Designing cutting tools of mining machines for coal auger mining

Abstract

Purpose. The need for new technologies and techniques for the efficient development of thin coal seams. Methods. Mathematical and experimental modeling of the contact interaction of multipoint cutter with the rock. Findings. A mathematical model describing contact interaction of multipoint cutter with the rock and the kinetics of its cutting elements wear has been developed. Departing from the results of the performed analysis and experimental research, we created a number of innovative designs of a drilling tool, taking into account peculiarities of the load distribution on its cutting elements in the process of work, which allowed to develop new tool designs, including those for auger machines. Originality. A mathematical model of contact interaction of multipoint cutter with the rock and the kinetics of its cutting elements wear has been developed. Practical implications. For auger machines “BSHK-2DM” produced by “Buran” plant, we have developed innovative effectors of 650 mm and 750 mm which reduce energy consumption of the drilling process, lessen the load on the main drive, increase the speed of drilling, and also improve the grade of coal mined.

Цель. Необходимость применения новых технологий и техники для эффективной разработки тонких угольных пластов. Методика. Математическое и экспериментальное моделирование процесса контактного взаимодействия многолезвийного породоразрушающего инструмента с горной породой. Результаты. Разработана математическая модель контактного взаимодействия многолезвийного породоразрушающего инструмента с горной породой и кинетики изнашивания его режущих элементов. Основываясь на результатах выполненных аналитических и экспериментальных исследований, был создан ряд оригинальных конструкций бурового инструмента, учитывающих особенности распределения нагрузки на его породоразрушающие элементы в процессе работы, что позволило создать новые конструкции инструмента, в том числе для бурошнековых машин. Научная новизна. Создана математическая модель контактного взаимодействия многолезвийного породоразрушающего инструмента с горной породой и кинетики изнашивания его режущих элементов. Практическая значимость. Для бурошнековой машины БШК-2ДМ производства завода “Буран” разработаны оригинальные исполнительные органы диаметром 650 и 750 мм, которые обеспечивают снижение энергоемкости процесса бурения, снижение нагрузки на главный привод, увеличение скорости бурения, а также повышение сортности добываемого угля.

Мета. Необхідність застосування нових технологій та техніки для ефективної розробки тонких вугільних пластів. Методика. Математичне та експериментальне моделювання процесу контактної взаємодії багатолезвійного породоруйнуючого інструменту з гірською породою. Результати. Розроблено математичну модель контактної взаємодії багатолезвійного породоруйнуючого інструменту з гірською породою та кінетики зношування його ріжучих елементів. На підставі виконаних аналітичних і експериментальних досліджень було створено ряд оригінальних конструкцій бурового інструменту, які враховують особливості розподілу навантаження на його породоруйнуючі елементи в процесі роботи, що дозволило створити нові конструкції інструменту, в тому числі для бурошнекових машин. Наукова новизна. Створено математичну модель контактної взаємодії багатолезвійного породоруйнуючого інструменту з гірською породою й кінетики зношування його ріжучих елементів. Практична значимість. Для бурошнекової машини БШК-2ДМ виробництва заводу “Буран” розроблені оригінальні виконавчі органи діаметром 650 і 750 мм, які забезпечують зниження енергоємності процесу буріння, зниження навантаження на головний привід, збільшення швидкості буріння, а також підвищення сортності вугілля, що видобувається.