автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Повышение эффективности отделения калийной руды от массива резцами добычных комбайнов

На правах рукописи

ШИШЛЯННИКОВ Дмитрий Игоревич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТДЕЛЕНИЯ КАЛИЙНОЙ РУДЫ ОТ МАССИВА РЕЗЦАМИ ДОБЫЧНЫХ КОМБАЙНОВ

Специальность 05.05.06- Горные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

00

1 7 МАЙ 2012

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012

005043967

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном университете.

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

Габов Виктор Васильевич

Официальные оппоненты.

Жабин Александр Борисович доктор технических наук, профессор, Тульский государственный университет, профессор кафедры геотехнологий и строительства подземных сооружений

Розенкевич Виктор Эфроимович кандидат технических наук, ОАО «ВНИИГалургии» Санкт-Петербург, ведущий инженер

Ведущая организация — Пермский национальный исследовательский политехнический университет.

Защита состоится 29 мая 2012 г. в 14 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 312.224.07 при Санкт-Петербургском государственном горном университете по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.7212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного университета.

Автореферат разослан 28 апреля 2012 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета доктор технических наук, профессор

ТИМОФЕЕВ И.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Для предприятий, осуществляющих добычу калийных руд подземным способом, актуальными остаются задачи снижения удельных энергозатрат процесса разрушения массива резцами исполнительных органов добычных горных машин, улучшения качества добываемой руды по гранулометрическому составу, уменьшения затрат на ее обогащение.

На сегодняшний день добыча калийной руды осуществляется выемочными машинами, которые разработаны в 80-х годах XX века. Создание более совершенных выемочных машин, оснащенных режущими исполнительными органами нового технического уровня, обеспечивающих как рост производительности, так и снижение удельного расхода энергии и уменьшение выхода мелких классов руды, может быть основано на результатах исследований закономерностей формирования рациональных параметров последовательных элементарных сколов, составляющих срез и отражающих физическую сущность процесса резания калийного массива.

Известны перспективные конструкции планетар! го-дисковых исполнительных органов, реализующих перекрестную схему резания калийного массива, но не изучены процесс формирования и сама возможность активного влияния на геометрические параметры последовательных элементарных сколов, в частности, при использовании перекрестной схемы резания. Обоснование рациональных параметров исполнительных органов, реализующих перекрестную схему резания, посредством исследования закономерностей формирования последовательных элементарных сколов калийной руды, составляющих срез, представляет теоретический и практический интерес.

Изучению процесса разрушения горных пород резцами выемочных горных машин посвящены многочисленные работы Берона А.И., По-зина Е.З., Слободкина М.И., Брусиловского Д.В., Бреннера В.А., Шмакина И.Г., Деветьева В.З., Старкова Л.И., Харламовой H.A. и др.

Цель работы. Повышение эффективности отделения руды от калийного массива резцами исполнительных органов добычных машин приданием поверхности забоя формы с наличием чередующихся регулярных выступов и зон ослаблений и обоснованием рациональных параметров последовательных элементарных скалов, составляющих срез.

Идея работы. Увеличение выхода крупных классов руды, снижение удельных затрат энергии на отделение калийной руды от массива,

уменьшение доли необогагимых фракций в продуктах отбойки и снижение динамических нагрузок на резцах исполнительных органов добычных машин обеспечивается созданием на поверхности разрушаемого калийного массива пересекающихся областей ослаблений и наведенных трещино-вагосгей, что достигается применением шахматной симметричной перекрестной схемы резания.

Научная новизна работы:

1. Теоретически установлена и экспериментально подтверждена возможность активного влияния на геометрические параметры последовательных элементарных сколов (формирование которых до настоящего времени объяснялось только случайными факторами) изменением формы поверхности забоя и созданием пересекающихся областей концентрации напряжений и наведенных трещиноватостей.

2. Снижение средних значений и дисперсии нагрузок на резце, уменьшение удельных энергозатрат процесса резания достигается приданием поверхности калийного массива формы с наличием чередующихся регулярных выступов и зон ослаблений, оказывающих существенное влияние на процесс формирования последовательных элементарных сколов в срезе.

Основные задачи исследований:

1. Анализ результатов исследований процесса разрушения горных пород резцами исполнительных органов добычных машин.

2. Теоретические исследования процесса формирования последовательных элементарных сколов при реализации шахматной и шахматной симметричной перекрестной схем разрушения калийного массива.

3. Разработка экспериментального лабораторного стенда для изучения процесса формирования последовательных элементарных сколов при разрушении калийной руды одиночным резцом.

4. Проведение экспериментальных исследований процесса формирования последовательных элементарных сколов при резании калийной руды полноразмерным резцом и анализ их результатов.

5. Оценка эффективности процесса формирования последовательных элементарных сколов при реализации шахматной и шахматной симметричной перекрестной схем разрушения калийного массива.

Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий анализ применимости известных теорий разрушения горных пород к исследованию процесса резания, анализ основных положений механики образования и развития трещин, эксперимен-

тальные исследования процесса резания калийной руды на лабораторном стенде и спектральный анализ полученных результатов.

Защищаемые научные положения:

1. Повышение эффективности отделения калийной руцы от массива резцами исполнительных органов добычных машин достигается формированием заданных геометрических параметров элементарных сколов приданием поверхности разрушаемого массива формы с наличием чередующихся регулярных выступов и зон ослаблений с использованием шахматной симметричной перекрестной схемы резания, что обеспечивает по сравнению с шахматной схемой при соотношении параметров резания /; Ър : И3 = 7:2:1

снижение удельных энергозатрат в 1,15 раза и уменьшение выхода необога-тимых классов руды в 2 раза

2. При разрушении калийного массива шахматными симметричными перекрестными резами при соотношении параметров срезов 1:Ьр:И1 =7:2:1 средние нагрузки на резец снижаются на 34% по сравнению с шахматной схемой за счет рационального расположения зон ослаблений и наведенных трещиновагостей по нижнему кошуру основания регулярных выступов, сформированных на поверхности массива.

3. Теоретически установлено и экспериментально подтверждено, что при шахматной симметричной перекрестной схеме резания калийного массива при соотношении параметров резания I :Ьр:И1 =7:2:1 дисперсия

нагрузок на резец, по сравнению с шахматной схемой резания, снижается в 1,41 раза, при этом реализуется устойчивая чередующаяся регулярность образования крупных сформированных скалов заданной формы, частота реализации которых прямо пропорциональна скорости резания и обратно пропорциональна шагу резания, и мелких промежуточных сколов, частота реализации которых прямо пропорциональна скорости резания и ширине режущей кромки резца и обратно пропорциональна величине заглубления резца в массив относительно поперечных резов.

Достоверность научных положений выводов и рекомендаций, разработанных в диссертации, подтверждается результатами экспериментальных исследований реального процесса резания калийной руды полноразмерным резцом на лабораторном стенде. Основные выводы теоретических исследований согласуются с ключевыми положениями современных теорий разрушения горных пород.

Практическая ценность диссертации:

1. Установлена возможность активного влияния на гранулометриче-

ский состав продуктов отбойки и на изменение силовых и энергетических показателей процесса резания калийных руц формированием параметров последовательных элементарных сколов, составляющих срез, при использовании шахматной симметричной перекрестной схемы резания;

2. Проведены экспериментальные и теоретические исследования процесса формирования последовательных элементарных сколов, составляющих срез, при разрушении калийной руцы с использованием шахматной и шахматной симметричной перекрестной схем резания;

3. Разработан и изготовлен лабораторный стенд, позволяющий исследовал, процесс формирования последовательных элементарных сколов при резании блоков калийной руцы полноразмерным одиночным резцом;

4. Предложена конструкция исполнительного органа проходческо-очистного комбайна для добычи калийных руц, реализующего шахматную симметричную перекрестную схему резания.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты исследований процесса разрушения калийной руцы резанием переданы в ОАО «ВНИИ Галургии». Разработанный стенд по разрушению калийных солей резанием используется при подготовке студентов по направлению 130400 -Горное дело. Изданы два методических указания к лабораторным работам по изучению конструкции и принципа действия проходческо-очистных комбайнов с планетарно-дисмэвыми исполнительными органами.

Личный вклад автора. Произведен анализ основных теоретических представлений о разрушении горных пород резанием, как последовательности элементарных сколов. Сформулированы цель и задачи исследований. Исследован механизм формирования последовательных элементарных сколов с устойчивыми геометрическими параметрами при реализации шахматной симметричной перекрестной схемы резания калийного массива. Спроектирован и изготовлен экспериментальный стенд, проведены стендовые исследования и обработка результатов экспериментов. Обоснована большая эффективность использования шахматной симметричной перекрестной схемы резания калийной руцы по сравнению с шахматной схемой. Предложена конструкция исполнительного органа проходческо-очистного комбайна для добычи калийных руц, реализующего шахматную симметричную перекрестную схему резания.

Апробация. Основные положения и результаты работы докладывались на международной шучно-технической конференции «Нефтегазовое и горное дело» (г. Пермь, 2009), международной научно-технической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: Проблемы и решения» (г.

Воркута, 2010), международной конференции по проблемам рационального природопользования «Проблемы создания экологически рациональных и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства» (г. Тула, 2010), международном фору-ме-ногаодэсе молодых ученых «Проблемы рационального недропользования» (Санкт-Петербург, 2010).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации, получен один патент.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 159 страницах, содержит 61 рисунок, 11 таблиц, список литературы из 88 наименований и одно приложение.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обосновывается актуальность темы диссертации.

В главе 1 представлены анализ основных этапов развития горных выемочных машин, применяемых для добычи калийных руц и обобщение современных научных представлений о разрушении калийных руц резанием. Определены основные цели и основные задачи исследования.

В главе 2 приведены характеристика процесса формирования последовательных элементарных сколов в срезе, как объекта исследования, результаты теоретического анализа процесса разрушения калийных руц с позиций механики трещинного разрушения твёрдых тел и кинетической теории разрушения, анализ процесса формирования последовательных элементарных сколов, составляющих срез, при разрушении калийного массива с использованием шахматной и шахматной симметричной перекрёстной схем резания. Разработаны требования к конструкции лабораторного стенда для экспериментальных исследований.

В главе 3 представлено описание разработанного лабораторного стенда и методики проведения экспериментальных исследований. Доказано снижение удельных энергозатрат; уменьшение выхода мелких классов руды, снижение среднего значения и дисперсии силы резания при использовании шахматной симметричной перекрёстной схемы по сравнению с шахматной схемой резания калийного массива.

В главе 4 представлены варианты конструкций и обоснованы параметры исполнительных органов горных выемочных машин, реализующих шахматную симметричную перекрёстную схему резания калийного масси-

ва.

В заключении приводятся основные результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, выводы и рекомендации по их использованию.

Автор выражает благодарность доц. Н.В. Чекмасову за научное консультирование, помощь и поддержку в процессе выполнения работы. Также автор выражает благодарность А.Д. Шефнеру и С.В. Дрожжину за помощь в организации экспериментальных исследований.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Повышение эффективности отделения калийной руды от массива резцами исполнительных органов добычных машин достигается формированием заданных геометрических параметров элементарных сколов приданием поверхности разрушаемого массива формы с наличием чередующихся регулярных выступов и зон ослаблений с использованием шахматной симметричной перекрестной схемы резания, что обеспечивает по сравнению с шахматной схемой при соотношении параметров резания г: Ьр : И, = 7:2:1 снижение удельных энергозатрат в 1,15 раза и уменьшение выхода необогатимых классов руды в 2 раза.

Объектом исследования является процесс разрушения калийного массива одиночным резцом добычных машин. Это сложный многофакторный процесс чередования фаз контактного дробления руды и образования крупных последовательных элементарных сколов. Принято считать, что данный процесс носит случайный характер и оценивать его эффективность можно только обобщёнными (интегральными) показателями, такими как удельный расход энергии, гранулометрический состав отбитой руды. При этом недостаточное внимание уделялось исследованию процесса формирования последовательных элементарных скалов, составляющих срез (рис. 1), отражающему физическую сущность процесса резания.

На процесс формирования последовательных элементарных сколов, составляющих срез, влияют внешние и внутренние факторы. К внешним факторам относятся прочностные свойства руды, которые оцениваются средними значениями их показателей и значениями показателей, характеризующих их изменчивость. Внутренние факторы, влияющие на процесс резания, характеризуются конструктивными и техническими параметрами выемочной машины. Режимные параметры работы исполнительного органа добычной машины составляют группу входных (регулируемых) параметров

процесса формирования сколов. Выходными параметрами рассматриваемого процесса являются значения геометрических параметров последовательных сколов, нестабильность которых при использовании традиционных схем резания калийного массива определяет повышенный выход мелких необогагимых классов руды и увеличение энергетических затрат процесса отбойки, связанных с излишним дроблением руцы.

I ВНЕШНИЕ ФАКТОРЫ I ~~'

№гегральные характеристик

Степень изменчивости случайньк параметров

Манро- и микроструктура

ПРОЦЕСС ФОРМИРОВАНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ СКОЛОВ ПРИ РЕЗАНИИ

Характеристика привада резца Конструкция и геометр веские параметры резцов Структурам ткемэтичеоме параметры исполнительного погана Схема резания Технологическая система разработки

з: б

О

¡1 я

з ш а в ш е != ю

ш

д я

ВНУТРЕННИЕ ФАКТОРЫ

_1

Рис. 1. Блок-схема процесса формирования последовательных элементарных сколов, составляющих срез

Учитывая многофакторность процесса и существенную изменчивость значений его параметров, принимается экспериментально-теоретический метод исследований, основой которого является процесс резания природного блока калийной руды полноразмерным резцом.

Изменение только регулируемых параметров не оказывает существенного влияния на процесс формирования последовательных элементарных сколов при резании. В тоже время некоторыми исследователями замечено, что возможно формирование геометрических параметров срезов (а значит и элементарных сшпов, составляющих их) посредством придания поверхности разрушаемого массива заданной формы, характеризующейся наличием областей концентрации напряжений, по которым образуются поверхности разрушения реализуемых резов. Так при использовании шахматной схемы резания форма поперечного сечения срезов определяется в пер-

вую очередь шагом резания и формой поверхности забоя, воспроизводимой после отработки каждого слоя калийной руды. Рациональный шаг резания определяется геометрическими параметрами поперечных сечении срезов и рассчитывается по формуле:

где Ър- ширина режущей кромки, мм; к - толщина стружки,

мм; ш - угол бокового развала, град.

Устойчивые формы последовательных сколов, формируемых при использовании шахматной схемы, обусловливают уменьшение выхода не-обогагамых классов руды и снижение удельного расхода энергии при разрушении калийного массива по сравнению с другими традиционными схемами резания. Однако, в направлении движения резца геометрические параметры последовательных сколов не устойчивы и не предсказуемы.

Формирование последовательных элементарных сколов с заданными значениями геометрических параметров возможно при использовании шахматной симметричной перекрестной схемы резания (рис. 2). В этом случае калийный массив послойно разрушается взаимноперпевдикулярны-ми резами, направленными вдоль осей ОХнОгс шагом резания /. Отработка каждого последующего слоя массива осуществляется резами направленными перпендикулярно резам предыдущего слоя и заглублёнными относительно них в массив на величину К В каждом из направлений резания реализуется шахматная схема резания (рис. 26). Резы двух ближайших слоев, разрушаемых в одном направлении, располагаются таким образом, что резы последующего слоя разрушают выступы между резами предыдущего слоя и заглубляются относительно резов предыдущего слоя на величину 2 К Отделяемая от массива стружка имеет регулярно изменяемое сечение.

Геометрические параметры сформированной поверхности определяются шагом резания величиной заглубления }ц пересекающихся резов, шириной режущей кромки используемого резца Ъ^

>#=/('ЛЛ). (2)

Максимальная толщина среза А определяется из выражения:

где К - высота выступа, мм.

Рациональное расположение пересекающихся резов обусловливает формирование на поверхности массива участков породы, отделяемых единичными сколами с заданными значениями их геометрических параметров.

Формирование регулярных сколов заданной формы и крупности,

составляющих существенную часть добываемой руды, обусловливает уменьшение количества мелких необогагимых фракций в продуктах отбойки и снижение удельных энергозатрат процесса резания.

о

Рис. 2. Схема процесса разрушения калийного массива перекрёстными резами а) Структура поверхности калийного массива, разрушаемого перекрёстными резами 1 - калийный массив; 2 - стружка переменного сечения, отделяемая от массива

б) Порядок отработки забоя и схема расстановки резцов добычной машины I, II, III, IV, V - порядок расположения плоскостей резания (отрабатываемых породных слоев); в плоскостях II и IV резцы движутся вдоль оси OZ; в плоскостях I, III и V резцы движутся вдоль оси ОХ.

Экспериментальные исследования процесса формирования последовательных элементарных сколов при реализации шахматной и шахматной симметричной перекрестной схем разрушения калийного массива проведены на специально созданном лабораторном стецце (рис. 3), состоящем из насосной станции 1, рамы 4, основания 8, силового цилиндра 5, блока калийной руды 10, для фиксации которого используются зажимы 2 и 9. Полноразмерный резец 11 крепится на измерительном цилиндре 3, к которому подключается датчик давления МД-250. Параметры резца: угол резания а=50°, задний угол ß=5°, форма передней грани плоская, режущая кромка прямоугольная. При резании блока отклонения резца от заданного направления исключаются тремя направляющими 6, по которым переме-

вдаются роликоопоры 7 измерительного цилиндра. Перемещение резца в пространстве регистрируется посредством датчика перемещения - энкоде-ра.

Рис. 3. Лабораторный стенд для исследования процесса резания калийных солей

Методикой экспериментальных исследований предусматривалась запись силы резания и перемещения резца во времени. Параметры схемы резания: Иг=5 мм, /=35 мм, />/=10 мм. Выбор данных параметров обусловливался прочностными характеристиками стенда, степенью взаимного влияния соседних резов (в соответствии с отраслевой методикой ВНИИГ при 01^1,2 - рез блокированный) и геометрическими параметрами эталонного резца'соответственно. Учитывая, что зависимость силы резания от величины заглубления резца в массив имеет линейный характер, полученные данные можно экстраполировать на все множество параметров гЬ . к —7;2:1- После реализации каждого реза осуществлялся сбор,

взвешивание и определение гранулометрического состава продуктов разрушения. Расчет удельных энергозатрат процесса резания осуществлялся по формуле:

Р,±Р (4)

= 0,0272 ■

О

где Ну, - удельные энергозатраты процесса резания, кВтч/м3; I - длина среза, см; в - вес продуктов разрушения, г; р - плотность калийной руды в массиве, г/см3.

Полученные в результате экспериментальных исследований данные подтверждают большую эффективность шахматной симметричной перекрестной схемы резания по сравнению с шахматной схемой. Формирование устойчивых сколов с заданными значениями их геометрических параметров при реализации шахматной симметричной перекрёстной схемы резания обусловило снижение удельной энергоёмкости процесса резания калийной

руды на 15% (рис. 5) и уменьшение выхода мелких необогатимых классов в 2 раза (рис. 4) по сравнению с шахматной схемой резания. * 80

• шахматная симметричная перекрестная схема резания

Я ■ шахматная схема резания

Т-3 0,5-1 0,25-0,5 <№,25 Крутость частиц, мм

Рис. 4. Результаты гранулометрического анализа продуктов разрушения при реализации шахматной перекрестной и шахматной схем резания калийного массива при ¡-.ь : = 7:2:1

1,2 О,' 0,4

ЩЁ «в

шахматная с имметрччная перекрестная схема резания

шахматная схема резания

Рис. 5. Удельные энергозатраты процесса разрушения калийного массива при реализации шахматной симметричной перекрестной и шахматной схемы резания при ) ■ ¡, ■ =7:2:1

2. При разрушении калийного массива шахматными симметричными перекрестными резами при соотношении параметров срезов /: ¿> : А, = 7:2:1 средние нагрузки на резец снижаются на 34% по сравнению с шахматной схемой за счет рационального расположения зон ослаблений и наведенных трещиноватостей по нижнему контуру основания регулярных выступов, сформированных на поверхности массива.

Разрушение калийного массива резцами горных выемочных машин является сложным, развивающимся во времени, циклически повторяющимся процессом. Каждый цикл условно можно разбить на фазы: дробления, формирования ядра уплотнения, пластического деформирования породы и образования микротрещин, зарождения и роста магистральной трещины, осуществляющей отделение крупного скола руды от массива. Известно, что фаза распространения магистральной трещины характеризуется наименьшими энергозатратами. Протекание данной фазы сопровождается также

минимальным пылеобразованием.

Микротрещины, образующиеся в зонах напряжённого состояния, создаваемых резцами при разрушении калийного массива, локализуются в областях пересечения вновь образованных поверхностей разрушения. Плотность распределения и длина наведенных трещин зависят, среди прочих факторов, от формы и геометрических параметров используемых резцов.

Известно, что наиболее выраженные области наведенных трещин образуются в приповерхностной зоне калийного массива при использовании резцов с плоской передней гранью и прямоугольной режущей кромкой. Резы, реализуемые резцами с указанными геометрическими параметрами и формирующие поверхность забоя, характеризуются наличием боковых и нижней поверхностей разрушения (рис. 6). Боковые поверхности реза имеют ярко выраженный изгиб и пересекаются с поверхностью плоскости резания под прямым углом, что обусловливается высокой вязкостью калийной руды. Наведенные трещины (см. поз. 5 рис. 66), локализующиеся по краям резов, располагаются под углом 10-30° к плоскости резания. Расчёт длины наведенных трещин осуществляется по формуле, полученной доц. Харламовой НА.:

С = ^_0)5Л. (5)

10г '

Параметр г определяется из выражения:

V н

(0,5 .ьУ*- — -Ки

г =_(о)

2,3-Р,-вшу

где Н- твердость по Виккерсу; аъ, - предел длительной прочности (для сильвинита <тЛ7=11,1 МПа, отношение Н/аАч =3-4,5); К1с- вязкость разрушения (для сильвинита К!с = 3,5 МПа-мш); у - угол заострения используемого резца, рад.

При использовании традиционных схем резания, характеризующихся односторонним направлением резов, отсутствует возможность использовать наведенные трещины в процессе д альнейшей отработки забоя. В тоже время, значительная энергия затрачивается на создание и ветвление микрспгрещин, что обусловливает увеличение силовых показателей процесса резания.

Рассмотрим схему формирования последовательных элементарных скалов, составляющих срез, при разрушении калийного массива перекрестными резами (рис. 6). Резец двигается поперек резов отработанного слоя массива и заглубляется относительно них на величину к,. Кошуры устойчивых регулярных сколов образованы пересекающимися плоскостями резов, по краям которых локализуются наведенные трещины. Рациональный шаг перекре-

стных резов /рт^р определяется максимально возможной длиной устойчивого скола в направлении резания и шириной режущей кромки резца Ьр, рассчитывается по формуле:

= '<* + + + ьр*(5^1)-и„ (7)

где /ж- максимальная длина элементарного скола в срезе при заданной толщине стружки и шаге перекрёстных резов, мм; О - угол скола крупного элемента, имеющего длину /С7Л град.; а - угол резания, град.

При разрушении калийного массива перекрестными резами с шагом резания ^ ^^ отделение сформированного регулярного скола от массива осуществляется не только посредством образования и дальнейшего развития новых магистральных трещин. В области напряженного состояния, формируемой каждым резцом, создаются условия для развития трещин поперечного сдвига, что обусловливает реализацию имеющихся в массиве наведенных трещин, локализованных по контуру основания регулярных выступов, сформированных на поверхности забоя.

Значения критических напряжений в вершине плоской трещины,

необходимых для её

зазвития определяются из уравнений Веетергаарда:

к в ... е . з-е,

•cos—-(1- sin — 'Sin-);

■Jlñr 2 2 2 (8)

К в .. в . 3-е, • cos— • (1 + sin — • sin-);

-Jbtr 2 2 2 К в . в 3-в

•COS— 'Sin — 'COS-

2 2 2

где г - расстояние от вершины трещины до точки, где определяется напряжение, мм; в - угол между осью X, лежащей в плоскости распространения трещины, и радиус-вектором г , град.; К -коэффициент интенсивности напряжений, Н/мм3 . Значение коэффициента интенсивности напряжений К не зависит от координат г и в, является функцией только напряжения и геометрии трещины:

<я

где с - длина трещины, мм.

Скорость распространения трещины в разрушаемом материале определяется из выражения:

ГГ (10)

=0'38>

где Е-модуль упругости, МПа; р - плотность материала, т/м .

О 'X

Рис. 6. Схема образования последовательных элементарных сколов в срезе при разрушении калийного массива перекрестными резами

а) поверхность забоя, разрушаемая перекрестными резами: 1- сформированный элементарный скол с устойчивыми значениями параметров; 2 - резец; 3 - пересекающиеся резы; 4 - зоны локализации наведенных трещиновагостей

б) схема формирования элементарных сколов при движении резца поперек резов отработанного слоя калийного массива: 1 - сформированный элементарный скол с устойчивыми значениями геометрических параметров; 2,3,4 - скол мелкого элемента; 5 - зоны локализации наведенных трещиновагостей и концентрации напряжений.

В результате теоретических исследований была сформулирована гипотеза: разрушение калийного массива перекрестными резами с реализацией наведенных трещин обусловливает снижение силовых параметров процесса резания за счет снижения удельных энергозатрат на образование и ветвление микротрещин и уменьшение пластического деформирования руды в предрезцовом пространстве.

Экспериментальная проверка гипотезы была осуществлена на лабораторном стенде (рис. 3) в ходе исследования процесса формирования последовательных элементарных сколов при разрушении блоков калийной

руды полноразмерным резцом шахматными и шахматными перекрестными резами.

Рис. 7. Осциллограмма процесса разрушения калийного массива шахматными резами

о 1 еэе 200» з»м а «,05 о,1 0,1«

^ "с Пж>|нос1ь вероятности

Рис. 8. Осциллограмма процесса разрушения калийного массива шахматными перекрёстными

резами

Методикой экспериментальных исследований предусматривалась запись силы резания, скорости движения и перемещения резца во времени. Параметры резания: /г3=5 мм, £=35 мм, Ьр=\0 мм. Полученные данные (рис.7 и 8) подтверждают снижение средних нагрузок на резце на 34% при разрушении блоков калийной соли шахматными перекрестными резами по сравнению с шахматными резами.

3. Теоретически установлено и экспериментально подтверждено, что при шахматной симметричной перекрестной схеме резания калийного массива при соотношении параметров резания ?: Ър : = 7 :2:1 дисперсия нагрузок на резец, по сравнению с шахматной схемой резания, снижается в 1,41 раза, при этом реализуется устойчивая чередующаяся регулярность образования крупных сформированных сколов заданной формы, частота реализации которых прямо пропорциональна скорости резания и обратно пропорциональна шагу резания, и мелких промежуточных сколов, частота реализации которых прямо пропорциональна скорости резания и ширине режущей кромки резца и обратно пропорциональна величине заглубления резца в массив относительно поперечных резов.

Как указывалось выше, при использовании шахматной симметричной перекрестной схемы резания калийного массива с рациональными значениями параметров резания, формирование регулярных, устойчивых сколов осуществляется по наведенным трещинам и ослаблениям. При переме-

щении резца на шаг резания (см. рис. 66) неминуемо произойдёт один скол крупного элемента (элементарного скола), то есть частота реализации крупных сколов при постоянной скорости движения резца может быть рассчитана по формуле:

(П)

г, (1„,Р1УР) 1„ер где Г; - время перемещения резца на расстояние равное Ц» сек. Разрушение участков массива, расположенных между регулярными выступами, сформированными перекрёстными резами, осуществляется промежуточными сколами (см. поз. 2, 3 ,4 рис. 56). Таких сколов может бьпъ два или три, геометрические параметры промежуточных сколов случайны, формирование сопровождается дроблением и пластическим деформированием руды. Учитывая, что (тр = 1ск +Ьр=Иг-{¡<¿0. + ща) + Ьр»3-Ьр,

частота реализации промежуточных сколов может быть рассчитана по формуле:

(12)

1 У.

-■к,

Т2 3-й, к, 3Лг где Т2 - время реализации промежуточных сколов, сек.; к3 3 -коэффициент взаимного обнажения забоя.

При значении параметров резания /: Ь : = 7:2:1 частота

реализации крупных сколов/¡—Ъ..А Гц, а частота формирования мелких ско-лов^=7...9Гц.

Теоретические выводы проверены экспериментально на лабораторном стенде (рис. 3). Исследован процесс формирования последовательных элементарных сколов при разрушении блоков калийной руды полноразмерным резцом шахматными и шахматными перекрёстными резами. Методикой экспериментальных исследований предусматривалась запись силы резания (рис. 7 и 8) и перемещения резца во времени. Параметры резания: й,=5 мм, /=35 мм, ¿¿=10 мм.

-А.

Рис. 9. Спектральная плотность процесса разрушения калийного массива шахматными резами

од

0,15

Рис. 10. Спектральная плотность процесса разрушения калийного массива шахматными перекрёстными резами

Спектральный анализ полученных осциллограмм показывает, что при использовании шахматной схемы резания спектр явно выделяется на полосах частот 3 Гц, что характеризует частоту формирование крупных сколов (рис. 9). При анализе осциллограмм шахматных перекрестных резов спектр явно выделяется на полосах частот 3 Гц и 8 Гц (рис. 10), что характеризует частоты формирования устойчивых регулярных сколов и мелких сколов с случайными значениями параметров. Дисперсия нагрузок на резце при использовании шахматной симметричной перекрестной схемы резания меньше в 1,41 раза по сравнению с шахматной схемой резания при одинаковых параметрах резания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является самостоятельной законченной научно-квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной научно-технической задачи повышения эффективности отделения калийной руды от массива резцами исполнительных органов выемочных машин.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность формирования регулярных сколов с заданными значениями их геометрических параметров при использовании шахматной симметричной перекрестной схемы резания калийного массива, что позволяет активно влиять на гранулометрический состав отбитой руды.

2. Экспериментально доказано повышение эффективности отделения калийной руды от массива применением шахматной симметричной перекрестной схемы резания, обеспечивающей, по сравнению с шахматной схемой при параметрах резания /; Ър : И3 = 7:2:1, снижение удельных

энергозатрат процесса разрушения калийного массива на 15% и уменьшение выхода мелких необогатимых классов руды в 2 раза.

3. Экспериментально подтверждено уменьшение средних значений

силы резания на 34% и снижение неравномерности нагрузок на резец на 41% при разрушении калийного массива с использованием шахматной симметричной перекрестной схемы резания по сравнению с шахматной схемой, что достигается при соотношении параметров среза г: Ьр : И3 =7:2:1.

4. Установлены зависимости частоты последовательных элементарных сколов от параметров шахматной симметричной перекрестной схемы резания калийного массива. Даны рекомендации по выбору рациональных параметров шахматной симметричной перекрестной схемы резания.

5. Предложена конструкция исполнительного органа проходческо-очистного комбайна, реализующего шахматную симметричную перекрестную схему разрушения калийного массива.

6. Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке студентов по направлению 130400 - Горное дело. Опубликовано два методических указания к лабораторным работам, которые включены в расписание проведения занятий.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих наиболее значимых работах:

1. Габов В.В., Чекмасов Н.В., Бурак А .Я., Шишлянников Д.И. Исследование процесса формирования элементарных сколов при разрушении калийных солей перекрестными резами // Горное оборудование и электромеханика. - № 8,2011. - С. 42-43.

2. Задков ДА., Банников АЛ., Шишлянников Д.И., Талеров К.П., Головин К.А. Способ отделения угля от массива при отработке трещиновато-слоистых угольных пластов И Горное оборудование и элекромеханика — №2,2012.-С. 30-33.

3. Габов В.В., Чекмасов Н.В., Шефнер А.Д., Шишлянников Д.И. Стенд для экспериментальных исследований процесса резания калийных руд одиночным резцом горных машин // Записки Горного института: РИЦ ОПТУ. -Т.195. -2012. -С245-248.

4. Шишлянников Д. И., Чекмасов Н. В. Обоснование параметров и конструкции исполнительного органа проходческо-очистного комбайна с перекрестными резами // Освоение минеральных ресурсов Севера: Проблемы и решения. Труды 8-ой международной научно-практической конференции 7-9 апреля 2010 г, Т.ЗУ Филиал СПГГИ(ТУ) «Воркутинский горный инсппут». - Воркута, 2010. - С. 394-398.

5. Патент 1Ш 2375571 С1 «Способ разрушения массива перекрестными резами». Авторы: Чекмасов Н. В., Чистяков А.Н., Семёнов В. В., Шишлянников Д. И. Опубликован 10.12.2009.

РИЦ СПГГУ. 23.04.2012. 3.281 Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

61 12-5/3580

Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный университет

На правах рукописи

ШИШЛЯННИКОВ ДМИТРИЙ ИГОРЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТДЕЛЕНИЯ КАЛИЙНОЙ РУДЫ ОТ МАССИВА РЕЗЦАМИ ДОБЫЧНЫХ КОМБАЙНОВ

Специальность 05.05.06 - Горные машины и оборудование

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель д.т.н., профессор Габов В.В.

Санкт-Петербург 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................. 4

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ПРОХОДЧЕСКО-ОЧИСТНЫХ КОМБАЙНОВ ДЛЯ КАЛИЙНЫХ РУ ДНИКОВ.................................................. 9

1.1. Анализ калийного массива как объекта разрушения.................. 12

1.2. Особенности проходческо-очистных комбайнов, применяемых

для добычи калийной руды................................................. 14

1.3. Анализ конструктивных особенностей исполнительных органов проходческо-очистных комбайнов........................................ 17

1.3.1. Анализ конструктивных особенностей пространственных планетарно-дисковых исполнительных органов........................ 19

1.3.2. Анализ конструктивных особенностей плоско-дисковых планетарных исполнительных органов....................................... 24

1.4. Анализ конструктивных особенностей резцов проходческо-очистных комбайнов для добычи калийных руд....................... 27

1.5. Общий анализ основных представлений о процессе разрушения калийной руды резанием.................................................... 30

1.5.1. Обзор теорий прочности..................................................... 32

1.5.2. Основные положения экспериментально-статистической теории резания горных пород........................................................ 34

1.5.3. Основные параметры процесса разрушения калийного массива резанием......................................................................... 40

1.6. Цель и задачи исследований................................................ 46

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ КАЛИЙНОГО МАССИВА РЕЗАНИЕМ............ 48

2.1. Характеристика процесса формирования последовательных элементарных сколов при разрушении калийного массива резанием, как объекта исследований...................................... 49

2.2. Анализ основных теоретических представлений о процессе разрушения горных пород резанием....................................... 51

2.3. Механизмы зарождения и роста трещин в соляных породах........ 58

2.4. Анализ процесса формирования последовательных элементарных сколов при разрушении калийного массива одиночным резцом............................................................ 62

2.5. Анализ процесса формирования последовательных элементарных сколов при разрушении калийного массива шахматными перекрёстными резами...................................... 69

2.6. Требования, предъявляемые к стендовой установке для экспериментальных исследований процесса разрушения

калийных солей резанием................................................... 82

Выводы по теоретическим исследованиям.............................. 82

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ СКОЛОВ ПРИ РАЗРУШЕНИИ КАЛИЙНОГО МАССИВА РЕЗАНИЕМ................................. 84

3.1. Общие положения методики исследований.............................. 85

3.2. Стенд для исследования процесса формирования последовательных элементарных сколов при разрушении калийной руды резанием.................................................... 87

3.3. Методика экспериментальных исследований процесса разрушения калийных руд резанием...................................... 93

3.3.1. Исходные данные............................................................. 93

3.3.2. Измеряемые параметры...................................................... 93

3.3.3. Последовательность проведения экспериментов....................... 94

3.4. Результаты экспериментальных исследований......................... 97

3.4.1. Результаты экспериментальных исследований процесса формирования последовательных элементарных сколов при разрушении калийной руды блокированными резами................ 97

3.4.2. Результаты экспериментальных исследований процесса формирования последовательных элементарных сколов при разрушении калийной руды шахматными резами..................... 102

3.4.3. Результаты экспериментальных исследований процесса формирования последовательных элементарных сколов при разрушении калийной руды шахматными перекрёстными резами. 105 Выводы по экспериментальным исследованиям....................... 110

4. ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ И РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ПРОХОДЧЕСКО-ОЧИСТНЫХ КОМБАЙНОВ, РАЗРУШАЮЩИХ КАЛИЙНЫЙ МАССИВ ПЕРЕКРЁСТНЫМИ РЕЗАМИ............................... 112

4.1. Классификация и основные характеристики планетарно-дисковых исполнительных органов разрушающих калийный массив перекрёстными резами............................................. 112

4.2. Выбор рациональных параметров исполнительных органов,

разрушающих калийный массив перекрёстными резами............. 123

Заключение..................................................................... 125

Список литературы............................................................ 127

Приложение..................................................................... 136

ВВЕДЕНИЕ

Современная технология добычи калийных солей базируется, в основном, на применении проходческо-очистных комбайновых комплексов при камерной системе и очистных механизированных комплексов при отработке месторождений калийных руд длинными очистными забоями. Принцип действия выемочных машин, входящих в составы комплексов, основан на механическом отделении калийной руды от массива резанием. Данный способ в обозримом будущем останется приоритетным для подземной добычи калийных солей, так как обеспечивает наименьшие удельные энергозатраты по сравнению с другими, известными на сегодняшний день способами разрушения калийного массива. Тем не менее, для предприятий, осуществляющих добычу калийных солей подземным способом, актуальной остаётся задача снижения удельной энергоёмкости процесса резания калийных руд и улучшения качества добываемой руды по гранулометрическому составу, тем более что стоимость электроэнергии с каждым десятилетием существенно возрастает [69].

Проблема снижения удельного расхода энергии при разрушении калийного массива возникла с момента создания первых проходческо-очистных комбайнов, а необходимость улучшения гранулометрического состава отбитой руды особенно остро встала с момента массового внедрения проходческо-очистных комбайнов с пространственными планетарно-дисковыми исполнительными органами (Урал-ЮКС, Урал-20КС), осуществляющими разрушение калийного массива серпообразными срезами [49,76].

Современная интенсификация процесса добычи калийных солей, увеличение объёма добычи, приводит к значительному расходу энергии (стоимость энергии увеличивается), росту объёмов выхода мелких классов (увеличиваются потери и затраты на обогащение). Создание выемочно-проходческих машин нового технического уровня, обеспечивающих как рост производительности, так и снижение удельного расхода энергии и

уменьшение выхода мелких классов руды, сдерживается отсутствием теории формирования рациональных параметров последовательных элементарных сколов, составляющих срез и отражающих физическую сущность процесса резания калийного массива резцами горных машин [20].

Известны перспективные конструкции исполнительных органов выемочных комбайнов [43,48,83,84], разрушающих забой перекрёстными резами, обеспечивающие снижение удельных энергозатрат процесса резания калийной соли и лучший гранулометрический состав отбитой руды, но не разработана теория обоснования и выбора рациональных параметров данных исполнительных органов. Исследование процесса резания и формирования последовательных элементарных сколов в рамках перекрёстной схемы резания представляет теоретический и практический интерес и является актуальной научной задачей.

Целью данной работы является повышение эффективности отделения руды от калийного массива резцами исполнительных органов добычных машин приданием поверхности забоя формы с наличием чередующихся регулярных выступов и зон ослаблений, обоснованием рациональных параметров последовательных элементарных сколов, составляющих срез, при реализации шахматной симметричной перекрёстной схемы резания.

Защищаемые научные положения:

1. Повышение эффективности отделения калийной руды от массива резцами исполнительных органов добычных машин достигается формированием заданных геометрических параметров элементарных сколов приданием поверхности разрушаемого массива формы с наличием чередующихся регулярных выступов и зон ослаблений с использованием шахматной симметричной перекрестной схемы резания, что обеспечивает по сравнению с шахматной схемой при соотношении параметров резания

= 7:2:1 снижение удельных энергозатрат в 1,15 раза и уменьшение

выхода необогатимых классов руды в 2 раза.

2. При разрушении калийного массива шахматными симметричными

перекрестными резами при соотношении параметров срезов

?: Ър :к3 =7:2:1 средние нагрузки на резец снижаются на 34% по

сравнению с шахматной схемой за счет рационального расположения зон ослаблений и наведенных трещиноватостей по нижнему контуру основания регулярных выступов, сформированных на поверхности массива.

3. Теоретически установлено и экспериментально подтверждено, что при шахматной симметричной перекрестной схеме резания калийного массива при соотношении параметров резания 1:Ьр:к3= 7:2:1 дисперсия

нагрузок на резец, по сравнению с шахматной схемой резания, снижается в 1,41 раза, при этом реализуется устойчивая чередующаяся регулярность образования крупных сформированных сколов заданной формы, частота реализации которых прямо пропорциональна скорости резания и обратно пропорциональна шагу резания, и мелких промежуточных сколов, частота реализации которых прямо пропорциональна скорости резания и ширине режущей кромки резца и обратно пропорциональна величине заглубления резца в массив относительно поперечных резов.

Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий анализ применимости теорий разрушения горных пород к исследованию процесса резания, анализ основных положений механики образования и развития трещин, экспериментальные исследования процесса резания калийной руды на лабораторном стенде и спектральный анализ полученных результатов.

Научная новизна:

1. Теоретически установлена и экспериментально подтверждена возможность активного влияния на геометрические параметры последовательных элементарных сколов (формирование которых до настоящего времени объяснялось только случайными факторами) изменением формы поверхности забоя и созданием пересекающихся областей концентрации напряжений и наведенных трещиноватостей.

2. Снижение средних значений и дисперсии нагрузок на резце,

уменьшение удельных энергозатрат процесса резания достигается приданием поверхности калийного массива формы с наличием чередующихся регулярных выступов и зон ослаблений, оказывающих существенное влияние на процесс формирования последовательных элементарных сколов в срезе.

Практическое значение работы:

1. Установлена возможность активного влияния на гранулометрический состав продуктов отбойки, на изменение силовых и энергетических показателей процесса резания калийных руц формированием параметров последовательных элементарных сколов, составляющих срез, при использовании шахматной симметричной перекрестной схемы резания.

2. Исследован процесс формирования последовательных элементарных сколов, составляющих срез, при разрушении калийной руцы с использованием шахматной и шахматной симметричной перекрёстной схем резания.

3. Разработана конструкция и изготовлен лабораторный стенд, позволяющий исследовать процесс формирования последовательных элементарных сколов при резании блоков калийной руды полноразмерным одиночным резцом.

4. Предложена конструкция исполнительного органа проходческо-очистного комбайна для добычи калийных руд, реализующего шахматную симметричную перекрестную схему резания.

Личный вклад автора: Проведен анализ основных теоретических представлений о разрушении горных пород резанием как последовательности элементарных сколов. Сформулированы цель и задачи исследований. Исследован механизм формирования последовательных элементарных сколов с заданными геометрическими параметрами при реализации шахматной симметричной перекрёстной схемы резания калийного массива. Спроектирован и изготовлен лабораторный стенд, проведены стендовые исследования и обработаны результаты эксперимента. Обоснована большая эффективность использования шахматной симметричной перекрёстной схемы резания калийной руды по сравнению с шахматной схемой. Предложена конструкция исполнительного органа проходческо-очистного

комбайна для добычи калийных руд, реализующего шахматную симметричную перекрёстную схему резания.

Апробация работы: Основные положения и результаты работы докладывались на международной научно-технической конференции «Нефтегазовое и горное дело» (г. Пермь, 2009), международной научно-технической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: Проблемы и решения» (г. Воркута, 2010), международной конференции по проблемам рационального природопользования «Проблемы создания экологически рациональных и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства» (г. Тупа, 2010), международном форуме-конкурсе молодых ученых «Проблемы рационального недропользования» (Санкт-Петербург, 2010).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации, получен один патент.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ПРОХОДЧЕСКО-ОЧИСТНЫХ КОМБАЙНОВ ДЛЯ КАЛИЙНЫХ РУДНИКОВ

Калийные соли относятся к группе хемогенных осадочных горных пород, образованных легкорастворимыми в воде калиевыми и калиево-магниевыми минералами. Месторождения калийных солей формировались в результате испарения и охлаждения рапы калийных водоёмов, возникавших на части площади галитовых водоёмов. Образование соляных месторождений происходило в геологические эпохи с сухим и тёплым климатом. Наиболее благоприятные условия для накопления соленосных серий были в девонском, пермском и неогеновом периодах. Природные калийные соли залегают среди каменной соли в виде пластов и линз мощностью в несколько десятков и сотен метров [7,55].

По данным БСЭ, общие запасы калийной соли на территории РФ и стран СНГ составляют 166,4 млрд. тонн. Основная область применения калийных солей - сельское хозяйство. Также они используются в электрометаллургии, медицине, фотографии, пиротехнике, производстве стекла, мыла, красок, кожи и в химической промышленности.

В настоящее время в мире известно около 37 бассейнов ископаемых калийно-магнезиальных солей. Из них 20 находится в Европе, 5 - в Азии, 6 -в Северной Америке, 2 - в Южной Америке и 4 - в Африке. 16 бассейнов являются промышленными и эксплуатируются в данное время. Основная часть мировых запасов калийной руды приходится на Канаду (38%), Россию (33%) и Белоруссию (9%), где расположены соответственно три крупнейших бассейна - Соскачеванский, Верхнекамский и Старобинский. Добычу и переработку калийных руд в России осуществляет крупнейшее предприятие - ОАО «Уралкалий». В 2010 году добыча калийных руд в России выросла по сравнению с 2009 г. на 40% (10,29 млн. тонн), тем не менее, страна по прежнему уступает по этому показателю Канаде [69].

По химическому составу соляные породы представляют собой водные и безводные соли соляной и серной кислот элементов К, Ыа, М^, Са. В соответствии с этим различают ряд породообразующих минералов (см.

таблица 1.1).

Таблица 1.1

Основные минералы, образующие соляные породы

№ Наименование минерала Химический состав Область применения

1 Сильвин KCl Сельское хозяйство, химическая промышленность

2 Галит NaCl Пищевая и химическая промышленность (получение хлора, соляной кислоты, гидроксида натрия)

3 Карналлит KCl-MgCl2-6H20 Химическая и металлургическая промышленность (получения магния, калия и их солей)

4 Каинит KCl-MgS04-3H20 Сельское хозяйство, химическая промышленность

5 Лангбейнит K2S04-2MgS04 Сельское хозяйство, химическая промышленность, медицина

6 Кизерит MgS04-H20 Химическая, текстильная, целлюлозно-бумажная промышленность, медицина

7 Полигалит 2CaS04-MgS04-K2S04-2H20 Сельское хозяйство, химическая промышленность

8 Бишофит MgCl2-6H20 Химическая, металлургическая промышленность, строительство (получение магния и магнезиальных цементов)

Указанные минералы в чистом виде в природе не встречаются, а соляные породы, залегающие в пластах, имеют сложный минералогический состав. Среди хлоридов калия и магния доминируют сильвиниты. Они являются основными калийсодержащими породами [55].

Разработка бол�