• Шихов Андрей Михайлович
• Румянцев Сергей Алексеевич
• Азаров Евгений Борисович

УДК 622.231

DOI: 10.21440/0536-1028-2019-8-125-132

Скачать публикацию

Шихов А. М., Румянцев С. А., Азаров Е. Б. Вибротранспортные машины с устойчивыми эллиптическими колебаниями // Известия вузов. Горный журнал. 2019. № 8. С. 125–132 (In Eng.). DOI: 10.21440/0536-1028-2019-8-125-132

АННОТАЦИЯ

Введение. Вибротранспортные машины нашли широкое применение во многих отраслях горной промышленности и на различных предприятиях (обогатительные фабрики, перегрузочные пункты железнодорожных станций, металлургические заводы и т. д.). Проектирование вибротранспортных машин с новыми качествами требует более подробного анализа параметров колебаний, в частности параметров колебаний рабочего органа машины.
Цель работы. С помощью математической модели динамики вибромашины исследовать параметры колебаний вибротранспортной машины с тремя вибровозбудителями.
Методика. Исследование характера движений рабочего органа осуществляется с помощью математической модели динамики вибромашины. В основе модели лежит численное решение системы дифференциальных уравнений, описывающих динамику вибротранспортных машин с n-дебалансными вибровозбудителями.
Результаты. В статье представлено исследование параметров колебаний и особенностей движения центра масс вибротранспортной машины с тремя вибровозбудителями, расположенными на одном рабочем органе. В результате численного эксперимента определено влияние расположения вибровозбудителей и эксцентрического момента непарного вибровозбудителя на параметры вибраций рабочего органа вибромашины. Изучена зависимость направления траектории движения центра масс от направления вращения одиночного вибровозбудителя.
Выводы. Приведенные результаты теоретических исследований с помощью математической модели показывают, что добавление третьего вибровозбудителя в конструкцию вибротранспортной машины качественно влияет на параметры вибраций рабочего органа: изменением положения и эксцентрического момента одиночного вибровозбудителя можно получать различные варианты вибраций рабочего органа. Следовательно, изучение новых типов вибромашин с тремя вибровозбудителями является весьма перспективным.

Ключевые слова: вибротранспортные машины; вибрационный грохот; самосинхронизация; вибровозбудитель; динамика; математическая модель.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Блехман И. И. Синхронизация динамических систем. М.: Наука, 1971. 654 с.
2. Irvin R. A. Large vibrating screen design-manufacturing and maintenance concideration // Mining Engineering. 1984. Vol. 36. No. 9. P. 1341–1346.
3. Sperling L. Selbstsynchronisation statisch und dynamisch unwuchtiger Vibratoren // Technische Mechanic. 1994. Vol. 14. No. 1, 2.
4. Pikovsky A., Rosenblum M., Kurths J. Synchronization: A universal concept in nonlinear sciences // Cambridge Nonlinear Science. Series 12. Cambridge University press, 2001. 411 p.
5. Картавый А. Н. Вибрационные агрегаты для переработки минерального и техногенного сырья. Моделирование и элементы расчета по критериям энерго- и ресурсоэффективности. М.: МГГУ, 2014. 328 с.
6. Косолапов А. Н. Адаптивное свойство вибрационных машин с самосинхронизирующимися вибровозбудителями // Известия вузов. Горный журнал. 1989. № 11. С. 103–107.
7. Афанасьев А. И., Казаков Ю. М., Суслов Д. Н., Чиркова А. А. Периодические решения вынужденных колебаний рабочего органа вибротранспортной машины с учетом действия возмущающей нагрузки и силы трения в опорах // Известия вузов. Горный журнал. 2018. № 1. С. 71–77.
8. Афанасьев А. И., Суслов Д. Н., Чиркова А. А. Анализ эффективности работы вибровозбудителей резонансных вибротранспортных машин // Известия вузов. Горный журнал. 2018. № 2. С. 68–75.
9. Афанасьев А. И., Суслов Д. Н. Оценка энергетической эффективности вибровозбудителей резонансных вибротранспортных машин // ГИАБ. 2018. № 1. С. 126–132.
10. Афанасьев А. И., Потапов В. Я., Суслов Д. Н., Чиркова А. А. Снижение нагруженности упругих опор резонансных вибротранспортных машин // Известия УГГУ. 2018. Вып.1(49). С. 85–87.
11. Румянцев С. А., Азаров Е. Б., Алексеева О. Н., Тарасов Д. Ю., Шихов А. М. Нелинейная динамика новых перспективных типов вибротранспортирующих машин с самосинхронизирующимися вибровозбудителями // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. 2011. № 4. Ч. 2. С. 302–304.
12. Rumyantsev S., Alexeyeva O., Azarov E., Shihov A. Numerical simulation of non-linear dynamics of vibration transport machines // Recent Researches in Engineering and Automatic Control. Spain, 2011. Р. 88–92.
13. Азаров Е. Б., Румянцев С. А., Шихов А. М. Экспериментальный вибрационный стенд для исследований динамики колебательных систем // Транспорт Урала. 2014. № 4. С. 3–7.

Поступила в редакцию 5 июля 2019 года

• Копытов Александр Иванович
• Першин Владимир Викторович
• Вети Ахмед Аиманович

УДК 001.8:622.256.75:622.45: 622.678.53

DOI: 10.21440/0536-1028-2019-8-133-142

Скачать публикацию

Копытов А. И., Першин В. В., Вети А. А. Исследование влияния изменения параметров свободного падения скипа на устойчивость предохранительных полков при углубке вертикальных стволов // Известия вузов. Горный журнал. 2019. № 8. С. 133–142. DOI: 10.21440/0536-1028-2019-8-133-142

Введение. Для защиты рабочих, занятых в процессе производства работ по углубке стволов, используются искусственные предохранительные устройства (полки) с опорным элементом из мощных двутавровых балок или ферменных конструкций. Они должны выдерживать огромную ударную нагрузку, быть прочными, простыми по конструкции, иметь меньшую трудоемкость при сооружении и демонтаже.
Цель работы. На основе полученных результатов математического моделирования повысить эффективность оснащения углубки вертикальных стволов шахт путем обоснования динамических нагрузок на предохранительные полки и определения их рациональных параметров, обеспечивающих сокращение материалоемкости и трудоемкости работ.
Методология. Для обоснования параметров и разработки конструкции предохранительных полков при углубке вертикальных стволов в условиях эксплуатационного подъема с помощью математического моделирования установлены зависимости времени падения скипа при изменении высоты его падения с учетом скорости и направления воздушной струи в стволе.
Результаты. Компанией «СибГорКомплексИнжиниринг» (г. Новокузнецк) совместно с кафедрой «Строительство подземных сооружений и шахт» КузГТУ им. Т. Ф. Горбачева разработано несколько вариантов новых конструкций предохранительных полков для углубки вертикальных стволов в условиях работы эксплуатационного подъема. Они представляют собой Z-образную конструкцию из смещенных по высоте, параллельных друг другу верхнего и нижнего предохранительных полков, футерованных наклонными отражательными металлическими листами и соединенными между собой вертикальной разделительной стенкой.
Выводы. Разработанная конструкция полка позволяет многократно снизить воздействие ударной нагрузки за счет изменения направления движения и гашения кинетической энергии падающих тел. Промышленные испытания новой конструкции клинового предохранительного полка подтвердили ее высокую надежность, эффективность и безопасность работ при углубке ствола «Скиповой» Горно-Шорского филиала АО «Евразруда». Ключевые слова: вертикальный ствол; углубка; клиновой предохранительный полок; обрыв скипа; динамическая нагрузка

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Kempson W. J. Designing energy-efficient mineshaft systems // Essays Innovate. 2014. No. 9. P. 76–79.
2. Kratz T., Martens P. N. Optimization of mucking and hoisting operation in conventional shaft sinking // Glückauf. 2015. No. 2. P. 16–22.
3. Шутько Ю. П., Морозов А. Е., Мордухович В. Д. Углубка вертикальных стволов шахт. М.: Недра, 1978. 277 с.
4. Ксенофонтова А. И. Справочник по рудничной вентиляции. М.: Госгортехиздат, 1962. 688 с.
5. Ушаков К. З. Справочник по рудничной вентиляции. М.: Недра, 1977. 327 с.
6. Задорожний А. М., Липовик В. В., Козариз В. Я. Определение параметров движения свободного сосуда в стволе шахты // Известия вузов. Горный журнал. 1979. № 5. С. 24–28.
7. Копытов А. И., Войтов М. Д., Вети А. А. Новые технологические решения предохранительных устройств для углубки вертикальных стволов шахт // Горный журнал. 2015. № 1. С. 67–70.
8. Pershin V. V., Kopytov A. I., Fadeev Yu. A., Wetti A. A. Study of the dynamic loading impact on the design of pentices when sinking vertical mine shafts // E3S web of conferences. IIIrd International Innovative Mining Symposium. 2018. Vol. 41. P. 105–109.
9. Жук И. В., Копытов А. И., Першин В. В., Войтов М. Д., Вети А. А. Клиновой предохранительный полок: пат. 133198 Рос. Федерация. № 2013120745; заявл. 06.05.13; опубл. 10.10.13. Бюл. № 28. 2 с.
10. Копытов А. И., Войтов М. Д., Вети А. А. Клиновой предохранительный полок: пат. 139338 Рос. Федерация. № 2013152988/03; заявл. 28.11.2013; опубл. 14.03.2014. Бюл. № 10. 2 с.
11. Копытов А. И., Першин В. В., Фадеев Ю. А., Вети А. А. Исследование воздействия динамических нагрузок на конструкцию предохранительных устройств при углубке скиповых стволов // Горный журнал. 2019. № 4. С. 27–31.
12. Kopytov A. I., Pershin V. V., Voitov M. D., Wetti A. A. The improvement of the bunton construction of mine-shaft equipment // The 8th Russian-Chines symposium coal in 21st century: mining, processing and safety. 2016. P. 108–111.

Поступила в редакцию 24 мая 2019 года

• Наумов Илья Викторович
• Красных Сергей Сергеевич

УДК 332.14;553.04

DOI: 10.21440/0536-1028-2019-8-108-124

Скачать публикацию

Наумов И. В., Красных С. С. Исследование межрегиональных взаимосвязей в процессах развития минерально-сырьевого комплекса Российской Федерации // Известия вузов. Горный журнал. 2019. № 8. С. 108–124. DOI: 10.21440/0536-1028-2019-8-108-124

АННОТАЦИЯ

Целью работы является исследование и моделирование межрегиональных взаимосвязей в развитии минерально-сырьевого комплекса РФ и определение основных векторов их развития для реализации Стратегии пространственного развития РФ на период до 2025 года.
Методология исследования заключается в использовании инструментов пространственной эконометрики, а именно пространственной автокорреляции субъектов РФ по основным направлениям развития минерально-сырьевого комплекса.
Результаты. Проведенный пространственный анализ взаимосвязи регионов в процессах развития минерально-сырьевого комплекса с использованием автокорреляции по методике Морана позволил установить в РФ перспективные центры по добыче нефти и газа (Республика Саха, Сахалинская, Томская, Астраханская, Самарская, Оренбургская области), золота и металлических руд (Красноярский, Забайкальский и Камчатский край, Республика Бурятия и Кемеровская область), угля (республики Коми, Саха и Бурятия, Новосибирская область, Красноярский край), не учтенные Стратегией пространственного развития РФ на период до 2025 года в качестве приоритетных минерально-сырьевых центров.
Выводы. Стратегия пространственного развития Российской Федерации на период до 2025 года в качестве приоритетных территорий пространственного развития минерально-сырьевого комплекса рассматривает только республики Саха (Якутия), Коми и Татарстан, Красноярский, Хабаровский край, Ненецкий, Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий, Чукотский автономные округа, Тюменскую, Кемеровскую, Иркутскую, Амурскую, Магаданскую и Сахалинскую области. При этом совершенно игнорируется развитие минерально-сырьевого комплекса части регионов Южного, Уральского и Сибирского макрорегионов. Территориальные системы, образующие Уральский макрорегион, имеют высокие показатели уровня добычи полезных ископаемых и являются перспективными минерально-сырьевыми центрами страны, обладающими для этого всеми необходимыми ресурсами и тесными связями с другими регионами по переработке добываемого сырья.

Ключевые слова: межрегиональные взаимосвязи; минерально-сырьевой комплекс РФ; пространственная автокорреляция; Стратегия пространственного развития РФ до 2025 года.

Статья подготовлена в соответствии с планом НИР лаборатории моделирования пространственного развития территорий Института экономики УрО РАН на 2019 год.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Чан Т. Х., Егорова М. С. Минерально-сырьевая база России. Влияние минерально-сырьевого комплекса на экономику страны // Молодой ученый. 2015. № 11.4. С. 226–229.
2. Чуйков А. Век минерального сырья // Аргументы недели. 2015. № 33. С. 3.
3. Петров О. В., Татаркин А. И. Инновационная модель расширенного воспроизводства минерально-сырьевой базы Российской Федерации // Стратегия выделения и ресурсное обеспечение минерально-сырьевых центров на территории Российской Федерации: круглый стол. 25–26 ноября 2010 г. Санкт-Петербург: ВСЕГЕИ, 2010. С. 29–37.
4. Кимельман С. А., Неженский И. А. Минерально-сырьевой потенциал Российской Федерации в вещественном и стоимостном выражении // Открытое образование. 2011. № 2-2. С. 257–260.
5. Петров О. В. Об эффективном использовании минерально-сырьевого потенциала недр России // Вестник ЧелГУ. 2010. № 2. С. 20–28.
6. Рапаков Г. Г., Лебедева Е. А., Горбунов В. А., Абдалов К. А., Мельничук О. В. Анализ пространственных кластеров и идентификация выбросов с помощью геоинформационных технологий // Вестник Череповецкого государственного университета. 2018. № 5(86). С. 25–35.
7. Балаш В. А., Файзлиев А. Р. Пространственная корреляция в статистических исследованиях // Вестник Саратовского государственного социально-экономического университета. 2008. № 4 (23). С. 122–125.
8. Наумов И. В. Исследование межрегиональных взаимосвязей в процессах формирования инвестиционного потенциала экономического роста территорий методами пространственного моделирования // Экономика региона. 2019. № 3. С. 720–735.
9. Moran P. Notes on continuous stochastic phenomena // Biometrika. 1950. No. 37(1/2). P. 17–23. https://doi.org/10.2307/2332142195010.
10. Anselin L. Local indicators of spatial association—LISA // Geogr. Anal. 1995. No. 27(2). P. 93–115. https://doi.org/10.1111/j.1538-4632.1995.tb003 38.x11.
11. Geary R. The contiguity ratio and statistical mapping // Inc. Stat. 1954. No. 5(3). P. 115–146. https://doi.org/10.2307/2986645
12. Anselin L. The Moran scatterplot as an ESDA tool to assess local instability in spatial association // In: Spatial Analytical Perspectives on Gis in Environmental and Socio-Economic Sciences. 1996. P. 111–125.
13. Damodar N., Gujarati. Basic econometrics. The McGraw-Hill Companies. New York. 2004. No. 4. P. 1002.
14. Коржубаев А. Г., Филимонова И. В., Мишенин М. В. Современная стратегия комплексного освоения ресурсов нефти и газа Востока России // Бурение и нефть. 2011. № 11. С. 24–28.
15. Меткин Д. М. Экономическая оценка углеводородных месторождений шельфа о. Сахалин // Записки Горного института. 2007. T. 173. С. 184–187.
16. Шарф И. В., Гринкевич Л. С. Оценка потенциала добычи трудноизвлекаемых запасов нефти Томской области // Экономика региона. 2016. № 1. С. 201–210.
17. Тараскина Ю. В. Топливно-энергетический комплекс Астраханской области: состояние и перспективы развития // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия «Экономика». 2011. № 1. С. 117–123.
18. Аралбаева Г. Г., Аралбаев З. Т. Тенденции развития нефтегазовой промышленности в Оренбургской области // Вестник ОГУ. 2014. № 4 (165). С. 159–164.
19. Ашихмин А. А., Погонин В. В. Разработка механизмов стимулирования инвестиций в проекты освоения месторождений золота Красноярского края // ГИАБ. 1999. № 4. С. 177–179.
20. Корчагина Д. А. Состояние и прогноз развития минерально-сырьевой базы золота Забайкальского края // Отечественная геология. 2019. № 4. С. 3–13.
21. Ширкова Е. Э., Ширков Э. И., Дьяков М. Ю. Природно-ресурсный потенциал Камчатки, его оценка и проблемы использования в долгосрочной перспективе // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океана. 2014. № 35. С. 5–21.
22. Государственный баланс запасов полезных ископаемых Российской Федерации на 1 января 2016 года. Вып. 29. Золото. Т. VII. Сибирский Федеральный округ. Ч. 7. Республика Бурятия. М., 2016. С. 180.
23. Черных А. И., Кураев А. А. Состояние и перспективы освоения минерально-сырьевой базы золота Кемеровской области // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2010. № 3. С. 10.
24. Калинин Е. П. Минерально-сырьевой потенциал Республики Коми на современном этапе // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН. 2010. № 6. С. 10–17
25. Власенко А. В., Скрябин В. В., Пацук О. В. Состояние и перспективы угледобывающей промышленности в Красноярском крае // Проблемы современной экономики и менеджмента: cб. матер. I Междунар. науч.-практ. конф. 2017. С. 35–40.
26. Голубенко А. В., Новиков М. В. Перспективы использования угля в топливно-энергетическом комплексе Республики Саха (Якутия) // ГИАБ. 2009. № 12. С. 495–502.
27. Тубчинов Б. Н., Ширапова С. Д. Перспективы использования бурого угля в Республике Бурятия, особенности современного этапа развития естественных и технических наук: сб. науч. трудов по матер. Междунар. науч.-практ. конф. / под ред. Е. П. Ткачевой. 2018. С. 191–193.
28. Таразанов И. Г. Итоги работы угольной промышленности России за январь-декабрь 2018 года // Уголь. 2019. № 3 (1116). С. 64–79.

Поступила в редакцию 5 сентября 2019 года