- •В.А. Романов, и.П. Кавыршин эксплуатация карьерного оборудования
- •1. Расчет рабочих параметров процесса бурения
- •1.1. Теоретические основы процесса бурения
- •1.1.1. Теория рабочего процесса буровых машин ударного и ударно-вращательного действия
- •1.1.2. Теория рабочего процесса машин вращательного
- •1.1.3. Теория рабочего процесса машин вращательного бурения резцовыми долотами
- •1.1.4. Физические основы термического (огневого) бурения
- •1.1.5. Определение производительности буровых станков
- •1.2. Задачи для выполнения практических работ
- •1.2.1. Определение теоретической скорости бурения и энергии единичного удара погружного пневмоударника
- •1.2.2. Определение частоты ударов и мощности погружного певмоударника
- •1.2.3. Определение режимных параметров бурения породы
- •1.2.4. Определение режимных параметров бурения породы режущим долотом
- •1.2.5. Определение производительности буровых станков
- •2. По формулам (1.25) и (1.26) рассчитывается месячная и годовая производительность:
- •1.3. Примеры решения задач
- •2. Определение основных параметров
- •2.1. Методика расчета и расчетные зависимости
- •2.1.1. Тяговый, статический расчеты и расчет устойчивости бульдозера
- •2.1.2. Тяговый и статический расчеты рыхлителя
- •2.1.3. Тяговый расчет и расчет устойчивости скрепера
- •2.1.4. Тяговый, статический расчеты и расчет устойчивости одноковшового фронтального погрузчика
- •2.1.5. Расчет производительности выемочно-транспортирующих машин
- •2.2. Задачи для выполнения практических работ
- •2.2.1. Определение рабочих параметров бульдозера
- •2.2.2. Определение рабочих параметров навесного рыхлительного оборудования
- •2.2.3. Определение основных эксплуатационных параметров самоходного двухмоторного скрепера
- •2.2.4. Определение эксплуатационных параметров
- •2.3. Примеры решения задач
- •3. Теоретические основы расчета нагрузок
- •3.1. Методика расчета и расчетные зависимости
- •3.1.1. Определение линейных размеров и масс основных
- •3.1.2. Условия работы приводов главных механизмов экскаваторов
- •3.1.3. Определение нагрузок на рабочее оборудование прямых
- •3.1.4. Определение средневзвешенной мощности приводов
- •3.1.5. Определение нагрузок на рабочее оборудование
- •3.1.6. Определение средневзвешенной мощности приводов
- •3.1.7. Тяговый расчет гусеничного ходового оборудования
- •3.1.8. Тяговый расчет шагающего ходового оборудования
- •3.2. Задачи для выполнения практических работ
- •3.2.1. Определение эксплуатационных параметров рабочего оборудования прямой механической лопаты
- •3.2.2. Определение эксплуатационных параметров рабочего
- •3.2.3. Тяговый расчет двухгусеничного хода одноковшового
- •3.2.4. Определение мощности привода шагающего
- •3.3. Примеры решения задач
- •4. Определение числа технических
- •4.1. Методы определения числа технических
- •4.2. Постановка задачи и исходные данные
- •4.3. Порядок решения задачи
- •4.4. Примеры решения задачи
- •5. Расчет ремонтной базы для технического
- •5.1. Общие сведения о ремонтных базах
- •5.2. Постановка задачи и исходные данные
- •5.3. Порядок расчета ремонтной базы ценностным
- •5.4. Пример расчета
- •6. Проверка фундамента под установку
- •6.1. Основные положения
- •6.2. Постановка задачи и исходные данные
- •6.3. Порядок выполнения работы
- •6.4. Пример расчета фундамента
1.1.4. Физические основы термического (огневого) бурения
Термическое разрушение горной породы происходит вследствие ее интенсивного одностороннего нагревания, ведущего к большему расширению поверхностных слоев нагреваемой породы по сравнению с нижележащими. Неравномерное расширение создает механические напряжения в породе и, когда они достигают величины временного сопротивления скалыванию, происходит хрупкое разрушение. Величина напряжений в породе зависит от разности температур ее слоев, т. е. от температурного градиента.
В породах с низкой теплопроводностью отмечается более резкий перепад температур, чем в породах с более высокой теплопроводимостью. Следовательно, при прочих равных условиях температурный градиент в первом случае будет выше.
Температурный градиент зависит также от величины теплового потока, т. е. количества тепла, передаваемого газовой струей в единицу времени единице поверхности горной породы.
Удельный тепловой поток q [Дж/(м2∙с)] при известном количестве тепла Qп (Дж/с), сообщаемом газовыми струями в единицу времени поверхности F (м2), определяется по формуле
q = Qп/F.
Величина удельного теплового потока зависит от скорости струи газов и возрастает с ее увеличением. Последнее возможно с помощью сопел Лаваля, проходя через которые струя достигает сверхзвуковой скорости. Температура газов ограничивается термической стойкостью горелки.
Тепловые потоки для термического бурения создаются в результате сжигания в камере сгорания высококалорийных смесей (кислород – керосин, бензин – сжатый воздух, соляровое масло – азотная кислота, а также керосин – сжатый воздух).
Скорость термобурения зависит от петрографических особенностей породы, а также от скорости подачи и частоты вращения термобура. С увеличением подачи скорость бурения сначала растет, но, достигнув максимального значения, падает. С увеличением частоты вращений процесс разрушения породы, как правило, улучшается и до некоторого предела растет скорость бурения. Выше этого предела увеличение частоты вращения ведет к снижению скорости бурения.
Эффективность термического бурения горных пород в первую очередь определяется их склонностью к хрупкому термическому разрушению и зависит от структуры, текстуры, прочностных, упругих и теплофизических показателей пород. Эти показатели определяют необходимые для разрушения породы тепловой поток и температуру. Количественно термобуримость характеризуется показателем термобуримости Пт.б (см3/кал) и температурой разрушения Тр (0С):
П т.б = βт Еу/(σраст Ст);
Тр = 1,5 σсж (1 - γп)/(βт Еу),
где βт – коэффициент линейного теплового расширения породы, 1/оС;
Ст – объемная теплоемкость породы, кал/(см3/оС);
Еу – модуль упругости, Па;
γп – коэффициент Пуассона.
1.1.5. Определение производительности буровых станков
Сменная производительность бурового станка Псм (м/смену) определяется по формуле [4]
(1.24)
или
, (1.25)
где – коэффициент использования нормативного времени смены
(ч) для бурения за вычетом вероятных простоев станка (в среднем = 0,6…0,8);
– техническая скорость бурения, в среднем = (0.75…0,8) V,
м/ч;
V – теоретическая скорость чистого бурения, м/ч;
– удельные затраты времени на чистое бурение, ч/м;
– сумма удельных затрат времени на выполнение
вспомогательных технологических операций (переезд от
скважины к скважине с учетом снятия станка с домкратов,
замена долота; наращивание бурового става и т.д.), ч/м.
Продолжительность вспомогательных операций (ч), проводимых после подъема става из скважины и до начала бурения очередной скважины, в общем виде состоит из затрат времени на:
• опускание мачты в транспортное положение (если это необходимо по технологическим соображениям) ;
• съем станка с домкратов и подъем фартука пылесборника ;
• переезд от скважины к скважине с необходимой скоростью
Vx, – tx;
• постановку станка на домкраты на новой скважине ;
• подъем мачты из транспортного положения до нужного угла ее установки для бурения ;
• замену долота ;
• замену штанги tЗШ;
• подвод долота от центратора к поверхности уступа на уменьшенной скорости подачи, забуривание долота и стабилизатора на их суммарную высоту на уменьшенных скорости подачи, оборотах долота и усилии подачи, м:
;
• наращивание става до полной глубины скважины Н, м
штанг по ;
• демонтаж става после достижения заданной глубины скважины Н, м:
штанг по ;
.
Значения различны для случаев ( – проходка на долото):
• бурения в крепких породах, когда долото меняется раньше, чем закончена проходка скважины ( ):
• бурения одним долотом многих скважин ( );
• бурения одной штангой уступа глубиной Н без наращивания
( или ).
Сумма удельных затрат времени (ч/м) на выполнение вспомогательных технологических операций при бурении одной скважины глубиной Н (м) определяется по формуле
.
Время цикла бурения одной скважины (ч) – время до начала бурения следующей):
.
Месячная (м/мес.) и годовая (м/год) производительности:
ПМЕС = ПСМ n; (1.26)
или , (1.27)
где п и N — соответственно среднее число рабочих смен в календарном
месяце и число рабочих месяцев в году.
Сменная производительность бурового станка по обуренной горной массе (м3/смену) определяется с учетом среднего выхода горной массы (м3) с 1 м скважины В (м3/м):
,
где В = W/ L; W — объем взорванной массы, м3;
L – суммарное число метров скважин, пробуренных, заряженных и
взорванных, м.
Аналогично определяются месячная и годовая производительности.