Цой Б.В.
ОБОСНОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА РАЗРЫХЛЕНИЯ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ГОРНЫХ МАШИН *
Аннотация:
в работе рассматривается влияние коэффициента разрыхления на производительность экскаваторов в горной промышленности. Также рассматривается понятие коэффициента разрыхления, который определяется отношением объема разрыхленной горной породы к ее полному объему. Сравнение современных и традиционных методов определения коэффициента разрыхления.
Ключевые слова:
коэффициент разрыхления, состояние грунта, лабораторные приборы, оптимизация горных работ
Коэффициент разрыхления (Кр) – это отношение объема горной породы в разрыхленном состоянии к объему этой же породы в целике, без учета пустот и промежутков между частицами. Он выражает, насколько порода раздроблена или разрыхлена. Понятие коэффициента разрыхления впервые было введено в горной промышленности в связи с необходимостью оценки плотности горных пород перед их разрывом или разрушением. Взаимосвязь между коэффициентом разрыхления и экскаваторными работами очень важна в горном деле и строительстве. Коэффициент разрыхления определяет степень уплотнения или компактности горного материала и влияет на производительность и эффективность экскаваторных работ. Чем выше коэффициент разрыхления, тем сложнее для экскаватора перемещать и добывать горный материал. Разрыхленный материал содержит больше пустот и воздуха, что увеличивает сопротивление и снижает производительность экскаватора.При более высоком коэффициенте разрыхления грунта или горного массива, экскаватор может захватывать меньше материала за один цикл работы, что также влияет на общую производительность [1, c. 358]. Работа с разрыхленным материалом может потребовать больше времени и ресурсов, что может повысить экономические затраты на экскаваторные работы. При работе с более разрыхленным материалом, экскаватор и другие машины могут подвергаться большему износу из-за увеличенного сопротивления и неравномерной нагрузки.Изучение физических свойств горных пород и их поведения в различных условиях ведется уже давно. С развитием науки и технологий стали появляться методы измерения коэффициента разрыхления, которые позволили более точно оценивать этот параметр. В горном деле коэффициент разрыхления стал одним из ключевых показателей при планировании и проведении работ по добыче полезных ископаемых. Он помогает определить оптимальные условия для взрывных работ, оптимизировать процессы дробления и дробления породы, а также оценить стабильность выработок и устойчивость горных массивов. Со временем методы измерения и расчета коэффициента разрыхления стали более точными и эффективными благодаря применению современных технологий, компьютерного моделирования и математических алгоритмов. Это позволяет инженерам и горнякам принимать более обоснованные решения при работе с горными породами и повышать эффективность добычи полезных ископаемых [2, c. 567]Появились более современные методы определения коэффициента разрыхления.Фортометрикс (Formometry) - это метод, используемый для измерения формы и размеров частиц материала с целью анализа их физических характеристик. Этот метод основан на обработке изображений и анализе формы объектов, что позволяет получить информацию о структуре и свойствах материала. Фортометрикс основан на использовании цифровой обработки изображений для анализа формы и размеров частиц. Сначала производится съемка изображения объекта (например, горной породы или другого материала) с помощью камеры или другого оптического оборудования. Затем изображение обрабатывается с использованием специальных программных средств для анализа формы и размеров частиц. Фортометрикс позволяет измерять различные параметры, такие как длина, ширина, площадь, периметр, объем и другие характеристики частиц. На основе этих данных можно оценить такие важные параметры, как коэффициент разрыхления, плотность укладки частиц, гранулометрический состав и т. д. Фортометрикс широко используется в различных отраслях промышленности и науки. В горной промышленности он может быть полезен для анализа гранулометрии горных пород, определения размеров и формы зерен, оценки коэффициента разрыхления и других параметров материала. Также этот метод применяется в медицине, материаловедении, биологии и других областях Для проведения анализа методом фортометрикс часто используются специализированные программные средства. Эти программы позволяют автоматически обрабатывать изображения, извлекать характеристики частиц и предоставлять результаты анализа в удобной форме для дальнейшей интерпретации. Фортометрикс обладает рядом преимуществ, таких как высокая точность измерений, возможность анализа большого количества частиц за короткое время, автоматизация процесса анализа и возможность получения подробной информации о структуре материала. Например, есть Fritsch Analysette - серия лабораторных приборов, предназначенных для анализа размера частиц и структуры материалов. Они разрабатываются и производятся немецкой компанией Analysette 28 предназначена для определения коэффициента разрыхления. Этот прибор обладает возможностью анализа размера частиц в широком диапазоне от нанометров до миллиметров и может использоваться для измерения как твердых материалов, так и жидких суспензий. Analysette 28 обеспечивает точные измерения размеров частиц, их формы и распределения по размерам, что позволяет определить коэффициент разрыхления материала.[3]Рис. 1. Прибор «Analysette 28»Указанный прибор обладает высокой точностью и широкими возможностями, но стоит довольно дорого. Кроме того, существуют более простые и доступные методы для определения коэффициента разрыхления. Коэффициент разрыхления можно определить по соотношению между объёмным и насыпным весами. [4, c. 45-48] Объёмный вес породы в массиве?=Рм/Vм,где Рм – вес породы в массиве, Н,Vм – объём породы в массиве, м3.Насыпной вес породы?н=Рн/Vн,где Рм – вес породы в разрыхленном состоянии, Н,Vм – объём породы в разрыхленном состоянии, м3.В свою очередь объёмы породы в массиве и разрыхленном состоянииVм =Рм/?, Vн =Рн/ ?нТогда kp=Vн/Vм,Таблица 1. Результаты измерения коэффициента разрыхления горных пород. Рис. 2. График по результатам измерения коэффициента разрыхления горных пород. Коэффициент разрыхления является важным параметром для оценки состояния грунта и его подготовленности к различным технологическим процессам, таким как экскавация или перевозка. Изменение коэффициента разрыхления может оказывать значительное влияние на производительность и эффективность работы горных машин, так как разрыхленный грунт может лучше поддаваться действию механических устройств и быстрее обрабатываться. Для точной оценки влияния коэффициента разрыхления на производительность экскаватора и других горных машин требуется проведение более детальных исследований, включая эксперименты с реальными грунтовыми образцами и механическими моделями. Таким образом, коэффициент разрыхления играет важную роль в понимании и оптимизации работы горных машин и других технологических процессов в горной промышленности.
Номер журнала Вестник науки №3 (72) том 5
Ссылка для цитирования:
Цой Б.В. ОБОСНОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА РАЗРЫХЛЕНИЯ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ГОРНЫХ МАШИН // Вестник науки №3 (72) том 5. С. 764 - 770. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/13657 (дата обращения: 17.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2024. 16+