Институт угля Федерального исследовательского центра угля и углехимии СО РАН, Кемерово, Россия:

В. И. Клишин, зав. лабораторией, проф., д-р техн. наук, член-кор. РАН
Б. Л. Герике, главный научный сотрудник, проф., д-р техн. наук, gbl_42@mail.ru
П. Б. Герике, старший научный сотрудник, доцент, канд. техн. наук

Представлены исследования и разработки по совершенствованию и повышению эффективности безвзрывного способа разрушения (разработки) разных литотипов пород с использованием исполнительных органов горных машин, оснащенных режущескалывающим инструментом. На основе анализа существующих методов и критериев оценки качества рабочего инструмента и его взаимодействия с разрушаемой средой предложено ввести новый показатель — коэффициент эффективности действия рабочего инструмента, позволяющий количественно оценить реальное сопротивление породного массива механическому воздействию, прогнозировать энергозатраты на разрушение, а следовательно, и производительность горных машин в конкретных условиях. Приведены положительные результаты промышленных испытаний, показавших сходимость с данными моделирования и исследований по величине энергозатрат и производительности безвзрывной разработки разных литотипов горных пород.

Статья подготовлена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы» по теме «Разработка экспериментальных конструкций комбинированного инструмента с применением сверхтвердых композиционных материалов для эффективного разрушения горных пород» (Соглашение № 14.607.21.0028 от 05.06.2014г., уникальный идентификатор RFMEFI60714X0028). 

1. Барон Л. И., Глатман Л. Б. К выбору критерия оценки сопротивляемости горных пород разрушению шарошечным инструментом // Разрушение горных пород шарошечным инструментом. — М. : Наука, 1966. С. 18–27.
2. Позин Е. З. Сопротивляемость углей разрушению режущими инструментами. — М. : Наука, 1972. — 238 с.
3. Тангаев И. А. Энергоемкость процесса добычи и переработки полезных ископаемых. — М. : Недра, 1986. — 274 с.
4. Шрейнер Л. А. Твердость хрупких тел. — М. : Гостоптехиздат, 1949. — 187 с.
5. Хорешок А. А., Цехин А. М., Борисов А. Ю. Влияние условий эксплуатации горных комбайнов на конструкцию их исполнительных органов // Горное оборудование и электромеханика. 2012. № 6. С. 2–5.
6. Хорешок А. А., Маметьев Л. Е., Цехин А. М. и др. Производство и эксплуатация разрушающего инструмента горных машин. — Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2013. — 296 с.
7. Прокопенко С. А., Шлапаков П. А. Повышение безопасности и эффективности отбойки горной массы в шахтах.// Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2015. № 2. С. 27–31.
8. Loui J. P., Karanam U. M. R. Numerical studies on chip formation in drag-pick cutting of rocks // Geotechnical and Geological Engineering. 2012. Vol. 30. No. 1. P. 145–161.
9. Разрушение углей и горных пород / под ред. А. М. Терпигорева и М. М. Протодьяконова. — М. : Углетехиздат, 1958. — 58 с.
10. Герике Б. Л., Лизункин В. М. Энергетическая оценка качества механического разрушения горных пород // Горный журнал. 1998. № 6. С. 51–55.
11. Коняшин Ю. Г. О влиянии свойств горных пород на энергоемкость ударного скалывания межщелевых целиков // Разрушение горных пород : науч. сооб. — М. : ИГД им. А. А. Скочинского, 1973. Вып. 106. С. 24–30.
12. Ericssson A. Adams modelling of contact forces between disc cutter and mount. Department of Applied Mechanics. Division of Dynamics. Chalmers University of Technology. Master’s Thesis. — Göteborg, Sweden 2010. — 56 p.
13. Su O., Akcin N. A. Numerical simulation of rock cutting using the discrete element method // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2011. Vol. 48. No. 3. P. 434–442.
14. Крестовоздвиженский П. Д. Повышение прочности тангенциальных поворотных резцов горных очистных комбайнов : дис. ... канд. техн. наук. — Новокузнецк, 2011. — 190 с.
15. Барон Л. И., Глатман Л. Б., Козлов Ю. Н., Мельников И. И. Разрушение горных пород проходческими комбайнами // Разрушение агрегированными инструментами. — М. : Наука, 1977. — 160 с.
16. Kuidong G., Changlong D., Hongxiang J., Songyong L. A theoretical model for predicting the Peak Cutting Force of conical picks // Frattura ed Integrita Strutturale. 2014. Vol. 8. No. 27. P. 43–52.
17. Клишин В. И., Никитенко С. М., Герике Б. Л., Крестовоздвиженский П. Д. Новые армирующие вставки для поворотных тангенциальных резцов // Горный журнал. 2014. № 12. С. 89–92.
18. Лизункин В. М., Волков Е. С., Кравцов В. М. и др. Испытания комбайнового способа выемки руд // Горный журнал. 1989. № 2. С. 36–38.
19. Пат. 2187640 РФ, E21C25/16, 20.08.2002. Исполнительный орган горного комбайна / В. М. Лизункин, Е. И. Крылов, Б. Л. Герике, М. В. Лизункин ; заявл. 29.01.2001; опубл. 20.08.2002.
20. Кудлай Е. Д., Приволоцкий А. А. Исследование характеристик работы исполнительных механизмов очистного комбайна // Совершенствование техники и технологии разработки многолетнемерзлых россыпей : сб. науч. тр. — Магадан, 1985. С. 15–19.