разработки и схем транспорте руды позвали, определить наиболее характерные места возмозней работы бутойс-лз, а условия размещения бутсбо-ев позволили в свою очередь х жомевдовать для рэзра тки варианты стационарного (стреловог) и подвесного) и самоходного бу-тобоев и обосновать парамет;.'... их конструктивного исполнения.

Обоснование рацяоналышх энергетических параметров, а так-ке приведешмй вдаю анализ шололиеских схем применения и конструктивных параметров бу_обоев позволил разработать типо-размврннЯ ряд, удовлетворят;^ требованиям вдоктнчески всех предприятий цветной металлургп! (табл. 2).

За главный параметр ряда принята анергия единичного удара иолота с пределами изменения от 630 до 4000 Де.

На основе данного ткпорг, .тарного ряда:

- нами разработаны я иск -саны опытные образш сгационар-ных установок для дробления 1игибаритов с пневматическим (УДН-ШП) и о гндрагштчесшгм (УДИ-ШГ) ударниками. По рекомендациям приемочной комиссии чертеки на серттйное производство установок переданы Востокшаэаводу;

- лс заявке v. исходит требованиям института Гипроникель, СКЕГормаи разработал самоходный бутобей БП-250, который испытан с участием автора ня Лешлогорском ШК.

Таблица 2

Типоразмерный ряд подземных бутобоев

Типы бутобоев

Наименование параметра самоходные самоход-

подвесной стреловой ный

Энергия удара. Да. 630 1600 4000 1600

Частота ударов, 5-8,3 5-8,3 5-8,3 5-8,3

Зона обслуживания:

ширина х длина, м х м 1,2x7,0 - -

Радиус поворота стрелы, м

внеший - 4,5 4,5 4,5

внутренний - 2,0 2,0 2,0

Угол поворота стрелы в плаке, - 120 120 90

Высота установки в работе ,м 2,5 3,3 3,3 3,3

Масса, т 1,2 4,6 9,6 13,0

ВнедсвЕс созданных подземных бутобоев в комплексе с разработанной конструкцией искусственного основания велось на Тишинском руднике Дектеогорского ШК. Установлено, что применение стационарного бугойоя (УДН-1ГП) экономически эффективно: по сргькегопо с буровзрывным способом дроблении СЕВР) при годовом объеме.дробления более 13,6 тыс.м3 (14.8 м3/смену), а по срав-нешш о БП-250 при годовом объеме более 13 тыс.м3 (14,2 м3/сме-ну). При фактическом объеме 18,6 1_о.мя использование УЦН-1ГД обеспечивает вк->ноиичеокий аффект 24,1 тыс .руб. ло сравнению с

Ш-250 к 20,1 гиа.руб. по сравняют» с БВР. Экономический эффект от применения УДК-ЗГЛ может быть получен и при меньших объемах,работ при учете непрямых затрат (ущерба от снижения производительности транспортного оборудования, учета простоев, ппломЬя и др.).

По рекомендации приемочной комиссии область пряменешл установки УДН-Ш1 бкла распространена па открытие горние работы. Совместно с Бокситогорским заводом ПО "Глинозем" установка била внедрена на узле приемки боксита с экономическим эффектом 10,7 тыс.руб.

Преимущества механического пособа дробления по срашеннв с ЕЕР позволили рекомендовать ечэ для разрушения массива лег-кодробкмах горних пород. Яри у- ■ сттгя автора осуществлено внедрение самоходного бутобоя с гндрсмолотом ПИ-120 для проходки тоннелей и траншей в усло-.иях Челябинского ИСУ и экояо-Ир'КГСТСМ ЗГ,,9 тис,руб.

tí А К Л а . Е Н И Е

Выполненный комплекс ача^лг. ческтгх и экспериментальных •сслсдовшти!! позвожа релита з: гуакьиуо задачу по обоснованию •^'.гдкл'ЯоЗ твхгшпгяи зтрзвча;.^ дробления горшх пород буто- . 5СП.-.И В ¡!ОДг!С:-".ЫХ условиях.

Осношш паучннз и сракетксгаго результату работы:

I. Определим осногане сако: »мерности разрушения пегаба-1итов горних пород подземгамт с-гобоякт на искусственном осно-íainra в зависимости от размеров i образца, схемц прило-

;ения разрукащях усилий, конфигурации опорной поверхности, 'езультатц теоретических исследований получили подтверждение [пи экспериментальных исследованиях в лаборатории условиях

(и. образцах из оптически-активного материала и из гранита),' на пвдноразмарном стенде и в производственных условиях.

2. Разработаны рекомендация по рациональной технологии дробления негабаритов бутобоякя при различных системах разработки в комплексе выемочно-погрузочно-транспортного оборудования подземных предприятий,

3. Разработаны методические рекомендации по выбору рациональных параметров бутобоев и конструкции искусственного основания для дробления негабаритов а подземных условиях, учитывающие предложенную объединенную классификацию (ИГД Миниета и КГД им.Скочинского) по механическому разрушению горных пород, форы/ негабаритов и условия соблюдения эффективного грохочения.

4. Разработан пшоразнерный ряд бутобоев, удовлетворяющий требованиям шахт цветной металлургии, на основе которого созданы, испытаны и внедрены опытные образцы лодзеишых бутобоев.

5. Создала, испытана и внедрена конструкция искусственного основания - грохотно-дробяльпая решетка с зубчатой конфигурацией опорной поверхности, возводящая повысить производительность дробления бутобояш и снизить экертоемкость разрушения негабаритов до 4-6 раз.

Внедрение предложенных разработок и рекомендаций в условиях Лешшогорского ПШ, Боксит ог.орского завода ПО "Глинозем", Челябинского ЕСУ дало суммарный'годовой экономический аффект 67,7 тыс.рублей.

■ В настоящее врем внедрение стационарных установок УДКг1П1 ' качалось на шахтах СУЕРа. Установка УДН-1ГД использована втехническом проекте института Мехаиобр для дробления негабаритов в условиях Норильского ЕЖ.

Во всех с-г-чаях использование ударно-механического способа разрушения негабаритов или массива горных пород обеспечива-

ет, по сравнению о ЕБР, соцнал*'ч$ и экологический эффект за счет устранения тяяелях, трудоемких и опасных операций, сниве-ния выброса ядовитых газов в атмосферу.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Шлапаков А.И. Исследование и совершенствование технологии дробления негабаритов на подземных работах// Интензифика-;сия горнорудного ппоизводстга: Тез.дога. П Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых. - Свердловск: ИГД №М СССР, 1985. - С. 89.

2. Шлапаков А.И., Дубовигтай Г.В. К вопросу об исследовании энергоемкости и разруиеп i негабаритов// Исследования в области создания и применкш" горного оборудования: Науч.тр. -Л.: Гипронпкель, 1086. - С. 48-54.

3. Шлапаков Л.И., Дон:тул Ч.Ф., Дубовацкий Г.В. К вопросу о предельной дашкятаекой наг.-п зке эазруиения негабаритов// Ис-следотояяя a об^ото создана: и применения горнего оборудования: Науч .vp. — Л.: Гт;Пр05"И>.ЛЬ, ISÍ36. — С, 54-58,

4. Шлалакоз А.И., Донцу.. Я.Ф. t.'-етод расчета нопрякепно-до^сршрокшого состояния габаритов// Разработка и внедрение оборудования для ra«w ткоцэт д«йгпт руд: Неуч.тр. - Л.:

, 1С.-?. - С.

5. riiíiaaso: л .И., Дубопг. Г. 13. Пдолоскшгоо изгалаиая ¿тэшшзрыи: у-.-тановок ЭДД-Г 'I п УДН-ITiI гдя дробления ногаба-рятов и ледге-яизс условиях/,- Яотттонго технического уровня горного оборудогзиал для от: щкс и яодземшх работ: Неуч.тр. - Л.: Гкпгоникель, I9C8. - С. 3<1-39.

5. Ежппакоь А «И. CCccnoi. по рацтшошшх энергетических пяртпроп подзомнцх бутсбоев/'/ Шеокспрогаводтеельиое обору-,;ü:,:v.i/q jy-л о-критих. к ледзкчшх. рудаяюв щеткой металлургии: Няуч.тр, - Л.: Гкяргчгиколъ, "И'Й9. - 0. 70-82.

7. Шлалаков А.И., Дубовацкий Г.В. Применение подземных бу-тобоев в технологических схемах рудников Минцветмета СССР// Высокопроизводительное оборудование для открытых и подземных рудников цзегной металлургии: Науч.тр. - Л.: Гшроникель, 1989. - С. 83-90.

8. Дубошщотй Г.В., Шлапаков А.И. Технологические схем; применения и конструктивные параметры подземных бутобоев/Л'ип-летень "Цветная металлургия". - М.: 1989. - № 9. - С. 10-14.

9. Заявка П 4631740/33, М.Ю^ВОгС 19/06. Устройство для

перепуска Горной массы/ Шлапаков А.И. (СССР); Заявл. 04.01,89. Лол оаси7. ^гиНм^е 7 7- 0$. 90