Новая энергетическая концепция проходческого комбайна с планетарным ударно-скалывающим исполнительным органом

Обоснована необходимость создания высокоэффективной горной техники с ударно-скалывающим исполнительным органом и приводится научная база для определения конструктивно-кинематических, силовых и энергетических параметров проходческих комбайнов для проведения выработок по крепким породам. Современные буровые проходческие комбайны (тоннелепроходческие комплексы) для разрушения породного массива используют принцип силового резания (резцы, диски, шарошки), для реализации которого необходимо создавать большие напорные усилия, в результате чего происходит повышенное измельчение продуктов разрушения, что ведет к высоким удельным затратам энергии на проведение выработок; конструкция комбайна обладает большой металлоемкостью и малой мобильностью, требует длительных сроков на запуск оборудования в работу, что в случае необходимости проведения относительно коротких технологических выработок горнодобывающих предприятий не рентабельно. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований установлены корреляционные зависимости для определения: необходимой величины энергии удара единичного инструмента по массиву в зависимости от его крепости, выхода продуктов разрушения за удар, удельных затрат энергии и других параметров силового воздействия. В связи с этим предложена новая энергетическая концепция создания проходческого комбайна, проведена предварительная оценка влияния на его производительность реализуемых (по крепким породам) параметров планетарным ударно-скалывающим исполнительным органом. Предложены и запатентованы в РФ способ проведения горной выработки и варианты конструктивного решения отдельных силовых элементов проходческого комбайна.

Ключевые слова: Проведение горных выработок, крепкие горные породы, механический (импульсный) способ разрушения, планетарный ударно-скалывающий исполнительный орган, статические напорные усилия, концентрация энергетического воздействия на забой, удельная энергоемкость процесса, управляемость движением комбайна, шаговый движитель, вакуумный отсос штыба, дистанционный контроль за работой проходческого комбайна.

Как процитировать:

Ушаков Л. С. Новая энергетическая концепция проходческого комбайна с планетарным ударно-скалывающим исполнительным органом // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 12. – С. 161–168. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-12-0-161-168.

Благодарности:

Информация об авторах:

Ушаков Леонид Семенович — д-р техн. наук, профессор,
Орловский государственный университет им. И.С. Тургенева,
e-mail: oushakov2007@mail.ru.

Контактное лицо:

Ушаков Леонид Семенович,
e-mail: oushakov2007@mail.ru.

Список литературы:

1. Wilson J. Resource Powers? Minerals, Energy and the Rise of tht BRICs // Tirde World Quarterly. 2015;36(1):223—239.
2. Wang Jingyuang, Deng Xianghui, Cao Weiping Numerical analysis on the stability of layered surrounding rock tunnel under the conditions of different inclination angle and thickness // American Journal of Traffic and Transportation Engineering. 2019;4(2):67—74. Published: May 31, 2019. DOl: 10.11648/agtte 20190402.14.
3. Xiangguo Li, Zhiqian Mei, Denglin Zhu, Baochun Xie Modeling and anti-sway control of ship-mounted crane // Advances in Mechanical Engineering. 9(9):168781401772725. September 2017. DOI: 10.1177/1687814017727252.
4. Liu Shuangshuang, Yang Guoping Performance analysis of hydraulic hammer at homeand abroad // International Journal of Research in Engineering and Science (IJRES). 2016:4(8):52—56.
5. Ушаков Л. С., Котылев Ю. Е., Кравченко В. А. Гидравлические машины ударного действия. — М.: Машиностроение, 2000. — 416 с., ил.
6. Ушаков Л. С. Гидравлические ударные механизмы: опыт расчета и проектирования. Обзор гидравлических схем и конструкций. — Palmarium Academic Publishing (Германия), 2013. — 273 с.
7. Kamanin Yu. N., Ushakov L. S., Panichkin A. V., Redelin R. A. Development and mathematical simulation of an orbital-type actuator of a tunneling machine // International Review of Civil Engineering (IRECE). 2017;8(4):133—137. DOI: 10.15866/irece.v8i4.12825.
8. Mendyka P., Kotwica K., Stopka G., Gospodarczyk P. Innovative roadheader mining head with assymetrical disc tools // International Multidisciplinary Scientific GeoConference: Surveying Geology & Mining Ecology Management (SGEM). 2016;2:489—496.
9. Аксенов В. В., Хорешок А. Д., Ефременков А. Б. и др. Создание нового инструментария для формирования подземного пространства // Горная техника. — 2015. — № 1 (15). — С. 24—26.
10. Субботин В. А., Телегина О. В. Новый исполнительный орган тоннелепроходческого механизированного комплекса (ТПМК) // Горная техника. — 2012. — № 2 (10). — С. 14—17.
11. Лазуткин А. Г., Ушаков Д. С., Нордин В. В. Влияние энергетических компонент на эффективность разрушения горных пород ударным инструментом // Известия вузов. Горный журнал. — 1984. — № 7. — С. 69—72.
12. Ушаков Л. С. Патент РФ № 2624491. Способ проведения горной выработки. Заявка № 2015113260, приоритет от 09.04.2015.