• 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

• 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