«МАТЕРИАЛЫ Международной научно-технической конференции Дніпро-М Проблемы механики горно-металлургического комплекса 28 - 31 мая 2002 года Днепропетровск 2002 1 28 - 31 мая 2002 года в Национальном горном университете ...»

Чтобы не создавалось впечатление подбора амбивалентных факторов, рассмотрим пример: в 70-е годы в мире разразился энергетический кризис – страны-экспортеры первичных энергоносителей, как по подсказке, рывком подняли цены на энергоносители, в первую очередь на нефть. Для СССР это было необыкновенным подарком. Не имеющие своей нефти или бережливые (США) всполошились. Но шок, однако, был недолгим, потому что начали думать, принимать и выполнять национальные программы: в итоге не только остановили рост цен на нефть, но и в результате большой и продуманной инженерной работы, исследований ученых и менталитета своих людей внедрили такие энергосберегающие технологии, которые обеспечили рост производства при снижении энергопотребления. Новые технологии обеспечили и повсеместное сокращение расхода энергоносителей на единицу товарной продукции – этот факт достоверный.

Должно быть очень глубокое понимание, что учить технических специалистов нужно иначе. В гены войдет то, за что заплачено в широком смысле этого слова.[2, 3] Нужны гибкие, социальной значимости, цены на все, что есть и этому тоже надо учить. Сейчас модно быть экономистом, и престижно, но в этом престиже есть одно важнейшее условие – чтобы продавать, надо производить, а поэтому экономист должен быть, прежде всего, хорошим, а не «троечным технарем»: таковы азы на социально-психологическом уровне понимания.

Лавинное обучение гуманитарным наукам – сразу и много, пусть даже по требованиям МироКоилчество слушателей вого Банка, вероятнее всего, преждевременно: к этому разумнее идти через переподготовку.

На примере любого технического вуза отчетливо видно, что колоссальный технический резерв не используется в полной мере при обучении студентов[4].

Кажется тривиальным, но факт, что специалист должен быть в первую очередь обучен умению грамотно писать на родном языке, знать физико-технические эффекты, уметь свободно пользоваться математическим аппаратом для решения широкого круга инженерных задач. Отличный специалист обязан знать хотя бы один иностранный язык. Гуманитарным циклом наук он должен быть обучен, прежде всего, преклонению перед Законом.

Его следует обучить исполнительной дисциплине и систематической, а не штурмовой работе.

Сертификат на студента, а затем специалиста, должен быть очень правдивым и этот не усредненный студент должен обладать вполне определенными знаниями и умениями, конкретными и глубокими; знания и умения должны стать желанными, гордостью и надеждой.

Всему научить нельзя – это утверждение давно известно философам. Около 2000 лет назад Публий Сир утверждал, что «Лучше совсем не знать чего-либо, чем знать плохо». Образно говоря, у него и надо спрашивать, как составлять учебные планы и программы.

Не всем должно и доверять обучение в вузе, а только тем, кто умеет «заряжать», воодушевлять и прекрасно знает свое дело.

Мир вступил в эпоху новых совершенных технологий, науко-, а не энергоемких. Уже давно нельзя продавать на внешнем рынке первичное сырье и энергоносители. Надо продавать идеи, технологии и в крайнем случае совершенные изделия. И еще есть очень больной вопрос. Как используются в Украине научные, и в том числе, педагогические кадры наивысшей категории? Ответ прост – недопустимо! Их, эти кадры, надо лелеять и беречь, но не навязывать им работу не по уму, не по сердцу, не по возрасту, знаниям и умению. Это сокровище, к сожалению, явно не оцениваемое чиновниками. Выигрыш от правильного и бережливого использования высших научных кадров будет несообразно большим, чем то, что мы имеем сегодня.

Необходимо смело и решительно отбросить все, что мешает коренной реконструкции системы образования и науки в Украине в целом.

Для оптимизма успеха реконструкции еще есть условия, так как еще имеются физические лица – профессионалы высочайшего качества – доктора и кандидаты наук, которым под силу задачи любого уровня сложности. Известно ведь, что в мире нет более совершенной (энергоемкой) системы подготовки докторов и кандидатов наук. Для решения проблемы необходимо найти объективные оценки отбора кадров, способных и готовых сделать это «чудо». Если развитые страны оценивают систему совершенствования образования как очень важную, то для Украины – это одна из самых главных задач.

Основы знаний влиянию времени не подвластны. Адаптация в том и заключается, что, усвоив их, специалист должен адекватно меняться синхронно совокупным условиям современности – теперь это уже аксиома.

Успех процесса адаптации специалиста к современности зависит от ее параметров и усилий, направленных на адаптируемого.

Структурный состав адаптирующихся специалистов неоднороден как по уровню своей первичной подготовки и практической деятельности, так и по движущим мотивам.

Социальные условия и их непредсказуемые изменения являются наиболее мощным побудителем, подталкивающим к принятию решения о переподготовке. При этом крайним выражением ее является приобретение, по сути, новой специальности, часто совершенно не связанной с первичной и имеющей с ней в качестве общего знаменателя лишь общеобразовательные фундаментальные основы знаний: это наиболее уязвляющий стимул, часто заставляющий менять устоявшийся уклад деятельности и жизни. Более безболезненным является вариант, когда приобретаемая вновь специальность опосредованно связана с первичной и является как бы базовой для процесса переподготовки.

Более «мягкая» мотивировка переподготовки с целью адаптации специалиста к современности носит психологический характер.

Базовая специальность требует постоянного обновления и дополнения. В связи с этим переподготовка производится как дополнение к уже имеющимся знаниям и умениям: это прежде всего, компьютерная и языковая переподготовка, да и сама психологическая подготовка, все более занимающая в обществе свое достойное место. Освоение новых методик и работы на новом оборудовании – это также естественный процесс, побуждаемый субъективно и жизнью. Более масштабная подготовка по полученной ранее специальности составляет основу конкретного прагматизма, движущего адаптацией к нестандартно меняющимся условиям. Переподготовка может производиться и в более узком направлении путем выполнения специализированной квалификационной работы.

Наиболее несовершенной с точки зрения адаптации к современности и результативности является силовая переподготовка, к сожалению, еще имеющая место в проявлениях бюрократической составляющей действующей системы образования.

Осмысление мотивации адаптации инженерного образования к современности поможет разделять переподготавливающихся на классификационные группы [5], требующие своего подхода, плавно меняющегося в смежных группах и существенно – в крайних.

Библиографические ссылки 1. В.П. Рыжкин Неистощимый ресурс / Энергия: экономика, техника, экология. –М.: Наука, 2001.– №11.–С.45-47.

2. Сайман Б. Общество и образование: Пер. с анг./Общ. ред. и предисл. В.Я. Пилиповского. –М.:

Прогресс, 1989. –200 с.

3. Тарасевич В.Г., Кондрацький В.Л., Алімова С.В. Деякі проблеми системи освіти в технічних навчальних закладах України //Наукові праці Донецького державного технічного університету.

Випуск 35. Серія гірничо-електромеханічна. –Донецьк: ДонНТУ, 2001. –С.181-186.

4. Меерович М.И., Шрагина Л.И. Технология творческого мышления. –Мн.:Харвест, М.:АСТ, 2000. –432 с.

5. Психолого-социальные аспекты переподготовки кадров с высшим образованием /В.И. Алимов, Н.Т. Егоров, В.Л. Кондрацкий, С.В. Алимова //Зб. матеріалів н.-практ. конф. “Вища освіта і система праці”, 14.02.2002 р. – Дніпропетровськ: НГА України, 2002. –С.121-122.

УДК 622.271.

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ ГРУНТОЗАБОРНЫХ

УСТРОЙСТВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Национальный горный университет, Днепропетровск Разработка комплексов по добыче полезных ископаемых из подводных месторождений относится к одному из главных направлений Национальной программы исследований и использования ресурсов акватории Азово-Черноморского бассейна и других районов Мирового океана.

Рис. 1. Схема взаимодействия размыва, к массе пульпы, отсасываемой из нее (рис.1):

потоков воды и пульпы при поддонной выемке грунта где Q р – расход воды на размыв, грунта, поступающего в зону размыва и отсасываемого из нее, м разрыхленного грунта, поступающего в зону размыва из целика, пульпы на выходе из рабочего органа, м Qэ – расход воды на эжекцию, м 3 с.

Коэффициент баланса массовых расходов можно считать критерием максимальной эффективности функционирования грунтозаборных устройств при их эксплуатации в условиях добычи грунтов из поддонного забоя.

С целью определения численного значения коэффициента баланса массовых расходов проведены экспериментальные исследования.

В результате статистической обработки экспериментальных данных, получена эмпирическая зависимость средней объемной концентрации пульпы от коэффициента баланса массовых расходов в зоне размыва, которая приведена на рисунке 2. Из графика видно, что максимальная концентрация твердого в пульпе зафиксирована при значении коэффициента баланса = 1,37. Доверительный интервал для математических ожиданий опытных значений коэффициента баланса массовых расходов, при доверительной вероятности 0,9 составляет ±7%.

Выбор эксплуатационного режима работы грунтозаборных устройств определяется достижением максимальной эффективности функционирования добычного комплекса. В данном случае наибольшая эффективность работы будет достигаться при максимально возможной концентрации пульпы, всасываемой рабочим органом. Напрашивается вывод, что режим работы должен выбираться таким, при котором коэффициент баланса был бы близок к диапазону его значений 1,22…1,44 (90 процентный доверительный интервал для математического ожидания коэффициента баланса). Однако выбирать режим работы грунтозаборного устройства в точке максимальной концентрации пульпы рискованно, так как уменьшение концентрации пульпы при снижении коэффициента баланса массовых расходов ниже критической величины вызвано недостатком воды в зоне размыва, и, как следствие, низкой эффективностью всасывания чрезмерно концентрированной пульпы. Это приводит к снижению ее доли в потоке среды, выводимой на поверхность водоема. При этом необходимо отметить, что такой режим работы грунтозаборного устройства неустойчив и в большинстве случаев всасывание пульпы постепенно прекращается, сосун заштыбовывается и на поверхность выдается только вода струйного насоса.

Как свидетельствуют экспериментальные исследования и опытная добыча песка на Самарском месторождении строительного песка [1] оптимальное, по концентрации пульпы, значение коэффициента баланса массовых расходов колеблется вокруг среднего значения в зависимости от пористости грунта и присущих ему водонасыщенности и фильтрационной способности, которая также меняется в зависимости от вида и количества примесей.

Таким образом, эксплуатационный режим грунтозаборного устройства необходимо назначать с несколько большим оптимального значением коэффициента баланса массовых расходов в зоне размыва. Его значение определено с использованием представительных статистических данных о рассеивании оптимальных, по критерию максимальной концентрации пульпы, значений коэффициента баланса, полученных в различных сериях экспериментов, при разных заглублениях рабочего органа в грунт и пр. Для расчета принято 40 значений, величина коэффициента баланса колебалась от 0,89 до 1,72.

Выдвинута гипотеза о нормальном законе распределения рационального значения коэффициента баланса, методом момента определены его параметры: математическое ожидание mE=1,33, среднеквадратическое отклонение SE=0,185. Гипотеза, проверенная по критерию Пирсона, дала хорошую сходимость опытных и теоретических данных, определен доверительный интервал для математического ожидания. Рекомендуемое для эксплуатации грунтозаборных устройств значение коэффициента баланса, определенного из условия 90% вероятности того, что рациональное значение коэффициента баланса, свойственное подлежащему добыче россыпному месторождению с крупностью частиц 0,1…1,5 мм, окажется меньше того, на которое будет настроен рабочий режим. Искомое значение коэффициента баланса составило 1,56. Таким образом рациональной областью эксплуатации грунтозаборного устройства данного типа можно считать зону с коэффициентом баланса массовых расходов 1,56 (рис. 2).

С целью рационализации параметров грунтозаборного устройства получена зависимость для определения потребного расхода размывающей воды в зону размыва.

Расход воды, направляемой на размыв грунта, который обеспечит заданное значение коэффициента баланса массовых расходов для любого наперед заданного грунтозаборного устройства, можно определить из зависимости Для расчета системы размыва и струйного насоса грунтозаборного устройства и гидросистемы добычной установки в целом введен коэффициент расхода, представляющий собой отношение расходов размывающего и эжекционного потоков в рабочем органе Рис. 2. Зависимость объемной концентрации твердого в пульпе от коэффициента баланса массовых расходов в зоне размыва Он зависит от физико-механических свойств грунта, и для условий Самарского месторождения строительного песка (г. Днепропетровск) [1] его вероятное значение составляет 0,4…0,7.

Выводы:

Критерием максимальной эффективности выемки грунта из поддонного забоя является коэффициент баланса массовых расходов, характеризуемый отношением массы воды и грунта поступающих в зону размыва к массе пульпы, отсасываемой из нее.

Максимальной эффективности применения грунтозаборных устройств, эксплуатируемых в условиях добычи грунтов из поддонного забоя, можно достигнуть при значении коэффициента баланса массовых расходов 1,56.

Библиографические ссылки Дослідні випробування технологічного обладнання для підводного видобутку піску з забеспеченням замкненого водопостачання робочого органу на річковому родовищі: Звіт про НДР (заключний)/ НДПІокеанмаш.- № ГР0198U003691; Інв № К1098.- Дніпропетровськ, 1998.-95 с.

Бондаренко А.А. Исследование процесса выемки водонасыщенного грунта из поддонного забоя// Науковий вісник НГА України.–2001.–№3.–С.29-31.

УДК 621.926.

РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЯЧЕЙКОВОЙ ФУТЕРОВКИ

ДЛЯ ШАРОВЫХ БАРАБАННЫХ МЕЛЬНИЦ

Вопросы рационального проектирования броневых плит шаровых мельниц являются актуальными не только с точки зрения повышения их износостойкости и снижения металлоёмкости.

От характера взаимодействия шаровой загрузки с футеровкой в значительной степени зависит распределение потребляемой мельницей энергии. Под интенсификацией процессов измельчения понимают снижение удельных энергетических затрат на образование единицы новой поверхности.

Для оценки эффективности интенсификации процессов измельчения наиболее приемлемым является энергетическая эффективность измельчения.

еd по вновь образованному расчётному классу крупности – d, которая характеризует энергоёмкость процесса измельчения.

еd = Q(d - d)/N = qd · V/N=qd/Nv, где еd – в т(кВт·ч) qd - удельная производительность мельниц или установки по вновь образованному классу крупности - d,т/(м3 · ч); d – размер расчётного класса крупности, мм (мкм); Nv – удельная мощность потребляемая двигателем мельницы; кВт/м3.

Очевидно, что при N – const энергетическая эффективность измельчения прямо пропорциональна удельной производительности измельчительной установки по вновь образованному классу той же крупности, т.е. еd = qd.

Нами были проведены всесторонние исследования режимов работы шаровых мельниц и определены основные кинематические параметры взаимодействия шаровой загрузки с футеровкой [1].

На основании уточнённой модели распределения шаровой загрузки в мельнице разработана методика построения профилей износостойких футеровок. При этом были приняты следующие допущения: шары внешнего слоя шаровой загрузки не должны иметь проскальзывания в первоначальном контакте по поверхностям футеровочных плит со значительными силовыми взаимодействиями. Таким условиям отвечает футеровка, у которой тыльные, нерабочие поверхности броневых В таком случае отсутствуют проекции скорости шара на поверхность футеровки, что обеспеРис.1. Взаимодействие внешнего слоя ша- чивает удар шара без проскальзывания. По такому принципу была спроектирована, изготовлена ровой загрузки с футеровкой мельниц МШР 3200 х 3100 Урупского горно-обогатительного комбината. Длительная эксплуатация вышеуказанной футеровки в условиях Урупского ГОКа показала что: срок службы экспериментальной сплошной футеровки в 2 раза превышает срок службы волновой футеровки. При этом экономия металла в год составила примерно 26 т (масса комплекта футеровки) на 1 комплект футеровки. Кроме этого, отмечено повышение производительности мельницы по готовому классу на 5-7%. Анализ состояния футеровки в процессе эксплуатации показал, что в начальный период рабочие поверхности упрочняются за счёт наклёпа при прямом ударе. Однако со временем наступает явление "перенаклёпа" при котором имеет место отслоение металла и дальнейшее повышение интенсивности изнашивания.

Анализ работоспособности экспериментальных футеровок показал, что эффект самофутерования возможно применять и для футеровки с экспериментальным профилем. Порядок построения самофутерующейся ячейковой футеровки с экспериментальным профилем представлен в работе [2].

Эксплуатация самофутерующейся ячейковой футеровки в условиях Норильского ГМК выявила На основании промышленных испытаний ячейковой футеровки на мельницах МШР 3200х3800 в условиях Норильского ГМК была спроектироваа конструкция ячейковой футеровки для мельниц МШР Рис.2. Модернизированная ячейковая ячейках, которые образуются совместно с затылочныфутеровка ми ячейками предыдущей броневой плиты, при совпадении или близком расположении поперечных рёбер, заклинивают по два шара. Заклиненные таким образом шары образуют площадки с нарушением теоретического профиля. В этих зонах имеет место повышенный износ. При доводке конструкции рекомендуется поперечные рёбра затылочных ячеек размещать близко или по оси, проходящей через первую рабочую ячейку последующей броневой плиты. Конструкция модернизированной ячейковой футеровки [3]представлена на рис.2.

Новая резиновая футеровка с использованием эффекта самофутерования, разработанная нами [4] испытана на мельнице МШЦ 2700 х 3600 2 стадии измельчения. Существенные отличия её заключались в том, что она состояла из однотипных элементов, профиль которых был разработан по вышеуказанной методике, и при этом был использован принцип самофутерования. Результаты испытаний показали, что срок её службы в 1,8 раза выше футеровки типа «лифтер – плита». Отмечено также повышение производительности мельницы.

Промышленные испытания резиновой футеровки с использованием эффекта самофутерования на мельнице первой стадии измельчения МШР 3200х3100 привели к отрицательным результатам.

Срок службы резиновой футеровки составил 3000 ч по сравнению с 8000 ч для металлической футеровки.

Вместе с тем результаты испытаний самофутерующейся экспериментальной резиновой футеровки на мельницах первой и второй стадий измельчения позволяют заключить, что для резины как конструкционного материала футеровки мельниц существует некий энергетический предел.

Особый интерес при создании футеровок перспективных конструкций представляет использование эффекта конструкционного демпфирования. Для исследования энергетических характеристик соударения с таким эффектом были выполнены экспериментальные исследования на лабораторной установке типа «маятниковый копёр». Исследования проводились с использованием трёх типов образцов: металлическая плита, резиновая плита, резино-металлическая плита. На рис.3 (а,б, в) представлены кривые зависимости импульса силы от времени соударения.

Анализ кривых, выполненных в разных масштабах показал что наибольшего значения импульс а) с металлическим образцом силы достигает при ударе по металлическому образцу – время удара составляет 350 µs (Рис.3а).

При ударе по резино-металлическому образцу значит уменьшается импульс силы и увеличивается время соударения до 600 µs. При ударе по резиновому образцу импульс силы уменьшается на демпфирования для футеровок с экспериментальным профилем представлено в конструкции комбинированной самофутерующейся броневой плиты на эластичной подложке, основные элементы t = 4000 µs которые в продольном сечении составлены из металлических элементов 1, чередующихся с эластичными элементами ступенчатого профиля 2.

Металлические элементы своей внутренней поверхностью повторяют профиль эластичных элементов, таким образом, полностью защищая их от Рис.4. Элементы комбинированной самофупо длине барабана мельницы) выступов, установтерующейся броневой плиты ленных на нижнем ребре, в продольных пазах эластичных элементов. Крепление комбинированных футеровочных плит к барабану мельницы осуществляется прижимными планками, аналогично креплению лифтеров резиновых футеровок фирмы “СКЕГА”. Верхние рёбра металлических элементов формируют на рабочей поверхности футеровки ячейки, в которых заклинивают шары. Таким образом, реализуется эффект самофутерования. Рекомендуется ширину эластичных элементов принимать равной 0,8–0,95 диаметра наибольшего шара. Толщина рёбер металлических элементов для разных типоразмеров мельниц может колебаться в пределах от 15 до 40 мм и обусловлена необходимой прочностью и жёсткостью рёбер. В представленной конструкции металлические элементы футеровки не имеют непосредственного контакта с барабаном мельницы и с другими металлическими элементами. Это обеспечивает им придание амортизационных свойств в пределах подвижности эластичных элементов и динамических характеристик системы: металлический элемент - эластичный элемент. Особый интерес представляет взаимодействие шаровой загрузки с комбинированной футеровкой. В первом приближении результаты испытаний на лабораторной установке типа “маятниковый копёр” можно экстраполировать на условия взаимодействия шаровой загрузки с комбинированной футеровкой.

Исследования, выполненные на лабораторной установке, позволили определить приемлемые соотношения размеров и масс металлических и резиновых элементов.

При запуске мельницы внутренняя поверхность барабана, представленная металлическими элементами, контактирует с шаровой загрузкой, после чего в ячейках заклинивают шары.

Далее контакт шаровой загрузки с футеровкой происходит аналогично контакту с металлической самофутерующейся ячейковой футеровкой. Кроме этого, комбинированная футеровка лишена такого недостатка, как наличие на тыльной стороне броневой плиты “затылочных ячеек”, в которых заклинивают шары, искажая расчетный профиль.

Предлагаемая конструкция футеровки может быть использована на мельницах первой стадии измельчения. При этом эффект использования конструкционного демпфирования позволит снизить ударные нагрузки до значений, когда абразивный износ поверхности металлических элементов уступит усталостному.

Анализ опыта эксплуатации показал, что повышение эффективности футеровочных элементов барабанов шаровых мельниц, включая их влияние на процесс измельчения, формируется по следующим направлениям:

– поиск новых и рациональное использование известных конструкционных материалов соответствующих конкретным условиям эксплуатации:

– разработка методики подбора оптимальной системы геометрических параметров броневых плит, на основании глубокого научного анализа кинематики движения шаровой загрузки – использование методов конструкционного демпфирования на основании всестороннего изучения влияния амортизационных свойств футеровки на величину ударных импульсов.

В качестве результатов исследований, приведенных в настоящей работе можно выделить следующие:

1. Анализ результатов промышленной эксплуатации показал, что резиновая футеровка специальной конструкции может применяться на мельницах диаметром не более 3,2 м.с диаметром шаров не более 80 мм.

2. Значительным резервом в повышении срока службы футеровок является эффект конструкционного демпфирования.

3. Проведены экспериментальные исследования по определению импульса силы и времени удара по резино-металлической футеровке в сравнении с металлической и резиновой конструкциями. Установлено, что использование эффекта конструкционного демпфирования позволяет снизить импульс силы за счёт увеличения времени удара и обеспечить разрушение измельчаемого материала при одноактном воздействии.

Библиографические ссылки 1. Пенкин Н.С., Маляров П.В.,Тарасенко А.А. и др. Повышение износостойкости горнообогатительного оборудования. – М., Недра, 1992. –265 с.

2. Маляров П.В., Данилов Л.И., Майстренко А.Г. Разработка и промышленные испытания футеровки барабана шаровых мельниц // Горный журн. –1982. – N 9.– 50-52 с.

3. Маляров П.В. и др. Футеровочная плита. – А.С. N 1205375 (CCCР). – 3689931/29-33.

4. Маляров П.В., Маслаков А.Г. Эластичная футеровка барабанов шаровых мельниц. – А.С. N 1165463 (CCCР). – 3692943/29-33 бюлл.N 25 07.07. 1995.

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НЕЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ

ПРИМЕНЕНИЯ АДСОРБЦИОННОЙ ОСУШКИ

ДЛЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ПРОМЫШЛЕННОГО ТРАНСПОРТА

Ростовский государственный университет путей сообщения, Ростов Биосфера Земли, которая сегодня не в состоянии справиться с вредными отходами нашей цивилизации и варварским потреблением всех видов ресурсов, начинает постепенно деградировать.

Если не пойти по пути экологизации мышления, технологий, рациональному использованию всех видов ресурсов, мы окажемся в ситуации, когда уже ничто не сможет предотвратить глобальную экологическую катастрофу.

Именно такой подход, основанный на принципах материало-ресурсосбережения и экологичности был выбран автором в качестве определяющего при обосновании нецелесообразности использования адсорбционной осушки сжатого воздуха на подвижном составе промышленного транспорта [1].

Общеизвестно, что из всех когда-либо предлагаемых к применению технологий осушки сжатого воздуха, на уровне промышленного образца, была испытана только адсорбционная осушка, которая по ряду причин не дошла до промышленного внедрения.

Вся совокупность химических предприятий, производящих соответствующую продукцию, делится по категориям на «безотходное» производство, «малоотходное» и «рядовое» [2].

Оценка материалоемкости предприятий, производящих силикагель, производилась путем определения численной величины коэффициента безотходности «К» и последующего определения с помощью графиков категории производства.

Производительность по силикагелю предполагаемого предприятия определяется исходя из потребностей в нем для целей осушки сжатого воздуха на подвижном составе России.

Ежегодная потребность железных дорог России в силикагеле для одно- и двухсекционных локомотивов составит 1000000 т.

Таким образом, будем исходить из предположения, что воображаемое химическое предприятие производит силикагель в объеме 1000000 т/год. На самом деле потребность в силикагеле соответствующих предприятий железных дорог будет значительно больше, поскольку осушаемый сжатый воздух, подаваемый в адсорбционные установки под давлением 9,5 ата, непременно будет разрушать гранулу силикагеля, что существенно снизит его влагопоглощающую способность.

Технологический процесс производства силикагеля любых модификаций состоит из пяти основных циклов:

приготовление рабочих растворов;

получение золя кремнекислоты и его грануляция;

промывка гранул силикагеля;

сушка гранул;

рассев и упаковка.

На основании данных регламента автором составлена схема основного химикотехнологического производства и дополнительных производств, связанных с выпуском силикагеля, которое представлено на рис.1, и составлена таблица 1 где представлены количественные характеристики потоков, участвующих в производстве 1 т. силикагеля.

Рис.1. Схема основного химико-технологического производства и дополнительных производств где М00 – материал основного производства; М01, М02 и т.д. – материал основной дополнительных производств; МВ01, МВО2 и т.д. – материал вспомогательный дополнительного производства;

П01 – продукция основная дополнительного производства; Т0 – потери основного производства; Б – неиспользуемые отходы основного производства; П00 – продукт основного производства.

Общее уравнение материального баланса группы взаимосвязанных производств, изображенных на рис.1 имеет вид:

М001 + М002 + М003 + М004 + М005 + МВ01 + МВ02 + МВ03 = П00 + Т01 + Т02 + Т04 + М001 + М002 + М003 + М004 + М005 = П Уравнение (1) перепишется в виде:

Таблица 1 – Составляющие материального баланса для производства 1 т силикагеля Ориентируя точку М с координатой (G-1000 тыс.т., =0,6213) на графике (рис.2) определяем категорию данного производства по полноте использования материальных ресурсов.

Величина коэффициента использования материалов при производстве силикагеля говорит о том, что около 40% материалов при производстве 1 т. силикагеля идут в твердые неперерабатываемые отходы.

Положение точки М на графике (рис.2) говорит о низком проценте использования материалов (H2SO4, SiO3, Al2O3, H2O), участвующих в производстве силикагеля, в том числе и таких жизненно важных ресурсов, как вода. Учитывая то, что 30% территорий России являются территориями дефицитными по питьевому водоснабжению, а состояние поверхностных водоемов остальных далеко от благополучного и по ряду вредных веществ превышает ПДК в 5 и более раз, сброс 161441. метров кубических воды при производстве всего 1 тонны силикагеля, содержащей в своем составе масло турбинное, сульфо группы, SiO4, SiO2, H2SO4 и Al2(SO4)3, имеющей РН=(2-3), не может не вызвать опасения за судьбу питьевых артерий России.

Область 1 - безотходные технологические процессы и производства Область 2 - малоотходные технологические процессы и производства Область 3 - рядовые технологические процессы и производства Рис.2. Области значений величины коэффициента полноты использования материальных ресурсов для производства различной мощности, соответствующие «безотходной», «малоотходной»

и «рядовой» категориям Точка М, расположенная у нижней границы перехода рядового производства в область недопустимого, по чистоте используемой технологии и ее материалозатратности предполагает необходимость либо усовершенствования технологии производства силикагеля, либо замене его на более чистые материалы.

Применение технологии очистки сжатого воздуха посредством адсорбции силикагелем на железнодорожном подвижном составе, напротив, спровоцирует расширение химического производства, являющегося недопустимо материалоемким по потреблению жизненно важных, трудновозобновляемых природных ресурсов.

Библиографические ссылки 1. Риполь-Сарагоси Т.Л. Технологии для охраны окружающей среды. Материалы юбилейной научно-технической конференции посвященной 50-летию победы, 130-летию МПС и 65-летию РГУПС, Ростов-на-Дону, 1996.– С.55-56.

2. Регламент 22-97 Производство гранулированного силикагеля ОАО «Воскресенские химические удобрения». Воскресенск, 2000.

УДК 338.

РИСКОВЫЕ СИТУАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УГОЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Кочура И.В., Донецкий национальный технический университет, Донецк В период становления рыночных отношений, несмотря на большой производственный потенциал, многие угольные предприятия оказываются на грани банкротства, что влечет за собой их дальнейшее закрытие. Возникает вопрос - есть ли выход из этой ситуации? Одно из решений обозначенной проблемы - это инвестирование финансовых и материальных средств. Звучит заманчиво, но очень рискованно, так как связано с вложением чужих денег, да еще и с процентами - с одной стороны, но может дать вторую жизнь угольному предприятию - с другой.

Стабильная работа или расширение производства связано и с возникновением других рисковых ситуаций: производственных, технологических, социальных, политических и т.д.. Риск - это наличие тенденции к отклонению фактических значений от планируемых показателей в условиях неопределенности. Эти тенденции могут возникать на любой стадии принятия решений в производственной, коммерческой и финансовой деятельности предприятий.

Необходимо заметить, что риск является неотъемлемой частью экономической жизни предприятия, а тем более в угольной промышленности, и игнорирование его в процессе внедрения какихлибо мероприятий значительно снижает конкурентоспособность предприятий, потенциал их жизнедеятельности в условиях изменчивой, в какой-то мере агрессивной внешней среды.

В современной экономической литературе описаны и систематизированы классификации рисков для различного рода видов экономической деятельности предприятий. В настоящее время можно обозначить те, которые наиболее присущи предприятиям угольной промышленности, а затем выделить факторы, влияющие на риски и оценить роль и место каждого риска в общей системе.

По причинам возникновения и числу подвергающихся им объектов можно выделить следующие риски: фундаментальные и специфические риски. Фундаментальные или неконтролируемые, всеохватывающие риски относят к "форс-мажорным" обстоятельствам, которые довольно часто возникают в условиях работы предприятий угольной промышленности. Это внезапные выбросы угля и газа, которые, как правило, влекут за собой пожары, завалы, остановку основной работы на непредвиденное время, геологические нарушения и т.д. Обычно эти риски не включаются в число страховых случаев.

Специфические риски связаны с отдельными личностями или предприятиями как по причинам, так и по наступающему ущербу. Эти риски пригодны для страхования.

С точки зрения страхования можно выделить страховые и нестраховые риски. Для страхового характерно универсальность, случайный характер потерь, непредсказуемость страхового случая и потерь для конкретного объекта. Нестраховые - это фундаментальные, систематические риски, которые могут порождать катастрофический риск страховщика.

Также можно выделить систематические и несистематические риски. Источником систематического может выступать неустойчивость политической системы, нерациональная налоговая политика и т.д. Несистематический риск связан с конкретным предприятием, то есть непосредственно действия менеджмента на конкретном предприятии.

По особенностям источников риска выделяют риски объективные, субъективные, индивидуальные и универсальные, специфические, экологические, транспортные, политические, технические.

У объективных рисков источники не зависят от воли и сознания объекта. Субъективные риски могут быть реализованы в случае игнорирования объективные факторов деятелем рынка, страхователем. Индивидуальный риск определяется спецификой объекта и источника риска. Универсальный - присущ основной массе определенных типовых объектов страхования (например шахт).

При классификации рисков по выигрышным ситуациям можно выделить следующие: спекулятивный и чистый. Спекулятивные риски предполагают возможность положительного результата.

К ним условно можно отнести все риски, если считать, что возможность положительного и отрицательного исхода существует одновременно. Чистые риски - это риски, результатом которых могут быть только отрицательные отклонения. К чистым рискам можно отнести экологические, транспортные, имущественные, политические, производственные, торговые и другие. Хотя политические действия иногда могут давать положительный экономический результат, поэтому предоставляется возможным отнести их к спекулятивным рискам. Понятие "чистый риск" часто используют в исследовательских целях для того, чтобы исследовать только отрицательную часть риска в отрыве от возможного положительного отклонения. Это оправдано, если параметры положительного и отрицательного исхода имеют различную физическую природу. Например, при добыче полезных ископаемых положительный эффект носит финансовый характер, а отрицательный эффект - экологический характер.

Среди источников риска можно выделить: природные (применительно к шахте - это выбросы, изменчивость горно-геологических условий, сезонность рынка энергетического угля и т. д.); ненадежность элементов операций и систем, т.е. способность технических устройств к бесперебойной работе в течении определенного времени (достаточно низкая надежность работы машин и механизмов, транспортных цепочек, возможность случайных и непредвиденных поломок в сложных условиях угольного предприятия); человеческий фактор (ошибочные действия менеджера, действия конкурентов и т.д.). Риски, связанные с человеческим фактором, - это в основном риски управления (риски целеполагания, маркетинга, менеджмента). В свою очередь риск целеполагания - это неправильное определение цели. Риск маркетинга - это возможность отклонений в результатах деятельности по причине конкретного выбора инструментов достижения поставленных целей.

Риски менеджмента - это возможность неправильных действий в процессе достижения поставленных целей. Риск менеджмента включает в себя риск изучения, если менеджер не знает объект досконально, и риск действия, что означает возможность принятия опасных решений.

Рисковую ситуацию предлагается рассматривать как совокупность факторов риска, то есть факторов внешней и внутренней среды, взятых в единстве и взаимодействии друг с другом. Созданию рисковых ситуаций способствуют любые изменения в окружающей предприятие рыночной среде, а также они могут быть результатом действия самого предприятия.

При проведении анализа и оценки уровня рисков в угольной промышленности можно сделать акцент на изучение таких внешних факторов как общее состояние экономики страны и региона, коньюктуры рынка, уровень инвестиционной активности, и т.д.

Установлено, что рисковая ситуация в угольной промышленности возникает при принятии управленческого решения, наличия значительной неопределенности, существования нескольких альтернатив и необходимости выбора одной из них. Исходя из этого, можно выделить основные свойства технико-экономического риска. Это двойственность, дискретность, изменение характера и природы рисковой ситуации во времени, альтернативность при принятии решений, возможность получения случайных ошибок, склонение рисковой ситуации к управленческому влиянию, непредсказуемость.

Возможность выявления в процессе управления предприятием причин экономического риска и мер их влияния на деятельность угольного предприятия в текущем периоде и в перспективе позволяет провести анализ потенциальной рисковой ситуации и разработать способы и приемы управления его.

Концепция риска экономической безопасности включает в себя два элемента: оценку риска и управление риском. Оценка риска носит экспертный вероятностный характер в силу неопределенности многих негативных последствий как действия объективных факторов, так и принимаемых хозяйственных решений. Управление риском предполагает предвидение возможных критических социально-экономических ситуаций с тем, чтобы предотвратить, ослабить и смягчить их последствия. Поэтому наряду с оценкой вероятности появления той или иной критической ситуации необходима и оценка потерь (ущерба), сопровождающих её возникновение. Выявление рисков экономической безопасности и прогнозирование их последствий осуществляется использованием таких методов: мониторинг показателей экономики, метод экспертной оценки, метод анализа и обработки сценариев, метод многомерного статистического анализа, метод оптимизации и других методов.

Снижение степени рисков, обеспечение и усиление экономической безопасности угольного предприятия требует систематической поддержки со стороны госудатства, а на предприятиях с акционерной формой собственности доминирующую роль в решении этого вопроса играют органы управления непосредственно этих предприятий.

Библиографические ссылки 1. Глущенко В.В. Управление рисками. Страхование -г. Железнодорожный, Моск.обл. ТОО НПЦ "Крылья" 1999.

2. Материалы XI международной научно-практической конференции "Стратегия экономического развития в условиях глобализации" Т.2. – Черновцы: ЧДУ, 2000.

3. Чернявский А.Д. Антикризисное управление – К.: МАУП, 2000.

УДК 621.928.245:539.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРОХОЧЕНИЯ ВЛАЖНОЙ ГОРНОЙ МАССЫ

ПУТЕМ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА

Калиниченко В.В., ИГТМ НАН Украины, Днепропетровск Повышение эффективности грохочения влажной горной массы является актуальной задачей, особенно на этапе подготовки сырья к обогащению или на конечных стадиях переработки, когда выполняется разделение по мелким классам. Выполненные исследования и анализ состояния вопроса показали, что перспективным направлением в повышении эффективности грохочения влажных материалов является применение полимерных рабочих поверхностей, в частности, динамически активных резонирующих ленточно-струнных сит (РЛСС). Выполнен комплекс исследований по грохочению влажной горной массы (при изменении влажности от 3 до 20 %) на грохотах с ситами РЛСС при изменении режимных и конструктивных параметров грохотов. Кроме влажности изменялась амплитуда колебаний и частота короба грохота, его угол наклона, размер ячейки сита, удельная нагрузка и длина грохота. Установлен характер зависимости показателей грохочения от каждого из варьируемых факторов при различной влажности горной массы и установлены рациональные пределы регулирования.

Выполненный объем исследований позволил разработать математическую модель работы виброгрохота с учетом влажности горной массы и варьируемых параметров грохота. Установлено, что наиболее адекватной является нелинейная регрессионная зависимость, поскольку выполнен сравнительный анализ показателей адекватности линейной и нелинейной моделей.

На основании экспериментальных и теоретических исследований разработаны рекомендации по выбору режимов работы грохота при грохочении влажных материалов и методика выбора рациональных параметров грохота.

УДК 612.028.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ТОНКОГО ГРОХОЧЕНИЯ НА ГРОХОТЕ

С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ СИТА

Технологическая операция тонкого грохочения является весьма актуальной в циклах обогащения минерального сырья. Однако отсутствие серийных виброгрохотов отечественного производства, обладающих высокой эффективностью, потребовало вести поиск новых технических решений по тонкому грохочению. В условиях обогатительной фабрики Вольногорского горнометаллургического комбината были проведены промышленные испытания виброгрохотов различной конструкции по классификации концентрата крупностью 300 –100 мкм. Наиболее перспективными по эффективности, технологичности и простоте обслуживания оказались грохоты конструкции Института геотехнической механики НАН Украины, представляющие собой одномассную конструкцию с инерционным вибровозбудителем и просеивающую поверхность в виде двух параллельных сит, установленных с малым зазором между ними. Нижнее сито – поддерживающее, выполнено из резиновых лент-струн, установленных с предварительным растяжением в специальный подситнике, а верхнее сито – классифицирующее, закреплено над поддерживающим.

При работе грохота колебания лент-струн нижнего сита передаются верхнему и создают интенсивное поле возбуждения на его поверхности, за счет чего достигается интенсификация процесса сухого и мокрого грохочения. Несколько конструкций такого грохота испытаны в условиях фабрики комбината, и получены высокие показатели эффективности по крупности разделения 100 и 200 мкм. Разработана математическая модель такого грохота, проведены динамические испытания конструкции и разработан алгоритм расчета рациональных параметров грохота для получения максимальной эффективности грохочения.

УДК 614.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ПРОДУКТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ ИНГИБИРУЮЩИХ

ДОБАВОК НА РЕАГИРУЮЩИЕ ПОВЕРХНОСТИ

Веселкова Т.А., Мещеряков В.И., Сенина Т.И., Глухов Н.И., Использование ингибирующих добавок оказывает влияние на режим и время тушения, характер протекания процесса горения в зависимости от аэрозольного тушащего состава.

Для выяснения основных зависимостей были проведены экспериментальные исследования по изучению влияния параметров огнетушащей системы на основе бихромата калия (К2Сr2О7) и бихромата аммония ((NH4)2Cr2O7) на характеристики углеводородного пламени. В частности, определялся оптимальный режим тушения: время тушения и его зависимость от параметров аэрозольного тушащего состава. В качестве легковоспламеняющих жидкостей были использованы этиловый спирт и н-пентан, СН4 в парообразном состоянии; параметрами системы являлись: масса образца твердотопливной композиции (ТТК) с бихроматами и их процентное содержание в ее составе. Интервал изменения массы образца (3-15)·10-3 кг. Процентное содержание К2Сr2О7 в составе аэрозольного тушащего состава варьировалось от 15% до 50%. Исследования были проведены на испытательном стенде, моделирующем зону пожара в закрытом помещении.

В результате проведенных исследований установлено, что при разном процентном содержании рассматриваемых бихроматов в составе твердотопливной композиции оптимальная огнетушащая концентрация аэрозольного тушащего состава различна. Так, при 15-20% содержании К2Сr2О7 оптимальная огнетушащая концентрация составляет 68-70 грамм на 1 м3, а для бихромата аммония 25-30 грамм на 1 м3. Зависимость минимального времени тушения от процентного содержания бихромата калия tmin=f(n) может быть представлена аналитически уравнением прямой tmin=n+39.6, что позволяет прогнозировать время тушения при различном содержании ингибитора в составе аэрозольного тушащего состава. При этом для этилового спирта tmin составляет 27 с, а для н-пентана 29 с при 15-20% содержании К2Сr2О7 в составе аэрозольного тушащего состава. При 40% содержании бихромата калия tmin равно 10-12 с.

Исследование влияния процесса горения на реагирующие поверхности представляет как теоретический, так и практический интерес. При пожаротушении в зоне реакции зачастую оказывается человек. Поэтому возникает необходимость оценки состояния человека в создавшихся условиях.

Важность оценки состояния биологического объекта при пожаре обуславливается известными случаями токсикологических отравлений в результате пожаров. В связи с чем, необходимо определение проникновения замедлителей горения, антипирирующих составов, а также продуктов их термической и термоокислительной деструкции через кожный покров человека, находящегося в зоне пожара. При оценке состояния биологического объекта, который находился в условиях пожара, следует учитывать возможность влияния ингибирующих добавок на токсичность образующихся при горении продуктов разложения. Недостаток данных по исследованию влияния ингибиторов горения на токсичность образующихся при горении газов и дымов приводит к невозможному прогнозированию влияния таких веществ на их токсичность. Нельзя пренебрегать тем фактом, что продукты разложения ингибирующих добавок в рассматриваемых условиях могут проникать в организм не только при дыхании через легкие, основным путем (смесь газов, дым), транскорнеально посредством диффузии через однородные участки рогового слоя, волосяные фолликулы и сальные железы, а и трансгляндулярно по выводным протокам потовых желез (вещества растворимые в поте и в воде). Экспериментальные исследования влияния газовых смесей на организм животных в условиях пожара позволяют получать данные, касающиеся первых двух механизмов поступления веществ, и переносить их на человека. К методам оценки состояния биологических объектов при воздействии на них токсических веществ относятся механистический метод построение физиологической модели и эмпирический метод аллометрического масштабирования [1]. Исследование трансгляндулярного механизма проникновения веществ затруднено, по причине существенного отличия кожи человека, как анатомически так и функционально, от кожи лабораторных животных. Предполагается возможность изучения проницаемости кожи в области подушечек лапок, которые могут иметь потовые железы, в функциональном отношении аналогичные потовым железам человека. Однако подтверждения таким данным нет. Поэтому важна теоретическая оценка функционирования дополнительного в условиях пожара трансгляндулярного механизма проникновения водорастворимых веществ.

Человек при пожаре подвергается мощному воздействию тепла, выделяемого при горении.

Следствием такого теплового воздействия является возбуждение системы потоотделения, деятельность которой, согласно [2] неразрывно связана с трансгляндулярной проницаемостью кожного покрова. Причем, в таких условиях развивается как термическое, так и психогенное потоотделение, поскольку действуют достаточно сильные температурные и эмоциональные раздражители.

Отличительные особенности функционирования психогенного потоотделения требуют отдельного его рассмотрения в создавшихся условиях в зоне пожара. Психогенное потоотделение способно без латентного периода достигать той интенсивности, которая соответствует степени раздражения, длиться до тех пор, пока действует раздражитель, и сразу же прекращаться при снятии раздражителя. Заметим, что психогенное потоотделение в отсутствии термического наблюдается на ладонях и подошвах, в зависимости от индивидуальных особенностей, в подмышечных впадинах. Если в условиях тушения пожара, указанные зоны поверхности кожи были открыты, то в моменты эмоциональных реакций (напряжения и расслабления) могут наступить непредвиденные периоды торможения психогенного потоотделения и химические вещества, находящиеся в данный момент на поверхности кожи, начнут втягиваться в выводные протоки потовых желез, т.е. в случае не соблюдения мер безопасности по защите поверхности кожного покрова от продуктов горения, в периоды торможения психогенного потоотделения продукты разложения обязательно будут втягиваться в организм биологического объекта.

Характер функционирования термического потоотделения позволяет прогнозировать его поведение (возбуждение, развитие, торможение) у биологического объекта, находящегося в зоне пожара. Поэтому существует возможность анализа поступления веществ по выводным протокам потовых желез в период торможения термического потоотделения.

Вещества, которые попадают на поверхность кожного покрова в зоне пожара, являются результатом множества термических превращений, происходящих при горении. Структура таких веществ определяет механизм проникновения их в организм биологического объекта. Вероятно, что в условиях пожара на поверхности кожного покрова скапливаются мелкодисперсные вещества, которые с потом втягиваются в глубину выводного протока. Такие вещества, являясь нетоксичными в малых дозах, могут накапливаться в выводных протоках потовых желез в результате избирательной функции реабсорбции их стенок. В том случае, если вещество не будет выведено обратно отмывающим действием очередных порций пота, оно обязательно со временем поступит через стенку протока во внутреннюю среду – межклеточную жидкость. Незаметное для человека накопление таких веществ может в результате стать причиной токсикологического отравления. Жидкие вещества, которые не растворимы в воде, но имеют высокую текучесть, могут как и жидкости втягиваться в выводные протоки потовых желез и внутри организма повышать свое токсическое действие.

Таким образом, если в условиях тушения пожара биологический объект реагировал с продуктами разложения, нужно четко представлять, какими путями могут проникать эти вещества внутрь организма. Так, например, в производственных условиях, если содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны удается поддерживать на уровне предельно допустимой концентрации, то не всегда удается избежать непосредственного контакта химических веществ с кожным покровом работающих (руки). Причиной отравления в такой ситуации является кожный путь поступления химических веществ в организм.

Детальное изучение механизмов проникновения веществ в организм человека, находящегося в условиях опасности токсикологического отравления, позволит уменьшить возможность отравлений путем разработки надежных средств защиты.

Трансгляндулярный механизм поступления химических веществ в подкожный слой достаточно мало изучен. Химические вещества, согласно данному механизму, проникают в организм по выводным протокам потовых желез после прекращения потоотделения в период его торможения. Таким образом, исследование трансгляндулярного механизма проницаемости кожного покрова сводится к изучению физики процессов в выводных протоках потовых желез при возбуждении, развитии и торможении потоотделения и их формализации. Предложена простая модель для изучения, состоящая из потовой железы и ее непосредственного окружения. Рассматривается эккриновая потовая железа, которая является самым распространенным типом потовых желез у человека.

Хотя потовые железы различного типа могут отличаться по структуре, форме и размерам, а также возбуждаться с различной интенсивностью, в период втягивания проводить через себя из внешней среды различное количество химического раствора, важно использовать общую модель для изучения основных особенностей. Эккриновая потовая железа по своему строению является простой трубчатой. Она состоит из длинного выводного протока, идущего прямолинейно или слегка извиваясь, и не менее длинного концевого отдела (секреторного), закрученного в виде клубочка. Геометрические параметры потовой железы являются усредненными значениями, к которым относятся средние диаметр, объем, диаметр воронки концевого отдела выводного протока, объем секреторного отдела. Выводные протоки представляют собой упруго-эластичные трубки, расширяющиеся и сжимающиеся под влиянием тяговых усилий элементов кожи. Однако растяжимость их стенок довольно ограничена. Состав среды окружения выводного протока определяем как водносолевой раствор вода-хлорид натрия (H2O+NaCl). Изначально считаем, что пот представляет собой водный раствор, только 0.3-0.8% которого составляет плотный остаток, обладает постоянной вязкостью и значит является ньютоновской жидкостью. Характер движения пота по выводному протоку определяется согласно движению ламинарных жидкостей по капиллярным трубкам, т.к.

d рр + gh, где рр = рn + p. Здесь рn – давление на плоской поверхности жидкости, р – гидравлическое давление, создаваемое при сокращении миоэпителиальных волокон, p – давление Лапласа, p = (1/R1+1/R2), – коэффициент поверхностного натяжения, R1 и R2 главные радиусы кривизны мениска в капилляре. Уравнение движения пота по выводному протоку опишем уравнением Бернулли для потока несжимаемой жидкости.

Где v1 v2 – средние скорости в сечениях, определяемых как отношение расхода V к площади живого сечения S; – коэффициент кинетической энергии, учитывающий неравномерное распределение местных скоростей по живому сечению. Если считать выводной проток круглой трубкой, где pв – изменение давления внутри протока, dн – соответствующее изменение наружного диаметра протока dн, dв – внутренний диаметр протока, – коэффициент Пуассона.

В процессе своего движения пот расширяет концевые отделы протоков согласно интенсивности потоотделения. Т.к. протоки растягиваются в окружном направлении, они характеризуются окружным напряжением. Изменение диаметра выводного протока связывается с изменением давления внутри протока (и, следовательно, окружным напряжением) с помощью касательного напряжения модуля Юнга. Величина модуля Юнга определяется из уравнения (2).

Когда порция пота выделяется на поверхность кожного покрова, необходимо учитывать постепенное ее испарение с поверхности, сложную форму мениска и краевые углы, а также разность давлений воздуха над поверхностью жидкости в протоке (капилляре) и вне его. Силы поверхностного натяжения капли над устьем выводного протока преобладают над гидравлическим давлением выделенной влаги, поэтому поверхность капли имеет выпуклую форму. Пот выводится под углом, поэтому масса жидкости сразу приобретает вращательное движение и пот легко поступает в выводной проток при втягивании. При непрерывном потоотделении в период втягивания растворы пота и химических веществ не успевают проникать на большую глубину в выводные протоки, ограничиваясь роговым слоем, они очередными порциями пота выбрасываются обратно.

После прекращения потоотделения наступает его торможение. Торможение процессов потоотделения является рефлекторным процессом. Втягивания пота в глубину протока происходит в результате расслабления миоэпителиальных волокон и реабсорбционной функции стенок выводных протоков. В период втягивания в просвете выводного протока возникает отрицательное давление (–р), которое способствует наряду с гидростатическим давлением окружающих тканей (рт) сужению стенок выводных протоков. Можно записать условие втягивания как –р + рт – рр > 0, где Пот с растворенными в нем химическими веществами поступает в выводной проток неравномерно.

Окончание процесса поступления раствора пота в выводной проток произойдет тогда, когда -р + рт = рр. Необходимо учитывать возможность набухания ороговевших частей протоков в условиях втягивания гипотонических растворов, так как ороговевшие концевые отделы выводных протоков лишены возможности сужаться и состояние их набухания может определять период втягивания.

Библиографические ссылки 1. 1..R.M.J.Ings. Interspecies scaling and comparisons in drug development and toxicokinetics. Xenobiotica, 1990, vol.20, no.11, 2. П.П.Слынько. Потоотделение и проницаемость кожи человека. –К.: Наук. думка УДК 622.012.

НОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ШПАЛ

ДЛЯ РУДНИЧНОГО ТРАНСПОРТА

Луцкий М.Б., Дорожко И.К., Чичкан А.А., ОАО "Алчевский металлургический комбинат" Луценко В.А., Донбасский горно-металлургический институт Одним из факторов, влияющих на безопасность и надёжность перевозок внутришахтным рудничным транспортом, стабильность ширины колеи, возможность быстрого устройства и рихтовку пути с минимальными трудозатратами, эксплуатационные расходы и рентабельность продукции является конструкция верхнего строения пути, к которому относятся шпалы. Поэтому к конструкции, материалу и сроку службы шпал предъявляются жёсткие требования На промышленных предприятиях и магистральных железнодорожных путях Украины в настоящее время уложено более 28 млн. шпал, из которых более 20 млн.шт. – деревянные, а остальные – железобетонные. Для поддержания железнодорожных путей в рабочем состоянии, ежегодно необходимо производить замену не менее 3,5 млн. шпал, на что необходимо расходовать до 0, млн. м3 древесины.

При устройстве верхнего строения внутришахтных железнодорожных путей, наиболее широкое распространение получили деревянные шпалы, которые изготавливаются из древесины хвойных пород, бука, берёзы и др. Срок службы таких шпал не превышает 2-2,5 года. Так как шпалы работают во влажной среде, то для увеличения срока их службы применяются специальные пропитки антисептиками, что позволяет увеличить продолжительность их эксплуатации до 5-6 лет. К недостаткам деревянных шпал можно отнести их низкую стойкость, высокую стоимость подготовки и эксплуатации внутришахтных путей, а также низкую прочность и невозможность в течение длительного периода поддержания заданной ширины колеи. Кроме того, вследствие недостаточно надёжного крепления рельсов к шпалам, увеличиваются трудозатраты и себестоимость содержания пути, усложняется его рихтовка. При этом для крепления на один километр пути, при длине рельсов 6 и 12 м на подкладки, костыли, шурупы расходуется 7600 - 8250 кг металла для рельсов Р- и 8250-12400 кг для рельсов Р-33 [1]. При этом применение деревянных шпал приводит к увеличению расхода лесоматериалов, что отрицательно сказывается на охране окружающей среды.

Более надёжными являются получившие распространение в последнее время железобетонные шпалы, снабжённые предварительно натянутой арматурой, применение которых позволяет устранить некоторые недостатки, присущие деревянным шпалам. Однако, несмотря на увеличение в два раза срока службы, железобетонные шпалы плохо воспринимают динамические нагрузки, а крепление к ним рельсов при помощи шурупов и анкерных болтов не обеспечивает надёжности работы и стабильности профиля пути. При этом трудоёмкость работ при устройстве пути значительно увеличивается, так как укладка шпал, имеющих массу 70 - 90 кг, невозможна без применения специальных грузоподъёмных приспособлений и механизмов. Кроме того, как и для деревянных шпал, вследствие недостаточно надёжного крепления рельсов к шпалам, повышается себестоимость содержания пути, усложняется его эксплуатация.

На некоторых шахтах, ввиду отсутствия деревянных и железобетонных шпал, в качестве их замены применяются прокатные профили: швеллеры, отработавшие шахтные стойки, толстолистовая сталь и другие профили. Так как эти профили функционально не приспособлены для таких целей, то обеспечить безопасность работы транспорта, надёжность перевозок и снижение эксплуатационных расходов не всегда удаётся.

специалистами Алчевского металлургического комбината быРис. 1. Поперечное сечение про- ла проведена работа по усовершенствованию существующих филя металлической шпалы конструкций шпал для рудничного транспорта. Целью работы профиля колеи в течение всего времени эксплуатации шпал, а также устойчивость работы при динамических нагрузках и безопасности перевозок, снижение трудовых и материальных затрат при устройстве и содержании пути, снижение массы и увеличение срока службы шпал. При решении поставленных задач, с учётом опыта полученного при производстве профилей и конструкции шпал для промышленных предприятий, а так же опыта эксплуатации металлических шпал, которые в течение более чем десяти лет хорошо зарекомендовали себя на подъездных путях Алчевского и Макеевского металлургических комбинатов, а так же обогатительных фабриках и карьерах Криворожского бассейна, был разработан горячекатаный профиль металлической шпалы для внутришахтного рудничного транспорта.

Предложенный профиль, содержащий горизонтальную полку переменной толщины и боковые наклонные стенки с утолщениями на концах, сопряжённые с полкой внутренними и наружными радиусами от известных профилей отличается тем, что отношение высоты утолщённой части стенки к высоте профиля шпалы составляет 0,25-0,29, а отношение минимальной толщины полки на оси симметрии к максимальной толщине составляет 0,6-0,91 [2].

На рис. 1 приведен чертёж поперечного сечения профиля металлической шпалы, предназначенной для рудничного транспорта.

Основные параметры профиля металлической шпалы:

площадь поперечного сечения - 1584 мм масса одного погонного метра - 12,43 кг момент сопротивления WX момент сопротивления WY Для проверки пригодности разработанного профиля металлической шпалы к использованию на рудничном транспорте был произведен его расчёт на прочность. С учётом максимальной массы локомотива 14 т определены величины нормальных и касательных напряжений, действующих в опасных сечениях профиля. На рис. 2 приведены эпюры напряжений, возникающих в поперечном сечении шпалы под рельсом при нагрузке 35 кН (при расчётах принята подсыпка из гравистых и крупных песков, высота которой составляет 150 мм, а модуль упругой деформации грунта – МПа).

Установлено, что под действием нагрузок, передаваемых подвижным составом, максимальные изгибающие напряжения возникают в основании шпалы, а величина сжимающих напряжений, возникающих в полке под действием изгибающих моментов, в 2,5 раза меньше величины напряжений изгиба, возникающих в основании. В поперечном сечении профиля, соответствующем максимальному моменту, возникает также максимальная сила Qmax, которая вызывает появление значительных нормальных и касательных напряжений в местах сопряжения полки со стенками (точка С). Допустимые напряжения для стали Ст3, из которой предполагается изготавливать шпалы, при циклических нагрузках с характеристикой цикла r = 0, определённое по методике [3], составляет 97 МПа, что значительно превышает напряжения, возникающие в опасном сечении. Расчёты, проведенные для условий эксплуатации шпал на грунтах с различными модулями деформации, показывают, что напряжения, возникающие в опасных сечениях профиля при нагрузке колеса на рельс 35 кН, не превышают допустимые.

Предложенный профиль металлической шпалы выдерживает реальные нагрузки, создаваемые подвижным составом рудничного транспорта и отвечает предъявляемым требованиям с достаточным запасом прочности. При совместной работе системы уменьшение деформируемости грунта ведёт к снижению нагрузки на шпалу, т.е. к увеличению её надёжности. Отсутствие подсыпки приводит к увеличению выносливость. На рис. 3 приведен общий вид металРис. 2. Эпюры нормальных и касательных напряжений в опасном сечении шпа- лической шпалы в сборе.

Наряду с прочностными характеристиками шпального профиля, для устройства и содержания Рис. 3. Общий вид металлической Для крепления рельсов к металлическим шпалам сечение которой выполнено в виде трапеции, с криволинейными боковыми поверхностями, повторяющими профиль и размеры подошвы рельса. При использовании двух смежных профилеразмеров рельсов соответствующим образом выполняются криволинейные поверхности накладки. Как и шпальный профиль, накладки могут изготавливаться на прокатном стане в сдвоенном виде с последующим разделением и прошивкой отверстий под крепёжный болт. Крепление накладки к шпале производится болтом, с утонённой средней частью, головка которого вставляется в верхнюю плоскую поверхность шпалы и шпал и изготовление крепёжных болтов, разработана техноРис. 4. Схема крепления руднично- логия их получения. Для прокатки шпального профиля и го рельса к шпале. 1 - рельс; 2 - профиля накладок разработаны калибровки валков и схемы накладка; 3 - крепёжный болт; 4 - прокатки в условиях сортовых станов Украины. Для прошивгайка; 5 - шайба; 6 - шпала ки отверстий и изготовления фиксирующих болтов, разработан технологический процесс, определены параметры необходимого оборудования, разработаны рабочие чертежи оснастки. В таблице 1 приведены характеристики профиля металлических шпал, в зависимости от ширины колеи и типа применяемых рельсов.

Масса шпалы при длине:

Кол-во шпал из 1 т профиля:

Применение металлических шпал для устройства пути внутришахтного рудничного транспорта позволит улучшить условия эксплуатации верхнего строения пути, повысить безопасность и надёжность перевозок, обеспечит стабильность ширины колеи в процессе всего периода эксплуатации, исключить применение грузоподъёмных механизмов, в значительной степени снизить трудозатраты при устройстве внутришахтных путей рудничного транспорта, а также снизить расходы на содержание и эксплуатацию верхнего строения пути Библиографические ссылки 1. Подземный транспорт шахт и рудников: Справочник / Г.Я. Пейсахович, И.П. Ремизова. – Л.:

Недра, 1986. – 565 с.

2. Пат.UA 11296 МКИ Е01В 3/16 Металлическая шпала / Луцкий М.Б., Дорожко И.К., Луценко В.А. и др. Заявл. 24.01.94. Опубл. 25.12.96. Бюлл. № 4.

3. Беляев Н.М. Сопротивление материалов.– М.,1958.– 856 с.

О ПОВТОРНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВЫРАБОТОК ПРИ СТОЛБОВОЙ СИСТЕМЕ

РАЗРАБОТКИ

Бакланов А.А., Трофимов О.Г., Донецкий национальный технический университет В целях экономии средств на проведение участковых подготовительных выработок, ликвидации потерь угля в ленточных целиках между выемочными столбами при столбовых системах разработки широко применяется повторное использование откаточного штрека в качестве вентиляционного для следующего выемочного участка.

(вентиляционная выработка проводится в присечку к выработанному пространству предыдущего выемочного участка) и проведения Количество выдаваемой с участка породы характеризует тредоемкость работ по выемке ее при проведении и ремонте выработок и может служить показателем оценки технологии. Расчеты показали, что объем породы, получаемой на участке, возрастает с увеличением размеров выемочного столба для обоих рассматриваемых вариантов технологии. Однако в случае повторного использования выработки этот рост более интенсивный и при определенном размере столба оба варианта оказываются равноценными по принятому критерию (рис.1).

На рис. 2 показано влияние природных и технических факторов на отношение объема получаемой породы в случае проведения для каждого столба 2 подготовительных выработок к таковому при повторном использовании выработки.

График влияния каждого фактора построены при постоянных значениях всех других факторов ( H/Rc=30, m=1,3 м, L=1200 м, S= 12,5 м2, vо= 60 м/мес., kо= 2). Как видно из рисунка, наибольшее влияние на принятие решения о повторном использовании выработок оказывают скорость подвигания очистного забоя vo, отношение глубины разработки к расчетной прочности пород на сжатие H/Rc, и класс пород по обрушаемости ko. Меньшее влияние оказывают сечение выработки S и размер столба L. В значительно меньшей степени влияет мощность пласта m.

Статистическая обработка расчетных величин позволила получить уравнение зависимости показателя целесообразности повторного использования выработки от влияющих факторов. Для принятия решения о повторном использовании выработки необходимо вычислить показатель.

= 1,08+1,665(H/Rc)-0,0962-0,232Ln(L)-0,085m+0,248Ln(vo)-0,0125S-0,0596kо Если величина >1 – целесообразно применять повторное использование транспортной выработки в качестве вентиляционной для следующего выемочного участка, при dk т.е. кривую, описывающую траекторию движения центра окружности с диаметром, равным диаметру каната, при его качении по профилю канавки. Эквидистантная кривая представляет собой множество точек, соответствующих возможным положениям оси навиваемого каната. Аналогично строим эквидистантную кривую для витка соседнего намотанного каната. На рис. Рис. 2. Эквидистантная кривая Поверхность, эквидистантная поверхности намотки каната, в профиля канавки и соседнего системе координат изображенной на рис.3, определяется слеканата дующими уравнениями:

Для определения областей контакта каната с гребешком и соседним витком, представим ось навиваемого каната от точки закрепления до шкива в виде последовательно соединенных двух криволинейных и трех прямолинейных, касательных к ним, участков. Криволинейные участки, соответствующие контакту каната с гребешком и соседним канатом, описываются уравнениями (3).

приведенной кривизной произведение значения кривизны оси каната на 80. Изгибные и контактные напряжения в проволоках каната пропорциональны Рис. 4. Экранная форма плоскостью девиации, ось каната и график ее приведенной кривизны для случая касания каната с гребешком и соседним канатом. Видно, что приведенная кривизна на первом участке меньше, чем на втором. В правой части экранной формы представлена форма профиля канавки и эквидистантые кривые.

Анализ влияния изменения радиусов Rd и r существующих профилей канавки, с учетом структуры применяемых канатов, на кривизну оси наматываемого каната позволяет ограничиться следующими средними размерами: радиус дна канавки Rd = 0,505 dk ; радиус скругления гребешка, который должен быть соизмерим диаметру проволоки каната, r = dk / 17.

Назовем относительным зазором отношение величины зазора между канатами к диаметру барабана, в процентах. На рис. 5 для значения угла девиации 1,5° представлена зависимость приведенных кривизн (в процентах) от величины относительного зазора для случаев намотки: а) когда соседняя канавка в сторону убывания угла девиации пуста; б) заполнена канатом. Штрих пунктирная линия (1) отображает зависимость для подъемной машины с отношением диаметра барабана к диаметру каната 80, пунктирная (2) – 100, сплошная (3) – 120. Знак ! соответствует теории точечного касания [1]. Крестиками и кружочками обозначены значения зазоров и кривизн в серийно выпускаемых подъемных машинах (Х — 2Ц-4 1,8; ЦР-4 3/0,7; 2Ц-4 2,3; О — 2Ц-5 2,4;

ЦР-5 3/0,6). Большим значениям кривизн соответствует больший диаметр каната для одной и той же машины.

Рис. 5. Зависимость приведенных кривизн от Рис. 6. Зависимость приведенных кривизн от Из рис. 5 видно, что отображаемая зависимость для случая б), когда соседняя канавка заполнена, состоит из двух ветвей и переходного участка между ними. Первая ветвь, отвечающая меньшим приведенным кривизнам, соответствует случаю, когда приведенные кривизны на участке контакта с гребешком меньше, чем на участке контакта с соседним канатом. Вторая ветвь соответствует контакту только с гребешком. Переходной участок соответствует случаю, когда приведенные кривизны на участке контакта с гребешком больше, чем на участке контакта с соседним канатом. Начало второй ветви соответствует точечному контакту.

В [3] рекомендуется выбирать величину абсолютного зазора для машин с диаметром барабана до 6 м равным 2-3 мм. Выпускаемые четырех и пятиметровые машины имеют шаг нарезки канавок меньший, чем шаг, рекомендуемый с использованием критерия точечного касания [1], по которому величина зазора равна 3,65-4,29 мм.

Вследствие того, что зависимость приведенных кривизн на первой ветви от относительного зазора близка к константе, для назначения минимального шага по критерию кривизн следует выбирать tMin.

На рис. 6 представлены зависимости приведенных кривизн (в процентах) от угла девиации.

Тонкие кривые (случай а) соответствуют не заполненной соседней канавке, жирные кривые (случай б) для контакта с соседним канатом и гребешком (первая ветвь на рис. 5). Кривые 1,2,3, отображают зависимости для машин с отношением Db/dk равным 80,100,120 соответственно.

На рис. 6 горизонтальная пунктирная линия соответствует предельному значению приведенной кривизны, вычисленной на основании ПБ. Из двух рассмотренных расчетных случаев следует выбирать тот, в котором значения приведенных кривизн выше, т.е. намотку с пустой соседней канавкой. Из рисунка видно, что для машин с Db/dk равным 80,100,120 увеличение угла девиации до 1,8, 2,1 и 2,4 соответственно не приводит к превышению кривизн по сравнению с рекомендованными в ПБ.

Выводы:

кривизна каната при намотке только на гребешок канавки выше, чем кривизна каната при намотке, как на гребешок, так и на соседний виток;

использование критерия точечного касания для назначения шага нарезки канавок приводит к завышенным значениям зазора на 40-80% по сравнению с существующими машинами [3];

по критерию допустимых кривизн минимальным шагом нарезки канавки является минимальный геометрически допустимый шаг, что приводит к уменьшению зазора в среднем на 40% по сравнению с существующими машинами [3];

назначение угла девиации до 1.8°-2.4°, (в зависимости от отношения Db/dk), не приводит к нарушению критерия допустимых кривизн.

Библиографические ссылки 1. Заболотный К.С., Жупиев А.Л., Безпалько Т.В. Разработка теории укладки подъемного каната на барабан ШПМ // Вибрации в технике и технологиях. – 1999. – №12. – С.36-38.

2. Киселев Н.Н., Кужель М.Г., Димашко А.Д., Ильин П.Л. К вопросу о допускаемом шаге навивки каната на барабан подъемной машины // Уголь. – 1954. – №11. – С.27-31.

Димашко А.Д., Гершиков И.Я., Кревневич А.А. Шахтные электрические лебедки и подъемные машины. Справочник. – М.: Недра, 1973. – 363 с.

УДК 621.926.

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ РАЗДЕЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПО КРУПНОСТИ В

БАРАБАННЫХ ГРОХОТАХ

Барабанные грохоты, применяемые в настоящее время для промывки глинистых руд (промывочные машины), при разделении по крупности и промывке материалов в строительной индустрии и в других областях имеют, как правило, в качестве просеивающей поверхности перфорированные металлические листы [1,2]. При этом коэффициент «живого сечения» не превышает 25%. Очевидно, что конструкция перфорированного листа не может в полной мере отвечать требованиям учета характера взаимодействия промываемого или просеиваемого материала с рабочей поверхностью грохота. Для придания рабочей поверхности грохотов специфических функций используют некоторые конструктивные приемы. Например, в бутарах на внутренней поверхности устанавливают методом сварки ленточную спираль для возврата крупнокускового материала и мелющих тел в мельницу. На просеивающей поверхности промывочных машин продольные планки устанавливают, подобно лифтерам мельниц, для поднятия загрузки на большую высоту и повышения эффективности перемешивания материала. Выше перечисленные конструктивные мероприятия до настоящего времени не имели под собой теоретических обоснований, а выбор размеров отдельных элементов конструкции осуществлялся, в большинстве случаев, на основании простого подбора.

Весьма важное место в технологическом процессе переработки полезных ископаемых занимают машины, применяемые для промывки глинистых руд. Например, промывка кимберлитовых руд является одной из основных технологических операций при добыче алмазов.

До настоящего времени в литературе не освещены основы теории взаимодействия загрузки с рабочей поверхностью барабанных грохотов, а также не рассмотрены принципы подбора оптимальной системы параметров механического режима. Ориентировочно объемную производительность Qo определяют [1 ]по формуле :

где q – удельная объемная производительность м на 1 мм ширины отверстия; a – размер отверстий сита, мм; F – площадь сита, мм.

Для промышленных грохотов с диаметром отверстий 50 мм рекомендуется удельную объемную производительность принимать q = 0,06 0,10 м 3 /( м 2 ч), а для отверстий меньшего диаметра q = 0,035 0,05 м 3 /( м 2 ч). Практика эксплуатации барабанных грохотов показала, что расход воды при мокром грохочении составляет 2,5-1,5 м3 на 1 м3 загружаемого материала. Большие значения расхода воды соответствуют меньшей крупности материала.

Очевидно, что такой расчет может лишь с большим приближением прогнозировать объемную производительность безотносительно к основным параметрам грохота. Предложенная методика, в большей мере позволяет качественно определить влияние размеров отверстий просеивающей поверхности на процесс грохочения различных типов руд.

В настоящей работе представлена принципиально новая конструкция (рис.1а, 1б), позволяющая одновременно решить ряд проблем на пути повышения эффективности и надежности барабанных грохотов [3].

Рис. 1. Барабанный грохот экспериментальной конструкции Грохот состоит из торцовых фланцев 1, которые одновременно могут служить элементами фрикционного привода. Торцовые фланцы соединяются между собой продольными шпильками 2.

Просеивающая поверхность представлена набором планок специальной конструкции 3. Планки представляют собой наклонные под углом, относительно радиальной плоскости, элементы просеивающей поверхности с узлами крепления и периодическими клиновидными выступами.

Высота клиновидных выступов определяет размер «соты» просеивающей поверхности в направлении перпендикулярном плоскости планки. Другой размер «соты» определяется расстоянием между клиновидными выступами. В конструкции представленной на рис. 1а клиновидные выступы формируют просеивающую поверхность в виде «сот» трапециевидной формы. Клиновидные выступы могут быть установлены под разными углами к радиусу, что в значительной мере определяет характер взаимодействия загрузки с просеивающей поверхностью. При изменении формы выступов, а также их расположении по обе стороны планки формы сот образующих просеивающую поверхность могут иметь различную геометрию. Ширина выступов a не должна превышать ширину планки b. Планки могут быть выполнены в виде сегментов колец или прямыми как показано на рис.1б. Основными характеристиками определяющими эффективность работы грохотов представленной конструкции являются параметры механического режима, основные его размеры и геометрические параметры просеивающей поверхности.

Объёмная производительность но надрешетному продукту может быть определена как:

где Aнад – фактическая площадь поперечного сечения эпюры заполнения барабана надрешетным продуктом; v - заданная скорость принудительного перемещения надрешетного продукта.

где D – внутренний диаметр барабана грохота; – угол наклона винтовой линии образованной планками, формирующими рабочую поверхность; n – частота вращения барабана 1/мин;

Очевидно, что по мере перемещения надрешетного продукта к разгрузке площадь поперечного сечения уменьшается вплоть до окончания разделения материала по крупности.

Обозначим отношение площади поперечного сечения эпюры в загрузочном сечении к фактической площади поперечного сечения эпюры заполнения барабана надрешетным продуктом K нап – коэффициент наполненности загрузки подрешетным продуктом, позволяет определить состав питания грохота, или при известном составе питания определить соотношение площадей в начале и конце эффективной длины барабана грохота. Эффективной следует считать длину барабана на которой начинается и заканчивается технологический процесс разделения.

После соответствующих подстановок диаметр барабана грохота может быть определен как Представленные зависимости могут рассматриваться как одни из базовых при разработке инженерных методик расчёта барабанных грохотов.

В настоящее время режимы работ применяемых в промышленности промывочных машин и барабанных грохотов соответствуют каскадному. (Здесь и в дальнейшем для барабанных грохотов используем терминологию применяемую для машин типа «вращающийся барабан») При каскадном режиме можно обеспечить хорошую перемешиваемость материала и многократный контакт загрузки с просеивающей поверхностью, что в свою очередь способствует скорейшему рассеиванию материала по крупности.

Очевидно, что для определения основных параметров представленного оборудования следует провести серию экспериментальных исследований для определения основных параметров и их сооотношений. Полученные результаты могут быть представлены в виде таблиц и номограмм, а также в виде поправочных коэффициентов к теоретической (идеализированной) модели расчета.

Основными параметрами, которые должны быть определены в результате эксперимета являются:

– эффективная длина барабана – геометрические характеристики эпюры заполнения грохотимого или промываемого материала в различных сечениях барабана.

– основные размеры специальных планок образующих просеивающую поверхность. Конструкция планок не только формирует просеивающую поверхность, но и в известной мере определяет скорость транспортирования надрешетного продукта к разгрузке.

Представленная конструкция является примером комплексного решения задач путем применения ряда принципиально новых конструктивных решений, обеспечивающих повышение эффективности технологического процесса.

Однако, даже простое сравнивание существующих конструкций с представленной показывает, что последняя имеет ряд преимуществ:

– значительно повышается коэффициент живого сечения – просеивающая поверхность на всей своей длине представлена эластичными элементами, обеспечивающими повышенную износостойкость по сравнению с металлическими листами.

– простота конструкции и сборки в процессе монтажа.

– просеивающая поверхность за счет наличия выступающей части на отдельных её элементах, образующих винтовую поверхность с заданными геометрическими параметрами, позволяет придать надрешетному продукту перемещение в продольном направлении с заданной скоростью даже при горизонтальном положении и может быть многократно модифицирована с целью придания дополнительных свойств. Например, выполнение выступающих элементов в форме зубьев определенной геометрической формы может обеспечить не только транспортирование надрешетного продукта, но и подъём загрузки на большую высоту, что в свою очередь обеспечивает более активное его перемешивание. Это весьма важно при промывке глинистых руд. Подобная конструкция просеивающей поверхности может также быть использована и в подвижных грохотах в виде пластинчатого транспортёра.

Библиографические ссылки Справочник по проектированию рудных обогатительных фабрик. – Кн. 1. – М.: Недра, 1988. – С.374.

2. Кармазин В.И. Обогащение руд черных металлов. – М.: Недра, 1982. – 216 с.

3. Маляров П.В. и др. Барабанный грохот. А.С. N 1226724(СССР). Заявл. 9.01.1984.

УДК 622.233.5 + 621.

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СЕТЕЙ РУДНЫХ ШАХТ

Литовко Б.М., Криворожский технический университет, Кривой Рог Эффективность работы компрессорной установки в значительной мере зависит от протяжённости и состояния её воздушных сетей. Этот вопрос является актуальным для шахт Кривбасса, которые снабжаются сжатым воздухом от отдельных компрессорных станций, расположенных на значительном расстоянии от потребителей. Средняя протяжённость магистральных воздуховодов составляет 4-5 км, а внутришахтных сетей 15-20 км [1].

Косвенным показателем, характеризующим физическое состояние воздушных сетей, является срок их службы. Очевидно, что с увеличением его возрастает количество дефектов трубопроводов, приводящих к утечкам сжатого воздуха. На сегодняшний день средний срок пребывания в эксплуатации магистральных трубопроводов составляет 15-20 лет, а внутришахтных – 3-5 лет.

Для оценки потерь воздуха во внешних сетях были проведены исследования на примере Шахтоуправления(ШУ) КГГМК «Криворожсталь», включающего шахту им.Артёма и карьер. В процессе исследований последовательно определились такие параметры: объём выработанного сжатого воздуха; количество воздуха, израсходованного основным и вспомогательным оборудованием; количество воздуха, использованного для проветривания глухих забоев; потери сжатого воздуха.

Общий объём воздуха, выработанный компрессорной установкой за анализируемый период работы предприятия (четвёртый квартал 2001 года), определялся, исходя из удельного расхода электроэнергии на производство 1 м3 сжатого воздуха, который для турбокомпрессоров К-500-61-1 составляет 0,097 кВтч/ м3. Так как за этот период на производство воздуха было затрачено кВтч электроэнергии, то суммарный объём полученного воздуха составил 53013400 м3. С учетом того, что около 10% из данного объёма пошло на нужды сторонних потребителей и потеряно через помпажные клапаны, объектами шахтоуправления было направлено 47000000 м3 воздуха.

Исходными параметрами для определения расхода сжатого воздуха оборудованием были объёмы его работы, средняя производительность и удельный расход воздуха в единицу времени. По этим данным определялось суммарное время работы оборудования и расход воздуха за анализируемый период его эксплуатации.

Расход воздуха на проветривание глухих забоев определялся, исходя из количества забоев, времени проветривания и диаметра, открываемого трубопровода сжатого воздуха.

Потери воздуха определялись как разница между выработанным его объёмом и израсходованным на привод оборудования и проветривание.

Результаты исследования распределения сжатого воздуха между различными потребителями и его потерь в процессе доставки в забои приведены в таблице 1. Данные наглядно показывают, что для полезных нужд тратится только небольшая часть сжатого воздуха, а именно, около 18% его идет на привод оборудования и 4,5% на проветривание глухих забоев. Потери воздуха из-за утечек и теплообмена с внешней средой составляют 77,5% и более, чем в три раза превышают допустимые (20%). Полученные данные по величине потерь согласуются с ранее выполненными исследованиями на шахтах центрального Донбасса, где утечки сжатого воздуха оценены в 50-70% [2].

Из вышеотмеченного вполне очевидно, что основным резервом повышения эффективности компрессорных установок является сокращение потерь сжатого воздуха во внешних сетях как путём снижения утечек, так и лучшей подготовки воздуха на компрессорной станции. При решении этой проблемы следует исходить из того, что утечки в сетях имеют место во фланцевых соединениях магистральных трубопроводов, в запорно-соединительной и регулирующей аппаратуре и через коррозионные пробоины воздуховодов, которые образуются в результате капежа агрессивных шахтных вод.

Воздух из сети уходит и через разгрузочные вентили водоотделителей, особенно в зимний период, на поверхностных участках магистрального воздухопровода, где вентили в это время бывают открыты практически постоянно из-за возможного замерзания конденсата в них и перекрытия водоспускных патрубков. Негативное влияние оказывает также плохая подготовка воздуха на компрессорной станции.

Температура воздуха, подаваемого в магистральную сеть, примерно в три раза выше нормативной, что приводит к снижению его давления в процессе теплообмена с внешней средой.

Таблица 1. Основные потребители сжатого воздуха ШУ КГГМК «Криворожсталь» и его потери Потребители Ручные перфораторы (бурение по руде крепостью f = 6-7) Ручные перфораторы крепостью f = 16-18) шпура Станки ударно- комплекса ШУ Вспомогательное оборудование подземного комплекса (20% от основного) Проветривание глу- 30 забохих забоев ев Потребители поверхностного комплекса ШУ (25% от основного) Все потребители Общее количество ное объектам ШУ Проведенные предварительные исследования показали, что основным резервом существенного повышения эффективности работы компрессорных установок является снижение потерь воздуха во внешних сетях. Решение этой проблемы требует проведения детальных исследований причин и источников потерь, количественной оценки и разработки средств и методов по их снижению.

Библиографические ссылки 1. Литовко Б.М. Состояние сетей сжатого воздуха шахт Кривбасса // Разработка рудных месторождений.– Кривой Рог: КТУ, 2002. – №78.

2. Картавый Н.Г., Бирюков В.М. Состояние и перспективы совершенствования пневматических установок угольных шахт: Обзор информ. – М., 1983. – 43 с.

УДК 621.

К ВОПРОСУ О ПОВЫШЕНИИ СВОЙСТВ СТАЛЕЙ, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ

УДАРНО ИСТИРАЮЩИХ НАГРУЗОК ПРИ ПОНИЖЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Розглянуто способи підвищення властивостей сталей, що працюють в умовах ударно- стиральних навантажень при знижених температурах навколишнього середовища.

Ways of increase of properties steels working in conditions pushing using up loadings are considered at the lowered ambient temperatures.

Основным критерием, определяющим надежность и долговечность деталей горного оборудования, строительных и дорожных машин, работающих в условиях Севера, являются прочность, износостойкость и хладостойкость, применяемых материалов.

Для литых деталей, работающих в условиях ударно-истирающих нагрузок, высоких удельных давлений и низких (до –600С) температур на НГК используется опытная сталь 25ХГСНМЛ (СТПотносящаяся по своему химическому составу и назначению к среднелегированным высокопрочным сталям: С=0,20-0,30%; Mn =1,0-1,4%; Si=0,5-0,7% ; Cr=0,6-1,0; Ni =0,6-1,0%;

Mo =0,3-0,5; 0,3%; Cu0,30%, содержащие S и P не более 0,03% каждого. Структура стали после принятого на практике режима термической обработки (нормализация при 900-9200С, закалка с 880-9200С и последующий отпуск в интервале температур 340-6600С) представляет собой высокодисперсный сорбит и перлит.

Статистический анализ химического состава промышленных плавок показал существенный разброс по содержанию легирующих элементов от рекомендуемого по верхнему и нижнему пределам, в%; по Mn –21,5; по Si - 40,7; по Cr - 14,8; по Ni - 18,5; по Mo - 29,4; содержание и в 32,5% плавок превышает допускаемые нормы. Аналогичная картина разброса имеет место и для механических свойств: по пределу прочности –15,6%, по пределу текучести – 32,9%; по относительному удлинению –21,2%; по ударной вязкости –23,4%.

Нестабильность химических и механических свойств в значительной мере обуславливает большое количество плавок, не удовлетворяющим требованиям СТП по основным показателям, определяющим надежность и долговечность работы деталей в условиях ударных нагрузок и низких температур.

Был предложен опытный режим термической обработки, имеющий цель повышение эксплуатационных свойств, измененный по сравнению с традиционным:

1. Повышение температуры нормализации до 1020-10500С, обеспечивающее устранение следов литой структуры.

2. Применение термоциклической обработки с неполным фазовым превращением (Аc1 ±30C) для получения однородной и тонкодисперсной структуры стали 11-12 баллов.

3. Закалка с 900-9200С в масле.

4. Низкотемпературный отпуск (250-3000C) вместо широкого интервала (360-6000C) отпуска по существовавшей ранее технологии. Предложенный режим позволил получить оптимальное сочетание механических (твердость, ударная вязкость, прочность) и эксплуатационных свойств (износостойкость), повысив долговечность деталей в 1,8-2 раза.

Библиографические ссылки Баранов А.А. Фазовые превращения и термоциклирование металлов. – К., 1974. – 231 с.

Федюкин В.К. Термоциклическая обработка сталей и чугунов. – Л., 1977. – 144 с.

Биронт В.С. Основы теории и практики термоциклической обработки металлов и сплавов.

Красноярск, 1984. –77 с.

УДК.622.831.322.

ИССЛЕДОВАНИЕ СДВИЖЕНИЯ ПОРОДНЫХ СЛОЁВ НАД ОЧИСТНЫМИ

ВЫРАБОТКАМИ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ

Лобков Н.И., Красноармейский филиал ДонНТУ, Красноармейск Характер сдвижения породных слоёв над выработанным пространством лав в значительной мере определяет надежность работы добычных участков угольных шахт. Изучение механизма взаимодействия слоёв даёт возможность прогнозировать поведение кровли в процессе выемки угля, а значит определять рациональные параметры очистных работ, обеспечивающие надёжную работу лав.