Практическая работа №1 Тема: Определение сопротивления породы копанию

Цель работы. Изучение классификации горных пород по трудности их разработки экскаваторами.

Теоретические сведения.

Под сопротивлением породы копанию понимается наименьшее на­пряжение, возникающее в породе под действием экскавационных машин при котором происходит ее разрушение. На величину сопротивления породы ко­панию влияют прочностные характеристики пород и их состояние, а также площадь стружки Р(см ) отделяемой в процессе экскавации, отношение ее толщины 1(см) к ширине в(см).

Для не вскрышных месторождений определение сопротивления копа­нию по прочностным свойствам пород является практически единственным способом прогнозирования.

В зависимости от трудности разрушения пород установлена класси­фикация горных пород. Для каждой группы пород установлены коэффициен­ты сопротивления копанию Кр основными видами экскавационного оборудо­вания (табличное значение) Кр определяют расчетным путем через прочност­ные свойства горных пород или на базе экспериментальных исследований, проводимых в производственных условиях непосредственно на горных ма­шинах.

Обозначим удельное сопротивления породы копанию (приходящееся па единицу суммарной площади сечения стружки) - К_к (таблица 1).

Таблица №1 - Удельное сопротивление породы копанию К_S, кг/м³

Группа грунтов	Лопата	Драглайн	Скрепер
I	0,16-0,7	0,3-1,2	0,25-1,05
II	0,6-1,3	1-1,2	0,95-1,8
III	1,15-1,95	1,6-2,6	1,5-2,5
IV	2-3,1	2,6-4,1	-
V	2,8-3,25	3,7-4,2	-
VI	2,25-2,5	2,8-3,1	-
VII	4,45-4,7	5,3-6,1	-

2 Расчет усилий сопротивления копанию

2.1 Мехлопата

Касательная сила сопротивления породы копанию

В направлении по касательной к траектории главного движения рабочего органа действует сила Р₀₁

Р₀₁= Р_р+ Р_т +Р_п, (1.1)

где Р_р, Р_т и Р_п – составляющие касательной силы сопротивления копанию,

Р_р – сила сопротивления внедрению передней грани рабочего органа в породу;

Р_т – сила сопротивления трению рабочего органа о породу;

Р_п – сила сопротивления от перемещения породы вдоль или поперек грани рабочего органа или от перемещения породы впереди рабочего органа.

Профессор Н.Г. Домбровский предложил определять касательную силу по формуле

Р₀₁=K_f t b, (1.2)

где К_f - коэффициент сопротивления породы копанию, определяемый экспериментально и учитывающий все виды сопротивлений, возникающих в ковше (резание, трение и сопротивление на заполнение ковша).

Нормальная сила сопротивления породы копанию

В направлении, нормальном к траектории, действует Р₀₂ – сила сопротивления внедрению режущего лезвия рабочего органа в породу (эквивалентна усилию подачи).

В зависимости от типа машины (конструкции рабочего органа, величины площадки затупления лезвия) нормальную реакцию со стороны породы Р₀₂ определяют из выражения

Р₀₂= К₁ Р₀₁, (1.3)

где К₁ – коэффициент пропорциональности, К₁= 0,1 – 0,95.

К₁ = 0,5 ± 0,95 – коэффициент пропорциональности

1. Схема сил к определению силы сопротивления по­роды копанию

Полное усилие сопротивления копанию

Полное усилие сопротивления копанию на ковше Р₀ складывается из касательной к траектории составляющей сопротивления горной породы разрушению Р₀₁ и нормальной его составляющей Р₀₂. Последняя, будучи направленной от массива, равна нормальной составляющей напорного усилия.

При рациональной форме режущей кромки и однородных пластичных породах сила Р₀₂ не превышает (0,1- 0,15)Р₀₁. Сила сопротивления Р₀₂ может возрастать в 1,5-2 раза по отношению к Р₀₁ при работе в плохо взорванных скальных породах и затупленной режущей кромке.

Таблица 1.1 – Задание по вариантам для выполнения СРСП №1:

Параметр	Обозн.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Емкость ковша, м3	Е	5	8	10	125	15	12	20	5	8	10	12,5	15
Категория породы		IV	111	IV	IV	III	IV	IV	IV	IV	III	III	III
Масса мехлопа- ты,т	тэ	154	333	350	638	636	650	900	160	320	360	620	630