Совершенствование способов выпуска и погрузки обрушенной руды погрузочными ковшовыми машинами

Актуальность работы. Возрастающее потребление минерального сырья, с одной стороны, и ограниченные запасы полезных ископаемых и их невосполнимость, с другой, определяют необходимость научно-обоснованных подходов к решению проблемы рационального использования недр. Научно-технический прогресс подземной добычи руды осуществляется за счёт совершенствования технологии разработки и внедрения высокопроизводительного самоходного оборудования.

Выпуск, погрузка, доставка и транспортирование горной массы на проходческих и очистных работах — самые трудоемкие операции технологического цикла добычи руды.

Наиболее прогрессивным средством механизации выпуска, погрузки и доставки руды являются самоходные погрузочно-транспортные машины (ПТМ) с грузонесущим ковшом. Они обладают высокой мобильностью, имеют большие напорные усилия, совмещают операции выпуска, погрузки и доставки руды, способны выполнять вспомогательные операции и могут эффективно использоваться практически при любых системах разработки. Особую актуальность приобретают вопросы влияния конструктивных параметров выработок выпуска на формирование навала в пунктах погрузки и режима черпания ковшовых ПТМ на качество и полноту извлечения отбитой руды из недр. Зарубежные и отечественные литературные источники лишь частично освещают опыт применения ковшовых ПТМ при добыче руды. Большую актуальность приобрели вопросы обеспечения рациональных условий работы ковшовых ПТМ, создания конструкций пунктов погрузки, инженерных приемов и способов, обеспечивающих наибольшую эффективность использования ПТМ.

Цель работы состоит в исследовании основных закономерностей формирования навала при истечении руды из выпускных окон в стесненных условиях подземных пунктов погрузкиустановлении закономерностей выпуска при периодическом силовом воздействии большегрузного ковша на поток выпускаемой руды и создании па этой основе принципов конструирования днищ блоков, обеспечивающих полноту и качество извлечения отбитой руды с высокими технико-экономическими показателями.

Научная идея работы заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании возможности повышения эффективности применения ковшовых ПТМ за счет совершенствования конструкций пунктов выпуска и погрузки руды, а также оптимизации параметров навала при истечении руды из выпускных окон.

Методы исследования. Для достижения цели принят комплексный метод, включающий: системный анализ и научное обобщение литературных данных и опытанатурные наблюдения за выпуском рудылабораторные и теоретические исследования с использованием методов физического и математического моделирования и математической статистики.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Выявленные закономерности формирования навала руды при гравитационном выпуске в стесненных условиях подземных пунктов погрузки, заключающиеся в том, что навал с рациональными для загрузки ковша ПТМ параметрами формируется применением прямоугольного козырька выпускного окна, расположенного перпендикулярно боковым стенкам погрузочного заезда или рациональным расположением выпускных окон в пункте погрузки.

2. Рациональную величину заглубления ковша в навал при торцевом выпуске, позволяющую при силовом воздействии на поток отбитой руды обеспечить циклично-поточное ее истечение.

3. Рациональные режимы черпания с повышенной интенсивностью выпуска у бортов погрузочного заезда, обеспечивающие полноту и высокое качество выпускаемой руды под обрушенными породами.

4. Разработанные на основе выявленных закономерностей параметры конструктивных элементов пунктов погрузки, предусматривающие свободу загрузки ковша, расположение кромки навала перпендикулярно направлению движения ковша, что повышает технико-экономические показатели работы ковшовых ПТМ.

Научная новизна работы заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании необходимости и возможности учета параметров формируемого навала обрушенной руды в стесненных условиях пункта погрузки, характера истечения отбитой горной массы при силовом воздействии ковша на поток выпускаемой руды, режима черпания на эффективность выпуска, погрузки и доставки руды ковшовыми ПТМ.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

— анализом большого количества данных о влиянии конструктивных элементов систем разработки на показатели использования самоходного оборудования;

— применением современных методов исследований;

— сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований с результатами опытно-промышленных работ при надежности не менее 90% и практической реализацией рекомендаций.

Научное значение работы состоит в теоретическом обосновании рациональных технологических параметров процесса выпуска и погрузки руды ковшовыми ПТМ.

Практическое значение работы состоит в совершенствовании способа и режимов выпуска руды из блока, повышающих эффективность применения ковшовых ПТМ, а также в разработке методик обоснования эффективных параметров выпуска и погрузки руд.

Реализация результатов работы. Разработки диссертанта используются Садонским свинцово-цинковым комбинатом, Тырныаузским горно-обогатительным комбинатом, институтом «Кавказгипроцветмет» для проектирования новых участков и рудников добывающих отраслей, а также используются при изучении дисциплин «Системы разработки», «Процессы подземных горных работ» и «Основы научных исследований» .

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались на ежегодных научно-технических конференциях Северо-Кавказского государственного технологического университета (г. Владикавказ, 1988;1999), на Республиканской научно-практической конференции молодых учёных и специалистов «Перестройка общества: вклад молодой научно-технической интеллигенции» (г. Владикавказ, 1989), на III Всесоюзном семинаре «Проблемы разработки полезных ископаемых в условиях высокогорья» (г. Бишкек, 1991), на конференции, посвящённой 100-летию проф. В. Г. Агеенкова (г. Владикавказ, 1993), на Международной научной конференции по прикладной геометрии «Теоретические и практические вопросы приложения начертательной геометрии в горном деле и геологии для решения инженерных и научных задач» (г. Владикавказ, 1994), на технических советах Садонского СЦК (1996, 1998), Тырныаузского ГОК (1998, 1999), на III Международной конференции «Комплексное изучение и эксплуатация месторождений полезных ископаемых» (г. Новочеркасск, 1997).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 160 стр. машинописного текста, включает 34.