Способ определения сопротивления пород копанию ковшом экскаватора

Способ определения сопротивления пород копанию ковшом экскаватора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение точности и информативности. Измеряют физико-механические свойства подлежащих экскавации горных пород и определяют площадь и форму поперечного сечения срезаемой ковшом экскаватора стружки на основании теоретической производительности экскаватора и конструктивно-кинематических параметров его рабочего органа. Измеряют радиус кривизны козырька ковша в радиальной плоскости и шаг расстановки на нем зубьев. Показатели - математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение касательной, боковой и нормальной составляющих силы сопротивления копанию - определяют по формулам регрессивной модели. Полученные показатели позволяют определить производительность экскавационных машин в конкретных горногеологических условиях эксплуатации. 2 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) 01) (51)5 Е 21 С 39/00 г с с

Ий(. )..,!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ УНТ СССР

1 (21) 4425071/24-03 (22) 16.05.88 (46) 15.04.90. Бюл. У 14 (71) Государственный научно-исследовательский проектно-конструкторский и проектный институт угольной промыпшенности "УкрНИИпроект" (72) В.М. Владимиров и В.Н. Коркушко (53) 622.23.05(088.8) (56) Беляков Ю.И., Владимиров В.И.

Совершенствование экскаваторных работ на карьерах. M. Недра, 1974, с. 260275. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ПОРОД КОПАНИЮ КОВШОМ ЭКСКАВАТОРА (57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения — повышение точности и информативности. Измеряют физико-механические свойства подле-

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при экскавации пород на открытых горных разработках.

Цель изобретения — повышение точ-. ности и информативности. На фиг. 1 показана схема приложения составляющих сил сопротивления копанию к режущему поясу ковша; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1.

Способ осуществляют следующим образом.

Измеряют физико-механические свойства подлежащих экскавации горных пород и определяют площадь и форму поперечного сечения срезаемой ковшом стружки. Дополнительно измеряют ради, 2 жащих экскавации горных пород и определяют площадь и форму поперечного сечения среэаемой ковшом экскаватора стружки на основании теоретической производительности экскаватора и конструктивнокинематических параметров

его рабочего органа. Измеряют радиус . кривизны козырька ковша в рапиальной плоскости и шаг расстановки на .нем зубьев. Показатели — математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение касательной, боковой и нормальной составляющих силы сопротивления копанию — определяют по формулам регрессивной модели. Полученные показатели позволяют определить производительность экскавационных машин в конкретных горно-геологических условиях эксплуатации. 2 табл., 2 ил. ус кривизны козырька ковша .в радиальной плоскости и шаг расстановки на нем зубьев. Показатели сопротивления пород копанию определяют по регрессивной модели

Р; х, С; F (S/Ü) . exp(S» Кр, (1)

8, С", F ë" S/1 )" 4 exp() (2)

S/b Р где Р;,6 ; — соответственно математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение касательной Р„,Я „, боковой Рг,бр и нормальной Р„,бр„ составляющих

1557319 силы сопротивления копанию;

С; - одна из характеристик физико-механических

Свойств пород { например, сцепление в массиве Сщ . ипи куске C„, пределы прочности на сжатие 6 или растяжение 6,коэффициент крепости Е но щкале И.И. Протодьяконова);

F, й/Ь - соответственно площадь и форма поперечного сечения срезаемой ковшом стружки1

K - - коэффициенты влияния конPi 6pi струкции режущего пояса ковша на Р> H 6 pj >со 2б ответственно, Чу . h Kpi, Kgp, у ° С; ехр(2 are sin — х х(2у агс sin — + у ))

Ь

2r (3)

h — шаг расстановки зубьев на козырьке ковша; г — радиус кривизны козырька ковша; х, х,x>,х4,х - параметры регрессии, 30 величина; которых протабулирована для оп- . ределяемьас показате- лей составляющих силы сопротивления копанию 35 и используемых для этого характеристик

Ci свойств пород; у,,yq, y»y4 — параметры регрессии, величина которых про- 40 табулирована для определения коэффициентов влияния конструкции режущего пояса ковша на показатели 45 составляющих силы копания и испольэуеья1х для этого характеристик Ci свойств пород.

Величины параметров х; и у; приве- 50 дены соответственно в табл. 1 и 2.

Пример. Определение сопротивления пород копанию было проведено при разработке рекомендаций по техноЪ 55 логии отработки угольных пластов ро.торным экскаватором ЭРП-1600 ма раз. резе "Иугунский" ПО "Востсибуголь".

На стадии определения технических воэможностей экскаватора ЭПР-1600 по оп-, ределению сопротивления копанию углей и реализации теоретической производительности, по кернам горно-геологической разведки Иугунского месторождения были исследованы физико- механические свойства углей. В результате этих исследований были определены характеристики сцепления. пород в массиве Cy =

= 0,16 МПа и куске С к = 2,15 ИПа. Для определения сопротивления копанию углей выбрана характеристика С»,. как наиболее значимая. по прочностным и структурным свойствам. Согласно теоретической производительности О=.

= 2250 м /ч экскаватора ЭРП-1600 в плотном теле и конструктивно-кинема-. тическим параметрам рабочего органа числу одновременно режущих поясов

Ярд = 6,7, скоростей резания. 7 =

2,94 м/с и боковой подачи Vg = 3; 32 м/мин установлены. средняя площадь Р = 0,03 м и форма 3/Ь = 2 поперечного сечения срезаемой ковшом стружки. Для определения коэффициентов влияния. конструкции режущего пояса ковша экскаватора ЭПР-1600 на показа» тели составляющих силы сопротивления копанию были проведены измерения радиуса кривизны и шага расстановки на

I нем зубьев.по приведенной на фиг. 1, 2 схеме. Значения коэффициентов Q, К, влияния конструкции .режущего пояса ковша на математическое .ояащаиие (Kp, 1,14) и среднее квадратическое отклонение (Ке 0,90) составляющих силы сопротивления копанию определены с учетом измеренных значений радиуса

r 0,44 и кривизны козырька ковша и шага Ь 0,25 и расстановки на нем зубьев, а также величины сцепления углей в массиве См по регрессивному соотношению (3),. параметры которого выбиралиеь из табл. 2. Для определения показателей сопротивления копанию углей по величине их сцепления в массиве и с учетом площади и формы поперечного сечения стружки, а также значений коэффициентов влияния конструкции режущего пояса ковша, использова» на регрессионная зависимость (1),(2), параметры которой выбирались иэ табл. 1. Значения математического ожидания и среднего квадратического отклонения касательной, боковой и нормальной составляющих силы сопротивления копанию экскаватором .

ЭРП-1600,мугунских углей соответстгде Р;, bp; х, xaÄ

У4

Таблица 1

Показатели составляющих силы

Характеристика свойств пород (Ci)

Параметры регрессии

С (Ипа) Ск (MIa) бс (MIIa) G pàñë.(ÌÏà) +g 6.1

+О, 98

+0,95

+285,1

+0,31

+0,62

-1,31

+О, 75

+0,56

+0,98

+0,95

+668,2

+0,39

+0,59

-1, 30

PK, (KH) +19,69

+0 50

+0,63

+0,97

+0,94

+203,6

+0,26

+0,63

-1,32

+60,76

+0,55

+0,58

+1,04

+1,01

+346,9

+0,27

+0,60

-1, 28

+58, 17

+0,59

+0,63

+0,94

+О, 91

+330,8

+0,29

+0,62

-1,32 х х х.

Х4 хц х хл хэ х,.<

6 „(кН) 5

15573 венно составили: Р„ = 28 19 кН, 5

У ю РН

= 8,09 кН Р = 12,19 кН; б p$ ,49 кН; P„= 21,96 кН; бр„= 7,60кН.

Удельная сила сопротивления копанию

К составила 939,66 кН/м . Согласно

5 техническим данным экскаватора

ЭРП-1600 такое удельное усилие может бйть реализовано при производительности 1570 м /ч в плотном теле.

Таким образом, изобретение позволя- 10 ет на стадии проектирования технологии разработки полезных ископаемых учитывать влияние на их сопротивление копанию конструкции режущего поя, са ковша, что способствует повышению

15 точности определения can сопротивления копанию и соответственно гарантировать конкретную производительность, экскавацнрнных машин. Повышение информативности результатов определения сопротивления пород копанию на основе данных о математическом ожидании и среднем квадратическом отклонении касательной, боковой и нормальной составляющих силы позволяет учитывать пространственно-вероятностный характер нагружения несущих конструкций экскавационных.машин и обеспечить йадежность их работы в конкретных горно-геологических условиях эксплуа30 тации.

Формула изобр етения

Способ определения сопротивления пород копанию ковшом экскаватора,включающий измерение физико-механических

I свойств горных пород, определение площади и формы поперечного сечения срезаемой ковшом стружки и определение показателей Can сопротивления пород, отличающийся тем, I

19 6 что, с целью повышения точности и информативности, дополнительно измеряют радиус кривизны козырька ковша и шаг расстановки на нем зубьев, а показатели сопротивления пород копанию определяют по зависимостям

Р; = х; СЛ F (S/Ü) ехр() Kpi;

6pi = x СИ Fхэ (S/b)Ú4 exp(mb) Кб — соответственно математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение касательной

Р„, b «, боковой Р Р, фр J HopMansHGA Рн бра. составляннцих силы сопротивления копанию;

С; — одна иэ. характеристик физико-ме хакич еских свойств пород;

F — площадь поперечного сечения стружки, S/b — отношение, характеризующее форму поперечного сечения стружки;

Крj у К g Р— коэффициенты влияния конструкции режущего пояса ковша на Р; и

Вр, соответственно;

Яу h

Кр Кбр -y, ° С; exp((2arc sin — Х

2r

Х(2у агс sin — + у4))

mar расстановки зубьев на козырьке ковша; радиус кривизны козырька ковша; х» х4, х и у,, у, у параметры регрессии.

1557319

Продолжение табл.1

Характеристика своиств пород (С0

Параметры регрессии

Показатели

С „(Ипа) Ск (МПа) 0 смс (МПа) » раева (МПа)

I составляющих силы к (кН ) ф р (кН) p >S (кН) (кН) 1 брн (кН) Таблица 2

Характеристики свойств пород (C;) Коэффициент Параметр влияния кон- регрессии струкции ковша

С,щ, МПа Ск, МПа 6 „,, MIIa рц ф NIIa f

+1,64

-0,08

-0,49

-0,30

+0,89

+0 02

+0,12

+0,14

Кplt

+1,38

-О, 08

-0,49

-0,30

+0,83

+0,02

+О,Ф2

+0,14

+1,74

-0,08 —.0,49

-0,30

+0,88

+0,02

+0,12

+О, 14

+1,57

-0,08

-0,49

-0,30

+0,86

+0,02

+0,12

+О, 14

+1,96

-0,08

-0,49

-0,30

+0,91

+0,02

+О, 12

+0,14

У

У

У

Уа

У, Уе

Уз

У

1 Й " х> х, х х> х ха х х хЗ

4 х х„ хд х х . х х, х х> хр хн

-1,25

+46, 36

+0,59

+0,20

+0,28

+0,26

+57,41

+0 41

+0,48

-0,50

-0,50

+119,7

+0,67

+0,27

+0,30

+0,28

+325,3

+0,56

+0,57

-0,55

-0,49

-1,26

+10,65

+0,44

+0 20

+0,28

+0,26

+20,76 .+О, 31

+0,48

-0,58

-0,50

+24,03

+0,50

+0,27

+0,30

+0,28

+80,82

+0.,42

+0,57

-0,55

-0,49

-1,27

+2,85

+0,58

+0,20

+0,28

+0,26

+8,23

+0,41

+0,48

-0,58

-0,50

+5,,35

+0,65

+0,27

+О, 30.

+О, 28

+22,64

+0,55

+0,57

-0,56

-0,49

-1,23

+14,59

+0,58

+0,20

+0,28

+0 26

+30,13

+0,14

+0,48.

-0,62

-0,53

+43,92

+0,22

+0,28

+0,30

+0,29

+107,6

+0,55

+0,57

-0,56

-0,49

-1,27

+10,71

+0,58

+0,20

+0,28

+0,26

+20,77

+0,41

+0,48

-0,58

-0,50

+23,86

+0,65

+0,27

+0,30

+0,28

+80,67

+0,55

+0i57

-0,56

-0,49!

1557319

Радиальное

Составитель В. Тальвойш

Техред.М,Ходанич Корректор 0. 1Ь пле

Редактор А. Долинич

Заказ 706 Тираж 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Mocxsa, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,!01