автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Разработка и создание технического средства бурения для добычи цилиндрических блоков природного камня

Г Б

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ИНСТИТУТ МАШИНОВЕДЕНИЯ ИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

На правах рукописи

БАКИРОВ ИСМАНАЛИ АХУНЖАНОВДЧ

РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА БУРЕНИЯ ДЛЯ ДОБЫЧИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ БЛОКОВ ПРИРОДНОГО КАМНЯ

Спепиальносгь: DS.05.06 «Го.;шые машины»

Авторе ф ер ат

диссертация за соискание тчепой степспп кандидата техпичесюгх паук

Бишкек, 1996

Работа выполнена в Кыргызско - Узбекском высшем колледже и Отеком технологическом университете МОЛ KP.

Научный руководитель:

Академик МИА, члез-корр. HAH Кыргызской Республики, догтор технических наук, профессор М. Т. Мамасаддов.

Официальные оппоненты:

Дохтор технических наук, профессор К. И. Иванов Кандидат технических наук, с. в. с. С. С. Искенов

Ведущее предприятие: Южно - Кыргызская геологическая экспедиция

Министерства геологии и минеральных ресурсов KP, г. От.

Защита состоится ¿'¿Г а^уГь, 1996 Г в час на заседании специализированного совета Д 05. 94. 29 при Инженерной Академии KP 1 и Институте шшкиаеедеши Национальной Академии Наук KP, г. Бишкек, ул. Скрябина ,23.

С диссертацией ыожео ознакомиться в библиотеке Института машиноведения HAH KP.

Еапш отзывы па автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печагшо, лросим падраалятмю адресу: 720055, г. Бишкек , ул. Скрябина ,23, Ипстятут мплзшо-ведевяя HAH KP, Cncscoctrr.

Автореферат разослан ^СЛЯ^О/t*S 1996 г.

Ученый секретарь спешпишзироькяиого

соипа Д 05. 94.29, к. т. н. А. Мендскееа

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Изделия из природного гамня, обладая высокими физижо-ыехаюгчесгпми свойствами, архитектурно-дегоративпымп качествами и большим сроком службы, с успехом применяются в архитектуре и сгулгптуре. При создании уписальцых сооружений и монументальных здаквй зачастую требуются сзделвя из природного камня цилиндрической формы (колонны, баллхсгры и др.). В последнее время природный камень используется н в машиностроении, гаг незаменимый материал для изготовления рабочих органов бумагоделательных машин и мукомольных- устройств , который имеет цилиндрическую форму . В этой сеезв из года в год потребности в цилиидричесегх блоках природного самкя увеличиваются.

Одним пз основных способов добычи цглявдрггческих блоков г л мня является добыча их путем бууенпя дпгурок. Наиболее трудоемким процессом при этом способе гвзяется бурег.че гяуров но образующие пплиндрппесЕой поверхности блока гамшг. *

В настоящее вргия о^онтурявзние цилиндрических блоков Еямнг путем буреппя шпуров в прпяиппе может быть осуществлено ручпымп перфораторами из-за отсутствия сийцп&ЛЕЗКроиаппой буровой техники. 3 результате суп-гствугощпй технологический процесс выполняется весьма ппзхой эффективностью я большей долей ручного, труда. Поэтому создание новых, высокоэффективных тсднвчссгих средств бурения для окоптурпваюм явлиддричесЕш: блоков природного камня в массиве является актуальной задачей.

Тема диссертационной работы, направленная для решения этой задачи, связана с НИОКР, крогеденпоа КыргызсЕо-Узбедсгим высшим колледжем по темам «.Солдат:«, прет«игп:НепЕая апробация нового техпнпгсЕОГО средство г ярзгрсссетко.*? технологов добычи цилиндрических блоков природного хямп»- (договор -Т-Ы от 01.03.95г.) и «Разработка технологии примеке-яня п знздрегок спеапалкзнроваппого бурового ставка СБС-1п по добыче цилпадричесдих блоков камня» (договор №2 от 01.04.9бг.), по заданию Комитета но ваухе и новым технологиям МОН КР.

Нелы^ рзботм мляется обоснование и выбор принципиальной схемы, разработЕа конструкции и создание спепиализнровавного бурового стайка для скоитурпвааия цвлпидрячемгого блока дампя в массиве.

Я лег пабг.п: заключается в обоснование и доказательстве Гипотезы об эффе ИТКВНССТН НС пользования при добычи цилиндрических блоков природного камня специализированного бурового станка с полярным орнект^пованЕем бурильных машин, оснащенных ударно-поворотными бурильными механизмами.

Методы в^следовгепЗ . Поп выполнении диссертационной работы использовались: методы обобщения литературных источников и существующих материалов ; аналптпчесгне методы с разработкой модели рассматриваемого технологического процесса; метод г^зэгоЕрптсгжаЛЬкой оптямнзапнн параметров системы ; методы промышленных испытаний машин и математической статистики ; прогрессивные методы конструирования машин (агрегатирование, модульный принцип и др.); методы техиЯЕо-экоБоничсского анализа.

Положен-зя. выдвигаемый на защиту: -модель технологического процесса оковтуривапия цяллндрнческЕХ блоков камня бурением;

-математическое описание производительности и себестоимости оконтурнваппя цллЕНДрнчеезах блоков камня, а 7ахз;е потерь сырья при оконтуривапня цилнпдрнческах блохоз кгмпя; : •

-прпяшкшальзая схема и пргорятстаая конструкция технического средстза буреязыг для добычи циландрэтегхях блоков камня. Научной нозттзпоЗ рзботм являются следующие-'

-систематизация возможных технических средств бурения для оконтуриваная пилнядрическзх блоков я технологий отделения цилиндрических блоков камня;

-обоснование предпосылок я разработка мед ;ле технологического процесса оковтуряванед цилиндрически блоков камня путем бурения шпуров; ,

-уста яовлеяле завясямостей производительности и себестоимости оконтуриваизгя цилиндрических блоков камда, а также потери сырья при ж: оконтурнваниЕ;

-определение резервов в путей соверксзстзоваплл техвичесгнх средств бурения и технологического процесса ококтурпванпя цилиндрических блоков кзипз;. ■

-разработка приорететнрй нрянцяпвадьвой схемы и предложение методика выбора рациональных параметров свсздалззярованЕого технического средства охоятураьаниа шаипдрпч^ских блоков камня на основа полояеаай теория мпогохрвтернальгоао&тямизатщк.

Практическая петшость И раадта'адвяг-работа. Разработала вова-а конструкция-(патент КР № 75 от 27.10.94.), выполнен рабочий проект и создан опытно - промкмягпямй образец саециаадзиров-шного бурового ставка СБС-1п с полярякм орновтяровапяем бурильной мадипп, оснашекаай ударао-повторниы буржинкм гтехаппз^ом тала ПР-25МВ. По' результатам проведешшх прнеыочгю-стеЕДовых и проммшлеияих испытаний буросой стакоя СБС-1 п рекомендовав г -эдшгзмня» в прагги^у добкчя Кйлиядрцческгх блоков хяияя.

СвсЕиалвигровацзьтЗ буро«оД ставок- СБС-1а в условиях карьера мельничного каммя (с. «Жалы-Ары~» , Аряв^скпй раЙод, Омская,область) обесаечисает , по сравпешш; с буроцдем шпуров ручкам перфоратором , повышения произаодаггяьзостд и '-свиажвав;' себестоимости Окоятуркв^пна цилиндрических блоков в 2,9 в 5,4 раза соотгетствакко, а по сравггйЯЕХ) с • добычей их ; путем схаяы^алчя породи вручную - поаым>.-1Шг производительности в 45 раз и скяЖеяие сеё^стоягдостп 51 раз. Станок СВС-1п существенно почышает' культуру производства, и значительно снижает доля ручного труда при добычных работах. Ожидаемый годовой экономический эффект от пепользовзпдя буроис-го станка СБС-1п на месторождения мельничного камяя по срагяешдо с ручядас пгрфорстороы состазляит 60...70 тыс. сомов в год.

Апробация работы . Основные положения-днееертаяля .догладывались н обсуждались на заседании Ученого совета Института КШ1Р НАН КР с 1991

по 1995 гг. , яга паучпых семинарах, проводимых Кыргызско-Узбексгны высших: колледжем совместно с Оисгям отделением Инженерной Агадемпп с 1994 . по 1995 гг.. на международных 'конференциях , проведенных б Фергансгом политехническом институте (октябрь, 1994г.), Ошском высшем технологическом колледже (июнь, !995г.), Институте мгтввоведеш'.я HAH KP (октябрь, 1995г.) и Ккргизсго-Узбскском высшем колледже (сентябрь, 1996г.).

Публсгадшг. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в шести печатных работах.

Объём работы Диссертация состоит из ведения,' четырёх глав и заключение, изложена па 168 стравнцах, в т.ч. содержит 114 страниц машинописного текста, 44 иллюстраций и 9 таблкн. С micas использованной литературы включает 116 наименований. Прилог-Еия к диссертации ва 15 страницах включают агти изготовления, приёмочио-стендовых и промышленных испытаний бурового станка С5С-1п.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой глазе приведены сведения о каменных изделиях цилиндрической формы в об вг применении. На основе язучення работ видных ученых стран СНГ Мгльыиковя Н.В., Ржевского В.В., Орлова A.M., Чеснокова М.М., Алимова О Д., Пьзт'ова К.Н., Мамасаидова М.Т., Искенова С.С., Тувальбаева Р.К. и др., ознакомления специализированной литературы дальнего зарубежья , г также собственных наблюдений за добычными работами на камне добывающих карьерах, представлены существо и особенности технологического процесса, отделения цилиндрических блоков природного i-змпя путей бурения ипуров.

Для удобства изучения и ^пализа коистругглвные схешд технических средств буре им яаз доб:дчн блозов камня спсте^атизировапы по тяцу их шасси. Прелстг.Елены структурные схемы и технология применения технических ервдет- ско-ггурпЕйпаЕ аияипдрдчесгих блоков камня путем бурение : переносного типа, на рельсовом, гусеничном и колесном ходу. Приведет! зх достоепствз к кедестаткв.

В настоящее воемя за кампедобываюших карьерах республики, несмотря на изобилие гокструстявных схем, работают лишь опытные образны созданных в странах ближнего зарубежья н единичные образцы зарубежных технических средств бурепия. К тому зе, эти образны буровой техники не предназначены строго для оконтурявания цшщидрачееккх блоков камня и не могут удовлетворять потребности пзродного хозяйства в цилиндрических блоках, а по своем техпико-экепдуатацгкмиьш показателям они-не отвечают-современным требодаюткы. Пс?тому сейчас на карьерах Республики яри добыче цоязнлрвческнх блоков камня могут • быть использованы мвлоэффектичя'ые ручные перфораторы. Исходя из этого в дпесертглшопиой работе била аостававха цель и сформулированы задачи исследований ВЕл;эчак>щнг т. cc5s; иеадедовгпвв -твмгологЕЧссжого процесса отделения. пкашгдргпьекпх блекоз гааиг- ; яоксе прЕиаютЕядьЕоЗ

i £'

Pce. 1. Обобпганка» ыодоль тех:-.элогм"о£кого процесса окоптурипаэкя пдлпндричгсхпх слогов камня ь'-чассогг путем оургяиа шпуров: M - массив природного камня; ii r - естественные грещ-шь: ; Би -бурильная машина ; Si - оконтурцр.агмые блоки. '

схемы и разработка конструкции снеиаалгзпровапного бурового стапка ; создание и промышленные испытания бурового станка.

Во второй главе даны результаты исследований технологического процесса ококтуриванпя цилиндрических блоков камня и на нх основе приведены путл совершенствования технических средств бурения для добычи дилиндрпчеекпх блоков.

На оспове анализа добычи цилиндрических бдокеч камня разработана обобщенная модель технологического процесса окоитуриваяия цилиндрических блоков кампа путем бурения пшуров (рис.1), базирующаяся на следующих допущениях:

- осоптурнваекше блока (Б;) пмеют форму цнлапдра п идентичные размеры (

- ппуры дяа оконтурнванпя ПЕЛкядрпческах блоков в массвве (М) бурятся на од1Гг.}гопузо глубину и последовательно : прежде технологический гепур, а затем оконтурпзающие шпуры дплпндрнчесиа поверхности;

- естественные трещины ( Ет ) массива взаимно перпендикулярные, совладают с освовпташ плоскостями отделения н могут гоБрпгг.сатьса с образующими д'влпЕярпчемгоЯ поверхности блоков;

- число бурильных м-зшпа (Бм ) кратно числу -буримых инуров со образующей цнлшгдрпческоЕ поверхности.

Г л а б ним и показателями, характеризующими рассматриваемый технологический процесс, являются производительность V. себестоимость окозггурлваппя цилиндрических блоков самшг , потери сырья при оконтуриваяаа ддяагдрпчесгих блоков. Пропзводатеяыгостг. окохггуривазкя цилиндрических блоков, представляемая £аЕ сменная производительность бурового станка, определялась по формуле :

П_ !ск" I пз ~ ¡от ~Ттн з :в--------- ' м3

2, ¡-1

где Тем - Еродозягэтельиост!. рабочей смепы, с; Тпз - время, затрачиваемое па подготовительно - заключительное операции, с; Тот - время простоев по оргатгазапи-опно - технологическим п техническим црпчннам. с; Ттн - время простоев яо'техкологкчесиш причинам, с; У.t^ - сумка затрат основного и вспомогательного Бремени, пснходяиегсся да оконтурпсалке 1 м3 блока, ,с/м3.

Вырахая время X' ( через ргзшмпые п конструктивные параметры бурового стаяка, размеры аялиндрпческого блока я другие техпологическке факторы, была ааКдеса завяспмость сменкой пропзвоеттедьностя с виде

_ ¡Т.„-Т„-Т„-Т„)!Г!П/2)-'Н_

|ЬГючдо*й)на'" <а

где <5т - дпзыстр технологического штг'ра, м; с2я - диаметр окоптурквающего ипура, м; пм-число бз-рильных маяшя з техническом, средстве; - с гор ость бурения шнуров», ц/с; V» - скоро«;» отвода прстру>Аепта , м/с; Iм - .

продолжительность времени перехода бурильной машины с охонтуриваюших шнуров к технологическому шпуру , с; t н - про дола: ятельяость временя настройхя бурильной машины с одного шпура на другой , с; ta , t»- время замены буровой коровки и штанги, с; . ■ стойкость инструмента а апанги, м; К с - коэффициент учитывающий совмещаемость ыанйпулпроеааия бурильяъгмя машинами в техническом средстве ( Кс =Пм).

Себестоимость оконтуряваяяа цилиндрического блока определена acal

С-С = Сдо* Стт ■+■ Сзп + СбМ , C0M/MJ (3)

где С да - удельные затраты на амортизацию технического средства бурения, сом/ы^ ; Стг - удельные затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт технического средства бурения, со^/м3 ; Сзп - удельные затраты, связанные с заработной платой операторов - бурил ылпков , сом/м3 ; С{и- удельныв затраты на буровой став и прочие материалы, сои/м3 .

Величину С с опре.еяяя через параметры рассматриваемого технологического процесса, записываем в таком виде

Сс-

1 Цг(Нао + Нтт + Нгл)

Пси Псм К» 100

ílpilfl

^ 4Н/Ци ЦЛ сом т

где а£И - количество рабочих сгдгн в году; Ц5 - балансовая стоимость техЕичесзого средства бурения ,сом; К л - коэффициент учета полезного объёма цЕлиядрпчесхях блогвв 1гыял, окоптуреазых в массиве ¡нпурамн;Кдс. Ктт. Ни'. - норма соответствующая затрат на аморгязацзио, на тсхобслу-* хяваигв п ремонт , на прочие материалы в доялх. оалаасог.ой стоимости технического средства бурения; Г за • • нормативные годовые ставки операторов -бурильщиков 1-го разряда; Ср - количество операторов-бурильщиков, обслуживайщях технического средства буренпл \ Ци , Ц» -пена корокгя н штанга, соц.

Потери сырья при охсатурнвааяц цяляпдр5мес2кх бвохо» камкл определяют на примере оиуршзаяк-д адваго бдока и оадиавают Еозффицзеитом лотерц сырД"Я

где ¿V* часть объема рассматриваемого щшгадрвчвехого блока, удалйо.-.гал последующей обработкой из-зц пеирашшькости его формы п размеров, м3 ; аУ** - часть объема мгссяял, теряемая яря поояеду»®№.*< ртдзлецни 2 обработке смезных блохоз пз-за неправильности форм в размеров рассматриваемого блока, м3 .

Псм

г о

о л

4 о и

5

о

я

СП

X

а

ПсмО) /

/ У

/ Пе'к(м) ' """ 1

—-Л \ПЫа.)

П:к

0,5. I 2 5

Диаметр блока, м

К-—-" ■■ ' . -....-.14 •

ор I .. 1р 2 - н ;

Высота блока, м

32 35 40 .44 Ди&'.гетр ококг .ппуроз, км

я см

о о

2 0,5

о п

* / г

/ / 1 ■

5' 7,5 ■, 10 12,5 \Та Скорость р?зода,М/4шя

0 0р I р гГо

... Скороогь буреякя.кДшя

о о

•а

ы

о о

•ч о Й

я.

гэ

I

у

Гкн(пи)

/

0 5 ^ 10 15 СгоХкосгь инструмента, м

х 2 3 4 Пи

Количество бур. цаанн

г

о —^

2 I

я <=г

н

.3

о п

а

0.5

\ V Пгм(1н) К / .

ч ч \ \ к.

\ к!

0 12 3

Бремя: касуройки ..мен

0 5 10 15 1н Брам-зам. пнс-га.кян-

0 "~120"' 240 350 Т'р ¡¡¡ремя просгоез, кян

Рис. 2. Зависимости сменной производительности окоптуриваная цишгдричесгкх блогов гаышг путем 5урешгя шпуров.

Выражая лУ * и- л\'** через параметры цилиндрического блока , находим " 4

И-1Н

Зависимости (2), • (4), (6) показывает, что показателя технологического процесса ожоятуризаяия цилялдр>?чесхих блоков (Псм,Сс, Кл) зависят от размеров блока (<34 ,Г) ,Н ,(3г), режимных параметров (ув, конструктивных особенностей ^щ,), стоимости (Цу,Ци , Ц^

технического средства бурения, короижи и штанги , технология ведения уровня организации добычных работ.

На рис.2,3,4 графически изображена зависимости Сс

и Кд=5(х) от каждого из фагторов, при средних значениях других факторов равных : ^и=50м; 5,ц=150м; 1» =3мин; 1«=1мнн; ТПр=100мин; VI = 1м/мин; V» =1 Ом/мин; Ти=480 мин; 1„=10мпв; 1«=10иан; аг=0,1м;(Ь =0,036м; Н =2м; лм=1; Лсм = 1,22м3; пог=260; Щ =40тыс.сом; К* =0,75; Н«=15а/0; НГг=9%; ¡{¡■■,-бУо; а? =2; 15п=6ть:с.сом; Б •=1,5м; =25сом; Цщ—50сои.

Анализы приведенных зависимостей показывают:

увеличение диаметра ожонтуризаемого блока (С) приводит к ицтецекзному возрастанию производительности (П см) при арочах разных условиях (рис.2,а);

с увеличением высота (рис.2,а) ожонтуривагмых блоков (Н) производительность растет. При Н>2,5 м производительность окоитуриЕакия бдокоз ' срахтэтесхг не угелетззагтез, следовательно это необходимо учитывать при разработка ¡сакстругцяк техкачесхого средства буреаия;

з случае сад осло го обуривг.ши лнлиидрдчесгого блока на производительность (рас.2,а) ьаиает и даайотр о*оятурзвлк>днх шнуров (4>). С ростом до производительность твкяс растет ери прочих равных условиях;

сущестг.енздае здкякке на производительность окоптурязання сяляндрическ!!.х блоков охазы'аавт количество бурвдыщх машин (пм)' в техшгеегхом средстве' бурсвиа-- (рпс.2,6). Причем с увелпчедиеы пн производительность растет, если имеет место совмастпое манипулирование бурнльцых магпда, то. .'вройсходвт вацьма дптёнсаЕЯое возрастание' производительности. Поэтому орд разработке • конструкция целесообразно 'бурплцше ¿сиякш«, б «т.аич«с50М средстве бурчсая, устапг.вг.авать на •одвок каааау яятора с ипдь-ьпдуадыл^п паданкам и Мгхагспз:,мыЕ;

в рдзраиатига«.иь/х техлкчесхах' 'средствах целесообразно ясяользовзть буровое хсроята со стойкость» иихг 15 шпурометроа (рас.2,6);" . ■■.-■■■..'-'

скорость буреапа ( ) сущестзекпо вааачт та пр.эязродакелъиос-п. (рос.2,3) н.па сабестогй.'осгь огоитуркйипяя до 1,5 и/миа . С увеяичецц«« сзыке шиац реет пропзкодлтедцгосты врактхчеехп неувеличиваете:: , которого сяалууг учесть, впк разработке Еопструкцди хвхвячевхого' средства бурення; \ е. ■

ЗГА,

(6)

XT'.

Рез. 3 . З&пъехнлст себестониоста окошуризаняя пплязлрп-чвсхиг бяохоо x&Miáí з массива путем бурения тлауроя.

в техническом средстве бурения скорость отвода (У0 ) бурильного механизма должна быть ле ниже 10 м/мин (рис.2,в);

затраты времени на вспомогательные операции (и, 1») существенно влияют па производительность оконтуривания (рис.2,г;: снижение ^ от 0,5 ...1,5 мин до 0,1 ...0,2 мин позволяет увеличить производительность оконтуриванш на 20...30 % при прочих равных условиях. В этом плане являются перспективными технические средства бурения, предусматривающие круговую ориентацию бурильных машин на шпуры. Такое я:е влияние оказывают на производительность Чи.:Так, снижение ^ от 15 мпн ло 3 мен приводит г увеличению производительности на 30...35% (рис.2,г). Для минимизации 1ц целесообразно сохранить широко исиользуеиое конусное соединение буровой коронки и штанги и оснастить технические средства бурения приспособлениями для оперативного съема инструмента;

существенное влияние на производительность оконтуривания цилиндрических блоков ( Пси) оказывает степень использования топического средства бурения в течении смены , определяемая временем простоев' (Тпр-). "Увеличение времени Тир приводит пропорциональному, уменьшению Пси (рис.2,г). Следовательно, технические средства бурения целесообразно создавать- как можно более простыми в эксплуатации, надежными к максимально вписывающимися в технологию;0

себестоимость окоитуриваппя цилиндрических блоков весьма существенно зависит от сменной производительности п стоимости технического средства бурения ( Ц 5 )■ Особенно следует отметить , что увеличение производительности, даже яри пропорциональном возрастании Ц 5 , приводит г снижению себестоимости оконтуривания цилиндрических блоков (рис.3,а). Можно заключить , что техгпческие средства бурения, с производительностью П<1м:' неэффективны . Следовательно , при разработке необходимо руководствоваться положением : совершенствование технических средств, с повышением их стоимости экономически выгодно , если прп этом обсспе-иваетсс сэотвстстгуюгчее ' увеличение производительности;

уменьшение количества рабочих (пр), годовой ставки рабочих (Г3- ), цепы бурового инструмента ( Ц ц ) приводят £ снижению себестоимости оконтуриваЕия цилиндрических блоков (рис.3,б,в);

с увеличением диаметра окоитуриваемого цилиндрического блока ( Р ) себестоимость снижается (рис.3,г). В частности, увеличение В от 0,1 до 1,5 м снижает себестоимость . на 40%. . Следовательно, повышение может оказаться выгодным с точки зрения материальных затрат на осуществление технологического процесса ; .

потери сьтрьЕ прп оконтуривании цилппдричесЕпх блоков существенно зависят от диаметра окоитуриваемого блока ( Б ): с увеличением О потери сырья значительно уменьшаются. Увеличение О от 0,5 до 1,0 м приводит к снижению потерь сырья с 57% до 35% (рвс.4,а). Это указывает на целесообразность увеличения диаметра блока с позиции минимизации отходов сырья;

ощутимые влигипя иа потери сырья при оконтуривании цилиндрических блоков оказывают диаметры окохгтуривгющзго (сЬ) и технологического (¿г) шпуров (рис.4,а,б). Принимая во внимание повышение производитель-

гз

Двамэтр тэхнолсгаческого ШЯур 3, мм

К*

50 АО

ь

а»

я

»■зо

о

ь го

к

\ 3=0.5 и I

В««,а 1

-д

1 ...

~1 1

СЬ

32 36 40

Дканз'гр аксн'гурагавщкх шпуроз,-ми

?2в. 4 . Зависимость потери сырья срз оконтурпваяяп ЦЕЛДндрячесгжс блохов гаыня в массиве путем бурепия шпуров

ности при увеличении <2», рекомендуется выбрать оптимальные размеры п с$г • Разрабатываемые технические средства оконтуриваниг цнлиндрПческих блоков долзгнл обладать наилучинми значениями критериев их оценки (П— шах, С -|-тт, К—• тт). Для определения рациональных значений искомых параметров технического средства бурения разработана методика выбора основных параметров , базирующаяся на положениях теории многокритериальной оптом" зации. Суть этой методики заключается в следующем: имев математическую модель технологического зроцесса окоптуривания цилиндрических блоков , можно осуществить повск в пространстве параметр о® посредством диалога «Конструктор-ЭВМ» и выбрать рапнональ'яые параметры технического средства, обеспечивающее наилучшв.: показатели его Ергтсрцев качеств (П-—»тах, С-<-тш, К—пцп).

В третьей глане по результатам исследований процессов разрушения горных пород, анализа технологического процесса окоптуривания цилиндрических блоков камня, обзора известных конструкций технических средств бурения, обоснована и выбрана принципиальная схема специализированного бурового 'станка СБС-1п для огонтурдванля цилиндрических блоков камня в массиве. Отличительной особенностью нового бурового стопка СБС-1д является оснащение его полярной системой ориентирования бурильной машины, позволяющей качественно и с минимальными затратами времени оконтуривать цилиндрические блопи с одной позиции (патент КР К?'/5 от 27 Д О.94г.). .

Разработана полая конструкция специализированного бурового станка СБС-1п (рис.5). Руководствуясь прогрессивными методами конструирования - принципом агрегатирования, модульного принципа п уЕпфпцированкя , в р'Чонтпом цехе АО «Оискнй машиностроительный заьод» изготовлен опытно - промышленный образец бурового стачса СБС-1с.

Созданный стзытЕо-нромыЕхлепниЯ образец бурового стапка СБС-1п прпводптся в дгйсгпке от стационарной ели псродЕЕ^кой компрессорной станппп. Для определение. функциональной. работоспособности отдельных узлов и мехапазмос бурового станса былп проведены праемочпо - стендовые пскытанпа: Результаты этих ислиткай! и пробное Су ре пег образцов горных пород показали, что буровой стадо* СБС-1н обеси счивает возлагаемые на пего функции и решение доставленных задач.

В четвертой глав? лредстаг.лены методцга, особенности условий и результаты промышленных испытаний бурового станка СБС-1п на меи'орождеЕпв меяыпгсного иам.в£ «Жашы-Арык».

За период промысленных пепытяппй спгЕлалпзнровгЕВЫм буровым станком СБС-1п было пробурено 225 м нстурог., сотормм— оконтурено 5 ЦЕГЛпндрнчеггшг блоков камна о б ста,: объемом ".32 >■'.'' . Буровой ставок проработал п? высоте ¡200 м кад уровнем моря прп температуре окружающей среды -35+>,05С. Бее узлы и механизмы' бурового станка работали падехЕО и обеспечивали возлагаемые па еех функция.

В течение промкЕхлвКЕЫх ьсаытанЕй буроьой ставок обеспечвдал бурение шлуроп со скорость» 0,2 ... 0,48 ы/мие. СргдвссмсЕпгя производительность его составила 0,82 м3 (3 мельничные блоки) при коэффициенте использования Кн = 0,44 , а при хорошей оргашпацкЕ работы т.е., Ке = 0,6 ... 0,7 среднесмевная производительность достигает 1,75 мэ (5 мельпнчпкх блоков) .

¡3

А!

^ -

01

£

?

угг ра!

П

чг

С? I ггр

т.

.о:

.а.

удай_а

у

■ ГП :

I,

г^тп

V'.' У гТШ\" ' У

\ I '. I

\0)

Рзг.5 . Констругтазпаа схема саецяалгплрочанкого бурового стднга СБС-1П. : 1-оурильаая мапшна ; 2-стрела с вязтовым механизмом лз.тзига; 3-полнопово-• ротная сто Яга о защемленным основанием ; 4 - пулы управления.

Результаты промышленных испытаний показали , что примслеясе бурового станка СРС-1п на месторождении мельничного калня обеспечивает, по сравнению с бурением шпуров ручным перфоратором , повышение производительности в 2,9 раз в свихение • себестоимости отделения пилкпдричесгкх блоков в 3,4 раза, а по сравнению с их добычей пузем скалывания породы вручную - ¡повышение производительности в 45 раз и снижение себестоимости отделения цилиндрических блоков в 51 раз. Применение бурового ставка значительно повышает качество добываемых цилиндрических блоков . к культуру производства , а также существенно улучи? ;т условия труда опсэатора-буридылиха.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными результатами работы явдиоотся следукущие :

!. Осуществлена систематизация и показаны рациовалыше области применении существующих технических средств бурения . к технологии отделения пнзБВДрических блоков.

2. Разработана модель техЕологаческого процесса окоптурявавик ди-ливдрнчеекзвх блоков камня в массвве с использованием технических средств бурекия. Выявлены зависимости ^юкагателе^ тсхеологичссеого пюцессз : производительности в себестоимости оковтуривания цилиндрических блоков камня, потери сырья при оконтуриваиии цилиндрических блоког гамня в массиве:

3. Ло результатам исследований-технологического процесса и анализа технических средств бурения обоснована и выбрана приоритетная принципиальная схема специализированного бурового станка для добычи цилиндрических блоков камня. -

4. .Разработана конструкция и создав опытно-промышлениыВ образец' специализированного бурог.ого станка СБС-1п , который прошел приемочяо-стендовые и промышленные испытания в рекомендовав к внедрению в практику камнедобычя цилиндрических блоков.

5. Выявлено , что применение специализированного бурового ставка СБС-ln, по сравнению с бурением шпуров ручным перфоратором, позволяет увеличить производительность в 2,9 раз н снизить себестоимость отделепия цилиндрических блоков в 3,4 раза, а по сравнению с кх добычей путем скалывания камня вручную - повышает производительность в 45 раз и снижает себестоимость в 51 раз. ПримепеЕие станка СБС-1п повышает качество добываемых цилиндрических блоков, снижает потерн сырья, значительно улучшает услозия труда операторов-бурильщиков. Ожидаемый экономический эффект от использования бурового станка СБС~2п составляет 60 ... 70 тыс. сомов в год.

По теме диссертации опубликовав«, следгащи^рабс-ты:

1. Бакпров И. А. Манипулятор с воэяппоякровавйем со полярной координате. /■'Международная научно-практическая конференция. Решенае проблемки:*, вопросов теории механизмов и иаииы. - Фергана : ФсрПЙ , 19g4.-С. 5S (соавтор Мамасаздов М. Т.).

2. Ьаккров H.A. Ьуровос устройство./ЛТатент Кыргызской геезублягн/Л» 75 от 27.10.94 г.(соавторы Ыамасандов М. Т., Жусувов А. А.).

3. Бакпров И.А. Модель н анализ главных показателей технологического процесса оконтурнвання цилиндрических блоков камня в массиве.// Межвуювскпй сборник научных трудов. Проблемы научно технического лропзесса. -Фергана-Ош: ФерПК, 1995.-С.256-264 (соявтор Мамасаидов М.Т.).

4. Бакпров И.А. СпецаялпзированиыЯ буревой'станок СБС-1п для бурения шпуров при добыче блоков кзмня цилиндрической формы в массиве.// Сб. трудов Инженерной Академии КР. Вып.1 .-Бишкек: ШШэкономшси МЭ КР, 1995.-С.63-65 (соавторы Мамасаидов М.Т., Токтобеков М.Т., Жусупов Л.А.).

5. Бакпров И.А. Методаха расчета параметров тзхническнх средств оконтуривакяя: цилиндрических блоков камня путем бурения шпуров.// Материалы второй международной конференции. Механизма переменной структуры я вибрационные машины, Бишкек, 3-5 окттбря 1995.-Бишкек-.СНиО КР.1995.- С.314 (соавтор Мамасаидов М.Т.).

6. Бахиров И.А. Выбор принципиальной схемы специализированного бурового ставка для оконтурнванпя цилиндрических блоков камня з массиве.// Международная научно-практическая конференция, Ош, КУВК, 1996.-Ош: КУВК.1996.-С.125-129 (соавтор Мамасаидов М.Т.).

EsKHpoB BcMana-m Asynai6H0EiPi TYBiyHiilTM9

J3jin5>TaT3ir_iris cnrre di3pfcacKS£ara Tasx frnoErapyH Kea&e

2£QJiy KeneE Ceiryn aayy^y TessraamK Ea&iaijjap^bts * aE2.iH3H aicrasansHraH rypaa fcepirsres.

IlirnnflB) ¿opNaajinsarai ram (itioETopyB aajynyH TexHoaoraomK nponeccH K3Kn£e.-ireK, i.:G,ssjai taaneiiEn' HhisKaH zaixa KspcerKyHiepYHyE CafciasbnirrapH asHirra3r2H.

ATaSfcnsETbip&nras K030sqy Texsnsa.'Bis tnaSMaaacpsLis paniioHanKbs nspaMerpacpjai iaE£oo*ry weroiiisa cynyia EKSinraa, ITpJiOpJTTcrryTKCHCrrpyulUlit nnrrcKHn 'SffiESH ZiZTaZSpSTuSZTSZ.

Zteps-Ttziros tesaEsams rnailvisBKUH fi^jyarryE cKaoc.'tcpyEyH siTjSbiETirETcpH S2Ha aEKEnnte eeptesyy Gotoirca cysyiittsp ceimipisireE.

; '■■ BsWrov jbrasnaU Ahucjjiiaovieh

' ' SUMMARY

Systssstiz» asslysis of iecnaicsl Eisass oi" crlisig for the exertion of cylindrical bkcks cf sioss are given ia i&s present work.

The technological process was avestrcrjied, fits model v/as worked out, the dependencies at model cf ths tss'mrilcgks! proosss of separating cylindrical blocks of stone were established.

The priority construction was worixd oui ¿z was crccisd, tiie methods of choosing rationalized parameters of tbs spesiaiisad tscsaioal ways of drilling far the extraction of cylindrical blocks.

His results cf the industrial tests &, rsooKasadaiions ca instil cation of new spesialized tednsioal cleans of crilfog for fee fierarticn. of cylindric blocks of stane aie-grt