ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАЗРУШАЕМОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД ТОНКИМИ СТРУЯМИ ВОДЫ
Никонов Г.П., Кузьмич И.А., Гольдин Ю.А.
Разрушение горных пород струями воды высокого давления. М.: Недра, 1986 - 143с. (с.36-38)
Целью настоящих исследований являлось установление влияния отдельных факторов на эффективность разрушения горных пород струями высокого давления и определение рациональных параметров струй и скорости их перемещения.
Как видно из схемы (рис.1), объем разрушения W в единицу времени определяется глубиной, прорезаемой в угольном массиве или образце щели hщ, шириной щели bщ и скоростью перемещения струи Vп, т.е.
W=hщbщVп. (1)
Рис.1 Принципиальная схема прорезания врубовой щели одиночной струей воды высокого давления:
1 - породный образец; 2 - насадка
Каждый из этих факторов при одинаковых физико-механических свойствах разрушаемого материала и при одних и тех же условиях струеобразования предопределяет производительность гидравлического разрушения. Если скорость перемещения струи и ее ширину принять постоянными, то производительность будет определяться только глубиной щели.
В более общей постановке вопроса можно считать, что глубина щели за один или несколько проходов струи является функцией трех групп переменных величин.
К первой группе относятся физико-механические свойства разрушаемого материала. Эти свойства характеризуют сопротивляемость материала разрушению тонкими водяными струями и определяются коэффициентом крепости, петрографическим и минералогическим составом, трещиноватостью и другими факторами.
Ко второй группе относятся диаметр насадки и давление воды, которое определяет разрушающее усилие в плоскости контакта струи с массивом.
И, наконец, к третьей группе относятся величины, определяющие условия воздействия струи на массив. Сюда входят такие важные параметры, как скорость перемещения струи; первоначальное расстояние между насадкой и забоем, угол встречи струи с массивом и число проходов струи по щели. Зависимость глубины щели hщ (мм) от перечисленных факторов можно записать в следующем виде:
hщ=F(f ;Р0 ;d0 ;Vп ;l0 ;b ;N), (2)
где f - коэффициент крепости материала; Р0 - давление у насадки, МПа; d0 - диаметр насадки, мм; Vп - скорость перемещения струи, м/с; l0 - первоначальное расстояние между насадкой и разрушаемым массивом, мм; b - угол встречи струи с разрушаемым массивом; N - число проходов струи по щели.
Основными задачами при исследовании разрушения горных пород тонкими струями воды высокого давления являются изучение влияния указанных выше факторов на процесс разрушения, разработка расчетных методов, создание гидравлических и гидромеханических исполнительных органов комбайнов. При установлении закономерностей процесса разрушения основывались главным образом на результатах экспериментальных исследований, проводимых при широком диапазоне изменения указанных в формуле (2) факторов.