Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 7
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ И ПРАКТИКИ ПРИ МЕНЕНИЯ ГОРНОЙ ТЕХНИКИ НА ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАЗРА БОТКАХ 19
1.1. Технологии и практика применения горной техники на открытых угольных разработках 20
1.2. Технологии и практика применения горной техники на открытых россыпных месторождениях 35
1.3. Состояние изученности процесса резания (рыхления) многолетне-мерзлых, сезонномерзлых, мелкозернистых и крупнообломочных пород 47
1.4. Современные оценки эффективности работы скрепер - дозерных агрегатов и особенности черпания пород этими машинами 64
1.5. Изученность процесса выемки пород скреперами, оснащенными интенсифицирующими устройствами в виде промежуточных подгребающих стенок 68
1.6. Цель, задачи и методы исследований 70
Выводы 73
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫЕМКИ ПОРОДЫ РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ ГОРНЫХ МАШИН 75
2.1. Определение сопротивлений резанию (рыхлению) мерзлой породы 75
2.1.1. Характер стружкообразования и схемы предельных состоя ний отделяющихся элементов стружки в процессе резания мерзлой мелкозернистой дисперсной породы 75
2.1.2. Определение максимального значения сопротивления ре занию мерзлой мелкозернистой породы блокированным спо собом 82
2.1.3. Определение максимального сопротивления резанию мерз лой мелкозернистой породы сотовым способом 91
2.1.4. Определение максимального сопротивления резанию связной мерзлой мелкозернистой породы при малых значениях отрицательных температур 103
2.1.5. Определение сопротивления резанию мерзлой мелкозернистой породы щелевым способом 105
. 2.1.6. Схемы действия сил и напряжений на отделяющийся элемент стружки и определение максимального значения касательной и нормальной составляющих сопротивления резанию породы с крупнообломочными включениями 108
2.2. Определение усилия для выемки блоков мерзлой породы из разупроч-ненных откосов уступов 116
2.3. Обоснование применения длинных ковшей на скреперах и сопротивление перемещению промежуточных подгребающих стенок внутри ковша скрепера при зачерпывании породы 121
2А Определение сопротивлений и времени разгрузки породы из раскры вающихся ковшей гидравлических экскаватороз 127
2.5. Обоснование применения бульдозерно-скреперных (БСА) и бульдо- зерно-скреперно-рыхлительных (БСРА) агрегатов на открытых гор ных работах 132
Выводы 134
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫЕМКИ МЕРЗЛЫХ ГОРНЫХ ПОРОД 137
3.1. Конструкция стенда и методика исследований резания мерзлых пород одиночным зубом 137
3.2. Характер и степень влияния крепости породы, глубины резания, ширины зуба на форму развала в прорези, определение площади поперечного сечения стружки, сопротивлений и энергоемкости при раз- личных способах резания 151
3.3: Влияние процентного содержания крупнообломочных включений, размеров включения на сопротивление резанию 167
3.4. Методика и результаты экспериментальных исследований выемки мерзлой породы усовершенствованными экскаваторами непрерывного действия (ЭТР) и циклического действия (ЭО) 172
Выводы 194
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫЕМКИ ТА ЛЫХ ПОРОД В ЛАБОРАТОРНЫХ И ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ 197
4.1. Конструкция стенда и методика исследований сопротивлений черпанию породы моделью ковша скрепера и промежуточной подгребающей стенкой (ППС) внутри ковша 197
4.2. Результаты исследования сопротивлений и энергоемкости черпания породы ковшами скреперов с 1111С и степени наполнения ковша при различных углах наклона днища 200
4.3. Устройство стенда и методика исследования усовершенствованной конструкции ковша гидравлического экскаватора в процессе разгрузки породы 206
4.4. Результаты исследований времени выгрузки породы из раскрывающихся ковшей одноковшовых гидравлических экскаваторов и возникающих усилий на штоках гидроцилиндров подъема козырька 208
Выводы 210
5. ПРЕДЛАГАЕМЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ ДЛЯ РОССЫПНЫХ И УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА 211
5.1. Безвзрывная технология вскрышных работ в зимний период примени тельно к угольным месторождениям 212
5.1.1. Необходимое количество буровых станков при работе на мерз лых породах и их комплектация с карьерными экскаваторами 217
5.1.2. Параметры дискофрезерного оборудования для разупрочнения промерзшего откоса уступа 219
5.1.3. Потребное количество одноковшовых экскаваторов, оборудованных ковшами с рыхлительными зубьями на днище, для разупрочнения промерзшего поверхностного слоя рабочей площадки уступа 220
5.1.4. Обоснование использования комплекта машин - роторные траншейные (ЭТР) и одноковшовые карьерные (ЭКГ) экскаваторы для разупрочнения рабочих площадок и выемки мерзлой породы из разупрочненных уступов 222
5.2. Технология добычных работ на россыпных месторождениях с приме нением бульдозерно-скреперных (БСА) или бульдозерно-скреперно- рыхлительных (БСРА) агрегатов 226
5.2.1. Оценка эффективности бульдозерно-скреперных и бульдозерно-скреперно-рыхлительных агрегатов при разработке россыпных месторождений 229
5.2.2. Размеры добычных блоков при транспортировании песков к приемным бункерам гидровашгердов с помощью БСА (БСРА) 232
5.3. Усовершенствование технологии вскрышных и добычных работ с при менением выемочных машин непрерывного действия фрезерного типа и скреперов 235
5.4. Повышение эффективности вскрышных работ на мелкозернистых талых породах с применением скреперов 241
5.5. Технологические решения по повышению эффективности вскрышных и добычных работ на предварительно взорванных крепких породах с применением одноковшовых гидравлических карьерных экскаваторов, скреперов с повышенной вместимостью ковша и бульдозерно-скреперных агрегатов 243
Выводы 248
6. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ МЕСТО РОЖДЕНИЙ 251
6.1. Экологическая оценка новых технологий разработки россыпных и угольных месторождений 251
6.2. Экономическое обоснование предлагаемых технологий открытых горных работ 253
6.2.1. Сравнение технологии разработки россыпных месторождений при использовании БСА с бульдозерным способом 253
6.2.2. Преимущества безвзрывной технологии разупрочнения уступов карьеров в зимнее время по сравнению с разупрочнением буровзрывным способом 254
6.2.3. Экономические показатели безвзрывной технологии вскрышных и добычных работ с применением выемочных машин фрезерного типа 256
6.2.4. Обоснование технологии вскрышных и добычных работ с использованием модернизированных скреперов и карьерных одноковшовых экскаваторов на предварительно взорванных породах 259
6.2.5. Экономическая оценка внедрения большегрузных скреперов с 1111С и бульдозерно-скреперных агрегатов на черпании и транспортировке взорванной породы 260
Выводы 261
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 263
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 268
Приложения к диссертации отдельным томом.
Введение к работе
Горнодобывающая- промышленность является ведущей отраслью народного хозяйства нашей страны. Объем добычи твердых полезных ископаемых приближается к 20 млрд. т/год [1]. Весомый вклад в общий объем добычи полезных ископаемых вносит Дальневосточный регион. Дальний Восток богат различными полезными ископаемыми (олово, золото, платина, серебро, железо, марганец, медь, титан, вольфрам, свинец, цинк, молибден, уран, флюорит, угли разных марок, разнообразные строительные материалы, химическое сырье) [2]. Однако начиная с 1987 г., в горнорудной промышленности России, включая и Дальний Восток, наметилась тенденция сокращения производства практически всех основных металлов и угля [3, 4, 5, 6, 7]. К началу 90-х годов горнодобывающая промышленность России, как и другие виды промышленности, попала в полосу глубокого кризиса, вызванного высокими издержками производства и отсутствием рынков сбыта произведенной продукции.
Распад СССР и нарушение хозяйственных связей, многочисленные ошибки в переходном периоде к цивилизованным рыночным отношениям сыграли дополнительную деструктивную роль на ход социально-экономических процессов в горнодобывающей промышленности. За характеризуемый период устарело технологическое оборудование, а изношенность морально устаревшей Ь горной техники на отдельных карьерах достигла 70%. Из-за ограничения ис точников финансирования и резкого снижения объемов геолого-разведочных работ наметилась тенденция уменьшения прироста запасов минерального сырья. На внутреннем и внешнем рынках существенно поменялись конъюнктура потребления металлов и угля. Сложившиеся современные рыночные условия в России, в том числе и на Дальнем Востоке, вызывают необходимость существенного снижения себестоимости товарной продукции горных предприятий.
Открытый способ разработки месторождений полезных ископаемых ока зывает серьезное негативное влияние на состояние окружающей среды, вызы вая ландшафтные и аэрологические изменения загрязнением прилегающих к горному предприятию территорий, воздушного и водного бассейнов.
Целесообразно рассматривать два направления повышения рентабельности освоения месторождений полезных ископаемых. Первое направление связано с отработкой богатых месторождений полезных ископаемых, при этом в недрах останется бедное по содержанию минеральное сырье, которое, вероятнее всего, в перспективе будет уже не востребовано. Этот путь освоения месторождений был широко распространен в СССР и в достаточно больших масштабах практикуется в настоящее время на месторождениях Дальнего Востока.
Второе направление - это повышение рентабельности горных работ за счет внедрения новой горной техники и прогрессивных технологий добычи и переработки минерального сырья.
Актуальность работы. Применяемые в настоящее время технологии и технические средства в большинстве своем не соответствуют комплексу современных требований экономики, экологической и социальной безопасности. На россыпных месторождениях природного, природно-техногенного и техногенного типов применяется чаще всего бульдозерный способ выполнения вскрышных и добычных работ. Известно, что бульдозеры являются неэффективными с точки зрения энергозатрат машинами, поскольку перемещают горную массу волоком. Кроме того, эффективная дальность перемещения горной массы бульдозерами мала, что требует частой перестановки промывочного оборудования. Применение более мощных бульдозеров с целью повышения эффективности добычных работ даже на техногенных россыпях, где требуется валовое перемещение породы, не приносит существенной экономии, поскольку более мощная техника не комплектуется по производительности с существующим промывочным оборудованием. Практика вскрышных и добычных работ на россыпных месторождениях настоятельно требует снижения затрат на эти виды работ путем применения новой менее энергоемкой техники, модернизации промывочного оборудования первичного обогащения и совершенствования технологий добычи.
На угольных месторождениях вскрышной слой состоит преимущественно из наносных пород. Глинистые, суглинистые, супесчаные породы в вскрышном слое характерны для Лучегорского, Ерковецкого, Райчихинского и других месторождений, а достаточно крепкие песчаники (с коэффициентом крепости f=6 по шкале М.М. Протодьяконова), например, для Ургальского месторождения. Для первого ряда угольных месторождений разупрочнение вскрышного слоя осуществляется с применением буровзрывных работ в зимний период, а для второго круглогодично. Установлено, что механический способ разрушения мерзлых и пород средней крепости путем резания (рыхления), например, навесными рыхлителями на базе тракторов промышленного назначения или фрезерными машинами в 1,7...2 раза дешевле, чем буровзрывной способ. Буровзрывной способ, кроме того, является одним из самых вредных по воздействию на окружающую среду. В данном случае так же важно снизить затраты на вскрышные и добычные работы путем внедрения на угольных месторождениях безвзрывных, экологически чистых технологий и прогрессивной горной техники для разупрочнения и выемки пород.
Аналогичные недостатки существуют при освоении других месторождений, например, при вскрыше и промывке алмазосодержащих песков Якутии, вскрыше месторождений флюоритов (Приморский край), бокситов (Кольский полуостров) и т. д. В связи с этим проблема повышения эффективности и экологической безопасности разработки месторождений с коэффициентом крепости породы f 8 по шкале М. М. Протодьяконова требует научно обоснованных технических и технологических решений по созданию и применению новых выемочных и выемочно-транспортирующих машин, схем выемки и перемещения разрушенной горной массы на карьерах.
Решению этой проблемы посвящена настоящая диссертационная работа и ее решение может быть найдено путем исследования процесса выемки пород различного состояния и состава резанием (рыхлением), черпанием, выгрузкой, перемещением горной массы, совершенствования этого процесса и рабочего оборудования выемочных машин.
Работа основана на результатах НИР, выполненных в 1975-2003 гг. при непосредственном участии и под руководством автора в Хабаровском государственном техническом университете, в ИГД ДВО РАН, по прямым хоздоговорам с Главдальстроем (г. Хабаровск), Северовостокстроем (г. Магадан), а так же на результатах испытаний предлагаемых автором технологических решений в артели старателей «Восток» ассоциации «Хабаровскзолото», ЗАО «ЛуТЭК», ОАО «Ургалуголь».
Несмотря на то, что предлагаемые технологические решения в диссертации разработаны и апробированы в производственных условиях применительно к наиболее характерным для Дальневосточного региона месторождениям (россыпным и угольным), однако они пригодны для большинства месторождений, осваиваемых открытым способом. Это положение основывается на том, что процессы выемки породы однотипными горными машинами в большинстве случаев идентичны.
Целью работы является создание эффективных технологий освоения россыпных и угольных месторождений и ряда других месторождений с коэффициентом крепости пород до 8 единиц по шкале М.М. Протодьяконова на основе совершенствования процесса выемки.
Основная идея работы заключается в том, что поставленная цель достигается применением новых технических средств с усовершенствованным рабочим оборудованием, позволяющим более рационально, с точки зрения энергоемкости, воздействовать на массив породы механическим путем, а именно резанием (рыхлением), черпанием, выгрузкой или перемещением горной массы.
Задачи исследования:
1. Разработать аналитические зависимости для расчета максимальных сопротивлений резанию и черпанию мерзлой породы (с экспериментальной проверкой) и пути усовершенствования этого процесса в снижении энергоемкости при работе горных машин с различным рабочим оборудованием.
-2. Обосновать зависимость усилий для выемки блоков из разупрочненных откосов уступов карьера в зимнее время от распределения значений прочностных характеристик породы в слое промерзания и степени ослабления сечений в плоскостях отделения.
3. Выполнить технико-экономическое обоснование возможности увеличения вместимости ковшей и соответственно производительности скреперов (без изменения мощности двигателей) с интенсификаторами загрузки в виде промежуточных подгребающих стенок (ГШС). Разработать аналитические зависимости для определения сопротивлений перемещению горной массы внутри ковша с помощью ППС в процессе выемки породы из массива с экспериментальным подтверждением результатов расчета.
4. Теоретически и экспериментально оценить влияние эксцентрического закрепления козырька на раскрывающихся ковшах гидравлических карьерных экскаваторов на процесс выемки породы.
5. На основе теоретических и экспериментальных исследований установить технические параметры ряда горных машин и оборудования, разработать и апробировать в производственных условиях эффективные технологии вскрышных и добычных работ с применением предлагаемых технических средств.
Методы исследований: анализ теорий взаимодействия рабочих органов горных машин с породой и технологий открытой разработки с применением техники; теоретические исследования вопросов взаимодействия рабочих органов горных машин с породой; эксперименты в лабораторных и полевых условиях на стендах и натурных машинах; разработка и обоснование новых технологических решений; разработка методик для определения основных параметров машин; натурные наблюдения, измерения и испытания; проектирование опытных образцов рабочих органов машин и опытно-эксплуатационных работ; испытания модернизированных машин и технологий в производственных условиях; технико-экономическая и экологическая оценка результатов исследований.
Основные научные положения, представленные к защите:
1. Максимальное сопротивление выемке мерзлых пород различных типов и состояния, в том числе и с крупнообломочными включениями, блокированным, сотовым или щелевым способами резания (рыхления) рассчитывается путем интегрирования напряжений по поверхности отделения стружки, а так же и перед крупнообломочным включением.
2. Метод расчета необходимых усилий для выемки блоков из разупрочнен-ных откосов уступов с учетом распределения прочных характеристик породы по глубине ее промерзания и степени ослабления сечений отделения разупрочнением.
3. Эффективность скреперования на горных выработках обеспечивается увеличением длины и, следовательно, вместимости ковшей скреперов с интенсифи-. каторами загрузки в виде промежуточных подгребающих стенок, сопротивление перемещению которыми горной массы внутри ковша аналитически определяется с использованием принципа пассивного отпора породы на подпорную стенку.
4. Теоретическое и экспериментальное обоснование возможности и эффективности эксцентрического закрепления козырьков на раскрывающихся ковшах гидравлических карьерных экскаваторов, обеспечивающее повышение производительности выемки породы.
5. Прогрессивные технологические решения с обоснованием:
- разупрочнения промерзших уступов угольных карьеров со стороны рабочих площадок траншейными экскаваторами, со стороны откосов дискофрезерным оборудованием или бурением;
- выемки и транспортировки крепких (f =6...8) и мерзлых пород (f=2...3) машинами послойного фрезерования и скреперами;
- вскрышных и добычных работ на россыпных месторождениях бульдозер-но-скреперно-рыхлительными агрегатами с модернизацией промывочного оборудования первичного обогащения.
Научная новизна работы:
1. Разработаны схемы (физические модели) действия сил и напряжений в предельном равновесии отделяющихся элементов стружки в процессе выемки путем резания (рыхления) мерзлых мелкозернистых пород различных типов, в том числе мелкозернистых пород при малых значениях отрицательных температур (-1...-5°С), мерзлых пород с крупнообломочными включениями для блокированного, сотового и щелевого способов резания, на основе которых выведены аналитические зависимости для расчета максимальных значений касательной и нормальной составляющих сопротивлению резанию.
2. Выявлены характер и степень зависимости среднемаксимальной касательной составляющей сопротивления резанию (рыхлению) мерзлой породы от количества в ней (по массе) крупнообломочных включений.
3. Установлена зависимость усилия выемки блока мерзлой породы из разу-прочненного откоса уступа от диаметра пробуренных скважин, расстояния между скважинами (или глубины щелей, нарезанных в откосе дискофрезерным оборудованием) и распределения предельных изгибающих напряжений в ослабленных разупрочнением сечениях откоса.
4. Установлены закономерности изменения металлоемкости, удельной металлоемкости, энергоемкости, производительности и эффективности работы скреперов от длины ковша и, следовательно, его вместимости, при неизменной мощности двигателя и уставлена рациональная длина ковша скрепера с интенси-фикатором загрузки в виде промежуточной подгребающей стенки.
5. Выявлено влияние угла наклона днища ковша скрепера на коэффициент его заполнения, определена наиболее рациональная, с точки зрения энергоемкости, траектория движения промежуточной подгребающей стенки (1111С) в ковше и разработаны аналитические зависимости для определения сопротивления перемещению породы внутри ковша с помощью ППС с использованием законов механики сыпучей среды.
6. Выполнен анализ возникающих сопротивлений при раскрытии ковшей экскаваторов с простым (по окружности) и сложным (по окружности и вниз) движениями козырька в процессе выгрузки породы. Установлена зависимость для определения ускорения движения козырька вниз и возможность достижения им ускорения свободного падения, при котором нагрузки на штоки гидроцилиндров раскрытия ковша уменьшаются в 10 раз.
7. Обоснованна эффективная технологическая схема разупрочнения промерзших уступов карьеров с помощью траншейных экскаваторов, буровых станков (дискофрезерного оборудования) с расчетом комплекта машин (пат. RU 2187647 и RU 2187600).
8. Установлена область рационального использования бульдозерно- скреперных агрегатов (БСА) и разработана эффективная технологическая схема добычных работ на россыпных месторождениях с применением БСА, с комплектованием промывочного оборудования и определением размеров добычного блока (пат. RU 2194860).
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена использованием апробированных методов моделирования, теорий прочности и механики сыпучей среды, результатами проведенных численных и инструментальных исследований, выполненных в производственных и лабораторных условиях, высокой сходимостью их результатов, внедрением разработок на горных предприятиях с положительным экономическим эффектом, апробацией результатов на международных конференциях, в производственных объединениях, признанием приоритета работ авторскими свидетельствами и патентами Российской Федерации.
Практическая ценность работы заключается в том, что полученные результаты исследований, обоснований и апробаций позволяют решить в едином комплексе ряд сложных и актуальных для горной промышленности задач, и в частности:
- проектировать эффективные машины и оборудование для воздействия на горные породы карьеров путем резания (рыхления);
- реализовать экологичную и экономически эффективную технологию разупрочнения промерзших уступов карьеров;
- повысить роль скреперования на открытых горных работах за счет применения большегрузных скреперов с интенсификаторами загрузки в виде ППС и путем комплектования этих скреперов с комбайнами послойного фрезерования перевести их на круглогодичную работу;
- повысить производительность карьерных гидравлических экскаваторов и тем самым увеличить объемы вскрышных и добычных работ;
- обеспечить экономически эффективную технологию добычных работ на россыпных месторождениях путем применения скрепер-дозерных агрегатов и усовершенствования оборудования первичного обогащения;
- значительно повысить объемы вскрышных и добычных работ на крепких породах (/=4...8) путем применения выемочных машин фрезерного типа в комплекте с прицепным бункером и автосамосвалами или в комплекте с большегрузными скреперами, оборудованными интенсификаторами загрузки ковша;
- обеспечить существенное повышение эффективности выемки и транс- портировки предварительно взорванной породы в карьерах путем использования новых технологических схем работы с применением комплектов машин: скрепер-дозеры - большегрузные скреперы; одноковшовый карьерный гидравлический экскаватор с раскрывающимся ковшом - большегрузные скреперы с интенсификаторами загрузки породы в ковш.
Реализация результатов работы. Основные результаты исследований по разработке мерзлых пород роторными траншейными экскаваторами (ЭР-7А) с модернизированной расстановкой зубьев внедрены на объектах «Главдальст-роя» в 1972-73 гг. Годовая экономия на каждую модернизированную машину составила 6000 рублей (в ценах 1972 г). Испытанная расстановка зубьев на ЭР-7А была использована при создании экскаваторов ЭТР-254-01, которые в 1982-83 гг. выполнили большой объем работ на мерзлых и вечномерзлых породах при строительстве газопровода «Уренгой-Помары-Ужгород». Экскаваторные ковши с дополнительными рыхлящими зубьями на днище к одноковшовым строительным экскаваторам ЭО-5015, ЭО-3322, ЭО-4121 были внедрены в 1979-81 гг. на объектах «Главдальстроя» и на предприятиях «Северовостокст-роя» (г. Магадан). Годовая экономия на один экскаватор по объектам «Главдальстроя» составила 1785 рублей (в ценах 1981 г.), а по объединению «Севе-ровостокстрой» 64 т. рублей, в среднем 3-4 т. рублей на каждую модернизированную машину (в ценах 1979 г.). В настоящее время фирма Caterpillar выпускает аналогичные ковши с рыхлительными зубьями на днище.
Конструкторская документация на сменное дискофрезерное оборудование к экскаватору ЭО-6123 для разупрочнения промерзших откосов уступов передана в 2002 г. Лучегорскому топливно-энергетическому комплексу (Лу-ТЭК) с целью изготовления и внедрения на угольных разрезах.
Технология разупрочнения промерзшего поверхностного слоя уступов прошла в 2002 г. производственные испытания в ЗАО ЛуТЭК на угольном разрезе в результате чего было выявлено, что себестоимость разупрочнения одного кубометра мерзлой породы в 1,5...1,7 раза меньше, чем при взрывном способе.
Технология добычных работ на открытых россыпных месторождениях с применением бульдозерно-скреперного агрегата прошла производственные испытания в 2002 г. в артели старателей «Восток» ассоциации «Хабаровскзолото» по результатам которых было выявлено, что расчетный годовой дисконтированный доход на одном участке составляет 30000 у.е. (долларов).
Усовершенствованная послойно-полосовая технология открытых горных работ с применением прицепного бункера к выемочной машине КСМ-4000 и большегрузных скреперов с интенсификаторами загрузки передана для внедрения на ОАО «Ургалуголь» и прошла производственные испытания в 2002 г. на угольных разрезах, в результате чего был установлен расчетный годовой дисконтированный доход на одном блоке в размере 24000 у.е. (долларов).
Личный вклад автора состоит:
- в постановке проблем и задач повышения эффективности разупрочнения промерзшего вскрышного слоя в карьерах, снижения затрат на вскрышных и добычных работах с применением большегрузных колесных скреперов с ин-тенсификаторами загрузки, гидравлических одноковшовых экскаваторов, машин послойного фрезерования породы, в снижении затрат на вскрышные и добычные разработки россыпных месторождений с применением бульдозерно-скреперных агрегатов и модернизации промывочного оборудования первичного обогащения;
- в разработке схем действия сил и напряжений на отделяющийся элемент стружки в процессе резания (рыхления) мерзлых пород, теоретических зависимостей для определения максимальных сопротивлений резания и черпания с экспериментальным подтверждением аналитических положений;
- в обосновании применения длинных ковшей на колесных скреперах с интенсификаторами загрузки в виде промежуточных подгребающих стенок (ППС), в разработке аналитических зависимостей для определения сопротивления продвижения ГШС внутри ковша с экспериментальным подтверждением теоретических положений;
- в обосновании применения раскрывающихся ковшей на одноковшовых гидравлических карьерных экскаваторах со сложной траекторией открывания козырька, разработке расчетных зависимостей для определения сопротивлений и времени разгрузки породы с экспериментальной проверкой аналитических зависимостей;
- в разработке метода расчета усилий для выемки блоков мерзлой породы из разупрочненных откосов уступов;
- в обосновании технических и конструктивных параметров рабочего оборудования горных машин для открытой разработки;
- в разработке и апробировании в производственных условиях технологий вскрышных и добычных работ с применением предлагаемой горной техни ки;
- в экологической оценке и экономическом обосновании предлагаемых технологий вскрышных и добычных работ с применением новой горной техники.
Апробация результатов работы. Основные положения докладывались на XIV Международной научно-технической конференции «Механизация и автоматизация земляных работ» (г. Киев, 1991); на Международной научно-технической конференции «Интерстроймех 98» (г. Воронеж, 1998); на Международной научной конференции «Автомобильный транспорт Дальнего Востока 2000» (г. Хабаровск, 2000); на Международной научно-технической конференции «Интерстроймех - 2002» (г. Могилев 2002); на Международной научно-технической конференции «Итоги и проблемы производства, науки и образования в сфере добычи полезных ископаемых открытым способом» (в связи с 75-летием B.C. Хохрякова) (г. Екатеринбург, 2002); на техническом Совете артели старателей «Восток» ассоциации «Хабаровскзолото» (г. Хабаровск, 2002); на Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию Национального научного центра горного производства - ИГД им. А.А. Скочинского и 50-летию Института обогащения твердых горючих ископаемых, 27-29 ноября 2002 г., г. Люберцы; на научно-техническом Совете Хабаровского государственного технического университета (г. Хабаровск, 2003); на «Неделе горняка - 2004» г. Москва.
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 56 опубликованных работах, включая 2 монографии, 15 изобретений и патентов.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения и общей характеристики работы, 6 глав, основных выводов, заключения, списка использованных источников из 261 наименования, содержит 292 страницы текста, в том числе 13 таблиц, 90 рисунков и приложений (отдельным томом) на 67 страницах текста.
Отличительной особенностью выполненной работы является то, что указанная проблема решалась комплексно в неразрывной взаимосвязи отдельных вопросов, начиная от исследования механического воздействия на породу, к созданию рабочих органов горных машин и технологий производства работ с помощью этих машин, с экономической и экологической оценками, как определяющими все производственные процессы.
