Określenie optymalnych charakterystyk wykorzystania hydromechanicznej metody urabiania węgla z zastosowaniem strugu w różnych warunkach geologiczno-górniczych

• Autorzy: Fomiczew W. , Krowiak A.

Warianty tytułu

EN

Determination of optimal use of hydromechanical method of coal mining using plane in various geological-mining conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przeanalizowano możliwość efektywnego stosowania metody hydromechanicznego urabiania węgla z wykorzystaniem wyprzedzającego podcinania strumieniem wody w pokładzie urabianym strugiem. Istotą metody jest wstępne podcinanie ociosu na poziomie stropu i spągu, strumieniem wody pod dużym ciśnieniem, w celu zmniejszenia sił spójności i przylegania warstwy węgla do skał. W efekcie uzyskuje się znaczące zmniejszenie siły niezbędnej do urabiania górotworu i w rezultacie mniejszy wydatek energetyczny na jednostkę urobku. Podcinania dokonuje się cienkim strumieniem wody tłoczonej przez specjalnie uformowane dysze pod bardzo wysokim ciśnieniem tłocznym, powyżej 100 MPa. Przy oddziaływaniu tego strumienia wody na górotwór, jego energia przekształca się w pracę mechaniczną cięcia, a sam strumień staje się narzędziem tnącym. W rozpatrywanym procesie urabiania górotworu są stosowane dwa sposoby niszczenia materiału – jest to cięcie nożami struga z wykształceniem elementarnego wióra i uderzeniowe niszczenie strumieniem wody. Samo nacięcie strumieniem wody nie powoduje tworzenia się szczelin lub stref deformacji plastycznej w górotworze, a skała jest niszczona natychmiast na całym obszarze przyłożenia obciążenia, bez powodowania efektu krawędziowego. Dlatego też ciśnienie wody niezbędne do wykonania nacięcia jest wprost proporcjonalne do granicznej wytrzymałości materiału na jednoosiowe ściskanie. W artykule określono uogólnione zależności między regulowanymi parametrami podcinania i stratami energii zużytej na urabianie węgla zalegającego w skałach o wysokich charakterystykach wytrzymałościowych. Z przywołanych w artykule pozycji literatury wynika, że z technologicznego punktu widzenia najbardziej racjonalne głębokości nacinania strumieniem wody powinny mieścić się w granicach 30–40 mm.

The article contains an assessment of the effectiveness of the application of hydromechanical destruction of coal deposits using the pre-emptive undercutting with waterjet in the deposite treated with plane. The aim of the work is to make a preliminary cutting of side wall at the roof and floor level, in order to reduce the cohesion and adhesion force between carbon layer and rocks. As a result of this cutting there is a significant reduction in force necessary to mine the rock mass and consequently less energy expenditure per mining unit. The undercutting is carried out by a thin water stream pressed by the specially formed nozzles under very high pressure discharged at above 100 MPa. When this water stream has the influence on the material, its energy is converted into cutting mechanical work, and the stream itself becomes the cutting tool. In the process of mining the rock mass, the two technologies of material destruction are present - cutting with plane blades with elementary chip as well as impact destruction by the water stream. The cut with water stream does not cause the formation of cracks or zones of plastic deformation in rock masses and the rock is destroyed immediately at the whole surface of application of the load, without causing the edge effect. Therefore, the water pressure necessary for the implementation of the incision is directly proportional to the border strength of the material to the uniaxial compressive strength. The article specifies the generalized relationship between adjustable undercutting parameters and levels of lost energy used for mining the coal occuring in the rocks of high strength characteristics. On the basis of the bibliography referred to in the article it can be stated that from the technological point of view the most rational depth of cutting with waterjet should be within the limits of 30-40 mm.

Słowa kluczowe

PL

skała; węgiel; zasoby; urabianie; urabianie strugami; strug; zastosowanie; górnictwo; systemy eksploatacji; hydromechanika; koncepcja

EN

coal; rock; resources; rock mining; plane mining; plane; using; mining; operating systems; hydromechanics; concept

• Wydawca: Główny Instytut Górnictwa
• Czasopismo: Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 4
• Strony: 85--94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Fomiczew W.

• Narodowy Uniwersytet Górniczy Dniepropietrowsk, Ukraina

autor

Krowiak A.

• Główny Instytut Górnictwa

Bibliografia

• 1. Brener W.A. (2006): Rezultaty issledowanij processa razruszenija gornych porod strujami wody swerchwysokogo dawlenija. W: W.A. Brener, A.B. Żabin, A.W. Poljakow: Gornoe oborudowanie i elektromechanika nr 6, s. 29–32.
• 2. Broek D. (1980): Osnowy mechaniki razruszenija. Wysszaja szkoła, s. 368.
• 3. Czerepanow G.P. (1974): Mechanika chrupkogo razruszenija. Nauka, s. 640.
• 4. Gołowin K.A. (2005): Ustanowlenie wlijanie dawlenia wody na effektiwnost’ processa razruszenija gornych porod strujami wody swerchwysokogo dawlenija. W: K.A. Gołowin, A.W. Poljakow, A.E. Puszkarew: Materiały II Meżdunarod. Konf. Po problemam gornoj promyszlennosti, stroitelstwa i energetiki, Tuła, s. 33–35.
• 5. Kostandow Ju.A. (2006): Osobennosti powedenija materiałow pri instrumentalnom rezanii. W: Dinamiczeskie sistemy, Wyp. 21, s. 107–114.
• 6. Kostandow Ju.A. (2008): Wlijanie parametrow dinamiczeskogo wozdejstwija na razruszenie gornych porod. W: Dinamiczeskie sistemy, Wyp. 24, s. 121–131.
• 7. Poduraew W.N. (1974): Rezanie trudnoobrabatywaemych materialow. Wysszaja szkoła, s. 587.