Мехатронна система енергоощадного руйнування гірських порід

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКичигін, А. П.
dc.contributor.authorТерентьєв, О. М.
dc.contributor.authorПоліщук, В. О.
dc.contributor.authorKichigin, A. P.
dc.contributor.authorTerentiev, O. M.
dc.contributor.authorPolishchuk, V. O.
dc.date.accessioned2018-10-18T12:26:12Z
dc.date.available2018-10-18T12:26:12Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenacturing of the face in addition to the existing natural fracture. The study was carried out in accordance with the “National program for the development of the mineral resource base of Ukraine for the period until 2030” (Law of Ukraine of April 21, 2011 No. 3268-VI). Objective. The aim of the paper is the energy intensity reduction of rock destruction by energy-saving mechatronic systems. Methods. The following methods were used: the induction method that determined the general shortcomings of existing theories of rock destruction; the method of Giordano-Gauss made it possible to determine the dominant conditions for the destruction of crystalline structures of limestones, gneisses, marls, sandstones, granites; the method of synthesis made it possible to distinguish the energy criterion in a system of destruction by an external energy flow; the method of theoretical modeling made it possible to determine the dependences of the modulus of elasticity of the first kind and the specific energy intensity on technological parameters, the energy flow, and the parameters of the crystalline rock structures; the experimental method has made it possible to confirm the analytical dependences of the elastic modulus of the first kind and the specific energy intensity on the parameters of the external energy flow and the parameters of the crystal structures of the rock massif. Results. It is established that the main parameters that affect the process of solid body destruction are characteristics and specific surface energy. An experimental verification of the proposed model showed that when the cutting speed is increased from 4 to 12 m/s, the specific surface energy decreases from 6 to 0.3 J/m2 for gneiss, from 0.69 to 0.03 J/m2 for marl, from 0.41 to 0.02 J/m2 for granite. With the increase in the distance between the cutting edges of the working tool from 0.01 to 0.08 m, the specific surface energy decreased from 0.8 to 0.5 J/m2. Conclusions. A mechatronic system of rotational magnetic-hydrocavitation rock drilling has been created. The system passed industrial tests on the quartz mine of the Tokavachevsky ore mining and processing enterprise. The energy intensity of quartzite destruction has been reduced from 95.0 to 87.5 kWh/m3 (8%), the annual economic effect from the introduction is 27000 UAH. Payback period is 2 months.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Рассмотрена возможность снижения энергоемкости разрушения горных пород за счет совокупности внесенной искусственной трещиноватости забоя дополнительно к существующей природной его трещиноватости. Исследование выполнялось в соответствии с “Общегосударственной программой развития минерально-сырьевой базы Украины на период до 2030 года” (Закон Украины от 21 апреля 2011 № 3268-VI). Цель исследования. Снижение энергоемкости разрушения горных пород энергосберегающими мехатронными системами. Методика реализации. Использованы: метод индукции для определения общих недостатков существующих теорий разрушения горных пород; метод Джордано–Гаусса позволил определить доминантные условия разрушения кристаллических структур известняков, гнейсов, мергелей, песчаников, гранитов; метод синтеза позволил выделить энергетический критерий в системе разрушения внешним энергетическим потоком; метод теоретического моделирования позволил определить зависимости модуля упругости I рода и удельной энергоемкости от технологических параметров, энергетического потока и параметров кристаллических структур горных пород; экспериментальный метод позволил подтвердить аналитические зависимости модуля упругости I рода и удельной энергоемкости от параметров внешнего энергетического потока и параметров кристаллических структур породного массива. Результаты исследования. Установлено, что основными параметрами, которые влияют на процесс разрушения твердого тела, являются характеристики и удельная поверхностная энергия. Экспериментальная проверка предложенной модели показала, что при увеличении скорости резания от 4 до 12 м/с удельная поверхностная энергия уменьшается от 6 до 0,3 Дж/м2 для гнейса, от 0,69 до 0,03 Дж/м2 для мергеля, от 0,41 до 0,02 Дж/м2 для гранита. При увеличении расстояния между режущими кромками рабочего инструмента от 0,01 до 0,08 м удельная поверхностная энергия уменьшилась от 0,8 до 0,5 Дж/м2. Выводы. Создана мехатронная система вращательного магнитно-гидрокавитацийнного бурения горных пород. Она прошла промышленные испытания на кварцитовом карьере Товкачевского горно-обогатительного комбината. Снижены энергоемкость разрушения кварцитов с 95,0 до 87,5 кВт·ч/м3 (8 %). Годовой экономический эффект от внедрения составляет 27 000 грн. Срок окупаемости 2 месяца.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Розглянуто можливість зниження енергоємності руйнування гірських порід за рахунок сукупності внесеної штучної тріщинуватості вибою додатково до існуючої природної його тріщинуватості. Дослідження виконувалось відповідно до “Загальнодержавної програми розвитку мінерально-сировинної бази України на період до 2030 року” (Закон України від 21 квітня 2011 року № 3268-VI). Мета дослідження. Зниження енергоємності руйнування гірських порід енергоощадними мехатронними системами. Методика реалізації. Застосовано: метод індукції для визначення спільних недоліків існуючих теорій руйнування гірських порід; метод Джордано—Гаусса дав змогу визначити домінантні умови руйнування кристалічних структур вапняків, гнейсів, мергелів, пісковиків, гранітів; метод синтезу дав змогу визначити енергетичний критерій у системі руйнування зовнішнім енергетичним потоком; метод теоретичного моделювання слугував для визначення залежності модуля пружності І роду та питомої енергоємності від технологічних параметрів, енергетичного потоку та параметрів кристалічних структур гірських порід; експериментальний метод дав змогу підтвердити аналітичні залежності модуля пружності І роду та питомої енергоємності від параметрів зовнішнього енергетичного потоку і параметрів кристалічних структур породного масиву. Результати дослідження. Встановлено, що основними параметрами, які впливають на процес руйнування твердого тіла, є характеристики і питома поверхнева енергія. Експериментальна перевірка запропонованої моделі показала, що при збільшенні швидкості різання від 4 до 12 м/с питома поверхнева енергія зменшується від 6 до 0,3 Дж/м2 для гнейсу, від 0,69 до 0,03 Дж/м2 для мергелю, від 0,41 до 0,02 Дж/м2 для граніту. При збільшенні відстані між ріжучими кромками робочого інструмента від 0,01 до 0,08 м питома поверхнева енергія зменшилася від 0,8 Дж/м2 до 0,5 Дж/м2. Висновки. Створено мехатронну систему обертового магніто-гідрокавітаційного буріння гірських порід, яка пройшла промислові випробовування на кварцитовому кар’єрі Товкачівського гірничо-збагачувального комбінату. Знижено енергоємність руйнування кварцитів з 95,0 до 87,5 кВт·год/м3 (8 %). Річний економічний ефект від впровадження становить 27 000 грн. Строк окупності 2 місяці.uk
dc.format.pagerangeС. 7–16uk
dc.identifier.citationКичигін, А. П. Мехатронна система енергоощадного руйнування гірських порід / А. П. Кичигін, О. М. Терентьєв, В. О. Поліщук // Наукові вісті КПІ : міжнародний науково-технічний журнал. – 2018. – № 4(120). – С. 7–16. – Бібліогр.: 27 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1810-0546.2018.4.141464
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/24853
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceНаукові вісті КПІ : міжнародний науково-технічний журнал, 2018, № 4(120)uk
dc.subjectенергоємність руйнування гірських порідuk
dc.subjectвнесена тріщинуватістьuk
dc.subjectпитома поверхнева енергія руйнуванняuk
dc.subjectмагніто-гідрокавітаційне навантаженняuk
dc.subjectобертове магніто-гідрокавітаційне буріння гірських порідuk
dc.subjectenergy intensity of rock destructionuk
dc.subjectcrackinguk
dc.subjectspecific surface energy of destructionuk
dc.subjectmagnetic-hydrocavitation loaduk
dc.subjectrotary-magneto-hydrocavitational rock drillinguk
dc.subjectэнергоемкость разрушения горных породuk
dc.subjectвнесенная трещиноватостьuk
dc.subjectудельная поверхностная энергия разрушенияuk
dc.subjectмагнито-гидрокавитационное нагружениеuk
dc.subjectвращательное магнито-гидрокавитационное бурение горных породuk
dc.subject.udc622uk
dc.titleМехатронна система енергоощадного руйнування гірських порідuk
dc.title.alternativeThe Mechatronic System of Energy Saving Rock Destructionuk
dc.title.alternativeМехатронная система энергосберегающего разрушения горных породuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
3.pdf
Розмір:
584.33 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті КПІ: міжнародний науково-технічний журнал, № 4(120)