Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Теоретическое обоснование технологий применения карьерных гидроэкскаваторов при комплексной разработке месторождений Неволин, Дмитрий Германович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Неволин, Дмитрий Германович. Теоретическое обоснование технологий применения карьерных гидроэкскаваторов при комплексной разработке месторождений : автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.15.03 / Горный ин-т.- Москва, 1996.- 38 с.: ил. РГБ ОД, 9 98-1/629-8

Введение к работе

Актуальность проблемы. Научные направления комплексного освоения недр, разработанные академиком Н.В.Мельниковым и получившие широкое развитие в трудах академика МКАгошкова и других ученых, не потеряли своей актуальности и в настоящее время.

Одним из возможных механизмов осуществления данных направлений является разработка и внедрение новых прогрессивных экскаваторных технологий, позволяющих интенсифицировать производство, производить малоотходные селективные работы и обеспечить ресурсосбережение.

Анализ мирового опыта эксплуатации выемочно-погрузочного оборудования на карьерах показал широкое использование гидравлических экскаваторов (в дальнейшем - гидроэкскаваторов) с вместимостью ковша до 26 мЗ. Западная Европа выпускает только карьерные гидроэкскаваторы, в США их доля достигает 60% от общего объема выпуска. Уралмашзаводом ("УЗТМ") освоен выпуск гидроэкскаваторов с вместимостью ковша 8... 20 мЗ.

Комплексное освоение . (разработка) месторождений предусматривает систему технических, экономических и организационных методов и средств, обеспечивающих добычу минерального сырья и его последующую переработку для достижения оптимального уровня извлечения из добытого сырья основных и попутных компонентов и утилизацию отходов производства. *

Дальнейшее повышение эффективности открытых горных работ возможно путем применения технологий на базе универсального выемочно-погрузочного оборудования - гидроэкскаваторов с принципом копания ковша двойного действия (ЭГД). Отсутствие научно обоснованных технологических решений в данной области является сдерживающим фактором.

Существующие технологии для ЭГ и ЭГО не взаимозаменяемы и требуют перевооружения рабочего оборудования с прямой лопаты на обратную (или в противоположной последовательности). Это влечет дополнительные затраты на приобретение стрелы, рукояти и

* Горное дело: Терминологический словарь / Г.Д.Лидин, ЛДВоронина, ДЛ.Каплунов и др. - 4-е изд. - Недра, 1990. - 696с.

ковша и времени на демонтаж и монтаж а в ряде случаев -дополнительной единицы гидроэкскаватора, что снижает эффективность использования оборудования и повышает капитальные затраты.

Принцип работы ЭГД позволяет предположить их эффективное применение при комплексной разработке месторождений, которая объединяет в себе широкое понятие. Это не только селективная выемка полезных ископаемых, но и отработка складов полезных ископаемых, вовлечение в эксплуатацию запасов минерального сырья, находящихся во временной консервации.

Таким образом, теоретическое обоснование технологий применения карьерных гидроэкскаваторов при комплексной разработке месторождений делает исследования актуальными.

Экономическая часть исследований была выполнена в Джиономикс институте (Мидделбери, Вермонт, США) в 1993-1994 гг.

Цель работы заключается в теоретическом обосновании технологий применения карьерных гидроэкскаваторов при комплексной разработке месторождений.

Идея работы - состоит в расширении технологических возможностей карьерных гидроэкскаваторов на основе универсальности использования ковша - прямым и обратным способом и переменной его вместимости.

Научные положения, выносимые на защиту:

  1. Объем копания с одной точки стояния для гидроэкскаваторов с принципом копания ковша двойного действия в 1,3 ... 1,5 раза больше, чем для обратных лопат и в 2,6 ... 2,8 раза - для прямых лопат с одинаковыми параметрами максимального радиуса черпания и сектора копания.

  2. Повышение эксплуатационной производительности гидроэкскаваторов с принципом копания ковша двойного действия в среднем на 6% по сравнению с обратными лопатами достигается за счет комбинированного способа разгрузки ковша при использовании его поперечной подвижной стенки.

  3. Энергоемкость экскавации для гидроэкскаваторов, работающих в режиме прямая лопата с экскавационным способом черпания и погрузкой на уровне стояния, на 10% ниже, чем для мехлопат, а при совмещенном способе черпания - на 65%, чем при экска-вационном и комбинированном, для гидроэкскаваторов, работающих

с нижнем черпанием, энергоемкость экскавации на 30% ниже при нижней погрузке, чем при верхней.

4. Технологии применения карьерных гидроэкскаваторов с
принципом копания ковша двойного действия при комплексной
разработке месторождений обеспечивают по сравнению с
мехлопатами:

производство селективной выемки полезных ископаемых без потерь и снижение величины разубоживания в 2 раза для залежей с углом падения 0 ... 90 ввиду возможности черпания ковша по любой траектории забоя;

экономию на 40% экскаваторного парка при бестранспортном проведении траншей за счет совершенствования организации работ;

интенсификацию процесса расконсервации временно нерабочих бортов карьеров в 1,5 раза на основе применения новых технологий.

5. Технологическая гибкость системы выемочно-погрузочное
оборудование - транспорт достигается за счет применения гидро
экскаваторов с принципом копания ковша двойного действия,
позволяющего не только работать в режиме прямой и обратной
лопаты, но и обеспечивать работу с траспортом различной грузо
подъемности и по разным погрузочным схемам ввиду переменной
вместимости ковша.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обусловлена применением современных научных методов исследований и положений численного моделирования с использованием расчетов на персональных компьютерах, проверкой значимости коэффициентов корреляции (г = 0,61 ...0,82) для зависимостей технологических параметров гидроэкскаваторов с принципом копания ковша двойного действия по критериям вероятностно-статистического анализа (вероятность р = 95%) и внедрением исследований в проектных организациях.

Научная новизна работы состоит:

в установлении закономерностей процесса черпания карьерных гидроэкскаваторов с принципом копания ковша двойного действия, объясняющих влияние горнотехнических условий разработки на их производительность и энергоемкость экскавации;

в разработке исследовательских методик для обоснования параметрического ряда карьерных гидроэкскаваторов с принципом

копания ковша двойного действия, энергоемкости экскавации гидроэкскаваторов;

в обосновании технологических решений, обеспечивающих полноту выемки полезных ископаемых и повышающих эффективность горных работ при комплексной разработке месторождений;

в разработке экономического критерия эффективности технологий применения карьерных гидроэкскаваторов - годового процента прироста капитала (прибыли), учитывающего дополнительную прибыль за счет косвенного эффекта от внедрения новой техники.

Научное значение работы состоит в следующем:

расширение технологических возможностей карьерных гидроэкскаваторов на основе универсальности использования его ковша явилось основой для создания нового класса выемочно-погрузочного оборудования - карьерных гидроэкскаваторов с принципом копания ковша двойного действия, внедрение которого возможно в короткие сроки в связи с поузловой и поэлементной унификацией моделей прямых и обратных лопат;

исследование рабочих параметров технологий применения карьерных гидроэкскаваторов с принципом копания ковша двойного действия доказало, что разработанные технологии могут "вписываться" в существующие, не усложняя, а дополняя их.

Практическое значение работы состоит

в обосновании технологий применения гидроэкскаваторов с принципом копания ковша двойного действия в качестве основного и вспомогательного выемочно-погрузочного оборудования карьеров практически в любых горнотехнических условиях производства открытых горных работ;

в создании инженерных методов и программного обеспечения расчетов на персональных компьютерах технологических параметров применения гидроэкскаваторов;

в использовании разработанных методик и рекомендаций организациями научного и проектного профиля.

Реализация результатов работы. Расчеты рабочих параметров гидроэкскаваторов, производительности, технологических схем производства открытых горных работ переданы для внедрения в институт Уралгипроруда (Екатеринбург): ожидаемый годовой экономический эффект в расчете на один гидроэкскаватор с принципом

копания ковша двойного действия с вместимостью 5 ... 10 мЗ составит 5 млн. руб. в ценах на 1.07.92 г.

Конструктивные параметры гидроэкскаваторов с принципом копания ковша двойного действия (с универсальным рабочим органом) приняты к внедрению в отделе гидравлических экскаваторов НИИтяжмаш "УЗТМ" (Екатеринбург).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались в отделе гидравлических экскаваторов НИИтяжмаш "УЗТМ" (Екатеринбург, 1992 г.), в институте Уралгипроруда (Екатеринбург, 1992 г.); в институте НИИОГР (Челябинск, 1994 г.).

Принято участие в работе: Республиканской научно-технической конференции "САПР" горнодобывающих предприятий" (Ташкент, 1984 г.), II Отраслевой научно-технической конференции молодых ученых ИГД МЧМ СССР (Свердловск, 1985 г.), III Всесоюзной конференции молодых ученых ИГД МЧМ СССР (Свердловск, 1986 г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Социально-экономические проблемы развития народного хозяйства севера СССР" (Мурманск, 1990 г.), XXIV Всесоюзной школе по автоматизации научных исследований (Апатиты, 1990 г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Совершенствование технологии горного производства для снижения негативного воздействия на окружающую природную среду" (Кривой Рог, 1991 г.), Всесоюзной школе молодых ученых "Современные методы разработки и обогащения полезных ископаемых при комплексном освоении месторождений" (Алма-Ата, 1991 г.), V Всесоюзной научно-технической конференции "Интенсификация горнорудного производства" (Свердловск, 1991 г.), Всесоюзном совещании "Проблемы рационального освоения минеральных ресурсов ("Мельниковские чтения")" (Хабаровск, 1991 г.), Всесоюзной конференции молодых ученых "Добыча и обогащение комплексных руд" (Апатиты, 1991 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 23 печатных работах, включая 3 монографии. Всего по теме диссертации опубликовано 40 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения и 2 приложений, содержит 240 страниц, 30 таблиц, 30 рисунков и список литературы из 183 наименований. В приложении приведены программы расчета объемной

модели процесса копания карьерных гидроэкскаваторов с рабочим оборудованием прямая, обратная лопата и с принципом копания ковша двойного действия на компьютерах и документы с внедрениями результатов работы.

Автор выражает искреннюю благодарность за ценные научные консультации профессорам, докторам техн. наук ОДАлимову, КШАнистратову, а также ведущим специалистам в области проектирования и эксплуатации гидравлических экскаваторов канд. техн. наук ЛССкобелеву и В.ССеменникову НИИтяжмаш "УЗТМ" и главному специалисту в области проектирования открытых горных работ ВГДрачеву АООТ "Уралрудпромпроект" за оказанную помощь и советы в процессе выполнения работы.