Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Тульский государственный университет
Кафедра Г и Г
Контрольно-курсовая работа по дисциплине «Современные проблемы горной науки и производства»
На тему: «Проблемы совершенствования горной техники»
Тула 2009
Содержание
Введение
1. Направления совершенствования угольных технологий
2. Гидроабразивное резание горных пород
3. Виброактивное разрушение
4. Струйная технология и техника
Заключение
Список литературы
Одним из основных факторов наращивания объемов добычи угля и роста производительности труда является применение на шахтах России современных механизированных комплексов очистного оборудования. Сегодня парк очистной техники на российских шахтах представлен на 90% российским оборудованием, большая часть которого имеет высокую степень изношенности и низкие технические показатели по сравнению с передовыми зарубежными образцами.
Многообразие горно-геологических условий разработок угольных месторождений России и отсутствие для них эффективных технико-технологических решений диктуют машиностроительным предприятиям горно-шахтного оборудования повышенные требования к создаваемому оборудованию. Базовым принципом при производстве горных машин становится переход от серийного изготовления техники к индивидуальному для конкретных условий эксплуатации, обеспечивающим высокую производительность и качество оборудования. Опыт показал, что машиностроительные заводы военно-промышленного комплекса России в силу ряда причин не способны справиться с поставленной задачей. Отсутствие на традиционных горно-шахтных машиностроительных заводах сильных конструкторских коллективов, нацеленных на разработку современной техники, опережающей зарубежные аналоги, не позволяет надеяться на быстрый скачок в производстве на них собственного ГШО с требуемыми параметрами. Вместе с тем на российский рынок уже сейчас устремлены западные производители горно-шахтного оборудования, и со временем их давление будет усиливаться. Противостоять этому давлению в условиях открытости рынка возможно только производством качественного современного горно-шахтного оборудования по доступным для российского рынка ценам.
В данной работе рассматриваются направления совершенствования угольных технологий, а так же гидроабразивной, виброактивной техники и техники реализующую технологию струйной цементации грунтов.
В нынешней ситуации существенное улучшение качественных и количественных показателей угледобычи и углепереработки в России может обеспечить использование наукоемких технологий.
На сегодняшний день существует значительное количество технологий, имеющих основание быть отнесенными к наукоемким, высоким технологиям, которые с большой эффективностью могут быть применены в угольной промышленности.
В Институте угля и углехимии СО РАН, а также в других организациях, к настоящему времени уже разработаны либо разрабатываются наукоемкие технологии практически для каждой стадии освоения угольного месторождения - начиная со стадии проектирования угледобывающих предприятий и заканчивая технологиями переработки отходов угледобычи и полезного использования выработанного пространства. Среди них находятся и технологии, обещающие в случае своей практической реализации получение огромного экономического эффекта - например, такие как добыча и использование пластового метана, и технологии, направленные на обеспечение безопасных условий разработки угольных месторождений.
Большое число новых наукоемких разработок имеет место при исследовании процессов глубокой переработки угля. Это обстоятельство позволяет с достаточным оптимизмом оценивать перспективы развития угольной отрасли, так как в большой степени именно с обеспечением глубокой переработки угля непосредственно в районе его добычи связываются надежды угольщиков на выведение угольной отрасли из экономического кризиса.
В обширном перечне наукоемких технологий, предлагаемых учеными для российской угольной промышленности, заметное место занимают не только новые, недавно разработанные, но и такие, которые были широко известны ранее и даже успешно применялись на практике, но по разным причинам не получили дальнейшего развития. Из данного ряда можно особо выделить такие нетрадиционные способы разработки угольных месторождений, как гидродобыча угля, технология создания и транспортирования водоугольных суспензий, а также подземная газификация углей. Вполне очевидным представляется тот факт, что названные, а также некоторые другие известные ранее технологии (например, гидроструйная технология), обладают весьма значительным неиспользованным, нераскрытым потенциалом, и поэтому необходимостью сегодня является - в одних случаях - реанимация технологии, в других - продолжение и развитие исследовательских и практических работ по совершенствованию такой техноологии.
Важнейшим элементом новой угольной политики России, как считают в Институте угля и углехимии СО РАН, должно быть создание и развитие в регионах добычи угля на принципах межрегиональной и международной кооперации, на базе новейших технологий глубокой переработки углей энерго-технологических комплексов, обеспечивающих не только потребности внутреннего рынка, но и в значительной степени экспорт электроэнергии и продуктов угле-химии в страны Европы и Азии.
В области собственно технологии подземной добычи угля в целом, главными направлениями научно-технического прогресса для российских шахт являются коренные улучшения структуры шахтного фонда и состояния горного хозяйства шахт на основе их реконструкции и технологического перевооружения, совершенствование технологической структуры подземной добычи, развитие комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, в том числе на базе создания нового поколения комплексов машин и оборудования для очистных и подготовительных работ, повышения долговечности и надежности горно-шахтного оборудования.
В период до достижения стабилизации экономической ситуации в России необходимы меры централизованного государственного регулирования отношений топливно-энергетических отраслей и потребителей энергии. Такие меры должны включать:
* государственное регулирование соотношения цен на уголь, электроэнергию, металл, транспортировку;
* выделение дотаций для финансовой поддержки отдельных предприятий угольной промышленности;
* создание централизованного фонда инвестиций наиболее неотложных мер по реконструкции и развитию топливно-энергетических отраслей и предотвращению распада энергостроительного комплекса;
* повышение управляемости отраслей топливно-энергетического комплекса, его объединений и предприятий;
* создание в ТЭКе интегрированных структур, объединяющих предприятия разных отраслей для выпуска конечной конкурентоспособной продукции субъектов рынка, охватывающих в совокупности добычу, переработку и реализацию угольной продукции, а также институты рыночной инфраструктуры (банки, страховые и инвестиционные компании), обеспечивающие участие угольных предприятий в межотраслевых финансовых группах;
* протекционистские мероприятия (ценовая, налоговая и таможенная политика) для обеспечения гарантированного государством минимального объема продаж угля, защищающих производителей угля, в частности, от опережающего роста железнодорожных тарифов и поддерживающих конкурентоспособность угля на внутреннем топливно-энергетическом рынке.
Это обеспечит перевод угольной отрасли из дотационного и убыточного состояния в доходную и прибыльную отрасль, привлечение необходимых инвестиций в топливно-энергетический комплекс, реконструкцию смежных отраслей и охрану окружающей среды.
Гидроабразивное резание - новое и весьма перспективное в угольной промышленности России научно-техническое направление. Суть его состоит в разрезании весьма тонкими (доли миллиметров) струями воды сверхвысокого давления (250-350 МПа) с абразивом, создаваемого мультипликатором, который обеспечивает двадцатикратное увеличение давления рабочей жидкости - воды. Это позволяет глубоко разрезать угольный массив (даже без абразива), горные породы толщиной до 400 мм и более и металлические плиты толщиной до 200 мм (с применением абразива). Такая технология позволяет производить названные работы без выделения пыли, газов и тепла.
За рубежом гидроабразивное резание получило огромную популярность. Мировыми лидерами в области использования гидроабразивных струй в разных областях промышленности являются фирмы из Швеции, Германии, Великобритании и др.
В нашей стране подобными работами занимается, например, Всероссийский научно-технический институт технической физике имени акад. Е.И.Забабахина. А так же ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Скочинского.
В настоящее время в ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Скочинского в сотрудничестве с ООО фирмой "НИТЕП" и Скуратовским ОЭЗ разработан и изготовлен «Мобильный агрегат гидроабразивный» МАГ, предназначенный для механизации монтажных, демонтажных и других вспомогательных работ в шахтных условиях, связанных с резанием крепких абразивных горных пород, бетона, железобетона и других твердых материалов.
При разработке режущего модуля гидроабразивного агрегата особое внимание уделялось созданию гидроабразивного инструмента. Его конструкция должна была обеспечивать рациональные параметры резания металлоконструкций, листового металла и возможность нарезания глубоких (100-300 мм) зарубных щелей в крепких абразивных горных породах, а также в бетоне и железобетоне. Для решения указанных задач в ИГД им. А.А. Скочинского был разработан и испытан экспериментальный образец режущего инструмента нового технического уровня.
В отличие от известных зарубежных и отечественных аналогов, конструкция инструмента позволяла изменять геометрические параметры его проточной части в зависимости от решаемых технологических задач и обеспечивать оптимальные условия формирования гидроабразивных струй.
Основными ее отличиями являются технические решения, направленные на обеспечение высокого качества формирования водяной струи и обеспечения ее соосности с проточным каналом коллиматора.
Эффективность указанных решений особенно очевидна при использовании струеформирующих насадок диаметром d = 1,0-1,5 мм, необходимых для нарезания глубоких зарубных щелей в крепких абразивных материалах. При этом возникает необходимость увеличения длины камеры смешивания, а также диаметра и длины используемых коллиматоров, что предъявляет повышенные требования к компактности водяной струи и усложняет ее центрирование. Необходимо отметить, что конструкция струеформирующего устройства позволяет использовать его в качестве гидравлического резака для выполнения вспомогательных работ не требующих использования абразива, что существенно расширяет возможные области применения агрегата.
Процесс формирования гидроабразивной струи может быть форматизирован следующем образом. Регулируемое с помощью дозатора количество абразива поступает в камеру смешивания. На начальном этапе формирования абразивной струи после контакта с периферийными слоями струи воды, частицы абразива приобретают все большую осевую скорость, совершая хаотические скачки между внутренней поверхностью камеры смешивания и струей воды, частота и амплитуда которых зависит от диаметра камеры смешивания, а также диаметра и скорости водяной струи.
Страницы: 1, 2
