автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Разрушение крепких горных пород гидромеханическими резцами проходческих комбайнов

Р Г Б О Д

" На правах рукописи

С /

КАБИН Александр Борисович

РАЗОТЕШЕ КШШХ ГОНШХ ПОРОД ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИМИ РЕЗЦАШ ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ .

Специальность 06.06.06 - Горные машины

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Тула - 1995.

Работа выполнена в Тульском государственном университете. Научный консультант - докт.техн.наук, проф. В.А.Бреннер

Официальные оппоненты!

докт.техн.наук, проф, докт.те*н.наук, проф. докт.техн.наук, проф.

И.А.Кузьмич Н.Г. Картавый Н.И.Харитонов

Ведущее предприятие - Акционерное общество "Подмосковный НИУИ"

Зашита состоится » & " декаЗ/э/? 1995 г. в час. на заседании диссертационного совета Д 063.47.01 при Тульском государственном университете по адресу! 300600, г. Тула, проспект Ленина, 92.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан

п ОКУШС>/)<?\995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд.техн.наук, доц.

0.М,Пискунов

- а -

Актуальность работы. Разработанная в настоящее время концепция разбития техники it технологии проведения подготовительных выработок предусматривает расширение области прйМенепия комбайновой проходки на породы повышенной прочности как наиболее эффективной и безопасной; В отой связи предполагается,что развитие научно-исследовательских и опытно-кочструкторски:: работ будет направлено на создание комбайнов нового технического уровня, обеспечиваших эффективное разрушение крепких пород. Одни:-из реальных путей решения этой проблемы является создание проходческих машин о гидромеханическими исполнительными органами. На сегодняшний день, главным образом за Рубеком, уже имеются опытно-промышленные образцы таких машин (комбайн Мк2А фирмы "Доско", комбайны серии ЯН фирмы "Андерсон Стратклайд" и др.). Однако, смотря на несомненную перспективность этих комбайнов, широкое ип применение, в том числе и в России, сдерживается не только елок;-' стью и особенностями применяемого высоконапорного гйдравлкчес" оборудования, но в значительной степени и отсутствием научных е.„-нов разрушения крепких горных пород гидромеханическим инструментом определяющим, в конечном итоге, эффективность работы всей машины.

' Известно несколько схем компоновки гидромеханического инструмента, Все они по отношению к механическому разрушению обеспечивают значительные преимущества, заключающиеся в уменьшении нагрузок, охлаждении режущего инструмента, снижении его износа, уменьшении пылеобразования и подавлении Искр, образующихся при работе по абразивным породам, и т.д.

. Особое место среди такого инструмента занимают гидромеханические резцы (IW), реализующие предложенный нами принципиально новый вариант гидромеханического способа разрушения с подачей воды высокого давления, через механический инструмент (например, резец РКС) непосредственно в зону его контакта с массивом.

Однако, в силу своей новизны, работ, посвяиенных разрушению крепких горных поред ГМР, насчитывается буквально единицы. Но и в них не дано целостное предст-.вление о физической сущности процесса; не определена нагруженность I MP в наиболее характерном для работы проходческих комбайнов установившемся режиме разрушения в зависимости о прочности пород, параметров режима резания, гидравлических параметров Г'МР и углов их ориентации; не с^перкатся рекомендации'по выбору. рациональных параметре б разрушения для различных условий использования инструмента. Отсутствуют исследования по из,у

чемип особенностей Процесса рсэрдаяся пород вращаяЕйкнся П.ЗР и рекомендации по выбору кх рацйойалдек углов установки и разаоро-та. 1!, наконец, исследования, Быпойшиные в еТой области, не даот возможности оеушествить системный подход к созданию метода расчета исполнительных органов, осиааснных ГШ% о учетом дсобённостей кошоновки источника гидравлической иоетостй (источника воры высокого давления).

Таким образом, все ото вызывает наобходимость проведения широких комплексных теоретических и вкеперикентавьных исследовании, направленных на разработку Научных огчов разрушения крепких горных пород ГЫР проходческих Комбайнов, и определяет актуальность работы.

Работа выполнялась в соответствия с теиати'-ззсккм планом НИР и СКР 19й1ИПодэеммша (шифр теш 4393004003) н в рамках основного направления "Новыо способы разрушен "¡я горных пород, технологии проведения горных выработок и бурения бкваяда" государственной научно-технической программы России "Прогрессивные технологии 'Комплексного освоения топпизно-онерге^ичаытх рзсурсов кедр Россин" (ШТИР "Недра России") совместно с ИГД мм. А.А.Скочинского и фирмой "НИТЕЙ" шифр темы 0143060000). ■ .

Цель работы, ¿'становление закономерностей процесса разрушения крепких горных пород Г'МР для. обоснования й выбора рациональных параметров исполнительных органов, обеспечивающих расширение области эффективного применения проходческих комбайнов избирательного действия.

Идея работы. Элективное разрушение крепких горш.гх пород достигается за счет использования в конструкциях исполнительных органов проходческих комбайнов ГЪР с учетом закономерностей их взаимодействия с массивом и особенностей компоновки источника гидравлической мощности при рациональных параметрах резания.

Иетод исследования - комплексный, включавший научный анализ и обобпение опыта эксплуатации'проходческих комбайнов с гидромеханическими исполнительными органами и результатов ранее ¿ыполненных работ по механическому и гидромеханическому разрушению горных пород; теоретические исследования на базе моделирования процесса разрушения массива ГМР с использованием методов механики разрушения? экспериментальные исследования процесса разрушения горных пород ГЫР в стендовых условиях» оксперименталькче исследования процесса разрушения массива гидромеханическим исполнительным органом проходческого комбайна в стендовых и шахтных условиях;

обработку экспериментальных данных с применением методов теории вероятности и математической статистики! сопоставление экспериментальных, расчетных и теоретических данных.

Н^учну.е положения, выносимые на защиту,и их н о в и а н а|

разработана математическая модель процесса разрушения массива ГМР, являвшаяся развитием теории резания горных пород Г.П.Черепанова, основанная на решении краевой задачи линейной механики разрушения и позволяющая раскрыть механизм разрушения путем выявления закономерностей процесса развития трещины в массиве с учетом давления воды в ней)

установлены закономерности формирования нагрузок на ГЫР с ученой параметров режима рэаения (глубины, шага и скорости резания), прочности пород, гидравлических параметров ГМР (давления и расхода воды), углов их установки и разворота, обеспечивавшие обоснование силовых и энергетических показателей рагогы гидромеханических исполнительных органов^

" определами зависимости влияния углов установки и разворота ГМР на интенсивность их крашения,, позволившие установись наилучшие условия работы инструмента?

на основании исследований взаимосвязи прочностных сзойств Пород, параметров режима резания, гидравлических параметров, углов установки и разророта ГМР с силовыми и энергетическими показателями Процесса, разрушения выявлены области минимальных удельных полных энергозатрат, что позволило установить закономерности изменения рационального относительного шага резения для гидромеханических исполнительных органов}

установлены закономерности изменения силового и энергетических показателей процесса разрушения массива исполнительным органом с ГШ3 и БСТрое!ши?4 источником гидравлической мощности, а 131шо его производительности а зависимости от прочности пород, гидрЗДЯНЧеских параметров ГМР и подводимой гидравлической мощности, обеспечивающие обоснование расширения области эффективного применения проходческих комбайнов.

Достоверность научных положений, выводов ч рекомендаций подтверждается корректностью постановки лплач5 корректным использованием при математическом моделировании процесса разрушения массива ГМР апробированных методов механики разрушения; представительным объе-

- б -

ком экспериментальных данных к хрокоиэтрагд¡их наблдаенкй в стендовых и шахтных у словах о применением соврзмешшх средств измерений и иетодов исследоваанй; корректный применением катодов теории ве-роятност» н ыатекотичосхой* сттиочцкн при обработке вясперкдентвяь-

hjjx данных; удовлетворительной сходимость» расчетных данных с результатами экспериментов (отклонение нэ превышает 19 %) к теоретических и экспериментальных исследований (отклонение составляет 1,5 - ИЗ %); опытом мслодъаовсшш предложенной методики расчета гидромеханических исполнительных оргснов проходческих комбайнов избирательного действия, ргвхцэов&шого а виде программного обеспечения е в проектах и научных организациях.'

Практическое • значение работы} разработан и реадизовк! на персональном компьютере пакет расчетных программ' по штематичасноед моделированию процесса разрушения горных пород ГМР{

обосноЕена, теоретически доказана ii якспериментал ьио подтверждена сффс.чтпЕНость ряэг.уяешт {грепких горных пород ГМР по- сравнению с мзхздичестт рсэцсми;

разработана конструкция экспериментального стенда, обеспечива-кззго иссдодовглце процесса разрушения крепких горних парод ГМР в Екроком .писпяаопд • изменения снлошк и редашых параметров»

пргГ%ьсзгеив конструкций ГМР, подпиших гидравлических уплотнений, рабо{аЮайх с водой рысокого давления, и гидромеханических ис-повштеяыях сргсзюв, реализующих новый вариант гидромеханического спососа рааруа;:.чн;п а способствующих повышению технического уровня ьроходчзсцих. коыбойнрр;. '

..олучэиы расчетные оаеисимости для определения нагрузок на ГМР и р&цирншш'чх параметров резания при разрушении породного йассиЕа в устшювизаемсй режиме, обеспечивающие минимум удельных полных энергозатрат, ¡1 определены рациональные углы установки и разэорота ГКР;

експеримет ально доказана эффективность разрушения горных пород ислоыител£>нш органом о ГМР и встроенным источником гидравлической мощности по сравнении с механическим исполнительным органом!

разработана И рзв'чаована на персональном компьютере "Методика расчета схемы рижещения ГМР на режуией коронке, ее режимных.и I ометрических пар-мэтров; силовых и энергетических показателей работы гидромеханического исполнительного органа и производительности проходческого комбайна избирательного действия";

обеспечена возможность расширения области применения существующих проходческих комбайнов на породы с пределом прочности на одноосное сжатие до 100-110 МПа на базе создания исполнительных органов,- оснвшенных ГМР и встроенным источником гидравлической мощности.

Реализация результатов работы.

Результаты исследований, изложенные в диссертации, включены в 14 научных отчетов по хоздоговорным и госбюджетным теми;, выполненным на основании заказов от института "ЦНИИПодземмал", ПО "Новомосковскуголь", ПО "Тулауголь", института "Гипроникель", Северо-Кавказского научного центра высшей школы, КГД им. А.А.Ско-чкнсКого, комшш "Росуголь". Материалы диссертационной работы в виде рекомендаций и временных методик расчета переданы институтом "1фИйПодземмаш" и ИГД им. А.А.Скоиинского и использованы при разработке й создании опытных и экспериментальных образцов оборудования, оснешенного ГМР.

Результаты работы использованы институтом "ЦДИИЛодзепиаш" при.разработке, изготовлении и внедрении на Скуратсвском зксп", ментальном заводе стенда для гидромеханического способа разрубания горных пород.

Пакет расчетных программ по' математическому моделировании процесса разрушения массива ГМР и "Методика расчета схемы раэш»№-* ния ГМР на режущей коронке, ее режимных п геометрических параметров} силовых и энергетических показателей работы гидромеханического исполнительного органа и Производительности проходческого комбайна' избирательного действия", а также все конструктивные решения И рекомендации в полном объеме используются фирмой "НИТЕП" при создании ГМР и исполнительных органов нового технического урозня о встроенным источником гидравлической мощности для проходческих комбайнов 1ГПКС, 4ПП-2М и 2ПК-ЗР.

Дальнейшая реализация результатов выполненных исследований В промышленности на период до 1597 г. осуществляется з рамках ГНТПР "Недра России". ■ -

Результаты исследований ¿недрены в учебные курсы "Проектирование и конструирование горных машин и комплексов", "Горные машины и комплексы" и "Физика горных пород" для студентов ТулГУ, случающихся по специальности 170100 "Горные машины и оборудование''. Пакеты расчетных программ используются при курсивом и дипломном проектировании.

Экономический эффект от внедрения одного комбайна 1ГЛКС с'

гидромеханическим исполнительным органом составляет 80,2 тыс.руб. (в ценах 1939 г.), а одного комбайна 4ПП-2М с гидромеханическим исполнительным органом - 6292,4 тыс.руб. (в'ценах 1У92 г.),

Апробация работы. Результаты исследований и основные материалы диссертационной работы докладывались на Региональных научно-технических конференциях "Совершенствование технологии, механизации и автоматизации горных работ" 1г, Тула, 1981, 198£ гг.), II Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов угольной промышленности "Совершенствование технологии, механизации и организации производства при добыче угля" (г. Люберцы, 1983 г.), Всесоюзной научно-технической конференции ЫГИ (г. Москва, 1985 г.), на конференциях молодых ученых ЛГИ им. Г.В.Плеханова (г. Ленинград, 1986, 1987 гг.), IX Всесоюзной научной конференции (г. Москва, 1987 г.), У1 Всесоюзной Научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (г, Артемовен, 1Ш8 г.), Г1 семинаре по угольному машиностроению Кузбасса (г. Кемерово, 1991 г.), Научных семинарах ТулПИ (ТулГТУ) (г. Тула, 1982 - 1995 гг.), Института ЦНИИПодземмая (г. Москва, 1984 - 1989 гг.), Северо-Кавказского научного центра высшей школы (г. Ростов-на-Дону, 1992 г.), ИГД им. А.А.Скочинского (1\ Москва, 1992 - 1994 гг.), технических советах ПО "Тулауголь" (г. Тула, 1986 - 1989 гг.), фирмы "Н'"Ш1" (г. Тула, 1992 - 1995ггД международных конференциях (г. Высокие татры, ЧСФР, 1988, 1990 гг.), международных конференциях "Геомеханика" (г, Острава, ЧСФР, 1989, 1991, 1993 гг.). Неделе горняка в МТУ (г. Москва, 1994 г,), научно-методическом совете по специальности "Горные машины и оборудование" (г. Санкт-Петербург, 1995 г.), международном сивдозкуме . по горной механизации и автоматизации (г, Голден.шт. Колорадо, США, 1995 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликована 41 статья и получено 13 авторских свидетельств на изобретения.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, сем., глав и заключения, изложенных на 204 страницах машинописного текста, содержит ЮЗ рисунка, 60 таблиц, список использованной литературы из 218 наименований и 7 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Анализ результатов исследований, выполненных Н.А.Артемьевым, К.Г.Асатуром, Р.П.Афанасьевым,.Л.И.Бароном, И,Й.Дорошенко, Л .Б.Гдптманом, Ю.А.Гольдиным, И.Г.Исаком, .Ю.Г.Коняшшшм,. Г.И.Куз-

- у -

нецовым, И.А.Кузьмичем, В.Г.Мерзляковым, Г.П.Никоиоеим, М.И.Рут— бергом, Н.П.Сметаной, В.С.Фроловым и другими ученчмн, позволил установить, что в настоящее время известны две основные схемы гидромеханического способа разрушения горных пород! иелевая и бес-шблевая.

При щелевой схеме разрушения струя воды высокого давления нарезает н породе опережающие шели (дополнительные плоскости обнажения) заданной глубины, облегчающие последугаез- разрушение массива механическим инструментом. Особенностью такой схемы является то, что струя воды и механический инструмент расположены со смещением относительно друг друга и работают последовательно. При бесшелевой схеме разрушения струя и механический инструмент воздействуют на массив одновременно. При этом струя воды направляется 0 наиболее напряженную резцом область породи. За счет более рационального использования анергии струи можно понизить давление воды по сравнению с шалевой схемой, сохраняя в то же время эффективность процесса разрушения. Положительные результаты пксперимен-тальннх исследований щелевой и бесшелевон схем позволили выявить преимущества совместного применения струй воды и механического инструмента. Однако, во-первих, установленные закономерности гидромеханического способа разрушения крепких пород с использованием режущего инструмента не носят ком шксного характера, поскольку не учитывают влияния нескольких' основных факторов на силсвно и пнергетически'а показатели процесса (бесшелевая схема) и рацискаль-н.'зе паралзтры разрукыпш .(солевая схема) и не касаются усилия подачи (пгалевая и бесшёлевая схемы), удельных полных энергозатрат (щелевая схема) и рациональных параметров разрушения (бесиелевая схема), и во-вторых, некоторые результаты исследований бесшелевой схемы рзсруиения ряда авторов являются противоречивыми. Кроме того, процесс полеобразования характеризуется высокой ьнергоемко-стып, а воздействие отруи на массив как при целевом, так и бесше-. левом разрушении носит поверхностный (локальный) характер и не позволяет испзйьзовать в полной мере трешиноватость массива, обусловливатагун возможность действия воды как гидравлического клина, создавшего растягивающие сопряжения. Это заставляет не только углублять и расширять исследования существующих схем гидромеханического способа разрушения, но и изыскивать новые варианты этого способа, оснортнние На использовании новых инструментов.

В связи с этим предложен вариант гидромеханического спосы'а разрушения, основывающийся на использовании Г№, в которые подвод

воды высокого давления осуществляется через механический инструмент непосредственно в зону его контакта с массивом. Первые исследования, выполне' чые В.А.Бреннером а М.И.ЩеголеЕским, позволили определить вф$ектИБность ГИР при разрушении крепких горных пород по сравнению с механическим инструментом и установить основные закономерности формирования нагрузок на них б блокированном региме резания, Однако физическая сущность процесса (механизм) разрушения пород Г!лР изучена недостаточно; не определена нагруврн-ность ГШ3 р наиболее характерном для работы проходческих комбайнов установившемся режима разрушения е .'зависимости от прочности Пород, параметров режима резания, гидравличе ких параметров ГМР )! углов их ориентации? нет рекомендаций по выбору рациональных параметров разрешения для различных услорий использования инструмента, (л оутствуот исследования по изучение особенностей процесса разрушения пород вращающимися ГйР и рекомендации по выбору их рациональных углов установки и разворота. Ранее выполненные исследования в области разрушения крепких пород ГкР на дают воамовности осуиест-вить.системный подход к создании метода расчета гидромеханических исполнительных органов, оснаноннах таким инструментом.

Крона .того, анализ з&рубеиюго и отечэственного опита експлу-атацкя проходчоскнх комбайнов с гидромеханическими иоп'ояяитвдьними органами, а которых используются струи воды выского давления в сочетании с механическим инструментом, .во-первых, показал их онач;5Толь-ннэ преимущества по' сравнению с каакнами, исполнительные органы • которых оснащены традиционным инструментом, и во-вторых, позволил о"ортить круг вопросов, решение которых даст восмоиность осуществить г троков Использование такой техники. В первую очередь, ото проблемы, , вязанные с созданном рысоконапорной, воды, её подводом к подвижным (врашаюапмел) елемептйм конструкции комбайна !! распределением на рабочем инструмента»

Одной кз попыток решения етии вопросов является создание гда-рскеханичеокого геполнмтелышго органа проходческого комбайна по принципиально новой схема предложенной институтом 19ЙШодоекиаа, фирмой "ШТОГ и ТудГУ, отличительной особенностью которой является размещение источника гидравлической мощности (гидравлических повисителей давления) рнутри реющей коронки. При отом подвод гидравлической моиност ; » исполнителе юку органу и венная подача в>'соконапорной вода осуществляются на участке гидросистемы с низким давлением рабочей »идкооти (до £8 М1а), что позволяв? использовать в мшда.е оборудование й конструктивные узлы,, имеющие широкое применение в различных гидравлических системах. Распределение

.юсоконапорной воды па рабочем инструменте производится посредством коллекторов на отдельную группу резцов, что сокращает число элементов гидросистемы высокого давления до минимума. Такзя схема источника гидравлической мощности не имеет принципиальных ограничений по давлению. Однако экспериментальные Исследования по разрушению крепких пород исполнительным органом с ГМР и встроенным в коронку источником гидравлической мощности не проводились. Необходимость проведения таких исследований вызвана не только новизной исполнительного органа, но также и особенностями его конструкции и работы. Поскольку источник гидравлической мощности встроен в коронку, то расчет ее геометрии необходимо проводить с учетом размеров источника, а.расчет рациональных параметров разрушения и Схемы набора ГМР - с учетом не только механических, но и гидравлических энергозатрат, которые, как известно, достаточно валики. Кроме того-, отсутствуют рекомендации по выбору давления И расхода воды, опрлдт.-лягадих величину подводимой гидравлической мощности и, в Конечном Итоге, эффективность работы исполнительного органа комбайне.

На основании Изложенного, а также в соответствии с целью \ боты были поставлены следующие задачи исследований!

- разработать математическую модель процесса разрушения массива ГМР на основе современных представлений о разрушении материалов, обеспечивающую раскрытие механизма разрушения путем выявленат закономерностей процесса развит;« тре!аины в массиве и определение нагруженности ГМР для различных условий;

- установить влияние параметров режима реэпшш (глубины, шага и скорости резания), прочности пород, гидравлических параметров ГМР и углов их установки и разворота на силовые и энергетические показатели процесса разрушения;

г- получить расчетные зависимости для определения нагрузок на

ГИР?

- установить влияние углов установки и разворота ГМР на интенсивность их вращения;

- определить рациональные значения углов установки и разворота ГМР;

- получить расчетные зависимости для определения рациональных параметров разрушения массива ГМР;

- определить эффективность разрушения.массива исполнительным оргоноц с ГМР и -встроенным источником гидравли* зской мощности по сравнению о механическим исполнительным органом в стендовых и шахтных условиях;

- установить влияние прочности пород, подводимой гидравлической мощности, давления и расхода воды на силовой, энергетические показатели процесса разрушения массива исполнительным органом с Г№ и встроенным источником гидравлической мощности и производи-телЫ'Ость комбайна}

- разработать методику расчета схемы размещения ГмР на режущей коронке, ее режимных и геометрических параметров} силовых и энергетических показателей работы гидромеханического исполнительного органа и производительности проходческого комбайна избирательного действия.

Основными факторами, определившими процесс разрушения пород ГМР, являются! параметры режима резания, характеризующиеся глубиной резания (толшиной стружки) А , шагом резания t и скоростью резания 2/а } гидравлические параметры инструмента, характеризующиеся давлением воды Р0 и диамс, ром канала Ыо (расходом воды ); углы установки <1 (угол между осью резца и плоскостью резания) и разворота (угол между осью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резаниф инструмента} физико-технические свойства пород.

Б качестве основных критериев, характеризующих процесс раз- ' рушения пород ГМР, были приняты усилия резания й подачи /у действующие на инструмент, и полные упельные энергозатраты гидромеханического разоушения £а , складывающиеся из энергозатрат на механическое Ни) и гидравлическое £г разрушение. Относительный шаг резания обеспечивающий минимум удельных полных , энергозатрат, принят в качестве рационального параметра разрушения,

Б качестве основных показателей процесса разрушения массива гидромеханическим исполнительным органом были приняты усилие подачи стрелы, потребляемая мощность силовой установки и производительность комбайна, а также удельные полные энергозатраты.

Для раскрытия механизма разрушения разработана математическая модель процесса разрушения массива ГМР, Современные представления о ра-зруиении материалов базируются на положениях механики разрушения. Согласно механике разрушения, процесс разруиения - это процесс распространения трещины, рост которой определяется некоторыми характеристиками напряженного состояния в окрестности ее вершины. Исходя из этого, математическое моделирование осуществлялось в рамках методов механики разрушения и опиралось на теорию резания горных порол Г.П.Черепанова. Применение математического моделирования с опрепеленннми: допущениями предполагает в дальнейшем эксперимент

тальнуи проверку адекватности модели реальному процессу путем математической оценки сходимости результатов. Расчетная схема математической модели процесса разрушения массива ГйР представлена на рис. 1. . •

Расчетная схема математической модели процесса разрушении массива ГМР

Рис. I

С учетом результатов анализа математической модели процесса разрушения массива механическим резцом, предложе?шой Г.П.Черепановым, предполагаем?

- горный массив представляет собой линейно упругую изотропную сплошную среду}

- постав.'энная задача рассматривается как плоская (следовательно, Рш * н /у * t ■Йy , где и - величины соответствующих усилий, отнесенные к единице длины по оси ОХ );

- усилие /{¿з распределено равномерно по глубине резания (см. рис. 1), есйи /4 < г? ( С - длина образующей конусной поверхности керна ГМР) и по дгте & ~ в противном случае, а усилие /в/ распределено равномерно по длине & (см. рис. 1)}

- разрушение инициируется ростом трещины, исходящей от основа-

ГМР

ния уступа;

- черед отверстие в резце в полость трещины поступает вода под давлением, деГзтвующая как гидравлический клин;

- развитие трещины происходит под действием механического резца и давления воды.

В качестве основного показателя, характеризующего процесс разрушения массива ГМР при моделировании, принята удельная сила сопротивления резанию Л , определявшаяся по формуле

я * + , а)

Кроме того, Бцделяем в траектории трещины три участка (см. рис, I); участок устойчивого роста (I), на котором рост трещины сопровождается увеличением нагрузки на ГМР; участок квазиустойчивого роста Ш), на котором трещина растет при постоянной нагрузке, и участок неустойчивого роста (Ш), на котором трещина растет при уменьшающейся нагрузке, Рост трещины на Первых двух учас .ках будем считать квазистатическим. Участок' Ш в данной ¿»дели не рассматривается.

Для ГМР угол (см, рио. 1), определяющий отношение усилий ¿у и , близок к.углу и , Будем предполагать, дто на всем протяжении роста трещины в пределах 1 и II участков угол расстается постоянным, т.е, * & | где . <3. - длина трещины (см. рис, I), В этом случае; каждому значению & будет соответствовать вполне определенное значение & , зная которое можно - вычислить $е И , Таким образом, для определения усилий, действующих на ГМР со стороны массива, достаточно внания зависимости в $(&) • Максимум втой функций & м V! является удельной силой сопротивления резанию.

Согласно линейной механике разрушения 'необходимым уоловием

роста трешины является выполнение следующих соотношений? «? £

Кг * ^л * Кхс . если кX £> ¿7 ; (2)

I . если А: £ < 0 ^ (3)

где и ^г - коэффициенты интенсивности налряжений, характе-ризукиие напряженное состояние в окрестности вершины трещины;

- ковффициент трения; - Вязкость разрушения.

Под понимается коэффициент интенсивности растягивающих напряжений, а под кд - коэффициент интенсивности напряжений при сдвиге. Значения Кх и зависят от конфигурации И длины Трешины, величины и распределения нагрузок и и

давления воды в трешине , которое предложено определять по формуле г~=-

Ро^Ро^Г (4)

где Р0 - давление воды в трепшнв в начальный момент ее роста ' '. < Ро ^о ~ длина участка устойчивого роста трешины

(ей. рис. I). ' '

При заданном Род и с учетом того, что распределенные

нагрузки от ГМР Л&. или && и пропорциональны /I , мож-

но записать £ ь

/<> ° £ К 1И + к 10 (5 ;

к ж Г\ЛР , {.

гда и к ж* - удельные коэффициенты интенсивности напряже-

ний, вычисленные при Роа * О и ¡1 ; &1Р и -

коэффициенты интенсивности напряжений, вычисленные при £ а ¿7 . Подставив соотношения (б) и (б) в формулы (2) и (3), получим

(£¿>4 * *£жр)ё= ££с > <7>

Я /Сте * К 1Р > о:

если

если

* /С + < О.

Сравнения (7) и (0) позволяют при извеотных значениях /С.г<6. , и К ЖР вычислять значения /€ , обеспечивающие

продвижение вершины трешины.

Математическое моделирование процесса разрушения массива ГЫР основано на методе граничных элементов и предусматривает его компьютерную реализацию. Поэтому рост трешины в модели происходит дискретно. На каждом шаге этого дискретного процесса трепина увеличивается на заданную (сколь угопно малую) ве; :чину Д<2. (см. рис. 1). Направление роста трешины характеризуется углем У (см, рис.- I). При этом на первом этапе расчета предварительно енСг.

рается начальный угол наклона трещины и определяется соот-

ветствующая ему длина участка устойчивого роста трешины <Ха , траектория которого принимается прямолинейной (см, рис. I). Расчеты проводятся для широкого диапазона значений Уо , поскольку все они равновероятны. Реальной трещине будет соответствовать то значение V0 , для которого максимальная удельная сила сопротивления резанию на участке устойчивого роста трешины будет минимальной. Этот минимум и является искомой удельной силой сопротивления резанию В м . На следующем этапе расчета, соответствующему участку квазиустойчивого роста трешины, шлется такой угол V , чтобы вычисленное значение для трешины, траектория которой удлинилась на АО. , было бы равно к д? , Таким образом, участок устойчивого роста трещины, на котором & увеличивается с ростом трешины и трещина прямолинейна, сменяется участком квазиустойчивого роста, на котором нагрузка постоянна, а трешина в общем случае криволинейна. Отметим, что участок квазиустойчивого роста трещины может вновь смениться участком устойчивого роста. Наконец, может возникнуть такая ситуация, когда при любом угле ^ вычисленное зна. чение /б оказывается меньше &, Это значит, что далее трещина растет неустойчиво, т.е. удлинению трешины соответствует уменьшение нагрузки.

Расчет & по формулам (7) и (Г)) проводится следующим образом. Вначале решсзтся уравнение (7) и отбираются его положительные корш, удовлетворяющие соответствующему неравенству. Затем решается уравнение (8) и отбираются его положительные корни, тйк-яе удовлетворяющие соответствушему неравенству. После этого из отобранных корней выбирается наименьший, который и является расчетным значением £ .

Значения коэффициентов интенсивности напряжений (см, формулы (7)и(8))на каждом шаге расчета, соответствующему прирашению длины трещины на Д <Х , находятся в результате решения краевой задачи линейной механики разрушения для бесконечной области с граничными условиями, изображенной на рис. I. Эта область конформно отображается на конечную область, контур которой не имеет особенности в вериине трешины. Далее численным методом решается известное граничное интегральное уравнение относительно комплексной функции ¿^¿у, после чего последовательно вычисляются « и * /Сдр по формуле ■

где i =1/*7"| - значения функции при

is-/} с - комплексная координата точки контура конечной области.

Исходными данными для выполнения расчетов по модели являются! Л, Р0', ¿л JU > fczc > д <2-, £ • В результате расчетов получаем начальный угол наклона трещины Pq , траекторию трещины.усилие £ в зависимости от длины трещины н площадь скола & с/с , образованную высотой уступа (глубиной резания ), верхней поверхностью массива и траекторией трещины (см. рис. I).

Таким образом, разработанная математическая модель процесса разрушения массива ГМР позволяет выявить закономер о-:ти процесса развития трещины в- массиве с учетом давления воды в ней и определить погруженность ГМР для различных условий.

В процессе теоретических исследований определялись зависимости f0jaa>a,SCB ^J(A) И 6 ^a^a.Scc Для этого были выполнены две серии расчетов! первая - при А = 5, 10, 15 и 20 мм и Рр = 50 Ш1а, и вторая - при Pq = 0, 10, 30 и БО Ша и /ь ='10 »ял. Значения остальных исходных данных составляли! &JC = 200 н/мм^ ,/iC - 0,22, 4« = 0,5 км, ё = 11,3 мм (для РКС-3) и еС = 45 - 48°.

Результаты теоретических исследований сводятся к следующему. Выявлено, что с увеличением глубины резания начальный угол наклона трещины возрастает от отрицательных значений (трещина растет вглубь массива (см. рис. 1))до положительных (трепина направлена в сторону верхней поверхности массива), длина трещины и площадь скола увеличиваются, а длина участка устойчивого роста трещины остается практически постоянной. При увеличении давления воды в трещине в нач льный момент ее роста начальный угол и длина участка устойчивого роста трещины уменьшаются, а длина трещины вначале возрастает, а затем - стабилизируется. Установлено, что с увеличением Л усилие & возрастает, а при повышении уменьшается. Получено, что при гидромеханическом разрушении ( ' - БО Ша) усилие в 2 раза меньше, чем при механическом

разрушении (662 Л/мл и 1330 Н/им соответственно). Показано, что при разрушении массива Г'КР площадь скола, а следовательно, и объем разрушенной перед инструментом породы увеличиваются по орав-

пении с механическим способом, С увеличением начального давления воды в трещине в канальный момент ее роста При гидромеханическом способе объем разрушения также возрастает.

Моделирование процесса разрушения горных пород ГЫР потребовало, как обычно это принято, некоторой реализации, т.е. введения ряда предположений. Поэтому наиболее правильным в таком случае является сравнение результатов теоретических исследований, выполненных по модели, с закономерностями процесса разрушения пород ГмР, остановленными вкспериментально, и таким образом оценка адекватности отой модели реальному процессу.

Для установления закономерностей процесса разрушения пород ГМР были проведены экспериментальные исследования. Для втого был разработан специальный стенд, по принципу действия аналогичный мощному строгальное станку, С целью снижения установленной мощности привод стенда был выполнен по пневмогидроаккуцуЯяторной схеме. В качестве источника воды высокого давления использовался гкдролультшшикатор одностороннего действия, обеспечиваилир максимальное рабочое давление водь) 160 М1а и расход 100 лАэдь, Породные блоки с различными физико-техническими свойствами, характерными для вмещающих пород угольных шахт, крепились на подвижн?г моле стенда.

Для регистрация силовых показателей процесса разрушения, скорости резания, давлен^ и расхода воды стенд был оборудован, измерительной системой, состоящей из тенподинамометра, датчиков пере- , меаепия, тенэоманометров, блока'питания "Агат", усилителя "Топаз-З" и све' лучевого .осциллографа й-117/1, Обработка результатов экспериментов проводилась с использованием преобразователя графиков Ф-018, БрМ СМ-1600 и СМ-1914,

3 качестве инструмента нсполЬзоралйсь ГМР как с »естким креплением в кулаке, так и со свободным при помоиш подвижных гидрайлй-чог.ких уплотнений. Геометрия реа<ушэй Части Г^Р соответствовала рс-зцам РКО-Э.

Для изучения закономерностей процесса разрушения массива разработан исполнительный орган с встроенным в коронку источником гидравлической мощности, обеспечивающим давление водй до 160 МЛа и расход до 45 л/ми.ц Конструкция ^зх^уией коронки Ярвдусматриоала возможность использования как механических резцов, так И ГШ1, расставленных со средневзвешенным шаГой резания £4 мм. При отом в кеж-

[oil линии резания располагалось по одному резцу. Источник гидрав-шческой мощности представлял собой семь мультипликаторов, каж-шй-из которых состоял из масляного и водяного цилиндров и пода->ал воду к своей группе резцов, Гидромеханический исполнительный )ргш! устанавливался на стрелу комбайна ПК-УР.

Регистрация усилия подачи и потребляемой мощности, а также твления воды производилась измерительной системой, включавшей •ензоманометры, преобразователь напряжения П0Н2, тензоусилитель 'Топаз-3" и осциллограф H-I17/I. Для получения искомых значений юследуемых показателей осциллограммы преобразовывали прибором >-010 в числовой массив о последующей обработкой по специально ¡оставленным программам на ЭВМ СМ-1600.

Исследования, выполненные с целью установления влияния прочисти пород и параметров резания на силовые показатели процесса, Доводились на блоках песчаника с контактной прочностью /%■ = 465, >60, 1810, 221Б и 3840 Mia при давлении воды в ГМР 100 М1а, диа-•¿тре канала 0,8 мм и скорости резания 0,5 м/с, которые были |риняты в качестве эталонных. При этом ГМР устанавливались под уг-юм 45° без разворота.

Анализ экспериментальных данных показал, что зависимости 'силий резания Рц (н) и подачи Ру (н) от сечения стружки |ри разрушении пород П<;Р в установившемся режиме могут быть ап-[роксимированы прямыми, не проходящими через начало координат, и шксаны следующими уравнениями!

Pi = P¿ * /С/7а ^ j cío

Ру * Ру' + Ялу ■ SJ (II)

'де P-¡ , Ру - усилия резания и подачи при глубине резания !лизкой к нулю (т.е. при ¿I О ), н t & - площадь попереч-юго сечения стружки, равная произведению глубины резания ft. на гаг резания t , \аг\ £/7s » - прирост усилий резания и

юдачи на единицу площади пои;речпого сечения стружки, МПа.

В результате обработки экспериментов установлено, что зна-шния коэффициентов ', Ру' % Л~п% и зависят от про^-

юстных свойств пород. Корреляционная связь между этими коэффициентами И Контактной прочностью может быть описана следующими равнениями« Рв ' - ¿7 36 J fcлп - ¿?,0<?6P¿; J

Ру '-О00046J К„» = ¿7 0000téР*. с учетом изложенного

P¿ - fj46 Рк (0,55 Ot O/ó t á ) ; (12)

Py *'fO*P¿(at*6 + Qt№t'tii), (13)

Влияние давления воды Po на силовые показатели процесса разрушения исследовалось на блоках песчаника с контактной прочностью 1810 и 2215 М1а при скорости резания 0,04 и 0,6 м/с, толщине стружки 10 мм, шаге резания 20 и 30 мм, диаметре канала инструмента 0,6 и 0,8 мм. ГМР устанавливались под углом 45° без разворота. Давление воды изменялось от 20 до 120 Ша, Установлено, что с увеличением Pq в указанном диапазоне усилия резания и подачг. снижаются в 1,5 - 1,8 и 1,5 - 2,3 раза соответственно, В результате обработки экспериментальных данных получены зависимости для определения коэффициентов /Си /С^у , учитывающих влияние давления воды в ГМР на усилия резания и Подачи и характеризующих их относительное изменение по сравнению с эталонным режимом;

ArPoB т /f вЗ ехр (-Qt 0G&4 Р0) ; (ш

4Гр0у * (-otóo?¿pQ)t (16)

Для уравнения (14) индекс корреляции составил 0,92 при коэффициенте вариации 10,3 %, а для -(Ib) эти величины составили 0,88 и 18,9 % соответственно.

Влияние диаметра канала C¿0 , определяющего расход воды при постоянном давлении, на усилия резания и подачи изучалось на тех же образцах горных пород с использованием ГМР, имеющих cC<¡ = = 0,45; 0,6; 0,8 и 1 мм и установленных под углом 45° без разворота. При этом толщина стружки составляла 10 и 15 мм, шаг ре-зан"я - 20 и 30 мм, давление воды - 66 и 100 lilla, скорость резания - 0,04 и 0,5 jí/c. Результаты исследований показали, что изменение d. 0 от 0,45 до I мм приводит к снижению усилия резания в 1,3 - 1,5 раза, а усилия подачи - в 1,4 - 1,7 раза. Степень влияния диаметра канала (расхода воды) на усилия резания и подачи предлагается учитывать с помощью коэффициентов:

в < 73 «*/> ("О, 63c¿0)j (16)

Kc¿oiy = О9 exp (- 0,<S7c¿o) (I?)

Индексы корреляция для зависимостей (5) и (6) составили 0,88 И 0,92, коэффициенты вариации - 10,4 % и 13,6 % соответственно .

Для определения влияния скорости резания на силовые

показатели процесса разрушения пород Г'МР проведены исследования на блоках песчаника с контактной прочностью 465, 1810 и 2215 М1а при толщине струнки 10, 15 и 25 мм и шаге резания 20, 30 и 50 мм. Давление воды в ГМР принималось равным 00, 100 и 110 Ш1а, диаметр канала - 0,45} 0,6 и.0,0 мм, угол установки инструмента составлял 46°, a-угол разворота - 0°. Скорость резания изменялась от 0,04 до I м/с. При этом для каждой серии опытов и пргчностц разрушаемой' породы проводились предварительные рези без подачи высоконапорной воды для •определения силовых показателей механического разрушения, которые при анализе использовались как предельные значения усилий резания я подачи, возникавших в процессе разрушения Пород ПАР, Проведенные исследования позволили установить, что. увеличение в указанных пределах сопровождается ростом

усилий резания и подачи в 1,8'- 1/7 и в 1,4 - 2 раза соответственно. Анализ результатов экспериментов позволил получить уравнения для определения коэффициентов, учитывавших влияние скорости резания на усилия резания и подачи»'

Д^Л к /^Э-РМСКрГ-^Гь -0,0056)] ■ (18)

Статистические оценку оказались следующими: для зависимости (18) индекс корреляции 0,83, коэффициент вариации 9,1 %, а для зависимости(19) индекс корреляции 0,66 и коэффициент вариаций 10,4 %, ' ■

Исследования, выполненные с целью установления влияния угла установки tí на сйловые показатели процесса разрушения, проводились при толщине стружКи 10 юл, шаге резания 10, 20 И 30 мм, давлении воды 50, 100 U 140 Mia, диаметре канала Г'МР 0,8 и I мм, скорости резания 0,04$ 0,3 и 0,6 м/с, угле разворота инструмента

от забоя-0, 10 и 15°. Угол установки составлял 35, 45 и 55°. Разрушению подвергался песчаник, с = 1810 Ша, Анализ экспериментальных данных .юказал, что с увеличением угла установки Ц. усилия резания и подачи уменьшаются в 1,4 - 1,8 и 1,7 - 2,3 раза соответственно. Степень влияния угла установки на усилия резйния и подачи предлагается учитывать с помощью коэффициентов!

кцг * ; (20)

Киу * 2,68 - 0,034и . (21)

Для уравнения (20) индекс корреляции составил 0,9 при коэффициенте вариации 8,6 а для - (21) эти величины составили 0,86 и 14,6 % соответственно.

Влияние угла разворота ^ на усилия резания и подачи изучалось на песчанике с Рс - 1810 №а при толщине стру»кк 10 мм шаге резания 20, 30 и 40 мм, скорости резания 0,04{ 0,3 и 0,Б м/с, давлении воды 36 и 100 Ша, диаметре канала 0,8 и 1 мм. Угол установки ГМР составлял 45°, Угол разворота изменялся от 0 до.20° (через'5°). Инструмент при отом разворачивался от забоя. ' Ацадиз зависимостей ^ р ^($) показал, что с увеличением усилие резания имеет тенденцию к снижению, особенно ярко, выраженную при . ^ = 0 - 5°. При отрм усилие Рд. уменьшается в 1,3 - 1,8 раза, поскольку ГМР начинает работать в подрезном режиме, а площадка контакта инструмента с породой по боковой и передней коническим по верхностям увеличивается незначительно, В интервале ^ =6-1 усилие резания стабилизируется, оставаясь минимальным. При дальнейшем увеличении разворота ГМР усилие резания начинает повышаться. Заметный рост усилия Рщ наблодается уже при ^ Ж» 16°, Подобная Тенденция у механических резцов проявляется при больших значениях . Такая повышенная "чувствительность" ГМР к увеличению угла разворота объясняется тем, что прИ росте направление дей*. .1вия струи высоконапорной воды, совпадающей с продольной осью резца, все более переносится на "глухой" уступ неразрушенной части массива. Это в значительной мере снижает эффективность ее использован! т. Кроме то*т, возрастает и площадка контакта ГМР с породой. Установлено, что при ^ 20° усйлие в среднем На 16 % ниже усилия резания при ^ - 0°.

В результате обработки экспериментальных данных получена зг-

висимость для определения коэффициента /С$а , учитывающего влияние угла разворота на усилие резания?

/*>а = 0>96У0,0Шр * 0,00225£>г . ^

Индекс корреляции для уравнения (22) составил 0,?8 при коэффициента вариации 15,4 %,

Анализ экспериментальных данных позволил сделать вывод о том, что усилие подачи не зависит от угла разворота в исследованном диапазоне его изменения. Коэффициент /С^у, учитывающий влияние угла разворота на усилие подачи, при 0°< А ^20° рекомендуется Принимать равным 0,9 (При ^ = 0° Хфу = I).

В результате исследований по изучению интенсивности вращения ШР установлено, что максимальная интенсивность вращения наблюдается При угле установки 45° (40 - 70 град/м) и п[И угле разворота ГМР в диапазоне 5 - 10° (65 - 91 град/м).

' 1 С учетом усилия резания И шгаенсивности вращения рекомендуется принимать угол разворота.ГМР в диапазоне 5 = 5 - 12°, а угол установки - в Интервале = 45 - 50°,

В результате экспериментальных исследований получены следую-зависимости для определения нагрузок (в Н), дейстЕухядх на

ГМР:

/§ ); (23)

%5*(24)

Коэффициенты вариации экспериментальных дачных относительно расчетных по выражениям (23) и (24) составили 14,3 % и 16,5 % Соответственно,

Однако ЭТИ зависимости не учитывают влияние угла резания, а тарте диаметра керна & случае Использования в качестве базы для ГМР» например, резцов РКС-1 и РКС-2. Исследования, выполненные М.М.Ща^олевским, показал^, что ЬффектИЕНость взаимодействия ГМР с массивом по сравнению о обычными резцами практически не зависит от угла резания и-диаметра керна. Поэтов для учета влияния этих параметров при расчете нагрузой по формулам (23) и (24) ад ' сочки возможным в перйом приближении для определения соответствующих поправочных коэффициентов рекомендовать зависимости, полученные при использовании м&ЯоничесНйх резцов типа РКС.

Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных (расчетных по формулам (23), (24) и Ш) исследований (рир, 2 и 3 показало, во-первых, справедливость торо, что ¡задачу о разрушении массива ГМР мозшо рассматривать }свк плоскую. На йто указывает ■ небольшое расхождение между значениями £ для различных ^¡У/ц, (от 1,6 & прц А = Z0 т до 23 % npii Л = Б мм) (см. рис. 2). Во-вторых, разработанная математическая модель раскрывает механизм и адекватно описываст процесс разрушения массива IMP. Об этом'свидетельствует удовлетворительная сходимость значений , полученных тео^ .шгаэским И экспериментальны..! путем. Наибольшее отклонение составило 17,6 % ,(см. рис. 2) и 8 % (см, рис. 3), При этом установлена, что давление воды в трещине в начальный момент ее роста в 2 раза меньше давления воды в ГМР (см, ряс. 3), В-третьих, математическая модель рригодна для анализа и прогноза на-груженност>1 Щ? при разрушении пород. На основании адекватности описания процесса разрушения массива Г'1:Р при помощи математическо! модели и с учетом того, что величина Л? пропорциональна величине /С 1С .'остановлена парнад корреляционная связь между вязкостью разрушения и контактно^ прочность» пород, При сопоставлении пначений Л/^ и (в диапазоне от 466 до 3840 Ы1а) по нескольким видам

зависимостей наилучшая корреляционная связь обнаружилаиь при использовании параболу

Для определения рациональных параметров разрушения массива П. выполнены исследования влияния относительного шага резания ^/ft на показатели процесса /д , , £f и Ё-р при различных гидравлических параметрах ГМР, контактной прочности пород, толщине стру*ри, с5<орости резания и углах ориентации инструмента.

Влияние Í/Ú нд показатели процесса разрушения пород в зависимости от давления роды Р0 , роторов составляло 20,66 и ЮО Ша, изучалось пр ч разрушении песчаника е Контактной прочностью 1810 Mia Г"Р о диаметром.канала 0,8 mi при угле установки без разворота, толщине стружки 10.мм и скорости резшшя 0,6 м/с. йкспв рименты показали, что при увеличений от I до 4 усилие реаа-

нця линейно возрастает р 3,7 г- 4,5 раза, а удельные механические энергозатраты изменяется по параболе. При этом с увеличением Пз от 20 до 100 Ша и /¡^уменьшаются в 1,3 - 1,6 раза. С увеличением t/4%. удельные гидравлические внергозатраты гиперболичес-

Зависимости удельной силы сопротивления резанию Л? от глубины резания А

ta>

JL tff

(ХЭ

Sao

в

л

Зависимости удельной силы сопротивления резанию Д от давления воды в трещине в Начальный момент ее роста Ре (теоретическая) и от давления воды в I MP Ро (экспо~ риментальная)

tiao

н

МИ

tico

<ссз ш

Ьсо

ч

\ N Nn

4

5

'Ч

ts /1*7 ЗО

Рис. 2

о to ¿э еэ '/отаео Pj--

5 го &Э te/vngfo? д -

Рис. 3

- экспериментальные значения}

теоретические значения

эксп еримент альные значения?

теоретические значения

Р

№ уменьшаются. Показано, что большим значениям /-д соответствуют и большие значения £■/>. Удельная полная энергоемкость изменяется по параболической зависимости и имеет минимум в точке, соответствующей рациональному соотношению (£/'&.)р , причем с увеличением, Ра возрастает И )/з . Исследование полученных зависимостей £а » на экстремум И статистическая обработка результатов позволили получить уравнение, отражающее связь Между рациональным относительным шагом резения и давление!', воды в ГМР}

л)р * 3,73 + ¿7,007/Ро . (26)

Влияние £/"¿1 на показатели процесса разрушения ^ , , Егу, £а в зависимости от диаметра канала ГМР о£а изучалось при разрушении песчаника с контактной прочностью 1810 Ша, давлении воды 66 МПа, скорости резания 0,5 м/с, толщине стружки 10 мм. ГМР устанавливались под углом 45° бе1 разворота, а диаметр канала составлял 0,45; 0,6; 0,8 и 1 га. Установлено, что

mjp

при увеличении от I до 4 усилие резания линейно возрастает

в 3,9 - 4,9 раза, а удельные механические энергозатраты изменяются по параболической зависимости. При этом с увеличением диаметра канала ГМР от 0,45 до I мм и /^уменьшаются в 1,1 - 1,4 раза. Получено, что с увеличением энергозатраты В г И £ с

изменяются по гиперболической И параболической зависимостям соответственно. С увеличением £¡4? значения и £ с возрастают. Быявлено, что для каждого ¡¿о существует , при котором разрушение происходит с наименьшими энергозатратами £-о . С увеличением диаметра канала наб«вдается рост (Ь/4%.)р . В результате обработки экспериментальных данных получена зависимость' рационального относительного шага резания от диаметра канала ГМР?

* 7а!о , (27)

Влияние ¿/Ж. на показатели , ^¿у, Вг и Во в зависимости от контактной прочности пород (1010, 2215 и 3840 МП а) - исследовалось при разрушении песчаников ГМР с диаметром.канала 0,8 мм, установленными под углом 45° без разворота. Давление воды составляло 100 ЫПа, скорость резания - 0,5 м/с, а толщина стружки' - 10 мм. Анализ результатов экспериментов показал, что с увеличег нием г, от 1 до 4 усилие резания возрастает в 3,6 --4,6 раза но линейной зависимости, а удельные механические энергозатраты изменяются по параболе. При этом с увеличением/3« от 1810 до 3840МПо Рг и возрастают в 1,6 - 2,1 раза. Установлено, что с ростом

¿/Л- удельные гидравлические энергозатраты уменьшаются по гиперболе. Изменение контактной прочности практически не оказывает влияния на энергозатраты Ег . Удельная полная энергоемкость процесса изменяется по параболическому закону о наличием минимума, соответствующего (, значения которого с увеличением /^с уменьшаются. Обработка экспериментальных данных позволила получить зависимость рационального относительного шага резания от контактной прог ости пород:

- з^е - о, ооонрк . (28)

Исследования по определению влияния ¿/Ж. на показатели процесса разрушения в зависимости от глубины резания. Л- проводились при разрушении песчаника с контактной прочностью 2215 МПа ГМР с

диаметром канала 0,8 мм, установленными под углом 45° без разворота, при давлении воды 100 МПа и скорости резани.* 0,5 м/с. Толщина стружки принимала значения 5, 10 и 15 им. В результате исследований получено, что с ростом t/?<£ от I до 4 усилие увеличивается по закону близкому ц линейноцу в 3,7 - 4,1 раза, а энергозатраты изменяются по параболе. При этом о возрас-

танием от 5 до 15 мы, усилие увеличивается в 2,7 - 3 раза, а величина Ку уменьшается в 2,6 - 3,3 раза. Установлено, что о ростом i/fi энергозатраты убывают по закону близкому К гиперболическому. Увеличение приводит к уменьшению гид-рапличеоких энергозатрат. Показало, что для каждого значения tí существует определенное рациональное отношение (t/'/t)^, при котором разрушение происходит о наименьшим! энергозатратами £ о . Наряду с этим увеличение /1 приводит к уменьшение •

Анализ экспериментальных данных показал, что для определения рационального относительного шага резания в этом случае можег быть Использовала зависимость

(щ)й * 3,33 ~ 0,006/А . (29)

Оценка влияния t/A на показатели P¡¡ , М*/, & г и в зависимости от скорости резания "Qs проводилась при разрушении песчаника о контактной проростью 1810 Mía ГШ3 с диаметром Канала 0,8 мм, установленными под углом 45° без разворота, при давлении воды 100 Ша И толщине стружки 10 мм. Скорость резания составляла 0t3j 0,6 ti I ; м/с. Эксперименты показали, что с увеличением £/Л. от I до 4 усилие резания линейно возрастает в 3,7 »-5,1 раза) а энергозатраты А«/ изменяются по параболической зависимости. При втом о увеличением Ьр от 0,3 до I м/с

а Му возрастают в 1,3 - 1,5 раза, С ростом t'/fi удельные гидравлические энергозатраты изменяются по гиперболе, причем с увеличением внячешя ép уменьшаются. Удельные полные еноргозатраты связаны с ¿"/Л параболической зависимостью, имею-си{1 м&Ш^м, в области которого лежат рациональные значения относительного ibara рбзанНя, опредечяемые формулой

\ ' (.40)

Влияние ф^, на гоцазафоли процесса разрушения пород ГмР в зависимости от углК устсновки исследовалось на песчаника С KcHTpJíTHoíí прочностью 1810 í'ifla при толщине стружки 10 мм, Дав-

-т -

лении воды 100 Mía, диаметре канала 0,8 мм, скорости резания 0,3 м/с и угле разворота 0 , Угол установки принимал значения 36, 45 и 65°, Установлено, что при увеличении относительного шага резания от I до 5 усилие резания (в интервале t//i & 4) линейно возрастает в 3,5 - 3,7 раза, а удельные мзханические энергозатраты изменяются по параболе, При атом о увеличением Ц- от 35 до £5° значения и AV уменьшаются в 1,6 - 1,7 раза, При Щ = Б набивается резко выраженный интенсивный рост усилия резания, так кг взаимовлияние соседних резг з уменьшается и ГМР начинав í работать в прерывисто-установившемся режиме, Получено, что с возрастанием t/Ji, удельные гидравлические энергозатраты уменьшаются по гиперболической зависимости, a изменение угла установки не оказывает влияние на величину Sг • Удельная полная энергоемкость процесса изменяется по парабола и имеет минимум в точке, соответствующей (t/ti)р , Исследование зависимостей (5р ^ У ( ^/А) на вкстрецум позволило получить значение рационального относительного шага резаная. Соответствующее уравнение связи имеет вид:

(*M)fl - i оз - о, ¿?№¿a. oí)

Анализ выражения (31) показал, что с увеличением (4- значения ) д остаются практически постоянными и, следовательно, б исследованном диапазоне изменения Н\ влиянием угла установки На величину (t/-ft)р можно пренебречь.

Влияние £/•&. на показатели процесса Р& , А^ , Вл и Eq в зависимости от угла разворота изучалось на тех же породах, при тех м параметрах разрушения и гидравлических характеристиках ГМР, как и 6 случае установления влияния Ú//¿. на показатели процесса в еавнсадюоти от ií . Угол разворота составлял О, 5, 10, 15 и 20°, а угой установки - 45°. Анализ результатов экспериментов показал, что при увеличении t/^i, от Г до 4 усилие резания Возрастает по закону Сляздому к линёйному, а удельные BHepi озатраты на механическое разрушение изменяютоя по параболической зависимости. При г том с увеличением уЗ от 0 до б° значения Р^ И Нш снижаются р 1,4 - 1,5 раза. Гидравлическое внер-гезатраты о увеличением уменьшаются по гиперболе. Угол

разворота влияния На величину ¿г не оказывает. Полные энергозатраты для всех значений ó увеличением изменяются по параболической зависимости, имеющей минимум в точке, которая Ссот-

ветствует рациональному отношению (t/Л.) р , В результате обработки данных эксперимента получено уравнение, отражающее связь между величиной (&/Ж-) Р И углом разворота:

Анализ выражения (32) показал, что при возрастании от О до 5° значения (t/А.)р увеличиваются, а затем при дальнейшем развороте ГМР - стабилизируются, оставаясь практически постоянными,

Методом (множественной агрессии получена расчетная зависимость для определения рационального относительного шага резания (в мм) с учетом различных факторов:

Щ -6,54 Р0 (33)

Проверка уравнения (33) по критерию Фишера при уровне значимости d = 0,05 свидетельствует о соответствии математической подели экспериментальным данным; Проверка коэффициентов регрессии по критерию Стьюдента показала, что они статистически значимы. Коэффициент вариации, характеризуюпшй отклонение зпсперименталь ных данных относительно расчетных, составил 4 %.

Экспериментальные исследования по оценке эффективности разрушения массива исполнительным сргоном о встроенным источником гидравлической мотоости по сравнению с механическим исполнительным органом проводились на полноразмерном комбайновом стенде Скуратов-ского экспериментального завода при разрушении известняка с пределом прочности на одноосное сжатие б-«* ■= 63,3 и 76,4 Mia. Режушая роронка оснашалась как механическими резцами, так и ГМР с диаметром канала 0,4 мм. Давление воды при гидромеханическом разрушении изменялось от 70 до 150 ffia. Величина заглубления коронки составляла 32Ь мм при 14 линиях резания, а скорость подачи - 10 мм/с.

Результаты экспериментов показали, что усилие подачи стрелы и потребляемая мощность силовой установки комбайна для гидромеханического исполнительного органа при увеличении давления воды от 70 до 1Б0 И1а ниже, чем для исполнительного органа, оснащенного механическими резцами, при разрушении пород с пределом прочности на одноосное сжатие 63,3 MIJa в 1,4 - 2 раза, а при разрушении лс-род с = 76,4 МИа - в 1,3 - 1,7 и 1,4 - 1,9 раза соответсчвей

но-.

Эксперименты по определению влияния подводимой гидравлической мощности на силовой и энергетический'показатели Процесса разрушения массива гидромеханическим Исполнительным органом проводились при разрушении известняка с = 63,3 Mia. Глубина заруики коронки при 14 линиях резания составляла 325 ш, а скорость подачи - 10 мм/с. Гидравлическая мощность, подводимая к инструменту, изменялась от 28 до ПО кВт. В первой серии опытов коронка оснашалась ГМР с диаметром канала 0,4 мм, а увеличение гидравлической мощности осуществлялось за счет роста давления воды от 70 до 150 Mia. Во второй серии опытов задавалось постоянное давление воды 70 Mí 1а, а прирост подводимой гидравлической ' мощности достигался увеличением расхода воды через ГМР. При этом использовались комплекты инструмента с C¿0 = 0,4? 0,6 и 0,8 мм.

Установлено, что при C¿0 - 0,4 мм увеличение давления воды от 70 до 150 Ша приводит к снижению усилия подачи гидромеханического исполнительного органа и Потребляемой мощности силовой установки комбайна в 1,5 раза. При этом подводимая гидравлическая мощность возрастает до 72 кВт. В то же время увеличение диаметра канала ГМР от 0,4 до 0,8 мм при давлении воды 70 Ша приводит К увеличению подводимой гидравлической мощности до ПО кВт, а уси-' лие подачи стрелы и потребляемая мощность силовой установки комбайна снижается только в 1,3 и 1,2 раза соответственно. Следовательно, увеличивать гидравлическую мощность', подводимую к исполнительному органу, оснащенному ГМР, предпочтительнее за счет повышения давления воды при неизменной величине диаметра канала инструмента. ' ■

Оценка влияния гидравлической мощности ^г » подводимой к исполнительному органу, на производительность комбайна ¿?г и удельные энергозатраты проводилась при разрушении известняка с 63,3? 76,4; 87,7 и 100,8 Mia. Коронка оснащалась ГМР с 0,4 и 0,6 мм. Гидравлическая мощность изменялась от 23 до 110 кВт, а давление воды - от 70 до 150 МПа. Среднее усилие подачи стрелы составляло 25 кН.

Результаты исследований показали (рис. 4), что с увеличением подводимой гидравлической мощности от 23 до ПО кВт производительность комбайна возрастает в 1,8 - 2,1 раза во всем диапазоне изменения прочности пород'. Установлено, что на породах с

= и 63,3 Lilla производительность комбайна с гидромеханическим исполнительным органом при Аг- НО кВт выше в 2,2 - 2,3 раза соответственно, чем у комбайна с механическим исполнитель-

шм органом (см. рис. 4). Вместе с тем разрушения пород с

= и 100,8 М11а исполнительным органом с м. саническими рез-1ами добиться Не удалось, так как усилие подачи стрелы не обеспе-швало внедрение режущей коронки в массив.

Зависимости производительности ¿Зу- от величины подводимой_гидравлической мощности Л/г

Рис. 4

1 -0^ = 63,3 МПа; (1-3) - ^4= °.4 км» l4-5* °-6 !ш"»

2 76,4 МПа; (6-a) - c/0= 0,4 мм; (9-10) -da= 0,6 мм?

3 -6^=87,7 МПа; (11-13) - de = 0,4 мм» (14-15) -c¿„= 0,6 мм;

4 -оЦ =100.8 MI а; (16-17) -ßfö= 0,4 мм? (18-19) -<£,= 0,6 мм. ¡

Показано, что удельная полная знергоемкость процесса разруше-1ия массива исполнительным органом з ГМР в зависимости от подводи-юй гидравлической мощности изменяется по параболе, ото подтвержда-:т сделанный ранее вывод о наличии рационального сочетания гидрав-шческих параметров инструмента ( Р0 и Ыа) и параметров режима >езания { t/¿ , Ú и "А- ), которое обеспечивает минимальные дельные полные онергозятраты при разрушении мчссива ГМР (см. фор-

- o¿ -

мулу (33)\ В результате обработки экспериментальных данных получены рациональные, значения (А/г)р , при которых удельная полнил энергоемкость минимальна.' Ьто далр возможность рассчитать значения Pq ' ПРИ заданных по условию эксперимента CÍQ . Анализ зависимостей Qr (^r) (си. рис. 4) позволил определить производительность комбайна по разрушению пород различной прочности при рациональных значениях (A^rjp и оценить толщину стружки 'A. , снимаем» каждым ГЬР за один оборот коронки. Полученные значения PQ и Та, с учетом прочности пород, а также вначения C¿c , 2/р и Ji> для ГЫР позволили рассчитать по формуле (33) средние рациональные значения относительного шага реза-нья (¿/"А)а И сравнить ки с соотношениями [t/fa) , соответствующими (Лт)р » ДМ экспериментальной коронки с заданной схе-*лой расстановки инструмента ( t =24 мм). Анализ расчетных данных показал, что наиболее аффективным использованием экспериментального образца гидромеханического исполнительного органа при данных геометрических и режишых параметрах, силовых и эньр-гети"еских показателях работы с. точки зрения минимальной удельной полной энергоемкости процесса является разрушение пород с О-"гис - 76,4 Mía ( P/s = 640 Mía), для которых получена высокая сходимость вначений (¿/fíjp и .

Экспериментальный образец гидромеханического исполнительного органа вместе с редуктором стрелы и электродвигателем от комбайна НК-9Р монтировался па комбайне 4ИП-2М, который проходил Северный магистральный конвейершй штрек сечением 17 м** по известняку с &ел*~ 87 - ПО Ша на шахте "Прогресс" 110 "Тулауголь". В комплект оборудования гидромеханического исполнительного органа входила шслостанчия для подвода дополнительной гидравлической мощности с системой очис ?ки воды и центробежный водяной насос для эапитки исполнительного органа. В результате шахтных испытаний было выяи-яш'э, что исполнительный орган с и встроенным источником гидравлической мощности обеспечивает увеличение производительности комбайна в 1,& - 2 раза, а его конструкция в целом показала устойчивую нормальную работу.

На основании результате.! исследований разработана методика расчета гидромеханических исполнительных орггшов проходческих комбайнов избирательного действия.

Методика расчета позволяет производить:

- расчет схемы размещения ГШ'на режущей коронке, ее режимных и геометрических параметров с учетом особенностей компоноьки

источника гидравлической мощности, расчет силовых и энергетических

показателей работы исполнительного органа, а также выбор приводного двигателя и механизма подачи при разрушении горных пород для заданной производительности проходческого комбайна (проектировочный расчет)|

- расчет схемы размещения ГМР на режущей коронке, ее режимных и геометрических параметров о учетом особенностей компоновки источника гидравлической мощности, а также расчет производительности комбайна при разрушении горных пород различной прочности для заданных параметров приводного двигателя и механизма подачи (проверочный расчет).

По разработанной методике составлен пакет программ для персонального компьютера и выполнен расчет исполнительных органов с ГМР и встроенным источником гидравлической мощности для проходческих комбайнов 1ГПКС, 4Ш1-2М и 211К-ЗР. Расчеты показали, что комбайн 1ГПКС с гидромеханическим исполнительным органом обеспечивает разрушение пород с пределом прочности на одноосное сжатие до 80 Ша и может заменить более тяжелый и дорогостоящий ком байн 41Ш-2М с механическим исполнительным органом с такой же про изводительностью, В свою очередь комбайн 411H-2N1 с гидромеханическим исполнительным органом обеспечивает разрушение пород с пределом прочности на одноосное сжатие до ПО Ша с производительностью до С ,4. м3/мин. Комбайн 2ПК-ЗР с гидромеханическим исполнительным органом обеспечивает разрушение пород с пределом прочности на одноосное сжатие до 53 f.'ITa и может заменить более тяжелый и дорогостоящий комбайн 1ГПКС, имея при этом большую производительность, или обеспечивает разрушение пород с пределом прочности на одноосное сжатие до 66 ЬИа с производительностью до 0,4 ма/мин.

Экономический эффект от реализации результатов исследований составляет для комбайна 1ГПКС с гидромеханическим исполнительным органом 80,2 тыс.руб. (в цеьах 1У89 г.), а для комбайна 4Ш-2М о гидромеханическим исполнительным органом- - 6292,4 тыс.руб. (в ценах 1992 г.).

3 А К Л Ю Ч Е Н'И Е

Б ¿.лссертации, на основании выполненных автором теоретических и экспериментальных исследований, рекенр а'-^уалькшг пр^'"лема создания научных основ разрушения крепких горнгх пород ÍÍ..P, i:c-

пользование которых в конструкциях гидромеханических исполнительных органов с учетом закономерностей их взаимодействия с массивом и особенностей компоновки источника гидравлической шшности при рациональных параметрах резания обеспечивает повышение эффективности работы и расширение области применения проходческих комбайнов, что имеет важное значение для Народного хозяйства страны.

Основные выводы, научные и практические результаты работы сводятся к следующему.

1. Разработан новый вариант гидромеханического способа разрушения крепких горных пород, оск вываюиийся на использовании ГМР, отличительной особенностью которых является подвод воды высокого давления через механический резец непосредственно в зону его контакта с массивом, и позволяющий снизить в среднем в два раза нагруженноеть инструмента по ".равнению с механическим способом разрушения и применять для проходки выработок по крепким горным породам существующие проходческие Комбайны, оснащенные гидромеханическими исполнительными органами нового технического уровня.

2. Разработана математическая модель процесса разрушения, массива ГМР, позволяющая раскрыть механизм разрушения на основе выявленных закономерюстей процесса развития трешины в, массиве с' учетом давления воды в ней и обеспечивающая анализ и прогноз на-груженности инструмента для различных условий.

3. Установлено, что при разрушении горных пород ГМР параметры режима резания (глубина, шаг и скорость резания), давление воды, диаметр канала (расход воды), углы установки и разворота оказывают существенное влияние на нагруженноеть инструмента, "Например, изменение давления воды с 20 до 120 Ша приводит к снижению усилия резания в 1,5 - 1,8 раза и усилия подачи в 1,5 - 2,3 раза, а при увеличении диаметра канала с 0,45 до 1,0 мм усилия резания и подачи уменьшаются в I,3 - 1,6 и I,4 - 1,7 раза соответственно. С увеличением прочности пород и параметров режима резания нагруженноеть ГМР возрастает. Получено, что рациональными по усилию резания и интенсивности вращения ГМР вокруг своей оей являются углы разворота 5 '- 12° и углы, установки 45 - 50°, Усилие подачи' практически не зависит от угла разворота, С учетом всех перечисленных факторов получены расчетные зависимости для определения усилий резания и подачи на ГМР при разрушении пород в установившемся режиме. ... . . .

4, Иа основании взаимосвязи толщины стружки, прочности пород, ¡корости резяния, гидравлических параметров инструмента и углов зго установки и разворота с силовыми и энергетическими показателями процесса разрушения выявлены области минимальных удельных поя-шх энергозатрат^ определяющие рациональные значения относительного шага резания для исполнительных органов, оснащенных ГМР. При этом обнаружено, что с увеличением толщины стружки, скорости реза-1ия и контактной прочности пород рациональные значения относительно шага резания уменьшаются, а с повышением давления води и диаметра канала - увеличивается. При возрастании угла разворота от О ю 6° значения * ('/Л)р увеличиваются, а при дальнеПием росте (S - стабилизируются. Угол установки ГКР влияния на величину ( '^/iiнэ оказывает. Получена расчетная формула для определена рациональных значений относительного шага резани.. :;римекитель-io к' различным условиям и режимам работы ГМР.

Б, Экспериментально доказана эффективность разрушения массива кспоетительнда ерганем о ГМР и встроенным источником тадравли-«ской мощности по сравнению с механическим исполнительным органом. Показано, что усилие подачи'и потребляемая мсяиость сило-рой установки комбайна для гидромеханического исполнительного органа при увеличении давления воды от 70 до 150 Ml а ниже, чем для ИСП0ВНКТ8ЯШ0Г0 органа, осневеяйого мехая}»ческики резцами, при разрувшш пород с проделом прочности на одноосное-сжатие 63,3. М1а в 1,4 -2 роза, а nprt разрушения пород с ™ = 76,4 МПа - в t,3 - 1,7 и I,4 - 1,9 раза соответственно, Выявлено, ото реализация гидравлической моетости на исполнительном органе, оснащенном ГйР, при прочих равных условиях более эффективна за счет увеличения давления внеоконаперной зоды, чем за счет увеличения диаметра ¡гшала инструмента,

б, Установлено, что производительность проходческого комбайна с гидрсмехонпчзохии Исполнительным органом при Nr~ НО кВт ЕЫШ9, Чем у Комбайна с механическим исполнительным органом в 2,2 Я 2,3 раза при разрушении пород с Пределом прочности на одноосное йжатие'76,4 и 63,3'Mia-соответственно. В результате шахтных испытаний выявлено, что исполнительный орган с ГМР и встроенным источником гйдр&эличеокой мопносТИ обеопечивкет увеличение производительности комбайна в 1,5 - 2 раза пр;1 разрушении пород с = 87 - ПО Ша.

- JO -

*

7, Разработана "Методика расчета схемы размещения ГМР на режущей коронке, ее режимных.и геометрических параметров} сило-еых и энергетических показателей работы гидромеханического исполнительного органа и производительности проходческого комбайна избирательного действия",

8,'Показано, что оснащение проходческого комбайна исполнительным органом с ГМР и встроенным источником гидравлической мощности позволяет расширить область применения таких машин на породы с пределов прочности на одноосное сжатие до 100-110 Ша.

9, Результаты исследований в виде рекомендаций и временных методик расчета использованы научными и проектными организациями при разработке и создании опытных и экспериментальных образцов оборудования, оснащенного ГМР, а также при разработке, изготовлении и внедрении на Скуратовском экспериментальном заводе стенда для исследования гидромеханического способа разрушения горных пород. Пакет расчетных программ по математическому моделированию, методика расчета гидромеханических исполнительных органов, конструктивные решения и рекомендации в полном объеме используется фирмой "НМТЬП" при создании ГМР и исполнительных оргачов нового технического уровня с встроенным лоточником гидравлической мощности для проходческих комбайнов 1ГИНС, 41Ш-2М и 2Г1К-ЗР, Зконо-мич8ск''й вффект от реализации результатов исследований составляет для комбайна 1ГП1Ю с гидромеханическим исполнительным органом 80,2 тыс.руб. (в ценах 1989 г.), а для комбайна 4ПП-2М с гидромеханическим исполнительным органом - 62S2-4 тыс.руб. (в ценах IS92 г.),

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах! ,

1. Бреннер В,А,, Кавыриин И.П., ¡Кабин А.Б. Экспериментальные исследования гидромеханического способа разрушения 1фепких горных пород //Совершенствование технологии, механизации и автоматизации горньх работ /Тез. докл. на региональной научи.-теки. конф. - Гула, 1982, - С, 33-34,

2, Жабин А.Б. Некоторые результаты исследований гидромеханического способа разрушения крепких торных пород в стендовых условиях //Betзоюзн.научн,-техн.конф. молодых ученых и специалистов угольной промышленности. Совершенствование технологии, механизации и организации производства при.добыче угля /Тез. докл. на Есееоюзн.наун.-техн. конф. молодых ученых и специалистов угольлой промышленности г, Люберцы, II-IJ мая 1983, - 1983. - С, .112.

3. Еабин'А.Б. Гидромеханическое разрушение крепких горных пород //Механизация горных работ на угольных шахтах! Сб.научн.тр. /ТулПЙ. - Тула, 1983, - С. 90-95.

4, Бреннер В.Л,, Жабин A.B. Некоторые результаты исследований гидромеханического способа разрушения горных пород //Механизация горных работ на угольных шахтах! Сб.научн.тр./Гул1Ш. - Тула, 1984. - С. 93-96.

б, Бреннер В.А., Жабин А,Б, Влияние геометрических параметров инструмента на силовые показатели процесса механогидравлического разрушения крепких пород /ТулНИ. - Тула, 1984, - 8 с. - Деп. в ЩИЭКуголь 25.06.84 № 3002-84.

6, Кабин A.B., Щеголевский М.М, Эксперкментальнгз исследования меялногИдравлического способа разрушения горных пород в условиях разреза ''Кймовский" /ТулГШ, - Тула, 1984, - 12 о. Деп. в ЦШШуГоль 25,06,84 № 3003-84.

7. Щеголевский М.М,, Жабин A.B., Антипов В.В., Плеханов А.С„, Коротков Б.А, Экспериментальный стенд для определения силовых режимных параметров механогидравлического инструмента при разрушении крепких горных пород /ГулИИ. - Тула, 1984. - II с. Деп, % ЦНИШуголь 25,06.84, № 3004-84,

■ 8, Бреннер В,А., Кабин A.B.-, Щеголевский М.М., Плеханов A.C. Влияние физико-механических свойств крепких горных пород на силовой показатель процесса механогидравлического разрушения /ТулПИ. - Тула, 1984, - 7 с, Деп. в' ЦНИШуголь 25.06.84 № 3008-84,

9, Бреннер В.А., Жабин Л.Б. Определение нагрузок, действующих на механогидравлический инструмент //Механизация горных работ; Сб.научн,тр,/КуэПИ. - Кемерово, 1984. - С. 36-40,

' 10, Бреннер В.А., Кабин А,Б,, Коротков Б.А. Силовые и энергетические характеристики механогидравлического способа разрушения пород //Механизация горных работ на угольных шахтаэ! Сб. научи. тр./ТулНИ. - Тула, 1985. - С. 92-96.

II. Бреннер В.А., Жабин А,Б., Кавыршин И,И. Некоторые результаты исследований механогидравлического способа разрушения крепких пород в стендовых условных //Перспективы развития технологии подземной разработки рудных месторождений /Тез.докл. на Всесоюзн. научн.-техн.конф. М., МП1, 1985. - С, 48.

12 Жабин A.B., Плеханов A.C., Миллер М.М, Сравнительная оценка результатов взаимодействия механического и агрегированного механогидравлического инструмента с массивом //механизация горни> работ; Сб.научн.тр,/КузИН. - Кемерово, 1986. - С, 66-70.

13. Кабин Л.Б. Влияние шага разрушения на усилие подачи аг-гегированногс механсгидравлического Инструмента /Д'ехшшзьция горных работ на угольных шахтах: Сб.научн.тр,'/ТулЫ1, - Тула, 1906.

- С-. 99-102.

j.4. Жабин A.B., Плеханов A.C., Миллер М.М. Оценка йффектиь- • кости применения механсгидравлического инструмента на проходческом комбайне с исполнительным органом комбинированного действия //Комплексные исследования физических свойств горных пород и процессов. IX Всесоюзн.научн. конф. 2В-30,01.87/Гез.докл. - М,, 1987.

- С. 83.

15. Кабин A.B., Плеханов A.C., Миллер М.М, Влияние дополнительной обнаженной поверхности на процесс разрушения горных пород механогидравлическим инструментом //Механизация работ на горных предприятиях: Сб.научн.тр./ГулПИ. - Тула, 1907. - С. 5-7,

16. Жабин A.B., Плеханов A.C. Выбор критерия сопротивляемости крепких горных пород разрушению механогидравлическим иНстру-' ментом //Механизация горных работ? Сб.научн.тр./ГулШ. - Тула, 1988. - С. 12-21.

17. Кабин А.Б., Плеханов A.C., Миллер М.М., ОоиповаН.В.-Определение рациональных параметров разрушения породного массива механогидравлическим инструментом /ТулПИ, - Тула, 1989. - 14 с. Дсп. в фИЙИуголь 20.05.88. р 4572-88.

18. Кабин А.Г'., Плеханов A.C., Коротков В.А. Влияние глубины подачи механогидравлического инструмента на показатели процесса разрушения //Механизация горных работ на угольных шахтах! Сб. Научн.тр./ТулПИ. - Тула, 1989. - С. 159-164,

19. Кабин A.B., Катагаров H.H., Миллер Ы.М. Влияние прочности пород и параметров режима резания на силовые показатели разрушения массива, механогидравлическим резцом //Механизация горных работ на угольных шахтах: Сб.научн.тр/ТулШ, - Тула, 1990. -

С. 35-11.

20. Бреннер В.А., Жабин A.B., Миллер М.М, Результаты акспе-римог'альных исследований разрушения крепких горных пород механогидравлическим инструментом ///УогГе р02ЛС/Г?£С/ V&dy, ¿ty^i/Wi,

а рюхе и /necfiaviée fiar/jLvfcfffäa'fox:)ß/-<?J/wiTem£er/&. аШЛ, Stary ¿tofoiíec fyMé Шгг/- с. 6-fO

21Щеголевский М.М., Миллер М.М,, Кабин Х.Б.- Сравнительный анализ гидромеханического и механогидравлического способов разрушения гсрньос пород /Механизация проходки горных выработок? Сб.научн. гр./ЦНгЛ¡Jюдземкая!.. -М., 1990. - С. 04-91.

22. Бреннер В.А., Лрхкпоэ И.К., Кабин A.B., Горбунова O.A. . ¿атеиатичгская подель процесса разрушения горных пород ыеханогкд-завличесжш миструкгнтом //Иовестня вузов. Горний »урнал. - 1991.

- № 5. - С. 92-98.

23. Архипов И.К., Кабин A.B., Лаг.:«? U.U. Математическая мо-10ль процесса резания горной породы г'зхапогкдравдЕшеским ¡шстру-•ентсм / /Ко мя пё к сиз я цеханизацЕя горных работ} Сб.научн.тр./ ГудЫ1. - Тула, 1991. - С. 20-25.

24. Жабки A.B., Антепоа В.В., Пушкяреа A.b., Катагаров HJ1. .>прэ деление рациональных парг.чегроэ ке.чоянгстелшого органа проходческого кокбайна, осн&зешого кгзднспдераеяическгта резцами//'Со-

з ершен ст во ваше горн:« иеетi и оборудования Дез .докл. 11 'семинара ю угольному машиностроению Кузбасса, — Кемерово, 1991. - С. 46.

25. Анткпов В.В., Бреннзр Б,А., Яабкн A.B., 11уш.;арвв А.Е. 1роходческий комплекс для проаедения выработок по крепким породам УПодззкное и -шахтное строительство - 1991. - 12. - С. 8-11.

. 26. Бреннер В.А,, Кабин A.B., Миллер Ы.М., Катягеров H.H. Zeiü£i4 of rsggsr&A o/^sC/^ciio/j

)} rocAg gy /hecAanicof evltew

//Proceedings oj- öz о ('л ео/ф/^елса

leomecAa/iics ¿?///>*ямес

-26 -Sep temSer /SM. 4. Л ßrookfie£d) .-r/t. 7.

27. Жабин А.Б., Иугакарев A.b., Антгаюв В,В. Влияние относи-рельного кяга резания на показатели процесса разрушения массива дея.аногиправлическики резцами а зависимости от гидравлических па-эвметроп инструмента / /iVo f от л 8 к са е ij механизация горных работ на гахтех: Сб.научн.тр./ТулИИ. - Тува, 1992. - С. 37-45.

28. Набнн A.B. Влияние углов установки л разворота на нагру-iOHHOCTb гидромеханических резцов //Мехшшзация И автоматизация ^орных работ на шахтах? Сб.научн.тр./ТудПЙ. - Тула, 1S93.

- С, 12-15.

29. ¡Кабин A.B. Разрушение горня пород гидромеханическим ре-кушим-инструментом //Неделя Горняка /Геэ;докл,' Издательство Московского Государственного горызго университета, 1994."

148-149. . • '

30. Жабин A.B. Интенсивность вращения поворотных гидромеханике ких резцов //Механизация и комплексная автоматизация горных забот на шахтах» Сб.научн.Тр./Гу.'ГТУТула, 1994. - С. 15-21.

31, Щабин А.Б,, Катагаров H.H., Миллер М.М., Харламов С.Е. Влияние давления воды на усилия резания и подачи при разрушении горных пород гидромеханическим резцом //Механизация и комплексная автоматизация горных работ на шахтах j Сб.научн .тр. Л'улПУ.- Тула, 1994, - С, 22-26,

32. Кабин А,В, Влияние относительного шага резания на.показатели процесса разрушения массива гидромеханическими резцами в зависимости от контактной прочности горных пород //Механизация и комплексная в-томатцзация горных работ на чахтах; Сб.научи.тр./ ТулГТУ.- Тула, 1994, - С. 6-15.

'33. Бреннер В,А,, Кабин A.B., Пушнарев А.Е,, Антипов В,В., Антилоп Ю,В., Мерзляков В.Г. Влияние гидравличесной мощности на производительность- проходческого комбайна о гидромеханическим "сполнительным органом //Механизация и комплексная автоматизация горных'работ на шахтах! Сб. научн, тр./ТулГТУ. - Тула, 1994,

- С. 3-8.

34, Жабин А,Б, Влияние гидравлической мощности на показатели процесса разрушения горного массива гидромеханическим исполнительным органом проходческого комбайна //Ученые записки Адыгейсксг0 Государственного университета! Еыл, 2, Сб.ст. /АТУ - Майкоп, 1994, - С, 170-176,

35, Кабин А.Б, Влияние параметров стружки и скороОТц реза-' нии на показатели процесса разрушения горных пород гидромеханическими резцами //Ученые записки Адыгейского Государственного университета! Вып. 2. Сб.от. /АПУ. - Майкоп, 1994, - С. 176-184.

36, Жабин А,Б., Катагаров К,Н,, Шолобова Л.Г1, Разрушение горных поиод гидромеваническими резцами с использованием поверхностно-актирных веществ //Научи,сообщ./ИГД им, А.А.Скочинокого,

- Вып. 300. г М,, 1994. - С, 163-167,

37, Мерзляков В,Г.i Бреннер В,А,, Жабин A.B. Создание модульных исполнительных органов для проходческих комбайнов //Горный вестник, - 3994. » 2. - С, 41-44,

38, Бреннер В.А., Мабин А,В., Ларит И.М., Мерзляков В.Г, Теоретическое описание гидромеханического резания горных пород //Международный семинар. Проблемы и перспективы развития горной техники. Г рные машинь и оборудование, II-13 октября 1994 г. /ЫГГУ. - М., 1995, - С, 37-44,

39. й А. йгсппег АВ.МШц К К Antepon Д£ Pus&karstf: i< 6. Crea, tLoo

0/ C'jtturo. mgdfigáders ufttú tfucfro/necñ.articcC Ex.ecutLtfs' Jor MzrsiЛаос PfinLng //

Tú ¿reí International St/m/sost^m St Af¿s?e MpcficsiLzcrtibn aqe/ /?i/tómút¿o/> / vóeumQ 1} Goñ¿efít íb£ortfc¿o Jí//?s />. 7-/3 - 7-£3. '

40. Кабин A.B., Катагаров H.H¿, лпрлакоп С.Е., Пронин O.B. Влияние параметров струит на показатели процесса разрушения гор ных пород в зависимости от угла установки гидромеханического per ■ ца//Мезизнизйция и комплексная автоматизация горных работ на шах-Taxi Сб.научн.тр.Аул1'У. Тула, 1995. - 27-35.

41. Кабин А.Б. Расчетное определение рациональных параметров разрушения горных пород гидромеханическими резцам1/Д!еханизоцня и комплексная автоматизация горшгх работ на шахтах? Сб.научн.тр. • ГУ. - Тула, 1996. - С. 5-7. .

42. A.c. 121051b СССР E2IC 25/38. Способ разрушения гор пород /Щеголевский W.A., Маякопсноп Д.И., Лабш A.B. и др. (СССР). - Опубл. в Ü.M. - 1986. - »5. - С. 244.

43. A.c. 1234641 СССР Е21Д 9/10. Исполнительный орган проходческого .комбайна /Бреннер В.А.', Еабин A.B., Йекзков В.М. и др. (СССР). - Опубл. в Б.И. - 1986. - Р £0. - С. 170.

44. A.c. 1289987 СССР F21C 27/24; Исполнительный орган проходческого комбайна /Бреннер В.А., Гедеванов А.К., Кабин А.Б. и др. (СССР). - Опубл. в 6.11. - 1987. - £ 6. - С. 119.

45. A.c. 1294909 СССР Е21С 27/24. Исполнительный орган .горно-го комбайна Детисов В.И., Соломатин J1.П., ¡Кабин A.B. (СССР).

- Опубл. в Fi.il. - 1937. - К- 9. - С. 143.

46. A.c. 1314054 СССР E2IC 39/00. Способ дингмических испытании горных пород /Греннер В.А., Щеголевский М.А., Жабин A.B. и др. (СССР). - Опубл. в Б.П. - 1987. - № 20. - С. 147.

47. A.c. I364VI4 СССР Е2ТС 25/38. Твердосплавная вставка для гидромеханического породоразрушаюшего инструмента Жеголевский Кабин A.B., Плеханов A.c. др. (СССР). - Опубл. в-Б.И, - I960.

- í? 1. - С. 97.

40. A.c. 1411462 СССР E2IC 27/24. Исполнительный орган проходческого комблй: a /iú'FbipiiiHH И.П., Кабин А;Ь., Сигин A.A. и др. (СССР). - (¡публ. n b.h. - 1988. - !!'■ 27. - С. 121.

49. A.c. 1470961 СССР E2IC £5/38. Инструмент для гидромеханк ческого разрушения горных пород /Щеголевский М.А., Щеголевский Ы. Кабин A.B. И др. (СССР). - Опубл. в Б.И. - 1989. - № 13. - С. 5.

50. A.c. 1470952 СССР E2IC 25/38. Инструмент для гидромехани честто разрушения горных пород /Щеголевский М.А., Щеголевский №. Жабин A.B. и др. (СССР). - Опубл. в Б.И. - 1989. - Ш 21. - С. 153

51. <\.с. 1484942 СССР E2IC 27/32. Стенд для Исследования разрушения горных пород /Щеголевский М.А., Щеголевский М.М., Жабин А.Б. и др. (СССР). - Опубл. в Б.И. - 19Э9. г № 21. - С. 151

52. A.c. 1717813 СССР E2IC 27/24. Исполнительный орган проходческого комбайна /Бреннер В.А., Жабин А.Б., Катагаров H.H. и др. (СССР). - Опубл. в Б.И. - 1992. - » 9. - С, 121.

53. A.c. I77829I. СССР E2IC 35/22. Устройство для разрушения горных пород /Антипов В.В., Щеголевский М.М., Жабин A.B. И др. (СССР). - Опубл, в Б.И. - 1992. - > 44. - С. 87,

54. A.c. 1778292 СССР Е21С 25/38 , 35/22, Устройство для разр; шения горных пород /Антипов В.В., Антипов Ю.В., Жабин А.Б. и др. (СССР). - Опубл. в Б.И. - 1992.-№ 44. - С. 87.

Подписано к печати 13.10,95.фораа! буиаги 6QxtA I/I6,. Буг ^га ®ииогр. ¡й 2.0£оет.печ.Уол.печ.л.2,5.Уч,-изд.л,2,2. Тираж 100 экз. Заказ » 722,

Издано в Тульском государственной университете, Тула .ул.Болдша, 151. Отпечатано на ротапринте в ТГУ.