Обґрунтування параметрів робочого органа установки для піддонного видобутку незв"язних корисних копалин - Автореферат

При видобутку корисної копалини з-під шару покривальних порід за допомогою заглибленого робочого органу, який має систему гідророзмиву, необхідність проведення розкривних робіт відпадає, якість продукту за рахунок його розубожування порожньою породою не погіршується, мінімізується негативний вплив видобутку на екосистему. На основі викладеного вище, встановлення залежностей між основними конструктивними параметрами робочого органу, який має систему розмиву з похилими форсунками, від розмірів піддонного вибою, фільтрації води з нього та фізико-механічних властивостей незвязної корисної копалини й покривальної породи є актуальною науковою задачею. Мета роботи полягає у підвищенні продуктивності та зниженні питомих енерговитрат ежекторного робочого органу установки для піддонного видобутку незвязних корисних копалин за рахунок обґрунтування його конструктивних параметрів, які забезпечують нерозмивання фільтраційним потоком корисної копалини і покривальної породи, а також за рахунок розташування розмивальних форсунок під раціональним кутом нахилу. У роботі вирішуються такі основні задачі: теоретичні дослідження впливу конструктивних параметрів робочого органу на процеси розмиву незвязної корисної копалини та всмоктування пульпи із піддонного вибою з покривальними породами з урахуванням фільтрації води з нього; Практичне значення роботи полягає в розробці науково обґрунтованої інженерної "Методики розрахунку параметрів гідравлічного робочого органу для піддонного видобутку незвязних корисних копалин із родовищ з покривальними породами"; в підвищенні продуктивності й зниженні питомих енерговитрат установки для піддонного видобутку незвязних корисних копалин за рахунок застосування спроектованого за зазначеною методикою ежекторного робочого органу.На підставі аналізу експлуатації сучасних гідравлічних робочих органів зроблено висновок, що для видобутку НКК з підводних родовищ із покривальними породами найбільш прийнятним є ежекторний робочий орган із системою різноспрямованих гідророзпушувальних струменів, що здійснює видобуток способом вирв. Це призводить до похибок у розрахунках, котрі зумовлюють неефективність процесів розмиву та всмоктування корисної копалини в піддонному вибої, низьку продуктивність і підвищені питомі енерговитрати на видобуток. Тому актуальним є комплекс задач з встановлення залежностей між основними конструктивними параметрами робочого органу, який має систему розмиву з похилими форсунками, від розмірів піддонного вибою, фільтрації води з нього та фізико-механічних властивостей незвязної корисної копалини та покривальної породи, розробці та удосконаленню на їх основі робочих органів. У результаті взаємодії струменя з НКК утворюється зона розмиву такого розміру, при якому на її межах установлюється швидкість, що дорівнює розмивальній. Також виявлено взаємозвязок поводження НКК над всмоктувальним отвором робочого органу від кількості подаваної в зону розмиву води , від висоти цього шару, фізико-механічних властивостей НКК і від конструктивних параметрів робочого органу (кута нахилу розмивальних струменів , відстані між всмоктувальним отвором і розмивальними струменями).При таких значеннях забезпечуються стабільність процесів розмиву НКК, всмоктування пульпи та найбільша концентрація НКК в пульпі на виході робочого органу при нерозмиванні НКК фільтраційним потоком. Установлено, що коефіцієнт ефективної площі фільтраційного потоку для умов початку утворення стійкого грифона при розташуванні розмивальних форсунок під раціональним кутом нахилу змінювався від 0,107 до 0,134 для піску із середньою крупністю частинок 0,265 мм і від 0,091до 0,131 для піску із середньою крупністю частинок 0,545 мм. Установлено наступні значення емпіричних коефіцієнтів: у залежність для розрахунку довжини піддонної зони розмиву =0,039, у залежність для розрахунку коефіцієнта розширення нижнього напівструменя при значенні кута відхилення осі струменя в радіанах а=-445; b=0,15; m=0,49; =0,698; =-1,256, у залежність для розрахунку коефіцієнта розширення верхнього напівструменя: а=50; b=0,037; m=0,49; =-0,001; =0,115. Установлено, що при збільшенні числа Рейнольдса коефіцієнт розширення нижнього напівструменя збільшується, а коефіцієнт розширення верхнього напівструменя зменшується по гіперболічному закону, а при Re?50000 їх можна вважати постійними як для нижнього, так і для верхнього напівструменів, і залежними тільки від кута нахилу струменя. В результаті статистичної обробки встановлено, що при довірчій імовірності 90% похибка теоретичних значень довжини піддонної зони розмиву не перевищує 18%, коефіцієнта розширення нижнього напівструменя 20%, верхнього напівструменя 20% при довірчій імовірності 85%, коефіцієнтів ширини для нижнього і для верхнього напівструменя - відповідно 10% і 15% при довірчій імовірності 90%.Довжина робочого органу повинна враховувати не тільки товщини покривальної породи та шару незвязної корисної копалини, але й висоту її цілика над всмоктувальним отвором, яка пропорційна критичній ви

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ