Расчёт технико-экономических показателей вибровыпуска руды для условий отработки Апатитовых месторождений, страница 3

Для установления принципиальной возможности вы­пуска руды в подземных условиях с помощью вибро­устройств в 1957 г. начали проводиться работы в ИГД им. А. А. Скочинского, ИГД СО АН СССР, Исследования дали положительные результаты, на основании которых были созданы инженерные методы расчета выпускных вибро устройств. Дальнейшие исследования вибровыпуска на моделях и промышленных условиях позво­лили установить следующие особенности:

1)  виброустановки   обеспечивают   принудительный вы­пуск и транспортировку горной массы, при   котором исте­чение руды  происходит по всему  сечению  выпускного   от­верстия и в результате наложения вибрации коэффициент проходимости  выпускного отверстия может быть снижен до 1,6;

2)  виброустановки отличаются высокой производитель­ностью и большой грузонесущей способностью, при этом наиболее эффективным является режим колебаний рабочего органа с амплитудой 2—4 мм и частотой   15 — 20 Гц;

3)  наибольшую эффективность вибровыпуск имеет в том случае, если рабочий орган виброустановки внедрен на не­которую глубину под столб сыпучего материала. При этом глубина внедрения не должна превышать 1—2 м;

4)  вибровыпуск может эффективно сочетаться как с ло­комотивной откаткой при скреперной доставке руды в ак­кумулирующие емкости, так и  с  самоходным доставочно-погрузочным оборудованием;

5) применение вибровыпуска значительно упрощает кон­струкцию и на 30—40% снижает трудоемкость оформления днища блока.

Область применения вибрационного выпуска руды.

Для установления принципиальной возможности применения и изучения основных закономерностей вибрационного выпуска (вибровыпуска) руды выполнен значительный объем исследований, на основании которых разработаны и рекомендованы к внедрению новые схемы днищ блоков и установки для вибровыпуска руды.

Работы по исследованию вибровыпуска руды были начаты в 1957 г. двумя институтами: ИГД СО АН СССР и б. ИГД АН  СССР.

Результаты первых экспериментальных исследований вибровыпуска руды на модели, проведенных в лаборатории механизации ИГД СО АН СССР, были опубликованы в работе Г. В. Родионова и др. Задачей исследования являлось изучение основных зако­номерностей выпуска с вибрацией и без вибрации. Эксперименты вели на модели блока с одним выпускным отверстием, выполнен­ным в масштабе 1/10 натуральной величины. Для удобства наблю­дений три стенки ящика, моделировавшего блок, были изготовлены из толстого стекла, В деревянном днище ящика имелось прямо­угольное выпускное отверстие с задвижкой. Внутри модели вплот­ную к одной из сторон выпускного отверстия устанавливали вибри­рующую площадку с частотой колебаний в минуту 2400 и ампли­тудой 2 мм под различными углами наклона к горизонту. В каче­стве насыпного материала использовали гранитный щебень. При заполнении ящика в щебень закладывали нумерованные керамиче­ские жетоны, с помощью которых были установлены траектории и скорость движения отдельных частиц материала, а также опреде­лена последовательность их выхода из выпускного отверстия.

Исследования показали, что вибровыпуск руды отличается боль­шой интенсивностью и равномерностью. При этом эллипсоиды вы­пуска менее вытянуты и несколько наклонены в сторону вибрирую­щей площадки. Объем выпущенной руды до начала разубоживания при вибровыпуске на 30—35% больше, чем при обычном выпуске, Наиболее эффективный угол наклона вибрирующей площадки к горизонту составляет 45°, Вибровыпуск значительно увеличивает про­ходимость выпускных отверстий и практически не влияет на интен­сивность проникновения покрывающих пород в обрушенную руду. Дальнейшее исследование вибровыпуска руды в лаборатории механизации ИГД СО АН СССР проводили на полупромышленном образце виброустановки, изготовленном на экспериментальном за­воде института Сибгипрогормаш. Целью этих исследований было выявление не только качественных, но и некоторых количе­ственных зависимостей между параметрами колебаний виброуста­новки и производительностью выпуска руды.

Результаты проведенной экспериментальной работы позволили установить, что удовлетворительный выпуск руды происходит при частоте колебаний в минуту от 500 до 1000 и амплитуде не менее 2—3 мм.

Данные лабораторных экспериментальных исследований были использованы в дальнейшем при создании систем разработки с виб­ровыпуском руды, а также при составлении технического задания на проектирование вибрационных доставочно-погрузочных устано­вок ВДПУ, принципиальное устройство и результаты испытаний которых изложены ниже.

В 1960—1961 гг, в ИГД им. А. А. Скочинского были проведены исследования по вибровыпуску руды, было экспериментально установлено влияние вертикаль­ных колебаний на изменение эффективных коэффициентов трения и величину углов самотечного движения насыпных материалов. Ис­следования проводили при амплитудах колебаний А = 2,0; 2,5 и 4,5 ммс изменением частоты колебаний в минуту в диапазоне от 300 до 900.

Выполненная работа позволила сделать вывод о том, что вибра­ция значительно уменьшает величину предельных углов самотеч­ного движения и резко снижает эффективные коэффициенты тре­ния. Например, при ускорении колебаний порядка 2g высота про­пускного отверстия фактически увеличивается в два раза по сравне­нию с выпуском руды под действием собственного веса, а эффек­тивные коэффициенты трения в определенных условиях уменьша­ются до 10% их значений при отсутствии вибрации.

Для выявления принципиальной возможности и общей харак­теристики вибровыпуска были проведены экспериментальные ис­следования на лабораторной модели, выполненной в масштабе 1:10. Вибромеханизм лабораторной модели (виброустановки для выпуска руды)состоял из грузонесущего органа, упругой системы из пружин и резинометаллических упругих элементов прикрепленных к опорной раме. Установка приводилась в дейст­вие вибратором типа самобаланс. Грузонесущий орган виброуста-новки для выпуска руды включал лоток, по которому транспорти­ровалась выпущенная руда, и опережающие шпунты, предотвраща­ющие зависание ее в выпускном отверстии модели.