автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Оценка долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов при разработке взорванных пород на угольных разрезах Кузбасса

На правах рукописи

Путятин Алексей Николаевич

ОЦЕНКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ШАГАЮЩИХ ЭКСКАВАТОРОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ВЗОРВАННЫХ ПОРОД НА РАЗРЕЗАХ КУЗБАССА

Специальность 05.05.06 - «Горные машины»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет»

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Паначев Иван Андреевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Хорешок Алексей Алексеевич

кандидат технических наук Дрыгин Сергей Юрьевич

Ведущая организация - ОАО УК «Кузбассразрезуголь»

Защита состоится 16 февраля 2006 г. в 15 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.102.01 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет» по адресу: 650026, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28. Факс: (3842) 36-16-87

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет».

Автореферат разослан " Ы" 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.Г. Каширских

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Постоянное развитие открытой разработки полезных ископаемых на разрезах Кузбасса ставит перед угольной промышленностью важную задачу по увеличению долговечности и производительности шагающих экскаваторов.

Шагающие экскаваторы нашли основное применение при бестранспортной системе разработки месторождений открытым способом. Обладая технологическими и экономическими преимуществами по сравнению с другими видами экскаваторов, они, в свою очередь, являются более металлоемкими и технологически сложными машинами, и, как следствие, дорогостоящими. Нормативный срок службы шагающих экскаваторов составляет 20 лет. За это время происходит не только физический износ основного оборудования, но и его моральное старение. В настоящее время горнодобывающие предприятия не в состоянии своевременно обновлять парк машин, поэтому вынуждены эксплуатировать машины, отработавшие нормативный срок службы.

Особо опасными с точки зрения трещинообразования являются динамические нагрузки. Формирование нагрузок на несущие металлоконструкции и основные механизмы шагающих экскаваторов в значительной степени зависит от физико-механических свойств разрабатываемых пород и качества их подготовки к экскавации, характеризуемого средним диаметром куска в развале пород и коэффициентом разрыхления взорванной горной массы.

Эксплуатация экскаваторов сверх нормативного срока службы приводит к дополнительному образованию трещин в отдельных элементах конструкций и их росту до критических размеров. Вследствие этого увеличивается время простоев оборудования, возрастают затраты на проведение ремонтов и, как следствие, снижается их производительность.

Под влиянием низких отрицательных температур значительно снижаются вязкостные свойства сталей, применяемых для изготовления металлоконструкций экскаваторов. Резкие колебания температур вызывают дополнительные напряжения в их металлоконструкциях. Низкие температуры окружающей среды способствуют увеличению среднего диаметра куска развала пород, что вызывает увеличение напряжений в металлоконструкциях экскаваторов, в результате чего увеличивается скорость развития трещин в металлоконструкциях и снижается их долговечность.

С этой точки зрения разработка способа оценки долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов с учетом горнотехнических характеристик взорванной горной массы и низких температур окружающей среды является весьма актуальной задачей.

Цель работы - оценка долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов с учетом влияния

горной массы и низких темпера!

Идея работы заключается в учете горнотехнических характеристик взорванной горной массы и низких температур окружающей среды при оценке долговечности шагающих экскаваторов.

Задачи исследования:

- изучить влияние горнотехнических характеристик взорванной горной массы и температуры окружающей среды на параметры надежности и тре-щиностойкости металлоконструкций шагающих экскаваторов;

- установить влияние гранулометрического состава взорванных горных пород и температуры окружающей среды на размахи напряжений, возникающих в металлоконструкциях шагающих экскаваторов.

- разработать методику прогноза долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов.

Методы исследований: конечно-элементное моделирование, натурные и лабораторные исследования; обработка экспериментального материала методами математической статистики и теории вероятности.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- параметр потока отказов экскаватора ЭШ 10/70 в зимний период по сравнению с летним при увеличении среднего диаметра куска породы в развале на 20% увеличивается в 1,8 раза, а трещиностойкость металлоконструкций (стрела, надстройка, поворотная платформа) при понижении температуры до -40°С уменьшается в 1,4 раза.

- увеличение среднего диаметра куска развала в результате смерзаемо-сти горных пород в диапазоне 0,3-0,45 м связанно пропорциональной зависимостью с напряжениями, возникающими в металлоконструкциях шагающих экскаваторов, которые возрастают при этом в 1,3 раза.

- учет влияния гранулометрического состава взорванных пород и низких температур при оценке долговечности металлоконструкций, позволяет прогнозировать развитие трещин в металлоконструкциях шагающих экскаваторов, увеличивать производительность экскаваторов в 1,3-1,5 раза за счет сокращения времени внеплановых ремонтов.

Научная новизна работы заключается:

- в установлении влияния горнотехнических характеристик взорванной горной массы и температуры окружающей среды на уровень нагруженности и долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов;

- в разработке статистических моделей, учитывающих влияние горнотехнических характеристик и температуры окружающей среды на уровень механической нагруженности металлоконструкций шагающих экскаваторов;

- в создании методики прогноза долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов.

Достоверность научных результатов подтверждается:

- применением апробированных методов теории вероятностей и математической статистики;

- достаточным по статистическим критериям объемом выборок, определяющих уровень нагруженности металлоконструкций шагающих экскаваторов;

- сходимостью расчетных значений нагруженности металлоконструкций, полученных с помощью конечно-элементного моделирования с экспериментальными данными.

Личный вклад автора заключается:

- в систематизации и научном обобщении методов исследования структурных и физико-механических свойств взорванных скальных пород;

- в обработке экспериментальных данных и получения регрессионных зависимостей между гранулометрическим составом, температурой окружающей среды и уровнем нагруженности металлоконструкций драглайнов;

- в разработке методики, позволяющей оперативно оценивать долговечность шагающих экскаваторов при разработке взорванных пород в летний и зимний периоды.

- в теоретических и экспериментальных исследованиях, направленных на изучение влияния гранулометрического состава взорванных пород и температур окружающей среды на уровень производительности и долговечности шагающих экскаваторов;

Практическая ценность работы. Результаты выполненных исследований позволяют по заданным горно-технологическим и температурным условиям прогнозировать скорость развития трещин в металлоконструкциях шагающих экскаваторов и устанавливать обоснованные сроки их ремонта. Это дает возможность повысить производительность экскаваторов при разработке взорванных горных пород за счет сокращения времени простоев, обусловленного устранением трещин в их металлоконструкциях.

Реализация работы. Результаты работы реализованы в виде рекомендаций по продлению межремонтных периодов работы шагающих экскаваторов с учетом качества подготовки взорванных пород и низких температур, выданных филиалу "Ерунаковский угольный разрез" ОАО УК "Кузбассраз-резуголь".

Апробация работы. Основные научные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на III Международной научно-практической конференции "Наукоемкие технологии добычи и переработки полезных ископаемых" (Новосибирск, 2003 г.); XVIII Межреспубликанской конференции "Численные методы решения задач теории упругости и пластичности" (Новосибирск, 2003 г.); X Международной научно-практической конференции "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири" (Кемерово, 2004 г.); China-Russia Symposium on Underground Engineering of City and Mine "New Progress of civil engineering and Architecture" (Qingdao, China, 2004 г.); научно- практических конференциях студентов, аспирантов и профес-сорско - преподавательского состава КузГТУ (2001-2005 гт.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц, 57 рисунков и список литературы из 74 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю д.т.н., проф. И.А. Паначеву; д.т.н., проф. А.В.Бирюкову; к.т.н.,

М.Ю. Насонову; кл.н. С.И. Протасову (НИФ «КузбассНИОГР») за помощь в проведении исследований, ценные советы и замечания, а также за постоянное внимание к работе.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава диссертационной работы посвящена обзору и анализу существующих классификаций горных пород, рассмотрено взаимодействие взорванной горной массы с рабочими органами землеройно-транспортных машин и воздействие отрицательных температур на физико-механические свойства горных пород.

При выполнении работы использовались научные решения в области геомеханики и горнотехнологического породоведения, изложенные в трудах

B.В. Ржевского, М.А. Садовского, С.И. Журкова, Е.И. Шемякина, JIM. Барона; в области механики разрушения горных пород взрывом Б.Р. Ракишева, Н.Я. Репина, И.А. Паначева, A.B. Бирюкова, A.C. Ташкинова, Г.В. Секисова, а также Н.Г. Домбровского, А. Н. Зеленина, Ю.И. Белякова, Д.П. Волкова,

C.С. Музгина, В.Р. Кубачека, A.A. Хорешка, Б.А. Катанова, B.C. Квагинидзе, Д.Е. Махно и других ученых.

Эффективность применения шагающих экскаваторов в значительной степени определяется качеством взрывной подготовки пород, характеризуемым средним диаметром куска в развале и коэффициентом разрыхления, которые и предопределяют производственные и экономические показатели вскрышных работ.

Наработка на отказ экскаваторов зависит от качества подготовки пород к экскавации. Известно, что с увеличением среднего диаметра куска развала пород с 4 до 15% удельное время простоев драглайнов увеличивается в 2,4 раза, а с возрастанием от 15 до 20% - в 3,75 раза.

Важнейшей технологической характеристикой породного массива, определяющей его гранулометрический состав и оказывающий значительное влияние на качество дробления пород, является блочность массива. Она обуславливается интенсивностью его трещиноватости. Основным параметром, характеризующим гранулометрический состав взорванной породы, является средний диаметр куска в развале.

В качестве учета влияния горно-геологических факторов на качество подготовки пород к экскавации была выбрана классификация горных пород по блочности, разработанная И.А. Паначевым. В соответствии с данной классификацией породы были разделены на три категории блочности: мелкоблочные с средним диаметром естественной отдельности 0,3 м; среднеблоч-ные и крупноблочные с средним диаметром естественной отдельности, соответственно, 0,8 и 2 м.

Обзор выполненных исследований показал, что существующие методики оценки долговечности металлоконструкций экскаваторов не учитывают влияние горнотехнических факторов и низких температур окружающей среды. Решению данных вопросов и посвящена данная работа.

Во второй главе приведены теоретические и экспериментальные исследования влияния горнотехнических характеристик взорванной горной массы и температуры окружающей среды на парамегры надежности и тре-щиностойкости металлоконструкций шагающих экскаваторов.

Особое влияние на надежность металлоконструкций шагающих экскаваторов, кроме горнотехнических характеристик взорванной горной массы, оказывают низкие температуры. Так, на разрезах Кузбасса частота отказов узлов металлоконструкций шагающих экскаваторов в зимний период превышает летний в 1,8 - 2 раза. Это вызывает возрастание простоев оборудования и, как следствие, приводит к снижению долговечности и производительности экскаваторов.

Наиболее ощутимые простои экскаваторов связаны с отказами и крупными разрушениями ковшей, стрел, надстроек, поворотных платформ.

По результатам обработки информации, полученной за двухлетний период наблюдений на разрезах Кузбасса, были количественно определены основные критерии надежности шагающих экскаваторов при экскавации взорванных горных пород I, II и Ш категорий блочности.

Расчет основных критериев надежности шагающих экскаваторов производился раздельно для летнего и зимнего периодов. За границы зимнего периода были приняты месяцы, когда среднемесячная температура воздуха была ниже -25 °С.

Анализ основных критериев надежности показал, что уровень эксплуатационной надежности экскаваторов типа ЭШ 10/70 снижается по мере увеличения среднего диаметра куска развала и понижения температуры окружающей среды.

Установлено, что в зимний период по сравнению с летним происходит снижение параметров надежности шагающих экскаваторов. Коэффициент готовности уменьшается в 1,5 раза; коэффициент неисправности увеличивается в 2,2 раза; наработка на отказ уменьшается в 2,4 раза; среднее время восстановления увеличивается в 1,6 раза.

На рис.1, представлены зависимости влияния условий эксплуатации на параметр потока отказов подсистем экскаватора ЭШ 10/70.

Анализ полученных данных (рис.1) позволяет сделать вывод, что влияние среднего диаметра куска развала пород на надежность подсистем экскаваторов усиливается при понижении температуры окружающей среды.

В результате выполненных исследований установлено, что гранулометрический состав взорванной горной массы содержит в зимний период значительный процент негабаритных кусков, существенно затрудняющего эффективную работу экскаваторов. Использование шагающих экскаваторов в этих условиях часто становится причиной непредвиденных отказов.

К параметрам статической и циклической трещиностойкости относятся: критический коэффициент интенсивности напряжений (К1С) и скорость рос 1а трещин (<11/с1М), для определения которых использовались плоские образцы с односторонним боковым надрезом, нагружаемые внецентренным растяжением. В образцах исследовались три зоны (ввиду различий механиче-

ских свойств в этих зонах): основной металл, металл околошовной зоны и металл сварного шва (рис.2).

Летний период

I €

1 г з

Категории блочное™.

в Рабочее

оборудование ■ Металлоконстр укции

□ Поворотный механизм

□ Ходовой механизм

Зимний период

1 2 3 Категория блочное™

а Рабочее |!

оборудование I ^

■ Металлоконструк' ции 11

I □ Поворотный механизм

I

.□Ходовой механизм

Рис. 1. Гистограммы изменения потока отказов (со, ч ) подсистем экскаваторов по категориям пород в летний и зимний период

Для образцов принятой формы коэффициент интенсивности напряжений (КИН) определялся с помощью выражения:

К

РУ

(1)

где: Г = 29.6

IV

< П г 'Г \2 ' п 2

-185.5 + 665.7 -1017

У

+ 639

иг

металле околошовной зоны; в - трещина в металле сварного шва

Эксперименты по определению характеристик статической и циклической трещиностойкости стали 10ХСНД были выполнены при воздействии отрицательных температур в диапазоне от 0 до -40 °С.

Для проведения циклических и статических испытаний при пониженных температурах применялась методика контактного охлаждения. В данной работе для оценки статической трещиностойкости стали 10ХСНД использовался метод I- интеграла (.Те), позволяющий определять вязкость разрушения

при значительной пластической деформации в вершине трещины, в том числе в условиях общей текучести материала.

Экспериментальное определение (Дс) и его критического значения производилось по методике, предложенной Бигли и Лэндизом. Методика основана на измерении разности потенциальной энергии деформации Ди двух идентичных образцов, отличающихся лишь длиной трещины А 1, при одинаковом смещении V, точек приложения нагрузки. Значения (1с) вычисляли по формуле:

/с = 5, /(/, -12)(, (2)

где: Б,- площадь диаграммы, равная приращению энергии, потраченной на разрушение образцов с разной длиной трещины; 1Г длина трещины первого образца; 12- длина трещины второго образца; ^толщина образцов;

В образцах, предназначенных для определения статической трещино-стойкости, предварительно проращивалась трещина пульсирующим растяжением. Размах коэффициента интенсивности напряжений принимался из условия: ДК|<0,2Кс. Для точности определения площади относительные длины трещин ( I-) в образцах были приняты равными 0,25-0,60.

Величину критического коэффициента интенсивности напряжений (Кс) определяли по известной формуле:

Кс = рсЕ(1-И2), (3)

где: Е- модуль упругости первого рода; ц - коэффициент Пуассона.

По результатам выполненных исследований о влиянии низких температур в выбранном диапазоне (0 - -40 °С) на рост трещин в образцах, испытываемых на внецентренное растяжение, построены графики роста трещин в зависимости от числа циклов нагружения (1/Ы).

Для использования линейной аппроксимации (при довольно высоком коэффициенте корреляции - 0,85) оказалось целесообразно представить диаграмму циклической трещиностойкости всех исследуемых зон стали 10ХСНД. испытанной при температуре (0 - -40° С), в виде двух линейных участков с соответствующими параметрами уравнения Пзриса "С", "п".

Диаграммы роста трещин указанных зон в двойных логарифмических координатах в интервале ЛК)=25-70 МПал'м апроксимируются линейно (рис.3). Значения параметров "С" и "п" для испытанных зон стали 10ХСНД в зависимости от темпера1уры испытаний представлены в таблице 1.

Рис.3. Скорость роста усталостной трещины в исследуемых зонах стали 10ХСНД: а) основной металл; б) металл сварного шва; в) металл околошовной зоны

Таблица

Значения параметров «С» и «п» уравнения Пэриса для испытанных зон стали 10ХСНД в зависимости от температуры испытаний

т,°с АК, МПал'м Основной металл Металл шва Металл околошовной зоны

0 25-45 п=2.7 С=7.15*10~13 п=3 С=9*10"'3 п=3.27 С=1.57*10"12

-10 30-55 п=2.85 С=2.88*10'13 п=3.15 С=1.49*10"13 п=3.4 С=1.4*10"12

-20 30-85 п-2.3 С=1.5*10"'2 п=2.5 С=1*10'12 п=2.73 С=1.3*10"'2

-40 30-85 п—1.1 С=8.5*10"'2 п=1.8 С=1.1*10" п-2.7 С=1.08*10'"

Установлено, что понижение температуры испытания стали 10ХСНД до -40°С приводит к уменьшению параметров трещиностойкости в 1,4 раза. Более интенсивное снижение параметров трещиностойкости происходит в сварном шве, что объясняется наличием в нем микродефектов, а также остаточных сварочных напряжений, влияние которых увеличивается при снижении температуры.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований уровня механической нагруженности экскаваторов типа ЭШ 10/70 при разработке скальных пород на угольных разрезах Кузбасса. Расчет напряженно-деформированного состояния металлоконструкций шагающих экскаваторов проводился с использованием метода конечных элементов.

Для оценки напряженно-деформированного состояния металлоконструкций экскаваторов использовался тензометрический метод. Измерение наиболее нагруженных элементов стрелы и надстройки осуществлялся с помощью датчиков омического сопротивления, усилителя «Топаз-4» и шлей-фового осциллографа «Н-117».

Все измерения производились при управлении экскаватором одним и тем же машинистом средней квалификации.

Измерение деформаций велось сериями непрерывной записи работы экскаватора при различном качестве подготовке пород в забое. Было записано 18 серий экспериментов по 30 циклов в каждой или всего 540 рабочих циклов.

Для оценки степени связи между максимальными значениями напряжений, возникающих в элементах металлоконструкций стрелы, и определяющими их факторами (гранулометрический состав, температура окружающей среды), были использованы методы регрессионного анализа.

Расчет формы и тесноты связи между изучаемыми показателями производился по данным, полученным при исследовании напряженно-деформированного состояния шагающих экскаваторов типа ЭШ 10/70, которые использовались для экскавации взорванных скальных пород I, II и III категорий блочности.

На основе проведенного регрессионного анализа были получены регрессионные модели, описывающие взаимосвязь гранулометрического состава взорванной горной массы, температуры окружающей среды и уровня напряжений, возникающих в металлоконструкциях экскаватора ЭШ 10/70.

На рис.4 представлены зависимости уровня напряжений от характеристик гранулометрического состава горных пород с учетом влияния летнего и зимнего периода, построенные по полученным уравнениям регрессии.

Рис.4. Зависимости напряжений возникающих в верхней секции стрелы экскаватора ЭШ 10/70 от среднего диаметра куска и коэффициента разрыхления

Из рис.4 видно, что с увеличением среднего диаметра куска в развале с 0,3 до 0,45 м в результате смерзаемости горных пород напряжения, возникающие в металлоконструкциях драглайнов, увеличиваются в 1,3 раза. С увеличением коэффициента разрыхления с 1,1 до 1,5 напряжения уменьшаются в 1,2 раза.

При экскавации взорванных пород в зимний период породы под воздействием отрицательных температур смерзаются, образуя при этом негабаритные куски, т.е. куски, которые соизмеримы с шириной ковша. При столкновении ковша с такими кусками значительно увеличиваются напряжения.

Полученные регрессионные модели были проверенны на их адекватность. Результаты сравнения остаточной дисперсией с дисперсией случайности показали, что регрессионные модели адекватны.

Для расчета долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов экспериментально определялись размахи напряжений (До, МПа) при изменении температуры от -20°С до + 20°С, зависящие от уровня возникающих циклических нагрузок. Влажность разрабатываемых пород составляла \У= 12-14 %. Средний диаметр куска в развале (с1ср) изменялся в диапазоне 0,3-0,7 м. Коэффициент разрыхления (Кр) менялся по зонам забоя в пределах от 1,1 до 1,5 и в среднем по забою был равен 1,35.

Полученные экспериментальные данные обрабатывались методами теории вероятности и математической статистики.

Результаты исследований размахов напряжений позволяют определять уровень нагрузок и их частоту возникновения в зависимости от гранулометрического состава и сезонности разработки взорванных скальных пород, с целью использования полученных данных при оценке долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов.

Для подтверждения экспериментальных данных, полученных при исследовании напряженно-деформированного состояния металлоконструкций шагающих экскаваторов, разрабатывающих скальные взорванные породы на разрезах Кузбасса, были созданы конечно-элементные модели, имитирующие нагружение металлоконструкций стрелы и надстройки (рис.5).

Рис.5. Конечно-элементная модель стрелы и надстройки экскаватора ЭШ 10/70

На рис.6 представлена зависимость изменения напряжений от среднего диаметра куска, при экскавации взорванных скальных пород. Данная зависимость получена на основании экспериментальных и рассчитанных по методу конечных элементов данных.

Из рис. 6 видно, что напряжения, полученные экспериментально, отличаются от полученных при применении метода конечных элементов на 10-15 %. Это объясняется тем, что при создании конечно-элементной модели не были учтены следующие факторы: концентрация напряжений, возникающая в сварных швах, температурные напряжения и наличие трещиноподобных дефектов в элементах металлоконструкций.

[ —♦— Экспериментальный (Лето) л- - Экспериментальный (Зима)! | й Теоретический (Лето) —»'—Теоретический (Зима) ^

0,3 0,45 0 7

Средний диаметр куска 4ср, м

Рис.6. Теоретические и экспериментальные распределения напряжений в элементах верхнего пояса стрелы экскаватора ЭШ 10/70

Сравнение результатов конечно-элементного моделирования с результатами натурных исследований показало, что созданные модели по методу конечных элементов позволяют с достаточно высокой степенью точности расчитывать напряжения в основном металле сложных металлоконструкций, но при этом необходимо учитывать концентрацию напряжений в сварных швах, температурные напряжения и наличие трещиноподобных дефектов.

Четвертая глава посвящена разработке методики прогноза долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов с учетом горнотехнических характеристик взорванной горной массы и низких температур окружающей среды. Получена формула, позволяющая рассчитывать эксплуатационную производительность шагающих экскаваторов с учетом параметров надежности и периодов эксплуатации.

В результате выполненных исследований установлено, что на развитие и рост трещин в металлоконструкциях экскаваторов существенное влияние оказывают циклические нагрузки, которые возникают в результат взаимодействия ковша с взорванной горной массой. Отрицательные температуры окружающей среды также отрицательно сказываются на трещиностойкости металлоконструкций экскаваторов.

Экспериментально получено количество циклов нагружения металлоконструкций шагающих экскаваторов до их разрушения в зависимости от среднего диаметра куска в развале и определенны критические размеры трещин (рис.7).

03 035 04 045 05 055 06 065 07

с!ср, м

Рис.7. Зависимость числа циклов нагружения металлоконструкций шагающих экскаваторов до их разрушения от среднего диаметра куска развала

пород

Увеличение среднего диаметра куска развала пород с 0,3 м до 0,45 м приводит к снижению числа циклов нагружения металлоконструкций до их разрушения в 1,6 раза, снижая их долговечность.

На основе ранее выполненных исследований по определению характеристик трещиностойкости стали 10ХСНД и уровня нагруженности металлоконструкций шагающих экскаваторов разработан алгоритм расчета их долговечности с учетом влияния горнотехнических характеристик и низких температур эксплуатации (рис.8).

Эксплуатационная производительность рассчитывается по выражению:

& = ~ КГКИ кКпл(КлпАлп +КЗПКУПАЗП)^ (4)

1ц Кр 1р +1ц

где: V продолжительность цикла, мин; Е- расчетная вместимость ковша, м'; Кн- коэффициент наполнения ковша; Кр- коэффициент разрыхления; Ц- длительность непрерывной работы экскаватора, мин; V длительность одной передвижки, мин; Ки- коэффициент технического использования экскаваторов во времени; к- число рабочих смен в сутки; КПл -плановое число дней работы экскаватора в году; Клп, Кзп- коэффициенты, учитывающие продолжительность соответственно летнего и зимнего периодов эксплуатации; Куп- коэффициент, учитывающий дополнительное уменьшение производительности экскаватора в зимний период ввиду снижения надежности технологического оборудования, связанного с работой экскаватора; А лп( Д зц- коэффициенты плановой продолжительности работы экскаваторов в летний и зимний периоды эксплуатации; Кг -коэффициент готовности.

При разработке взорванных скальных пород длительность экскаваторного цикла при прочих равных условиях определяется длительностью черпа-

ния, зависящем от качества подготовки пород, т.е. определяется только кус-коватостью горной массы.

Расчетное сечение

Размер начальной трещины

Опред К! X, =< еление Ш тУл[тг1

Влияние низких температур на смерзаемость и увеличение

Влияние грансостава взорванных пород на НДС металлоконструкций драглайнов

Определение структуры циклов нагружения А о- = f(N)

Параметры циклической и статической трещино-стойкости материала С , п , Кс

Критический размер трещины

С[Л<7Гл/7]"ДЛГ; = 4,2 > -/} 2

IКР ~

К,

1-Й

+1

2о" шх У

Щ

N ОБЩ = Ё АН,

¡ = 1

Рис.8. Алгоритм расчета долговечности металлоконструкций шагающих

экскаваторов

Время черпания устанавливалось хронометражными наблюдениями. В результате получали определенное количество выборочных значений времени черпания 12,..ЛП) при фиксированном значении кусковатости пород. По выборочным значениям определялись средние значения, которыми и характеризовалось время черпания при данном значении кусковатости пород.

Длительность разгрузочных операций устанавливалась по известным зависимостям Н.Г. Домбровского. Время цикла экскавации в летний и зимний период рассчитывается по выражениям:

летний период:

(ц = 4,73е

1 54 </,

+ +

(103£-300)3

/?2+3

зимнии период:

р2 + 3

Формулы (5) и (6), предлагаемые для определения общей продолжительности цикла экскавации, позволяют учесть влияние сезонности экскавации на производительность экскаватора.

По данным, рассчитанным с помощью выражения (4) в программе ЕХЕЬ, были получены изменения эксплуатационной производительности драглайнов в зависимости от месяцев года (рис.9).

Рис.9. Изменение эксплуатационной производительности по месяцам

Из рис. 9 видно, что на уровень изменения эксплуатационной производительности оказывает влияние сезон эксплуатации шагающих экскаваторов. В зимние месяцы по сравнению с летними производительность уменьшается в среднем на 20-30% независимо от мощности и емкости ковша экскаватора за счет увеличения их простоев, связанных с разрушениями металлоконструкций и проведения внеплановых ремонтов.

Применение разработанной методики оценки долговечности, позволило прогнозировать динамику роста трещин в металлоконструкциях шагающих экскаваторов, увеличивать их производительность в 1,3-1,5 раза в зимний период за счет увеличения коэффициента использования во времени.

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой выполнен комплекс аналитических и экспериментальных исследований взаимосвязи трещиностойкости металлоконструкций драглайнов с учетом горнотехнических характеристик взорванных горных пород и низких температур, и дано обоснование новых технических решений по повышению эффективности использования экскаваторов, имеющих существенное значение для эксплуатации и совершенствования горных машин.

70

И

III

IV V VI VII VIII IX X Я XII

Месяцы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. Установлено, что в зимний период по сравнению с летним происходит снижение надежности шагающих экскаваторов. Параметр потока отказов возрастает в 1,8 раза; коэффициент гоювности уменьшается в 1,5 раза; коэффициент неисправности увеличивается в 2,2 раза; наработка на отказ уменьшается в 2,4 раза.

2. В результате исследования циклической и статической трещино-стойкости стали ЮХСТЩ установлено, что понижение температуры до -40°С приводит к уменьшению параметров трещиностойкости в 1,4 раза.

3. Получены регрессионные модели, описывающие взаимосвязь гранулометрического состава взорванной горной массы, температуры окружающей среды и напряжений, возникающих в металлоконструкциях экскаватора ЭШ 10/70.

4. Увеличение среднего диаметра куска в развале с 0,3 до 0,45 м в результате смерзаемости горных пород связанно пропорциональной зависимостью с напряжениями, возникающими в металлоконструкциях шагающих экскаваторов, которые увеличиваются при этом в 1,3 раза.

5. Увеличение среднего диаметра куска развала пород с 0,3 м до 0,45 м приводит к снижению числа циклов нагружения металлоконструкций до их разрушения в 1,6 раза, снижая их долговечность.

6. Вследствие увеличения среднего диаметра куска развала пород в диапазоне 0,3 - 0,45 м время черпания взорванной горной массы экскаваторами ЭШ 10/70 в зимний период по сравнению с летним возрастает в 3,6 раза.

7. Для оценки долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов получены экспериментальные значения размахов напряжений, которые определяют уровень нагрузок и их частоту возникновения в зависимости от гранулометрического состава и сезонности разработки взорванных скальных пород.

8. Продолжительность межремонтных ремонтов в зимний период устанавливается с учетом скорости роста трещины в металлоконструкциях драглайнов. При этом производительность экскаваторов возрастает в 1,3-1,5 раза за счет повышения коэффициента использования во времени.

9. Экономический эффект от внедрения результатов исследований в филиале «Ерунаковский угольный разрез» ОАО УК «Кузбассразрезуголь», составил 350 тыс. руб. в год на один экскаватор ЭШ 10/70.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Паначев И.А. Влияние гранулометрического состава взорванной горной массы на надежность шагающих экскаваторов / Паначев И.А., Насонов М.Ю., Путятин А.Н. // «Наукоемкие технологии добычи и переработки полезных ископаемых»: Материалы III Международной научно-практической конференции- г. Новосибирск, 2003. - С. 24-25.

2. Паначев И.А. Применение метода конечных элементов при исследовании напряженно-деформированного состояния металлоконструкций шагающих экскаваторов / Паначев И. А., Насонов М.Ю., Путятин А.Н. // «Численные методы решения задач теории упругости и пластичности»: Труды XVIII Межреспубликанской конференции - г. Новосибирск, 2003.- С.136-140.

3. Паначев И.А. Исследование влияния грансостава взорванных горных пород на параметры надежности шагающих экскаваторов / Паначев И.А., Насонов М.Ю., Путятин A.II. // Вестник КузГТУ. - Кемерово, 2004,- №1. -С. 1315.

4. Паначев И.А. К оценке напряженно-деформированного состояния некоторых сварных металлоконструкций шагающих экскаваторов / Паначев И.А., Насонов М.Ю., Путятин А.Н. // Вестник КузГТУ. - Кемерово, 2004,- №3. -С. 56-59.

5. Паначев И.А. Влияние грансостава взорванной горной массы и температуры окружающей среды на уровень нагруженности металлоконструкций драглайнов / Паначев И.А., Насонов М.Ю., Путятин А.Н. // «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири»: Материалы X Международной научно-практической конференции - Кемерово, ГУ КузГТУ, 2004.- С. 182-184.

6. Паначев И.А. Оценка нагруженности металлоконструкций шагающих экскаваторов при разработке мерзлых пород / Паначев И.А., Насонов М.Ю., Путятин А.Н. // «Проблемы и перспективы развития горных наук»: Материалы международной конференции, г. Новосибирск, 1-5 ноября 2004. -С. 62-64.

7. Паначев И.А. К вопросу о расчете долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов с трещинами / Паначев И.А., Насонов М.Ю., Путятин А.Н. // «Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах»: Материалы VI Международной научно-практической конференции, г. Кемерово, 17 ноября 2005. -С. 84-87.

8. Panachev.I.A. Load analysis of metallic structures of excavator for construction in winter season / Panachev I.A., Nasonov M.U., Putjatin A.N. // «New Progress of civil engineering and Architecture: China-Russia Symposium on Underground Engineering of City and Mine». Qingdao, China, -2004. - P.78-81.

Подписано в печать 28.12.05 Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Печ. л. 1. Тираж 120 экз. Заказ Ш ГУ КузГТУ, 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28 Типография ГУ КузГТУ, 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А

/JLS<f

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Оценка состояния разрабатываемых пород и классификация их по трудности экскавации.

1.2. Воздействие отрицательных температур окружающей среды на физико-механические свойства горных пород.

1.3. Анализ результатов исследований экскаваторов, разрабатывающих мерзлые породы.

1.4. Цель и задачи исследования.

Выводы.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГОРНОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЗОРВАННЫХ СКАЛЬНЫХ ПОРОД И НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА УРОВЕНЬ НАДЕЖНОСТИ И ТРЕЩИ

НОСТОЙКОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ШАГАЮЩИХ ЭКСКАВАТОРОВ.

2.1. Основные виды хрупких разрушений металлоконструкций шагающих экскаваторов, эксплуатирующихся на разрезах Кузбасса.

2.2. Экспериментальное исследование характеристик трещино-стойкости стали 10ХСНД, применяемой для изготовления металлоконструкций шагающих экскаваторов.

2.3. Оценка надежности металлоконструкций шагающих экскаваторов.

2.4. Установление влияния горнотехнических характеристик взорванной горной массы на надежность шагающих экскаваторов в зависимости от низких температур окружающей среды.

Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЯ УРОВНЯ НАГРУЖЕННОСТИ ЭКСКАВАТОРОВ ЭШ 10/70, ПРИ РАЗРАБОТКЕ ВЗОРВАННЫХ СКАЛЬНЫХ ПОРОД.

3.1. Методика проведения исследований уровня нагруженности экскаватора ЭШ 10/70.

3.2. Влияние грансостава взорванной горной массы и температуры окружающей среды на уровень нагруженности металлоконструкций шагающих экскаваторов.

3.3. Результаты исследований размахов напряжений в промышленных условиях.

3.4. Расчет напряженно-деформированного состояния элементов металлоконструкций экскаватора ЭШ 10/70, с применением конечно-элементного моделирования.

Выводы.

4. ОЦЕНКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ШАГАЮЩИХ ЭКСКАВАТОРОВ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ ГОРНОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЗОРВАННОЙ ГОРНОЙ МАССЫ И НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

4.1. Расчет числа циклов нагружения металлоконструкций экскаватора ЭШ 10/70.

4.2. Оценка долговечности элементов металлоконструкций шагающих экскаваторов с учетом влияния горнотехнических характеристик и низких температур окружающей среды

4.3. Исследование продолжительности цикла экскавации взорванных скальных пород в летний и зимний периоды.

4.4. Производительность шагающих экскаваторов с учетом параметров надежности и периодов эксплуатации

4.5. Технико-экономическая эффективность вскрышных работ в зимний период.

Выводы.

Актуальность работы. Постоянное развитие открытой разработки полезных ископаемых на разрезах Кузбасса ставит перед угольной промышленностью важную задачу по увеличению долговечности и производительности шагающих экскаваторов.

Шагающие экскаваторы нашли основное применение при бестранспортной системе разработки месторождений открытым способом. Обладая технологическими и экономическими преимуществами по сравнению с другими видами экскаваторов, они, в свою очередь, являются более металлоемкими и технологически сложными машинами, и, как следствие, дорогостоящими. Нормативный срок службы шагающих экскаваторов составляет 20 лет. За это время происходит не только физический износ основного оборудования, но и его моральное старение. В настоящее время горнодобывающие предприятия не в состоянии своевременно обновлять парк машин, поэтому вынуждены эксплуатировать машины, отработавшие нормативный срок службы.

Особо опасными с точки зрения трещинообразования являются динамические нагрузки. Формирование нагрузок на несущие металлоконструкции и основные механизмы шагающих экскаваторов в значительной степени зависит от физико-механических свойств разрабатываемых пород и качества их подготовки к экскавации, характеризуемого средним диаметром куска в развале пород и коэффициентом разрыхления взорванной горной массы.

Эксплуатация экскаваторов сверх нормативного срока службы приводит к дополнительному образованию трещин в отдельных элементах конструкций и их росту до критических размеров. Вследствие этого увеличивается время простоев оборудования, возрастают затраты на проведение ремонтов и, как следствие, снижается их производительность.

Под влиянием низких отрицательных температур значительно снижаются вязкостные свойства сталей, применяемых для изготовления металлоконструкций экскаваторов. Резкие колебания температур вызывают дополнительные напряжения в их металлоконструкциях. Низкие температуры окружающей среды способствуют увеличению среднего диаметра куска развала пород, что вызывает увеличение напряжений в металлоконструкциях экскаваторов, в результате чего увеличивается скорость развития трещин в металлоконструкциях и снижается их долговечность.

С этой точки зрения разработка способа оценки долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов с учетом горнотехнических характеристик взорванной горной массы и низких температур окружающей среды является весьма актуальной задачей.

Цель работы - оценка долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов с учетом влияния горнотехнических характеристик взорванной горной массы и низких температур окружающей среды.

Идея работы заключается в учете горнотехнических характеристик взорванной горной массы и низких температур окружающей среды при оценке долговечности шагающих экскаваторов.

Задачи исследования: изучить влияние горнотехнических характеристик взорванной горной массы и температуры окружающей среды на параметры надежности и трещиностойкости металлоконструкций шагающих экскаваторов; установить влияние гранулометрического состава взорванных горных пород и температуры окружающей среды на размахи напряжений, возникающих в металлоконструкциях шагающих экскаваторов. разработать методику прогноза долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов.

Методы исследований: конечно-элементное моделирование, натурные и лабораторные исследования; обработка экспериментального материала методами математической статистики и теории вероятности.

Основные научные положения, выносимые на защиту: - параметр потока отказов экскаватора ЭШ 10/70 в зимний период по сравнению с летним при увеличении среднего диаметра куска породы в развале на 20% увеличивается в 1,8 раза, а трещиностойкость металлоконструкций (стрела, надстройка, поворотная платформа) при понижении температуры до -40°С уменьшается в 1,4 раза.

- увеличение среднего диаметра куска развала в результате смерзаемости горных пород в диапазоне 0,3-0,45 м связанно пропорциональной зависимостью с напряжениями, возникающими в металлоконструкциях шагающих экскаваторов, которые возрастают при этом в 1,3 раза.

- учет влияния гранулометрического состава взорванных пород и низких температур при оценке долговечности металлоконструкций, позволяет прогнозировать развитие трещин в металлоконструкциях шагающих экскаваторов, увеличивать производительность экскаваторов в 1,3-1,5 раза за счет сокращения времени внеплановых ремонтов.

Научная новизна работы заключается:

- в установлении влияния горнотехнических характеристик взорванной горной массы и температуры окружающей среды на уровень нагруженности и долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов;

- в разработке статистических моделей, учитывающих влияние горнотехнических характеристик и температуры окружающей среды на уровень механической нагруженности металлоконструкций шагающих экскаваторов; в создании методики прогноза долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов.

Достоверность научных результатов подтверждается:

- применением апробированных методов теории вероятностей и математической статистики;

- достаточным по статистическим критериям объемом выборок, определяющих уровень нагруженности металлоконструкций шагающих экскаваторов; сходимостью расчетных значений нагруженности металлоконструкций, полученных с помощью конечно-элементного моделирования с экспериментальными данными.

Личный вклад автора заключается: в систематизации и научном обобщении методов исследования структурных и физико-механических свойств взорванных скальных пород;

- в обработке экспериментальных данных и получения регрессионных зависимостей между гранулометрическим составом, температурой окружающей среды и уровнем нагруженности металлоконструкций драглайнов;

- в разработке методики, позволяющей оперативно оценивать долговечность шагающих экскаваторов при разработке взорванных пород в летний и зимний периоды.

- в теоретических и экспериментальных исследованиях, направленных на изучение влияния гранулометрического состава взорванных пород и температур окружающей среды на уровень производительности и долговечности шагающих экскаваторов;

Практическая ценность работы. Результаты выполненных исследований позволяют по заданным горно-технологическим и температурным условиям прогнозировать скорость развития трещин в металлоконструкциях шагающих экскаваторов и устанавливать обоснованные сроки их ремонта. Это дает возможность повысить производительность экскаваторов при разработке взорванных горных пород за счет сокращения времени простоев, обусловленного устранением трещин в их металлоконструкциях.

Реализация работы. Результаты работы реализованы в виде рекомендаций по продлению межремонтных периодов работы шагающих экскаваторов с учетом качества подготовки взорванных пород и низких температур, выданных филиалу "Ерунаковский угольный разрез" ОАО УК "Кузбассразрезуголь".

Апробация работы. Основные научные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на III Международной научно-практической конференции "Наукоемкие технологии добычи и переработки полезных ископаемых" (Новосибирск, 2003 г.); XVIII Межреспубликанской конференции "Численные методы решения задач теории упругости и пластичности" (Новосибирск, 2003 г.); X Международной научно-практической конференции "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири" (Кемерово, 2004 г.); China-Russia Symposium on Underground Engineering of City and Mine "New Progress of civil engineering and Architecture" (Qingdao, China, 2004 г.); научно-практических конференциях студентов, аспирантов и профессорско - преподавательского состава КузГТУ (2001-2005 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и изложена на

ВЫВОДЫ

1. Увеличение среднего диаметра куска развала пород с 0,3 м до 0,45 м приводит к снижению число циклов нагружения металлоконструкций до их разрушения в 1,6 раза, снижая их долговечность.

2. На основе результатов выполненных исследований по влиянию смерзшихся горных пород на длительность цикла экскавации, с учетом мощности экскаваторов и надежности их работы, получена математическая модель для расчета эксплуатационной производительности экскаваторов.

3. Учет влияния грансостава взорванных пород и низких температур при оценке долговечности позволило прогнозировать динамику роста трещин в металлоконструкциях драглайнов, увеличить производительность шагающих экскаваторов в 1,3-1,5 раза за счет сокращения время внеплановых ремонтов.

4. Экономический эффект от внедрения результатов исследований в филиале «Ерунаковский угольный разрез» ОАО УК «Куз-бассразрезуголь» составил порядка 350 тыс. руб. в год на один экскаватор ЭШ 10/70.

141

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой выполнен комплекс аналитических и экспериментальных исследований взаимосвязи трещиностойкости металлоконструкций драглайнов с учетом горнотехнических характеристик взорванных горных пород и низких температур, и дано обоснование новых технических решений по повышению эффективности использования экскаваторов, имеющих существенное значение для эксплуатации и совершенствования горных машин.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. Установлено, что в зимний период по сравнению с летним происходит снижение надежности шагающих экскаваторов. Параметр потока отказов возрастает в 1,8 раза; коэффициент готовности уменьшается в 1,5 раза; коэффициент неисправности увеличивается в 2,2 раза; наработка на отказ уменьшается в 2,4 раза.

2. В результате исследования циклической и статической трещиностойкости стали 10ХСНД установлено, что понижение температуры до -40°С приводит к уменьшению параметров трещиностойкости в 1,4 раза.

3. Получены регрессионные модели, описывающие взаимосвязь гранулометрического состава взорванной горной массы, температуры окружающей среды и напряжений, возникающих в металлоконструкциях экскаватора ЭШ 10/70.

4. Увеличение среднего диаметра куска в развале с 0,3 до 0,45 м в результате смерзаемости горных пород связанно пропорциональной зависимостью с напряжениями, возникающими в металлоконструкциях шагающих экскаваторов, которые увеличиваются при этом в 1,3 раза.

5. Увеличение среднего диаметра куска развала пород с 0,3 м до 0,45 м приводит к снижению числа циклов нагружения металлоконструкций до их разрушения в 1,6 раза, снижая их долговечность.

6. Вследствие увеличения среднего диаметра куска развала пород в диапазоне 0,3 - 0,45 м время черпания взорванной горной массы экскаваторами ЭШ 10/70 в зимний период по сравнению с летним возрастает в 3,6 раза.

7. Для оценки долговечности металлоконструкций шагающих экскаваторов получены экспериментальные значения размахов напряжений, которые определяют уровень нагрузок и их частоту возникновения в зависимости от гранулометрического состава и сезонности разработки взорванных скальных пород.

8. Продолжительность межремонтных ремонтов в зимний период устанавливается с учетом скорости роста трещины в металлоконструкциях драглайнов. При этом производительность экскаваторов возрастает в 1,3-1,5 раза за счет повышения коэффициента использования во времени.

9. Экономический эффект от внедрения результатов исследований в филиале «Ерунаковский угольный разрез» ОАО УК «Куз-бассразрезуголь», составил 350 тыс. руб. в год на один экскаватор ЭШ 10/70.

143

1. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Часть 1. Производственные процессы.- М.: Недра, 1985. - 509 с.

2. Беляков Ю.И. Выемочно погрузочные работы на карьерах.- М.: Недра, 1987.-268 с.

3. Паначев И.А. Особенности открытой добычи и переработки углей сложноструктурных месторождений Кузбасса. / А.Г. Нецветаев, И.И. Цепилов, В.И. Удовицкий.- Кемерово. Кузбассвузиздат, 1997. -220 с.

4. Паначев И.А. Трещинообразование в металлоконструкциях экскаваторов/ М.Ю. Насонов, М.В. Беленко// Известия Вузов. Горный журнал.-2000.-№5.-С.119-122.

5. Домбровский Н.Г. Строительные машины. М.: Машиностроение, 1976.-290 с.

6. Беляков Ю.И. Совершенствование экскаваторных работ на карьерах/В. И. Владимиров.-М.: Недра, 1974.- с.

7. Беляков Ю.И. Метод определения коэффициента разрыхления крепких пород в развале./ А.В. Резуник// Горный журнал.-1966.-№ 12.- С. 18-21.

8. Махно Д.Е. Эксплуатация и ремонт карьерных экскаваторов в условиях Севера. М.: Недра, 1984.-133 с.

9. Репин Н.Я. Подготовка и экскавация вскрышных пород угольных разрезов. М.: Недра, 1978.-256 с.

10. Ташкинов А.С. Методическое обеспечение задач управления качеством взрывной подготовки пород при открытой угледобычи// Уголь.-1992, -№1, -С. 21-26.

11. Суриков В.В. Механика разрушения мерзлых грунтов.-JI.: Стройиздат, 1978.- 128 с.

12. Аксенян А.А. Содержание незамерзшей воды в мерзлом тяжелом суглинке в интервале температур от 0 до -40° С// Сб., Мерзлотные исследования, Вып. X, М. 1970

13. Иванов Н.С. Тепло- и массоперенос в мерзлых горных породах. М.: Наука, 1969.- 168 с.

14. Цытович Н.А. Незамерзшая вода в мерзлых грунтах.// Труды Международной конференции по мерзлотоведению. М. 1963.

15. Мазуров Т.П. Физико-механические свойства мерзлых грунтов. Л.: Стройиздат, 1975

16. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. М.: Высшая школа, 1973

17. Беляков Ю.И. Применение роторных экскаваторов в зимнее время. М.: Госгортехиздат, 1962.- 93 с.

18. Харин Б.Д. Разработка мерзлого грунта рыхлением// Труды XI Международной конференции. М. 1948

19. Тяжелов Б.П. Производство земляных работ в зимнее время. М.: Госгортехиздат, 1958. -201 с.

20. Давыдов В.В. Вскрышные работы на угольных карьерах в зимнее время. М.: Госгортехиздат, 1960. -145 с.

21. Цытович Н.А. Основание механики мерзлых грунтов/ М.И. Сумгин. Из-во АНССР, 1940.-395 с.

22. Зеленин А.Н. Основы разрушения грунтов механическими способами.

23. Черкашин В.А. Разработка глиняных и песчаных карьеров в зимнее время. М.: Госархстройиздат, 1955. -120 с.

24. Лукьянов B.C. Расчет глубины промерзания грунтов. М.: Трансжелдориздат,1957.- 189 с.

25. Мельников П.И. Общее мерзлотоведение. Н.: Наука, Сибирское отделение, 1974.-292 с.

26. Беляков Ю.И. О применении роторных экскаваторов в суровых климатических условиях.// Труды горногеологического института У ФАН, вып.31, 1958

27. Беляков Ю.И. Определение сопротивлений грунтов резанию роторными экскаваторами.// Труды горногеологического института УФАН, вып.34, 1959

28. Беляков Ю.И. К вопросу применения роторных экскаваторов в зимний период.// Труды горногеологического института УФАН, вып.41, 1959

29. Беляков Ю.И. Усилия резания для разработки мерзлых грунтов роторными экскаваторами// Труды горногеологического института УФАН, вып.49, 1960

30. Беляков Ю.И. Вскрышные работы в зимнее время. // Шахтное строительство, 1960,-№9.- С. 18-22.

31. Беляков Ю.И. Исследование роторного экскаватора в эксплуатационных условиях /А.А. Кожемякин, Ю.В. Наварский // Известия Вузов. Горный журнал, 1958.-№11.-С.12-15.

32. Беляков Ю.И. Анализ зимней работы роторных экскаваторов на карьерах Урала /A3. Розенплентер// Известия Вузов. Горный журнал, 1960.-№10.-С.25-31.

33. Филоненко Н.В. Производство вскрышных работ многоковшовыми экскаваторами в зимних условиях /А.Г. Лавилов //Уголь Украины. 1959, -№11.-С.26-34.

34. Филоненко Н.В. Опыт работы на карьерах Днепровского угольного бассейна в зимних условиях / Угольная промышленность, 1960.-№3.-С.25-31.

35. Филоненко Н.В. О работе транспортно-отвальных мостов в зимнее время /А.Г. Лавилов //Уголь Украины. 1957, -№ 9.-С.26-34.

36. Паначев И.А. Влияние грансостава взорванной горной массы на надежность шагающих экскаваторов / М.Ю. Насонов, А.Н. Путятин// Вестник КузГТу, 2004. -№ 1.-С.13-15.

37. Паначев И.А. Увеличение долговечности металлоконструкций экскаваторов посредством управления грансоставом горных пород / М.Ю. Насонов // Материалы научно-практической конференции, Кемерово, 2000.-С.63-65.

38. Квагинидзе B.C. Диагностика, техническое обслуживание и ремонт горно-транспортного оборудования в условиях низких температур. М.: Из-во МГГУ, 2002.-243 с.

39. Паначев И.А. Влияние горно-геологических условий забое на трещинообразование металлоконструкций шагающих экскаваторов / А. В. Бирюков, М.Ю. Насонов // Известия Вузов. Горный журнал, 2000.-№5.-С.117-119.

40. Шадрин А. И. Управление качеством эксплуатации горнотранспортного оборудования на горных предприятиях севера. М.: Недра,

41. Мельников И.Н. Влияние температурного фактора на качество изготовления и эксплуатацию экскаваторов / Т.В. Павлович // Уголь, 1974. -№3.-С.30-32.

42. Наделяев В.Д. Исследование влияния предварительных местных пластических деформаций на хладноломкость металлоконструкций стали.//Дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. Новосибирск НИСИ им. В.В. Куйбышева, 1978.

43. Джонсон Г. Влияние среды на разрушение высокопрочных материалов. М.: Мир, 1976. -245 с.

44. Паначев. И. А. К оценке напряженно-деформированного состояния некоторых сварных металлоконструкций шагающих экскаваторов /М.Ю. Насонов, А.Н. Путятин// Вестник КузГТу, 2004. -№ 3. С. 56-59.

45. Квагинидзе B.C. Диагностика, техническое обслуживание и ремонт горно-транспортного оборудования в условиях низких температур / Автореф. дисс. на соск. степ, д.т.н.

46. Катанов Б.А. Надежность горных машин и оборудования. Кемерово, 2001. -51 с.

47. Кох П.И. Надежность горных машин при низких температурах. М.: Недра, 1972. -245 с.

48. Кох П.И. Надежность механического оборудования карьеров. М.: Недра, 1978. -348 с.

49. Махно Д.Е. Эксплуатация и ремонт механических лопат в условиях севера. М.: недра. 1992. -127 с.

50. Квагинидзе B.C. Эксплуатация карьерного и транспортного оборудования в условиях Севера. М.: МГГУ, 2002. -214 с.

51. Бирюков А. В. Эксперимент // Метод, указ. к пров. эксперим. исслед. для аспирантов и научн. раб./ Кемерово. 2004, -25 с.

52. Гельман В.Я. Решение математических задач средствами EXEL. СП.б.:Питер, 2003.-237 с.

53. Паначев И.А. Влияние грансостава взорванной горной массы и температуры окружающей среды на уровень нагруженности металлоконструкций драглайнов// М.Ю. Насонов, А.Н.Путятин/ Материалы X Международной конференции. Кемерово. 2004. С. 182-184.

54. Паначев И.А. Влияние горно-геологических условий забоев на трещинообразование в металлоконструкциях шагающих экскаваторов / М.Ю. Насонов, А.В. Бирюков// Изв.Вузов. Горный журнал.2000.-№ 5.-С.117-119.

55. Паначев И.А. Повышение эксплуатационной безопасности металлоконструкций шагающих экскаваторов/ М.Ю. Насонов// Материалы научно-практической конференции «Кузбасс на рубеже столетий», 2000. С.68-70.

56. Труфяков В.И. Алгоритмы оценки параметров математических моделей усталостного разрушения /В.И. Дворецкий, Н.И. Алимов/ Киев: Наукова думка, 1976. С.39-51.

57. Буренко А.Г. Определение ресурса сварных металлоконструкций драглайна ЭШ 10/70А, с учетом действительной нагруженности его несущих элементов // Автоматическая сварка, 1981. -№ 2. -С. 46-49.

58. Труфяков В.И. Усталость сварных соединений. Киев.: наукова думка, 1971. -216 с.

59. Шимкович Д.Г. Расчет конструкций в MSC/Nastran. М.: Изд. ДМК Пресс, 2001.-448 с.

60. Паначев И.А. Применение метода конечных элементов при исследовании напряженно-деформированного состояния металлоконструкций шагающих экскаваторов // М.Ю. Насонов, А.Н.Путятин/ Материалы XVIII Межреспубликанской конференции. Кемерово. 2003. С. 136-140.

61. Паначев И.А. К оценке напряженно-деформированного состояния некоторых металлоконструкций шагающих экскаваторов. / М.Ю. Насонов, А.Н.Путятин/ Вестник КузГТу. 2004. -№3.-С.56-59.

62. Паначев И.А. Сопротивление материалов / М.Ю. Насонов/ Кемерово. 1997. -125 с.

63. Ташкинов А.С. Исследование влияния качества взрывной подготовки пород на эффективность их бестранспортной разработки с использованием драглайнов / Дисс. на соиск. уч. степ, к.т.н. Кемерово. 1971. -137 с.

64. Репин. Н.Я. Определение гранулометрического состава массива горных пород / А.В.Бирюков, А.С. Ташкинов, И.А. Паначев/ Изв. вузов. Горный журнал. 1990. -№ 7.-С. 17-21.

65. Совершенствование технологии разработки глин на карьерах производственного объединения «Кемеровостройматериалы» в зимний период / Отчет о НИР, Кемерово. 1986. С. 10-18.

66. Разработка методики расчета долговечности элементов металлоконструкций, эксплуатирующихся в климатическом диапазоне температур, на стадии роста усталостных трещин / Отчет о НИР, М.:МИСИ. 1985. -124 с.

67. Браун У. Испытания высокопрочных металлических материалов на вязкость разрушения при плоской деформации. М.: 1972. -248 с.

68. Воронецкий Е.Г. Влияние низких температур эксплуатации на усталостный ресурс сварных соединений с исходными дефектами/ Автореф. дисс. на соиск. уч. степ, к.т.н. М. 1984.

69. Броек Д. Основы механики разрушения . М.: Высшая школа. 1980. -368 с.

70. Партон В.В. Механика упруго-пластического разрушения. М.: Наука. 1974.-416 с.

71. Broberg К.В. The foundations of fracture mechanics. Eng Fract. Mechan. Mechan. 1982, p.p. 497-515.

72. Begley J.A. The J-integral as a fracture critical. In Fracture Joughness. Part II, ASTM STP 514. 1972. p.p. 1-20.

73. Рекомендации по определению коэффициентов концентрации напряжений и деформаций для сварных соединений листовых строительных конструкций. М.: ЦНИИПСК, 1980. С. 16.