автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Оценка гранулометрического состава угля при разрушении исполнительными органами очистных комбайнов с дисковыми шарошками

. государственный комитет российской федерации л

по высшему образованию кузбасский государственный технический университет

4 Л

1 ■ ■ ■

¿. I г На правах рукописи

ПРЕИС Елена Валерьевна

УДК. 622. 232. 002. 52

ОЦЕНКА ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА УГЛЯ ПРИ РАЗРУШЕНИИ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ОРГАНАМИ . ОЧИСТНЫХ КОМБАЙНОВ С ДИСКОВЫМИ ШАРОШКАМИ

Специальность 05. 05. 06—Горные машины

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 1994

Работа выполнена в Кузбасском государственном техническом университете.

Официальные оппоненты:

доктор тех. наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, В. Ф. ГОРБУНОВ кандидат технических наук Ф. В.КОРЧУГАНОВ

Ведущее предприятие—Институт Угля СО РАН.

Защита диссертации состоится 4 июля 1994 года в 14-00 часов на заседании специализированного совета Д 063. 70. 01 при Кузбасском государственном техническом университете по адресу: 650026, г. Кемерово, ул. • Весенняя, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГТУ

Телефон для справок (код 384-2) 23-26-87

Автореферат разослан ^ „ _1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета Д 063. 70. 01,

доктор технич. наук, профессор Б. А. АЛЕКСАНДРОВ

ОВ;!ЛЯ ХЛРА1ПЪТ-И(ЯИКА РАБОТЫ

Актуальность работи. Развитие механических.способов добычи угля привело к значительному ухудшению его качества. Не оспаривав преимуществ механизации, отметим некоторые отрицательные гохгхеде-Т2ил кзляашего измельчения углей. Вынужденное нерациональное ис-поль8сванпе угольной мелочи (яиэкая стоимость, удорожание операций обогащения, транспортирования) наносит предприятии),1 отрасли значительный екюномическил ушерб. Кроме топ, перетамельчение добываемых углей приводит к увеличении запыленности воздуха з ьабое, чю требует дополнительные затрат по средствам, гмлепедавлепия, а также способствует росту профессиональных заболеваний, Очень напряженна и экологическая обстановка шьхтергасих городоз. В частности, в Куь-Сассе около 12% всех валовых выбросов в воздушный бассейн принадлежи г предприятия«! углепрома и ежегодно в атмосферу сбрасывается до 9,3.тыс.т взвешенных веществ.

Все эти аспекта говорят о необходимости улучшения сортового состава добываемых углей. Для репеып этой еедзчи необходим; метель', позволяющие планировать и нормировать сортность угля ча всех стадиях технологического процесса. Кроме того, прог:юэир/емае показатели сортности долвди учитываться уже на стадии разработки к '/совераенствоЕанга угледобывающей техник-"

•Зуцествукщие методы прогноза сортности углей традиционно рассматривали ряд кусков различной крупности как егатистнческу» выборку, по которой строится заксн распределен!«. Чыцз всего эти эмпирические или полуэмпиричеекпе законы неприемлемы вне области их построения. исходя лв из структуры материала, которая, по мнекгсо многих исследователей, играет первостепенную роль в процесса разрушения. можно списать процесс образования к'/сковзтсоти с единых позиций и объединить существующие эмпирические модели. Реиить такую ааяачу чисто теоретически на сегодняаний день не предот.?в.глет-са вогточньак. Но сочетание раглнчньзе методов ксследовзчиГг, г чаот-.;ссти, методов математической теории упругости, разрупе-

чия и статистически*, позволяет рассмотреть процесс образования -суековатости исходя из механкЕма разрушения и о учетом структуры материала.

Чзстоящаа диссертационная работа посвящена исследования закономерностей образования кускоаатости при разрушении горного массива дпеконеп иарепкой.

йель работы состоит в оценке фракционного состава угля, раеру-

яенясго исполнительными органами очистньв комбайнов о дисковыми варошксЛС!, и ргграосгче метода расчета сортового состава на база которого могут <5ыть определены рациональные констрактивные и ре-жичлгеэ параметры рабочего органа, чтс поаголиг улучшить показатели оэргисси'.. .

Игеч работч заключается в том, ч.'о расчет сортового состава осуществляется на основе оценки яерояткооти выхода определенного класс» крупности как результата реализации механизма рагр;таенг.я горного массива дискобол шарошкой и л учетом его структурных особенностей.

На иные положения, разработанные лч»но автором,, и-новизна:

- модель формирован®. курковато-зти раэруигеиога диокозой га-рослоу1. однородного массива, построенная с применением методов ма-темаппесчоь теории упругости, на основе уехтшеыа разрушения;

- модель формирования кусксватостк угля при реэанлл дис:совой л'арошкок, поэролящзя учесть структурные особенности массива:

- метод расчета гсан'/доь'.е-рпчвскога состава угля при рааруге-мгк лнэкавкм псполмтелънум органом с дис/оцымп шариш¡>иея," учпау-ваа^чи ндиянгс ге^мзгркческму параметров инструмента, регаоЕ ре-гашгя и структуры массивс..

Рбоснов&кгость и достоверность научных погоменкк. Каучиме пс-юлсшы, .сформулкроганьье в диссертации, установлены в результате •тесретичеоюих и экспериментальных исследованш":, с применением методов V гтематической теории упругости, механики разрушения, методов статистического анал:гэа и ччелэкноге моделирезатк с иополъго-заччек ЭЗМ. .

Дри.ленясмьи.- средства измерения ч методы обоаОохки статистических дашигх, зугслне5шые с уровнем значимости а = 0.05, обеспечили хоэоиую огод-шость раочэтьнх показателей с эмпирическими. Отклонение ре ау го тагов Н" превысило

Представленные научные положения апробированы пс данным :;рс-мшякшых испытаний исполнительных органов с дисковыми ыарошлма в условиях пахт ''Зырянсвскз?" и "Щ'шталепская". Промышленные пепыта-ниг подтвердит правильность научных положении и вызодов.

Ьначьиие оаСдгы заключается в йоэможяоети иппользоЕачкн оазра-ботанного метола расчета сортового состава угдл на стадии проектирования вае/очной мазни с исполнительным органом, оснащенным Г ИСКОВЫМ ИНСТруШЯТСМ, При отработке конкретного ЕЫ-ЗМР'ШОГО КОЛЯ, а тдклэ пуи подготовка шахтного голя с /четом основных nnccr.cc геи. оолабленпч для пол/чеши наилучшей сортности.

- з -

?эЗс.тс вкпсдкэна не «эфедре гг.ряык м&аин и '.к^лпгексов Кув^яо- -кого государственного технического университета.

Апробзкля работы. Результаты заполненных исследовании докладывались на 'СХ>СУ-ХХХ1Х научно-практических конференциях студентов, аспирантов, оотрудн:1ков НИС и профессорско-преподавательского состава КуьГТУ.

рублии-ацдп?.. По теме диссертационной работы ¿публиковано пять работ.

Объем работы. Диссертационная работа состоят кэ ьгедения. чо-к^рех глав, заилачей'« л содержит 147 страниц ма-лянопконого текста, 40 рисунков, 19 таблиц. список литературы из 5£ наименований.

ССРОЯЮЕ СОДЕРМШ'Е РАЕО'Ш

В последние десятилетил наблюдается устойчивая тенденция к увеличения кгмельчиния добываемых углей. Оортозой состав угля, который является сцним га оонознш; гикаЗчатедей зфф-жтгзиости работы пак исполнительного органа, тел и комбайна в целом, все Ере;.;?, оставался на второстепенном плача,

С 1962 по 1988 годы отечественной промшлеяностгю выпущено по рядка 80 новых и ыодпфицироЕаннь-х угледобч^аюук малин. А.<1л::з по-хаэатедей (коэффициента созериекствз к приеденного подателя степени измельчения), характеризуйэффективность раврушенкя угля для этих машин свидетельствует о том,что га последние 30 лет угледобывающая техника не усовершенствовалась. с точки зрения сортового состава добиваемых углей.

Чтобы обеспечить улучшение сортности в угольной отрасли необходимо планировать и нордаровзть сортовой состав добываемого угля на Есех стадиях технологического процесса. Для оперативного аяали-ва •г-ертового состава необходимы методики, поэвзлждп'? оценить вклад каждой операция технологического процесса з измельчение угля и прелде всего основной операции - разрушения.

Описание механиома измельчения угмя при рееании впервые было дано А.И. Вероной. В дальнейзем исследованиям свойств углей как сред, разрушаемых рабочими орг£ка:.ш комбайнов, к модд.т/розанию фоакциояного состава продуктов разрушения посвящены работы Е.З.По-винз, В.З.Мелачеда, С.Н.Аэсвцевой, Н. А.Саятного и других.

На основе экспериментально получение • еазисга.'лти выхода угольной мелочи от энергии, затраченной на ее обраеовьдкэ назван-

кымн авторами Сыла разработана методика расчета сортового состава утл а и пылеобрзэованил прх работе угяедэбЦЕаоцих машин. Бта ме ходика легла в оонсву отраслевого стандарта OCT IE.44.256-84. Лабораторный екоперимент поэзодкд установить аакон распределения гранулометрического состава угля при разрушении резцовым инструментом. Sto закон распределения Бекбулла

W { -exp(-Xdm) , (1)

где - суммарный выход е долях от веса разрушенного угля, прошедшего через сито с отверстиями размером d ; А , ¡п - параметры распределения.

Для инженерных расчетов был введен коэффициент Кm > ^^ приведенный пок.гчатель огепенл кше-шчеиил. кт => 0,015-0,020 -соответствует эффективным режущи. илоггументаи и прогрессивным способам и рекимам реганпл.

Пркмзнмюе методик»: расчета сортового состава угля при работе углс-дсСьэарщях мзкин для дисковых щарсшек дает систематическое расхождение теоретических и экспериментальных данных по выходу лоцрещетных продуктов. Этс объясняется тем, что рассмотренная методам прогноза сортоаого . соотава »та основана на омлирических данных по р£ рушению углч рс-ацовым инструментом и представляет ссйой пллуямпирическуп модель, не пригодную вне области ^е постро--Н1Ы. Кроне того, резцовый и дисковый инструмент" имеют различные геометрии ^соответственно, разные механизмы разрушения.

Учитквея гот факт, что угояъ представляет собой структурный иатериад, все болялее число исследователей приходит к еыесду о том, что исходить при описаьии процесса разрушения угля необходимо из его структуры. Лров"ден:ыи анелив работ по влиянию структурных особенностей угля на сортовой состав продуктов мехакичестаго раз-руаения пскааап, чтг эти модели косят только качественный характер.

Практически, моделирование гранулсметротеского состава продуктов механического разоушекия угля проводилось традиционно, г рассмотрением размера отделыюстей как статистического ряда и подбором функции распределения для удоСного математического описания. Никогда этот ста. отпческий рлд не рассматривался как результат реа-лкзех^й определенного механизма разрушения материала, обладающего некоторой структурой.

Возможность испоп>э'оЕания дисковых кародек б качестве рабочего инструмента да кшековых исполнителен/ оогадах очистных кочСышов, значительно /лучггэищк сортовой ссстэв у.радуюои рагрупэчкя, пока-гана в работах А.Н.Коршунова, В.1 Нестерова, Д.Н.Дергунспа, О.В.Ксрчугаиога, А.А.Хсрэлка, Е.К.Соколовой и других. В них исследовалось влияние геомэтричоокнл параметров 1ыструмэ!:та|'диа1.:етра •/газ заострения ф ), реяимор резани? (тага оааруаения , глу-б мы внедрения К , угла реоанчя 5 >, фиекко-ыехачичеоких свойств углей на сортовой состав продуктов резруг-ния. Результаты этих исследований даат т;аэ;гож£ость ? ¿ко качественно оценить процесс формирования гракулоыетриче-ского соотяза угля при разруб Лм дисковой иарехкой. - -

Собранная предстзгителгная сгатгстическая выборка по сортовому составу продуктов рззгупения дпеггакей гароггеой к получение ка-чеотчегккэ гавиотаэття, при шнроксм ь^рьироззлки исолодуекшэс факторов, позволяют перейти к моделированию процесса обрааозапкя куо-юватостл на количественном уровне о использованием фундаментальных методов исследований.

Построенная В,И.Кеотерэ?ш к ЯЗ.Г .¡Толкуновым модель взашедойо-1 твия дисковой шарсикк о массивом вкяе:ий- двух^агнооть процесса разрушения: отделение крупного элемента от массива и мелкое дробление под легпгек ккотрумздтз Дальнейший исследования исходят из построечной модели у. основали на механизме разруиекия однородного массива дисковой Шарой»";. , '■

Рзсчет наг таекногс состояния массива под легвчем инструмента остееотэляется нетпдол граниччых »тэгэадьких уравнений. Полунагие поверхности разрушения позволяет определит^ капразлеыт^ распространения магистральной тресты, отделякций крупный элемент ог массива, г газкепмозти от параметров разрушения (шага реуакия , глубины внедрения К ) и геометри: инструмента (цчвлетра В , угла ¡»асотрекия 1р ).3 частности, результаты численного моделирования по&во.тают количественно оценит', зеличтау 2 (рисЛ), рэг координате выхода магистральной трегины на свободна поверхность, Количественна1: оценка Е ' в эашсшости от параметров разрушения имеет вид

г « (I 5Ш - И)а - К ф) + 9,25, (?)

Ряс. 1. Цикличность процесса рйзрушв:-.:& однородного ■ • массива дисковой шагопкой

где кат резания,см, ' К - глубина внедрения,см, ф - угол еаосгренк.п инструмента, рад. (.град).

Схсмаиг-шс щя'Л разрушения дисковой шарошкой представ пен , на рио.1. Объем,крупного 1дем«кт,а V э цжлз разрушения состоит из мЗ/х чагтей V{ л V? ( V ~ V< -1- V2 ). Объем Vj , в пер-50i.; приближении оценивается объемов 'треугольной пирамиды. Объем V¡j_ представляет ос-Зон приему, crna.in4em»yw вдадрздгичеекой шзерк-нооты. с радиусом, равным рагаусу дискового инструмента, и оценивается ая&гатичесчи. Объем гоеп материала, р.^зрупенього за одиь цикл, раве" с Отъему параллелепипеда с измерениями Ь , to , Е

V-htPz."' . (3>

Для ;юдтЕержрения результатов числэкного мо/'.ель'рсвакия у. кплк-честгенно;: оценки объема исполу запань! экслериченталмие мето-лн »зездчдевозид. Разрушения псдвергал/.зь песчагс-дементчыр блокл, размером ?. ,2Мл± tí со' следуовд'ми грэчноотнши показателями:.

<Эр « 4.0 бс^*- ¿tí,0 Mli?;' öp - 2,6 Möa. 13,С Me; .

б;, - 3,3 1/Ла, бсх « МГТг; бр - 2,8 МПа, <ácsc = Г.Е,П МЛа. %',:c:.c>wjû инструмент имел следующие геометрзиоекзп характеристик::: 5Е»\«т? 10 - 2и,24,?б,23,02 см: угол .ге^стреыгл ф « '30°,35°, •iC3,<?55. iiiar. реггкпл прт -»ишлег; рагчам tp - ¡2,4,5,9 о;, а глупина

анедрента К - 3,4,5,6 ом. Обработка резулмаюв проведшая с кспок^свеннеи мшкэотвеаной похатсвой регрессии.

Учитывая вероятностный характер разрурек-а, объем V^ кгл п • него элемента оценивается интервал!но. Экспвркменгалонна лос-л®А02еиия показали, что сценкой нижней границы ::?менэкг.я объеме Vt я^лгегса сбзем прямой треугольной пирамиды о .¡смешениями i ? , К ,, Е. , а веехпей - восьмая часта эллипсоида о полуосями , h ,2. Точечной сценкой объема У^ крупного элемента дзляетсл оррднее меяку ними.

ii5A . i у^L-t-ii. =_kj|_L_(7T*i). <«

Оценкой объема Vp- крупного элемента считаем сбэем треугол!-ной приэмы, ограниченней сверху цилиндрической поверхность» редиса дисковой шарошки.

v2 -1, [ ^ Урй?" - f 'J/] ■ №

где ß * радиус дисковой .парошки,см Тогда оценкой все

( v"4 Ver i Vй )

Тогда оценкой всего объема крупного элемента У является VС("

у" HV2 £ V^V^V^V,. (в;

Прсцентний выход крупного элемента с учетом инт?рзаи>;:с,й опенки равен

' П ■ Vn СР Уср » У3'1

4 u,hkaft " цикла »цикла

й w3\

Исследования процесса образования крупных ялементс^ однородного материала с ясугадю построенной модели показали, что для получения стабн-лъных по крупности элементов " необходимо принимать aar ре?амия tf > 6-7 см при стноыемкп l < * •

Для достижения наибсльсего по крупности ¡емента V несб.чс-

- а -

димо увеличений как шага реэскил tp. , так и глубинь. внедрения Н (сис. 2).

Так.. увеличение тага реазьы i f о 4 см до 3 оы npi: глубине внедрения К » 4 cn; призе,пит к увеличению объемов крупных з.-.о -ментов со ¿00 с.ч3 до 320 см5, i - е. в 3,2 Daoa, а увеличение с 2 см до S cm г.рv. ¡¡¿ге резани;' . "fcP ■= 3 см приведи? к увеличении V с '<Чи cvs дч> j<0 см'*, т.е. в 1,4 раза Дишетр дисковой паропгс! практичес:« и» оказывает влияния ¿а слруноотъ продуктов разрушения. Увеличение угла заострения ш.струкентз уменьшает объел крупного элементе.

Процентный лыхец кгасса "50 мм увеличивается с 60% да 8СХ с увеличение).; гл/бкнк вкедреп»'Я К с Е ом до б см (рис.У,а). При аа"е резения tP « v см процентной выход кла.оса т£0 ш гчеет csoe экстремальное еначенив (рио.0,5). исследующее уаелкчеьяе шага ря-згнкя до 8 см пг"Ьодиг к ситент процентного вачода класса +50 мм до ?0Х. т.е. в 1,2 рзва.

Угольный пласт как разрушаемая среда значительно отличается от однородного нестройного материала. Факторы, . характеризующие структуру угле, и больае:'! степени определяют этот провес«. Экспериментальные исследования :;о разрушению. образцов угля под рьвл'.гс-яьлш углами наллоча плоскостей ослабления к поверхности р.ьзрушения (рис.4) (га плоскости ослабления-е ; ,разцах ъгяты плоскости нап-ластс^анкл) "псаеглд, чте ьлг. ft ■ 0 этот процесс происходит подобно однородному материалу, с ярко выраженной конусностью. Для других значений Q < J < 30° характер разрушения определяется плоскостями ослаблеьия.

Качаственна! картина процесса разрушения угла дисковой варешкей для $ - О тоже подобна раэрущёнда однородного материала. С аерсят-ноотьи, близкой к единице, прослэливается двухфазНость процесса. Нормирование крупного элемента для угля несколько отличается от крупного элемента при разрушении шарошкой эднооедного материала (рис.5}. Кроме глуг'чш внедрения инструмента h появилась величина L, s .'¡арактериауклдая глубину формирования никл в.

Для количественной оцея:о* V , V д , V? . а следовательно, t и 2 били использованы экспериментальные методы Исследования'. Было установлено влияние геометрических параметров дискозой паровга, пзра) .'рок разрушения на глубину формирования цикла и на ойъе.1 jcero крупного элемента в иикле. Зког.ериментальиые ксоледэ-гання проводились на том :*е волкоразмеином стенде с тепзочет-

w+50 /о

80 60 АО

\ , СМ3 г-

Ш

200 L

I

-150 -120 80

VI ^

is-,г п.

77

Z

V7!//

Г

M

h

/

jip'SO

iß 20 ¿0 „ ¿0 S, см' Рис.2. Зааисимоо:и объеме \''"Ркрупнаго элаиентв от ce'Tai.vfl pr>;-â S я tPh

VU,

±±

ГЗгЬ-^ %

" к

б)

ш

г

/ »50 I

1 ; л., ср! ч

■Ч--'-N

- -------s

W

.CP

■50

N-

SO

SU 60

U* 20

vü

:-5C

w.

H

] w;

w

w

■50

Pl

i ^

-—-a

____i

Ч 4 6 h,CM 2 k

. i'hc.'J, ПрсцгнтгаЯ впер. крупних слом^итоа н зааксииости от глубины рел(?н;(,<т 'vaj и шага раяоунеьия vö'. I) „ 2R г м, ф т, ?5С

б

Рис. 4. Обгаэец . из V-*St

___kiL_

Рио.Б. Обгем круипогэ алемекть

V «= V4 -1 Vi в цшаэ

рагрувешхя для утгя

голиексй. :*Зс1рушен-,Е) подвергались -у^ол^нке -блоки размером '.,íx"í,8x0,9 к' со слецуредмя прочноотш;ик покагзтеляци:

tO,ü Ша; tí1&,о ids; Дисковый- инстру-

мент гмел уьеыетрг.ческие характеристики: Jf 'i6,28. гм, ух'ол ?ао-отоекия ' Ф >= 30°,2з° Шаг резания пртч.;алоя р&вным ' 0,4,5, 6,7,У си, »лубинл реаанип h » 1,2,3,;,? ом. Угол $ = C°,3Qc, 50°,30е.

■ Ki.еначенкл величины I. , 2 , V пуиниыэвт при оогткои еним l,G i t¡> < g, Пдедовзтелъчо, при от ах. хз ссэтнсие-ч:п1 получается и накбаатий cCset/ круп.ы;: элементов.

Чйоленнс-ечсг.ершён.таялнкмй методам/, исследований \отансгдены оиенкз: объема крупного элемента прч рааруоении угля дкековой иа-рошкой , .. , ,

» (t - 81ггф)(±Р - h)a- h tglf/+2l,cí ;

л- ■

(S)

"Г- * i) h '

vr-^M1^

Рис;. 6. Крупные элеыенти при •разрушении .угля дисковым

инструментом длг: различ-Их угятз наклона плоскостей ослабления. \а),<г) - ¡[а С0; 16), 1д) - Ц . 45°; 1в),»а) - • у - 60°

^ = 0 зз единицу, при постоянны/, еньчэнияу паргметров (:р . Ь , I) , Ч' = сспзО изменение угла £ от 50° до 70° увеличивает -О-а-еы крупного элемента от 0,5 до 1,8, т.?. в 2,5-3 рзза (рис,б а,6,а).

Для углов $ ~ 30° вероятность образования кр/пного слемен-гз уменьшается, разброс значений V наибольший. Зкспериментазмгйя кривая изменения объема V (случай а,б,в) в вав;1симести от угла наклона плоскостей ослабления ^ описала функцией ¿г ( ¡¡' ).

М)-1+0.6

Длч случая.8 ^г,д,е) j ( $ ) имеет вид

Г -о»«* зг/

лзЫ • „ у («)■

L 1 + °>6 3ín пр" я */3

Оункциа j" < ^ ) позволяет :*оличест веяно оценить влияние угла наклона плоскостей ослабления на объем крупного ЗАемента и ссртс-вон состав продуктов рагруш^тл. Вероятность выхода класса круг.-, чооти +50 км с учеток у/ла наклона плослцотой оолабленил рахча

v ¡ЦИКЛА > ЦИКЛ Л

В результате экспериментальных исследований Cuao установлено, что вероятность ¿ухода «адгсг +60 ш для угля (W+5J) о оаибксй менее КОХ попадает а Интерпол. '< W+g. < W^ . Б дальнейших расчетах границы измеиечил величин исходят из W'^ и VV*r0

Энея аерсятпость выхода класса +50 мм и используя распределение (1), оценим выход подрешетных .продуктов по другим классам крупности. Определим параметры распределения (1). Значение W (способность угля к измельчания) в проверочном варианте вычисляется по результатам рассеЕа продуктов разрушения,при прогнозировании величина, tn задается ( Ш t 0,5-1.5). Для куакэцких углей - № -» 0,4-1,0 ( 0,73). Бначения параметра X (степень измельче-

ния угля) определяются по известному и Б*рог чооти выхода масса +£0 мм.

£n(-?nWfy-mCnso . 1 ' Ли тЫза

А ® К • Г14)

Значения парамь.ров распределения позволяют определите интер-зальау?э оценку по рыходу други." классов крупности d частности d » 25 мм. 13 мм, С мы, 1 мм, и VV_¿ опседгляется границами

СР 9 Л

Сопоставление расчетных значений , с эксперимектз-

«ли даннкла- других последователей выявите дог.^данче М-Д в инаэрвэл о опгбкей в Э-1ЕД без у чет.» для нглиюпа плосистей ослабления . В расчетах ^ г.ргсшмэлся раз'пал Оь иг-за стоуглсин лакнкх

Учитщал особгнносгл ■ процесса рвзруиедап исполнительным органе!/ о дискозни; иароЕкзмтл я используя предложенный м-лгд прогноза сортового сосгазл, рассмотрим оскивкнэ полеюния метода расчета сортности снимаемой рабочим органом отр'/лки. Входной информацией для расчетов пзляксся: параметры разр/секия 1Р , Нтся; ^■гометр^-чеокиа пгрзуетры ритрошки В , 1р ; дк^'етр /о~олн;ггельного ^ органа 1)}1 ; способность угля к иемэ."очен!лэ ГП ; угсл наклона плоек Те/ ослабления £ . Зое полученные р.зд?е зависимости длч ,.\кя спразе-'длигы арк оостноивши 1,5 < < о. Ого* иокзгытает, что прй

> 3 (для я 6-ю зм) отделение угля от массива происходит, не будем <г:ига"11, что фракций класса +50 мч такой 'разрушения не дает.'Серпопидкая стружка, сяшаемая одиночным инструментом аа один оборот, - распивается иг циклы разрушения Ц-помер щкяа.) по величине 2 , еычцодз^лой по фоомуле (0). Для иакдегэ цг/ла . разрушения опг-едэляе^ся ззличпьа объема крупного элй.<ет'а иктер-эальной оценкой, V * и V . Величина угла ^ показывает начало

следующего цикла разрушения,

560°

сС. ^ с( : . + •г~1(1д) 1 ЭТЛ,.

и позволяет а гдэлягь угол ¡¡'^ келлова плоскостей ослабления для 1-ого цикла оа&рушениг Ц ^ -с([.

- Интервальная оценка объема крупного элемента и сеэт:-?"г<чгчуог»,<» вероятность уточняете;: по углу ^ по формуле (13), Суммируя сСгъ-мы крупных адементоь ло верхней и кашей грркицгм и г.^мы та^ъ раэрупяния, определяем вероятности зыхода таааг +5С ю» для ?.сой с^рулк::. 3.

2 V. IV

^ +50" ' "¿УГГГ, "

£ ПцМЮЛ ■ ЦИКЛА

Но гаганмому зкач'лп'Я ¡Т1. опреге^яем гоаницы игмен^ч.ч параметра X по формулам <,14) и, -•ос.ГЕето-.зенпс, ¡.я.»ыходоэ по гласе^м чеушгэоти.

О целью ирозеркп разработанного метода расчета сортового сое-т-чьа проведен шахтный экспер.а'ент по разрушению угля ксполкитедь-нш органом, соиацечньм дисковыми шзрошками. 2 условиях эксперимента ш сахте "Шуштадеиогая", при разругекии угля (пкяпт IV, лаза N 4-3) определялся угол наклона плоскостей ослабления (основного /лиьала) к горизонтальной плоскости ( К - 47°).

Результаты расчетов по условиям эксперимента пскаеак, что во& с»1Л/р:етэсгае данные по вьходу раелкчньк классов крупности угля попадает б раочегныо интервалы. Отклонения ог середины прогнозируемого интервала составляют 8-13%.

Б делом проммилзаные исследования подтвердили лрахиланоохь численно-эг.слершэнта?2ны:: юзлелояаний и полученькх выводов.

экономический эффект от применения исполнительного органа о д/сковыми шароп._л(И за счет улучшения сортового состава угля соо-таь/л 5С'34£,43 при выешм 41845 точи угля.

3 А К Л В Ч Е II Н Е

1. Б диссертации раараС-отел метод расчета сорттвого состава угля, рагрузеьногп диокояои шэрошгой. Он основан на рассмотрении фракционного сосгаьа, пак результата реализации определенного механизма раэруселад, м позволяет учесть структурные особенности разрушаемого массива. Этот метод даст возможность рассчитать к выбра"" .рацменалщые параметры разрушения, о течки зрения оортозо • го ссёхава, на стадии проектирования угледобывающей техники или при отработке этлкрэгдого выэкочиого поля.

Проведенные исследования позволяет сделать аяедуидаи -вуьоды:

г. Ссаершан.ствовакиэ методов прогноза сортности продуктог раз-рувенич деллно осуществляться в направлении использования фундаментальных методов исследований.

2. Исходдалг пунктом для спрсдепелия сорткссги продуктог механического рзарулания должна быгь структура массива.

3. Процесс разрушениг однородного мзссиза дисковой иароцкой ¡•ыегт две чередукздееся фагы: еарекденко и раевитие магьстралыюй трещины, которое заканчивается отделением кру:шого элемента от массива, затем мелкое дробление пед лезвием инструмента.

Используемый л;етод граничных интеграла нь:й урдриении позволяет определить напряченно-дефермпрованноо состояние облас,ти, находящейся под д-зцетвием диаювои троит, и найти поверхности разруше-

ния. Рэзультагы расчетов аоклзиеепт, что место зарождения и вап-ракление развития магиотргшной трезршк гаэисят от tr. - сага ре • аанкя, Ь - глубрта внедрения и Ф - угла заострения .гаструлзнга.

4. Величина объема V крупного элемента при раэрупенки однородного материала зависит от параметров t«, . Ь , Ф и диаметра инструмента 1) .

5. Угол ^ наклона плоскостей ослабления к поверхности рье-руценил определяет характер разруления угля и должен учитываться при определении его прочностных характеристик и показателей сортности.

При резания одного н того яэ угля дисковой шароскоп (параметры tp , h , 'р , Б - постоянны) под различными угла«® наклона плоскостей ослабления к поверхности разрушения, величина крупного элемента, принятая г? единицу для » 0, изменяется я пределах от 0,5 до 1,5. Причем, наибольшая величина сбге.мз крупного элемента наблюдается прл значениях ^ , близких к С0°.

7. Отношение 1,5 <^р /¡^ < 3 является оптимальным для угля, о точки зрения сортности.

Наибольшие по крупности ёлементы при разрушении угля получаются для сага резания tp > 8-10 ом, причем,' ссртоЕой состав продуктов разрушения лучпе при менгием значении глубины ¿недрення Ь (т.е. h = tp/3) • При Н = tp /г,Ь, величина остема крулнс-го элемента больке, но увел;г-гение г;ри этом длины цикла прирогнт к снижения ссртсЕОГо состава.

9. Любые количественные оценки величин. характеризую^: к/скс-ватость и сортность пси ряэрутенш: угля, долины учитывать их в его-яткостный характер. Принятая интервальная оценка величины объема крупного элемента V ( V'1 < V < V3A } и, соответственно, интервальная оценка вероятности выхода угля по классу крупности *Ь'0 mv иобеоляют найти интервальную оценку параметров распределения Бейбуллэ ч определить пределы выхода по ъс-ен классам крупности.

10. Вероятноеь того, что случайная величина d , р-лвная с не*гу дкэметру частиц, получит значение большее,чем 50 мм, ппилтима-ется разной стнекению объема крупного элемента к oCtewy всего разрушенного материала з одном цикле. Зта вероятность неслт s себе информации о механизме разрушения, его параметрах. геометрии инструмента и о структурных особенностях массива.

- 13 - -.'.

11. Принятая оценка угля при разрукеьхи диокосой аа-

рошкой и ръэработаннгя на ее ос?иве методика определения сортности кожег применяться t „илкзер.шх расчетах при прогнозировании гранулометрического составь.

Основное получения диссертация опубликованы в сдвчушкч рабо-.

гау;

1. Прейс Е.В. К Еолрсоу ыатематичеоиогэ обеспечения расчета имитационных моделей ььапмодейстзия рабочего инструмента с ь.асси-ьом //Механизация горных. работ: Об.каучн. тр. /Курбеос.пели-re:tE,ДР24.- С.зз-зв.

. г.!Прейс Е.З., Кузнецов В.Ь\, Луговец H.A. раеруаенке масоиза г.ри ортогональном -чвдейстзии на ною дисковых шзроьек //Механизация горных работ ;кекву?.ссб.на/та.тр.- Кемерово,•i.9S3,- 0.9-12.

3. Нестеров Г. К., Лолкунпг Ю.Г., Соколова Е.К., Прейс, ¿'.В. Прогнозирование оортасоти продуктов .раэруиения диокоььмк икс тру-• ¿..энтшк//Механизация горных работ: Сб. науч. тр./ Кузбасс.полг-гечн.ин-т.-Кэмеро^с.М992. - С.Ьв-61.

4. Препс Е.Е. Вл.жик4 угла капластовакия на прочноотные ха- . рактернотики угля //Ме.^виаац^ч торкых' работ: Об. науч. тр. / Кузбасс, политеха, ин-т.- Кекерого,г992.- С,81-65.

5. Нестеров В.И., ПрэйсЕ.8.( Хо,.лзок A.A. Опенка крупности угля при раг. .уаенпи дисковым инструментом с учетом структуры массива угля//Ссвераенс?воваше технологических процессор -леи разработке месторождении долеяньх ископаемых:Сб.научн.тр. N 8/Ассоциа-ши Кузбассуглетехкология.- Кьмерово. 1994 г. -