Обґрунтування режимів роботи та конструктивних параметрів вібраційно-пневматичних закладальних машин з кільцевим ежектором

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова

УДК [622.647/648.6:622.273:532.5](043.5)

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Обґрунтування режимів роботи та конструктивних параметрів вібраційно-пневматичних закладальних машин з кільцевим ежектором

05.05.06 - «Гірничі машини»

Пономаренко Сергій Миколайович

Дніпропетровськ - 2011

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАН України)

Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор, член - кореспондент НАН України Волошин Олексій Іванович, ІГТМ НАН України, завідуючий відділом вібропневмотранспортних систем і комплексів. (м. Дніпропетровськ)

Офіційні опоненти: конструктивний пневматичний технологія

доктор фізико-математичних наук, професор Приходько Олександр Анатолійович, Дніпропетровський Національний університет ім. О. Гончара МОНМС України, завідувач кафедри технічної механіки (м. Дніпропетровськ)

кандидат технічних наук Шворак Віталій Григорович, Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет” МОНМС України, доцент кафедри гірничої механіки (м. Дніпропетровськ)

Захист дисертації відбудеться « 13 » травня 2011 р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д08.188.01 при Інституті геотехнічної механіки ім. М. С. Полякова НАН України за адресою: 49005, м. Дніпропетровськ, вул. Сімферопольська, 2а, факс (0562)46-24-26.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України за адресою: 49005, м. Дніпропетровськ, вул. Сімферопольська, 2а.

Автореферат розісланий « 13 » квітня 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, доктор технічних наук В.Г. Шевченко

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Об'єктивна необхідність збільшення глибини розробки та виснаження запасів потужних пластів корисних копалин спричиняє значний приріст обсягів видаваних на поверхню порожніх порід. В той час, як техногенні порожнечі, які утворюються у місцях підземного видобутку корисних копалин, значно погіршують умови ведення гірничих робіт, складання породи на териконах істотно погіршує не тільки екологічний стан, але й вимагає рішення цілого ряду завдань економічного та соціального плану. Аналіз умов залягання пластів корисних копалин показує, що більше 50% пологих вугільних пластів і 60% загальної рудонесущої площі Нікополь-Марганцевого басейну варто відпрацьовувати із закладкою виробленого простору. Необхідність створення закладальної техніки для реалізації передових технологій ведення гірничих робіт із закладкою виробленого простору визначає актуальність пошуку рішень у даному напрямку.

Питаннями промислового освоєння на гірничодобувних підприємствах пневматичних закладальних машин ежекторного типу займалися фірми („Ollrog”, „Хольтер”, „Маркхем”, „Шварц Майнінг энд Індустріалз”) та інститути КНДВуІ, ДонВУГІ та ДонДіпровуглемаш. За останній час в ІГТМ НАН України були створені наукові основи вібропневмотранспорту сипких матеріалів, показана ефективність використання вібрації під час пневмотранспортування закладальних матеріалів трубопровідними системами та вирішені питання транспортування закладальних матеріалів потоком стиснутого повітря. Подальший розвиток досліджень процесів вібро-пневмотраспортування закладальних матеріалів потребує встановлення закономірностей руху закладального матеріалу на завантажувальній ділянці ежекторних машин, витікання стиснутого повітря з кільцевого ежектора та пневмотранспортування з ежектуванням повітря із атмосфери.

Таким чином, встановлення закономірностей руху закладальних матеріалів під дією вібро-аеродинамічних сил і витікання стиснутого повітря з кільцевого ежектора та обґрунтування режимів роботи та конструктивних параметрів вібраційно-пневматичних закладальних машин із кільцевим ежектором є актуальним науковим завданням, що має важливе практичне значення для гірничодобувної галузі.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Основні результати досліджень, викладених в даній роботі, отримані в процесі виконання держбюджетних і господарчих тем: «Розробити методи розрахунку та вибору раціональних параметрів вібраційних машин (ВМ) для видобутку та переробки сировини. Розробити пристрій для тонкого просівання рудних пульп і порошкових матеріалів у полі вібраційних сил і видати вихідні матеріали організаціям Мінчермета СРСР і Мінколмета СРСР для промислового освоєння» (№ДР 01860039337, РН 9.08.28); «Розробити: математичну модель руху двофазного середовища «газ-тверді частки» у циліндричному трубопроводі; раціональні параметри та конструкцію вібролотка ВПМЦ; дослідити віброаеродинамічні параметри руху сипких матеріалів з різними фізико-механічними властивостями ВПМН із косозрізаним соплом» (№ДР 01910008565); «Механіка гірських порід, техніка та технології безпечного видобутку вугілля високонавантаженими лавами» (№ ДР 0102U006162); «Розробка технологій дегазації вугільних шарів з метою використання метану» (№ ДР 0103U006049); «Розробка програми екологічної реабілітації гірничодобувного регіону в Західному Донбасі» (№ ДР 0199U001684) і договорів з Мінтоп-енерго (Мінвуглепромом) України (№№А219822000 М, А 210022000-Ц03), у виконанні яких автор брав участь в якості виконавця.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є обґрунтування режимів роботи та конструктивних параметрів вібраційно-пневматичних закладальних машин (ВПМ) з кільцевим ежектором, що забезпечують підвищення ефективності технологій видобутку корисних копалин підземним способом із закладкою виробленого простору.

Для досягнення поставленої мети поставлені та розв'язані наступні завдання:

встановити закономірності руху закладального матеріалу на завантажувальній ділянці ВПМ із кільцевим ежектором, що визначають зважений стан матеріалу з урахуванням комплексного віброаеродинамічного впливу; визначити залежності між основними параметрами стиснутого повітря в магістралі, що подає повітря, і параметрами аеросуміші в транспортному трубопроводі з урахуванням дальності транспортування та інтегрального коефіцієнта опору руху аеросуміші; визначити вплив кута взаємодії потоків повітря на втрати кінетичної енергії змішаного потоку аеросуміші в кільцевому ежекторі та встановити закономірності зміни основних параметрів стиснутого повітря при його витіканні з кільцевого ежектора ВПМ; обґрунтувати конструктивні параметри та режими роботи ВПМ із кільцевим ежектором з урахуванням фізико-механічних властивостей закладального матеріалу та параметрів стиснутого повітря, що подається.

Ідея роботи полягає у використанні виявлених закономірностей процесів завантаження та транспортування закладального матеріалу в полі дії віброаеродинамічних сил і взаємодії потоків повітря для обґрунтування раціональних режимів роботи та конструктивних параметрів ВПМ із кільцевим ежектором.

Об'єкт дослідження: процеси переміщення закладального матеріалу у ВПМ із кільцевим ежектором в полі дії віброаеродинамічних сил і взаємодії потоків повітря при їхньому змішуванні на початку транспортного трубопроводу ВПМ.

Предмет дослідження: режими роботи та конструктивні параметри ВПМ із кільцевим ежектором, що впливають на фізичні процеси при завантаженні та вібропневмотранспортуванні закладальних матеріалів та взаємодію потоків повітря при їхньому змішуванні в ежекторі.

Методи дослідження. У роботі використаний комплексний метод досліджень, що включає аналіз і узагальнення результатів відомих досліджень, феноменологічний підхід до застосування положень і методів класичної механіки та газодинаміки. Для опису руху закладального матеріалу на ділянці стабілізації руху застосований основний закон динаміки (другий закон Ньютона) для прямолінійного руху дисперсоїда під дією комплексного віброаеродинамічного впливу. При визначенні залежностей між основними параметрами стиснутого повітря, що подається, та параметрами аеросуміші в транспортному трубопроводі використані рівняння газового стану, збереження маси та енергії з урахуванням ізотермічності процесу пневмотранспортування, а при визначенні максимально можливої дальності транспортування - умова припинення ежектування повітря з атмосфери. Вплив кута взаємодії потоків повітря на відносні втрати кінетичної енергії при їхньому змішуванні досліджено за допомогою рівнянь збереження маси та імпульсу з поданням швидкостей потоків у векторному виді. При визначенні закономірностей зміни основних параметрів стиснутого повітря при його витіканні з кільцевого ежектора застосовані основні положення газової динаміки для адіабатного витікання стиснутого повітря. Побудова математичних моделей руху закладального матеріалу у ВПМ із кільцевим ежектором і обґрунтування конструктивних параметрів і режимів роботи устаткування даного виду виконано з використанням теорії вібропневмотранспортування сипучих матеріалів і двофазних потоків.

Наукові положення, що виносяться на захист.

1. Довжина (lст) ділянки стабілізації та середня швидкість (,сер) руху аеросуміші на завантажувальній ділянці вібраційно-пневматичних машин з кільцевим ежектором при швидкості (в,сер) вібротранспортування в,сер>0,15 м/с лінійно залежать від параметрів віброаеродинамічного впливу, убуваючи з ростом швидкості вібротранспортування та зростаючи зі збільшенням швидкості ежектування, при цьому для закладальних матеріалів діапазон раціональних значень 9lст11 м і 13,сер18 м/с забезпечується швидкістю вібротранспортування від 0,2 до 0,5 м/с.

2. Продуктивність вібраційно-пневматичних машин з кільцевим ежектором при максимально можливій дальності транспортування прямо пропорційна витраті стиснутого повітря, що подається, при цьому коефіцієнт пропорційності визначається дальністю транспортування, а раціональний режим роботи забезпечується подачею стиснутого повітря з тиском від 0,2 до 0,4 МПа та питомою витратою від 100 м3 на 1 м3 закладального матеріалу, що транспортується.

3. Втрати енергії на змішування потоків повітря в вібраційно-пневматичній машині з кільцевим ежектором прямо пропорційні куту () нахилу кільцевої щілини ежектора до напрямку транспортування, при цьому раціональне відношення площ перетину транспортного трубопроводу та зрізу кільцевої щілини ежектора перебуває в діапазоні від 2 до 4 при =0 і орієнтації зрізу кільцевої щілини ежектора перпендикулярно до осі транспортного трубопроводу.

Наукова новизна отриманих результатів:

- вперше досліджено вплив швидкостей вібротранспортування та ежектування на довжину ділянки стабілізації руху закладального матеріалу та середньої швидкості його транспортування на цій ділянці. При умові досягнення раціональних значень довжини ділянки стабілізації руху закладального матеріалу та середньої швидкості його транспортування на цій ділянці діапазон швидкостей вібротранспортування закладальних матеріалів від 0,2 до 0,5 м/с забезпечується наступними параметрами вібролотка ВПМ: кутом нахилу вібруючої поверхні до обрію 00, кутом напрямку дії сили, що змушує вібролоток до коливань, 300, амплітудою коливань не менше 0,01 м при змушеній частоті коливань до 60 Гц;

- вперше встановлено і досліджено вплив ежектування повітря з атмосфери та інтегрального коефіцієнту опору руху аеросуміші на максимальну дальність транспортування, при цьому вперше встановлена залежність інтегрального коефіцієнта опору руху аеросуміші від масової концентрації, опору матеріалу, що транспортується, та транспортного трубопроводу, а також квадрата коефіцієнта відносної швидкості руху аеросуміші. При умові забезпечення роботи ВПМ в стійкому режимі раціональні параметри стиснутого повітря, що подається, становлять: тиск від 0,2 до 0,4 МПа та питома витрата від 100 м3 на 1 м3 закладального матеріалу, що транспортується, при співвідношенні площ перетину транспортного трубопроводу та зрізу кільцевої щілини ежектора від 2 до 4;

- вперше встановлено, що на відносні втрати кінетичної енергії при змішуванні потоків повітря впливає кут їх взаємодії, який розглядається в локальному розумінні. Мінімально можливі втрати кінетичної енергії змішуваних потоків повітря забезпечуються конструктивною схемою кільцевого ежектора, в якому циліндрична кільцева щілина безпосередньо переходить у транспортний трубопровід з нульовим кутом нахилу кільцевої щілини ежектора до напрямку транспортування та орієнтацією кільцевої щілини ежектора перпендикулярно осі транспортного трубопроводу;

- на основі встановлених залежностей обґрунтовано такі режими роботи та конструктивні параметри ВПМ з кільцевим ежектором: кут нахилу вібруючої поверхні до обрію, кут напрямку дії вібрації, амплітуда та змушена частота коливань вібролотка; параметри стиснутого повітря, що подається; відношення площ перетину транспортного трубопроводу та зрізу кільцевої щілини ежектора; геометричні та технологічні параметри кільцевого ежектора;

- вперше отримані аналітичні залежності коефіцієнта продуктивності вібролотка ВПМ від кута природного схилу в русі матеріалу, що транспортується, та раціонального діаметра транспортного трубопроводу з урахуванням максимального розміру фракції матеріалу, що транспортується. Встановлено, що при транспортуванні закладальних матеріалів крупністю 4580 мм з продуктивністю 20-30 м3/годину раціональний діаметр транспортного трубопроводу становить 0,2 м;

- дістали подальший розвиток теорія й практика процесів вібропневтранспортування та витікання стиснутого повітря з кільцевого ежектора: теоретично та експериментально визначено, що: залежності довжини ділянки стабілізації та середньої швидкості руху аеросуміші на завантажувальній ділянці при швидкості вібротранспортування більше 0,15 м/с від параметрів віброаеродинамічної дії мають лінійну залежність; при максимально можливій дальності транспортування продуктивність ВПМ з кільцевим ежектором прямо пропорційна витратам стисненого повітря, що підводиться, а втрати енергії на змішування потоків повітря прямо пропорційні куту нахилу кільцевої щілини ежектора до напряму транспортування; використання геометричних особливостей кільцевого ежектора дозволяє підвищити дальність транспортування в 1,5 2 рази.

Наукове значення роботи полягає у встановленні закономірностей впливу віброаеродинамічних параметрів на завантажувальній ділянці ВПМ і характеристик кільцевого ежектора ВПМ на режими вібропневмотранспортування закладальних матеріалів і витікання стиснутого повітря з кільцевого ежектора ВПМ.

Практичне значення отриманих результатів.

1. Інженерна методика розрахунку ВПМ із кільцевим ежектором нового технічного рівня доповнена залежностями для визначення раціональних режимів роботи та основних конструктивних параметрів кільцевого ежектора, вібролотка та транспортного трубопроводу.

2. Розроблені принципові конструктивні схеми кільцевих ежекторних пристроїв ВПМ на рівні авторських свідоцтв.

3. Результати виконаних досліджень використані при розробці та проектуванні ВПМ із кільцевим ежектором, які застосовуються у різних технологіях ведення гірничих робіт із закладкою виробленого простору, у тому числі при охороні та підтримці виїмкових штреків на шахтах Донбасу, що відпрацьовують похилі вугільні пласти.

Реалізація результатів роботи.

1.Основні результати досліджень використані при розробці та впровадженні:

- комплексів КПЗ 00.00.000 на шахтах Таврійського ГЗК для селективного відпрацювання малопотужних пластів марганцевих руд із залишенням породи у відпрацьованих раніш заходках (Акт від 25.10.1988 р.);

- комплексу малогабаритного вібраційно-пневматичного бутового КВПБ 35.02.000 для відпрацювання вугільних пластів за суцільною системою розробки із залишенням породи в бутових смугах на ДВ АТ шахта 1/3 ''Новогродівська'' ДХК Селідоввугілля, шахтах ім. Кірова та ім.Леніна ДХК Макеєввугілля (Акт і протокол від 29.09.1999 р.; Акт і протокол від 14.11.2000 р.; Протокол від 10.10.2003 р.);

- типорозмірного ряду (ВПМ-200, ВПМ-150, ВПМ-100) для утилізації відходів вуглезбагачення та вуглевидобутку, при селективному відпрацюванні малопотужних похилих пластів і залишенні породи від проведення виробок і їхнього ремонту у виробленому просторі шахт, у т.ч. у вигляді бутових смуг, на шахтах ЗАТ ''Технологічний парк «Вуглемаш»''(Акт від 03.12.2004 р.);

2. Методика визначення основних конструктивних та технологічних параметрів вібраційно-пневматичних машин (ВПМ) з кільцевим ежекторним пристроєм передана для практичного використання шахтами ДП Донецька вугільна коксівна компанія (Акт від 26.05.2005 р.), ДП Донецька вугільна енергетична компанія (ДВЕК) (Акт від 23.06.2010 р.), ДП ДонДіпровуглемаш (Акт від 09.06.2010 р.), ДП Донецький науково-дослідний вугільний інститут (Акт від 09.06.2010 р.).

3. Очікуваний річний економічний ефект від впровадження результатів дисертаційної роботи становить 559,8 тис. грн. на одну установку при закладанні виробленого простору породою, отриманою при ремонті гірничих виробок довжиною 1200 м для умов шахти ВП «Шахта ім. Е.Т. Абакумова» ДП ДВЕК, і залежить від геологічних і гірничотехнічних умов ведення гірничих робіт (Акт від 23.06.2010 р.).

Обґрунтованість і достовірність наукових положень, висновків, методики і рекомендацій, сформульованих у дисертації, підтверджуються використанням апробованих методів досліджень, достатньою для проведення інженерних розрахунків збіжністю розрахункових і експериментальних значень. Для різних типів закладальних матеріалів абсолютна похибка не перевищує 15 % - при варіації швидкості вібротранспортування, витрат стиснутого повітря, що подається, та дальності транспортування. Для різних конструктивних форм кільцевого ежектора абсолютна похибка не перевищує 10 % - при варіації кута нахилу кільцевої щілини ежектора до напряму транспортування та довжини транспортного трубопроводу.

Особистий внесок здобувача полягає у визначенні мети, ідеї роботи, задач досліджень, формулюванні наукових положень, висновків і рекомендацій, проведенні комплексу теоретичних та експериментальних досліджень, за підсумками яких обґрунтовано раціональні режими роботи та конструктивні параметри вібраційно-пневматичних закладальних машин з кільцевим ежектором. На підставі отриманих результатів досліджень розроблені принципові конструктивні схеми кільцевих ежекторних пристроїв, уточнено методику та виготовлені машини для впровадження на гірничодобувних підприємствах. Текст дисертації написано автором особисто.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи і результати досліджень доповідались на конференціях і семінарах: XVI Науково-технічній конференції молодих вчених (м. Харків, 1988), Республіканській науково-технічній конференції «Проблеми пневмотранспорту» (м. Севастополь, 1989), II Школі-Семінарі «Методи математичного моделювання в наукових дослідженнях» (м. Донецьк, 1990), конференції «Ефективні технології, способи та засоби, що забезпечують сучасні вимоги до екології при розробці родовищ корисних копалин» (м. Москва, 1990), Галузевій науково-технічній конференції «Прогресивні рішення по кріпленню та підтримці гірських виробок» (м. Павлоград, 1996), X Ювілейній міжнародні науково-практичній конференції «Гідроаеромеханіка в інженерній практиці»(м. Краматорськ, 2005).

Публікації. Основні положення та результати дисертаційної роботи опубліковані в 29 наукових працях, з яких 1 монографія, 14 статей у фахових виданнях, в тому числі 5 - без співавторів, 5 авторських свідоцтв, представлено 6 тез доповідей на наукових конференціях.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається з переліку умовних позначень, вступу, чотирьох розділів, висновків, додатків і списку використаних джерел з 120 найменувань на 12 сторінках. Обсяг дисертації 212 сторінок машинописного тексту, в тому числі 65 рисунків, 8 таблиць і 8 додатків на 41 сторінках.

Основний зміст роботи

У першому розділі виконаний аналіз пневматичної закладки виробленого простору як одного з кардинальних способів створення прогресивних технологій видобутку корисних копалин підземним способом. Застосування пневматичної закладки, дозволить використовувати високоефективні системи розробки корисних копалини з мінімальним вмістом домішок за рахунок зниження видобутку порожніх порід, а також підвищити безпеку ведення гірничих робіт. Питаннями розробки та промислового впровадження технічних засобів пневматичної закладки на підприємствах гірничодобувної галузі займалися інститути КНДВуІ, ДонВУГІ та ДонДіпровуглемаш, а також зарубіжні фірми „Ollrog”, „Хольтер”, „Маркхем”, „Шварц Майнінг энд Індустріалз”. За останній час в ІГТМ НАН України досягнуті значні успіхи по створенню вібропневмотранспортного закладального обладнання для різних технологічних процесів видобутку корисних копалин підземним способом з закладкою виробленого простору.

У той же час, для реалізації сучасних технологій видобутку корисних копалин із закладкою виробленого простору, у тому числі для зведення бутових смуг високої відносної щільності, необхідно вирішити ряд завдань, а саме: встановлення закономірностей руху закладального матеріалу на завантажувальній ділянці ежекторних машин, витікання стиснутого повітря з кільцевого ежектора та пневмотранспортування з ежектуванням повітря із атмосфери.

Тому, встановлення закономірностей руху закладальних матеріалів під дією віброаеродинамічних сил і витікання стиснутого повітря з кільцевого ежектора та обґрунтування режимів роботи та конструктивних параметрів вібраційно-пневматичних закладальних машин із кільцевим ежектором є актуальним науковим завданням, що має важливе практичне значення для гірничодобувної галузі.

У другому розділі виконані дослідження процесу завантаження та транспортування закладального матеріалу по горизонтальному трубопроводу ВПМ із кільцевим ежектором під дією вібраційного та аеродинамічного впливу на тверду фазу аеросуміші. При дослідженні вібраційного впливу на закладальний матеріал, що завантажується, застосована відома у вібротехніці залежність

в,сер = ( k1 k2sin )Acos,

де в,сер - середня швидкість руху матеріалу на вібраційній ділянці в зоні завантаження, м/с; k1 і k2 - емпіричні коефіцієнти, що залежать від фізико-механічних властивостей матеріалу, що транспортується (для матеріалів з об'ємною густиною m =2,02,2 т/м3 орієнтовно k1=11,08 і k2=21,8); - кут нахилу вібруючої поверхні до обрію, градусів; А - амплітуда коливань вібраційного лотка ВПМ, м; - змушена частота коливань вібролотка, Гц; - кут напрямку дії сили, що змушує вібролоток до коливань, градусів; g - прискорення вільного падіння, м/с2.

Діапазон раціональних значень коефіцієнту режиму вібрації та адекватність використання для ВПМ вище наведеної формули для середньої швидкості вібротранспортування були обґрунтовані О.І. Волошиним та Б.В. Пономарьовим.

Закладальний матеріал, що завантажується в ВПМ, спочатку потрапляє на вібролоток і приводиться в віброзважений стан (вібраційний вплив). Одержавши певну початкову швидкість в,сер у напрямку транспортування переміщуваний матеріал захоплюється потоком повітря, що ежектується з атмосфери, в транспортний трубопровід, у якому здійснюється його переміщення швидкісним напором стиснутого повітря (аеродинамічний вплив).

Інтегруванням в межах x0=u,сер/г; xн=в,сер/г; xк=,сер/г=1, де u,сер - середня швидкість повітря, що ежектується, м/с і г - гідравлічна крупніють закладального матеріалу, м/с основного рівняння руху дисперсоїда на ділянці стабілізації для довжини цієї ділянки (lст) та середньої швидкості руху по ній закладального матеріалу (,ср) у безрозмірних параметрах в роботі отримані наступні залежності:

;

,

де Lст = (glст)/(2) та ст = ,ср/г - безрозмірні параметри; fcт = f1/3 (f - коефіцієнт узагальненого опору середовища.

В загальному випадку f = Mg(Kр)tgf, де Mg(Kр)1 - коефіцієнт зниження тертя при вібропневмотранспортуванні; f = arctg fтр - кут тертя ковзання; fтр=0,40,5 - коефіцієнт тертя. При Mg(Kр) = 0,75 та fтр = 0,5 маємо f = 0,35.

На завантажувальній ділянці ВПМ, коли матеріал знаходиться на вібролотку, в якості г можливо приймати значення швидкості трогання, яка, згідно з даними теоретичних та експериментальних досліджень, для розрахункової крупності часток закладального матеріалу 4046 мм складає приблизно 8 м/с.

На рис. 1 та рис. 2 наведені результати теоретичних та експериментальних досліджень довжини ділянки стабілізації руху закладального матеріалу та його середньої швидкості на завантажувальній ділянці ВПМ від параметрів віброаеродинамічного впливу, а саме швидкостей в,сер та u,сер.

Аналізуючи наведені на рис. 1 та рис. 2 залежності можна зробити висновок: довжина ділянки стабілізації та середня швидкість руху аеросуміші на завантажувальній ділянці вібраційно-пневматичних машин з кільцевим ежектором при в,сер>0,15 м/с лінійно залежать від віброаеродинамічних параметрів, убуваючи з ростом швидкості вібротранспортування та зростаючи зі збільшенням швидкості ежектування. При цьому для закладальних матеріалів в роботі показано, що раціональні значення 9lст11 м і 13,сер18 м/с забезпечуються швидкістю вібротранспортування від 0,2 до 0,5 м/с при =300 і 00 та А ? 0,01 м і 60 Гц. Обґрунтованість і достовірність цих результатів підтверджуються достатньою для проведення інженерних розрахунків збіжністю розрахункових і експериментальних значень, а саме, абсолютна похибка не перевищує 10 % (рис. 1) та 15 % (рис. 2).

Стабільний режим роботи ВПМ порушується із припиненням ежектування повітря з атмосфери, утворенням закупорок транспортного трубопроводу та викидами аеросуміші через завантажувальну зону ВПМ. Для цього випадку математичним перетворенням системи рівнянь, складеної для опису процесу транспортування закладального матеріалу ВПМ, в роботі отримане наступне визначальне рівняння

uе,сер = , (1)

де uе,сер і uс,сер - середні швидкості ежектуємого та ежектуючого потоків повітря, м/с; , е і с - відповідно густини змішаного, ежектуємого та ежектуючого потоків повітря, кг/м3; Sтр, Sе й Sс - відповідно площа поперечного переріза транспортного трубопроводу, прохідного перетину ежектора та зрізу кільцевої щілини ежектора, м2; тр і е - коефіцієнти заповнення матеріалом поперечного переріза транспортного трубопроводу та зони завантаження; p0 і pL - повний тиск стиснутого повітря на початку та наприкінці транспортного трубопроводу, Па; f - інтегральний коефіцієнт опору руху аеросуміші; Lтр і Dтр - довжина та діаметр транспортного трубопроводу, м; - коефіцієнт місцевого опору.

Коефіцієнт f, що входить до формули (1), прямо пропорційний масовій концентрації (m), опору матеріалу (сер), що транспортується, та транспортного трубопроводу (), а також квадрату коефіцієнта відносної швидкості руху аеросуміші (): f = + сер 2m. Виконаний в роботі аналіз показує, що величина коефіцієнта f змінюється від 0,04 до 0,12 залежно від завантаженості ВПМ.

Пневмотранспортування закладального матеріалу, відповідно до рівняння (1), можливе лише при р0 pL і ежектування повітря з атмосфери на завантажувальній ділянці можливе лише при uе,сер0. Випадок, коли uе,сер0 характеризує момент припинення процесу ежекції, закупорку матеріалом, що транспортується, трубопроводу ВПМ і утворення зворотного потоку аеросуміші.

Таким чином, максимально можлива довжина транспортного трубопроводу Lmax за умови припинення ежектування uе,сер=0 визначається за рівнянням:

Lmax =

При визначенні залежностей між основними параметрами стиснутого повітря в магістралі, що подає повітря, і параметрами аеросуміші в транспортному трубопроводі з урахуванням дальності транспортування та інтегрального коефіцієнта опору руху аеросуміші в роботі отримані співвідношення, результати розрахунків по яким наведені в табл. 1 та рис. 3 і рис.4.

Таблиця 1 Залежність параметрів повітряних потоків

Параметри	Співвідношення площин s= Sтр/ Sс
	2	4	6
pмст, МПа	0,2	0,4	0,6	0,2	0,4	0,6	0,2	0,4	0,6
pст, МПа	0,108	0,217	0,325	0,109	0,219	0,328	0,110	0,219	0,329
u,сер,м/с	42,9	21,3	14,1

В табл. 1 прийняті наступні параметри: pмст- статичний тиск повітря в магістралі, що подає повітря, pст та u,ср- відповідно статичний тиск та середня швидкість повітряного потоку на початку транспортного трубопроводу ВПМ.

Таким чином, продуктивність вібраційно-пневматичних машин з кільцевим ежектором при максимально можливій дальності транспортування, обумовленій припиненням ежектування, прямо пропорційна витраті стиснутого повітря, що подається, при цьому коефіцієнт пропорційності визначається дальністю транспортування, а раціональний режим роботи забезпечується подачею стиснутого повітря з тиском від 0,2 до 0,4 МПа та питомою витратою від 100 м3 на 1 м3 закладального матеріалу, що транспортується (табл.1 та рис.3 і рис.4). Обґрунтованість і достовірність зазначених висновків підтверджуються достатньою для проведення інженерних розрахунків збіжністю розрахункових і експериментальних значень: абсолютна похибка не перевищує 10 % (рис. 4).

У третьому розділі виконані дослідження взаємодії повітряних потоків при їхньому змішуванні в ВПМ із кільцевим ежектором, під час яких показано, що в кільцевому ежекторі відносні втрати Е кінетичної енергії на змішування потоків повітря прямо пропорційні куту їхньої взаємодії , який розглядається в локальному розумінні, та визначаються за отриманою у роботі залежністю:

,

де n - коефіцієнт ежекції.

Кут в загальному випадку залежить від кута розширення ежектуючого потоку та кута нахилу осі кільцевої щілини ежектора до осі транспортного трубопроводу . Кут , відповідно до положень, прийнятим у теорії турбулентних струменів, це кут між поверхнею тангенціального розриву та віссю апарата, з якого відбувається витікання потоку газу і його чисельне значення постійне та дорівнює 140. Під кутом мається на увазі кут між віссю кільцевої щілини ежектора та віссю транспортного трубопроводу, що відраховується за годинниковою стрілкою від осі транспортного трубопроводу в напрямку руху. Тому, основним фактором впливу є кут .

На рис. 5 наведені результати досліджень втрат енергії при змішуванні потоків повітря в кільцевому ежекторі (суцільні лінії відповідають результатам розрахунку для кута =00; пунктирні - =150; штрих пунктирні - =450). Крім цього, на рис. 6 наведені результати експериментальних досліджень розподілу швидкостей потоку повітря, що ежектується, по діаметру завантажувальної зони з урахуванням кута нахилу (кут ) зрізу кільцевої щілини ежектора до осі транспортного трубопроводу.

Аналіз отриманих результатів показує, що втрати енергії на змішування потоків повітря у ВПМ з кільцевим ежектором прямо пропорційні куту нахилу кільцевої щілини ежектора до напрямку транспортування, при цьому раціональне відношення площ перетину транспортного трубопроводу та зрізу кільцевої щілини ежектора перебуває в діапазоні від 2 до 4 при =0 і орієнтації кільцевої щілини ежектора перпендикулярно осі транспортного трубопроводу. Обґрунтованість і достовірність зазначених висновків підтверджуються достатньою для проведення інженерних розрахунків збіжністю розрахункових і експериментальних значень, абсолютна похибка якої не перевищує 10 % (див. рис. 5).

В цьому розділі також показано, що швидкість витікання стиснутого повітря через кільцеву щілину ежектора ВПМ і його витрата визначаються довжиною конічної частини ежектора, що розширюється, кутом розкриття кільцевої щілини, шириною критичного й вихідного перетинів кільцевої щілини ежектора. Однак результати експериментальних досліджень показали, що раціональною конструктивною схемою ежектора є циліндрична кільцева щілина, що безпосередньо переходить у транспортний трубопровід ВПМ.

У четвертому розділі наведені основні положення методики визначення раціональних режимів роботи та конструктивних параметрів ВПМ із кільцевим ежектором, а також напрямки практичного використання цієї машини у технологіях гірничого виробництва. В методиці отримані, зокрема, наступні залежності:

; ,

де - коефіцієнт продуктивності вібролотка; - кут природного схилу матеріалу в русі: - діаметр транспортного трубопроводу; m та - відповідно густини матеріалу, що транспортується, та повітря; - максимальний розмір фракції матеріалу, що транспортується.

За допомогою цих залежностей показано, що при транспортуванні закладальних матеріалів крупністю 4580 мм з продуктивністю ВПМ, що дорівнює 2030 м3/годину при коефіцієнті продуктивності вібролотка 0,70,95, раціональним діаметром транспортного трубопроводу буде діаметр 0,2 м, що підтверджують результати теоретичних, експериментальних та приймальних випробувань. Окрім цих залежностей в методиці наведені співвідношення для визначення раціональних режимів роботи та основних конструктивних параметрів вібролотка, кільцевого ежектора та трубопроводу, по якому подається повітря.

ВПМ із кільцевим ежектором може застосовуватися на підприємствах гірничодобувної галузі при: селективному відпрацюванні малопотужних пластів корисних копалин, залишенні породи від проведення виробок і їхнього ремонту у виробленому просторі шахт, у т.ч. у вигляді бутових смуг; реалізації різних технологій утилізації відходів добутку та збагачення корисних копалин. На рис.7 та рис.8 наведений загальний вигляд головного зразку ВПМ-200 створеного типорозмірного ряду ВПМ та представлена принципова схема установки для роздільної виїмки вугілля та породи (УРП), яка використана в технологічній схемі роздільної виїмки пологих вугільних пластів, розробленої ДонВУГІ. Ці технічні засоби можуть використовуватись для пневматичної закладки самостійно або в складі закладальних комплексів, які можуть працювати як від стаціонарних, так і від пересувних систем повітропостачання з механічним або ручним завантаженням закладального матеріалу. На базі ВПМ з кільцевим ежектором ІГТМ НАН України розроблені та апробовані в промислових умовах діючих шахт вібраційно-пневматичний закладальний комплекс ВПЗК ТУ 14-12/332-85 та комплекс вібраційно-пневматичний бутовий КВПБ. Машини пройшли дослідно-промислову перевірку на шахтах Марганецького та Таврійського ГЗК, ДВ АТ шахта 1/3 ''Новогродівська'' ДХК «Селідоввугілля» та шахті ім. А.Г. Стаханова ДП «Красноармійськвугілля».

Висновки

Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій розв'язано актуальну наукову задачу з встановлення закономірностей руху закладальних матеріалів під спільною дією вібрації та повітря з урахуванням інтегрального коефіцієнта опору руху аеросуміші та ежектування повітря з атмосфери, а також взаємодії потоків повітря, що змішуються в кільцевому ежекторі, на підставі яких обґрунтовані кут напрямку дії вібрації, амплітуда та частота коливань вібраційного лотка та його кут нахилу до горизонту, а також орієнтація кільцевої щілини ежектора по відношенню до осі транспортного трубопроводу та співвідношення площ перерізу кільцевої щілини та транспортного трубопроводу.

Основні наукові та практичні результати дисертаційної роботи полягають у наступному:

1. На підставі доповнення залежностей для визначення довжини ділянки стабілізації руху закладального матеріалу та середньої швидкості руху на ній аеросуміші урахуванням впливу вібро- аеродинамічних сил встановлені раціональні діапазони довжини ділянки та середньої швидкості стабілізації руху аеросуміші, для яких обґрунтовані режими роботи та конструктивні параметри вібролотка ВПМ, а саме: кут нахилу вібруючої поверхні до обрію 00, кут напрямку дії сили, що змушує вібролоток до коливань, 300, амплітуда коливань не менше 0,01 м при змушеній частоті коливань до 60 Гц;

2. Показано, що продуктивність ВПМ з кільцевим ежектором при максимально можливій дальності транспортування прямо пропорційна витраті стиснутого повітря, що подається, та обґрунтовані раціональні параметри подачі стиснутого повітря. При цьому коефіцієнт пропорційності визначається дальністю транспортування, а для інтегрального коефіцієнту опору руху аеросуміші вперше встановлена його залежність від масової концентрації, опору матеріалу, що транспортується, і транспортного трубопроводу, а також квадрата коефіцієнта відносної швидкості руху аеросуміші.

3. Доведено, що стійкий режим транспортування забезпечується подачею стиснутого повітря з тиском від 0,2 до 0,4 МПа та питомою витратою від 100 м3 на 1 м3 закладального матеріалу, що транспортується, а використання геометричних особливостей кільцевого ежектора дозволяє підвищити дальність транспортування в 1,5 2 рази.

4. Доведено, що втрати енергії на змішування потоків повітря в кільцевому ежекторі ВПМ прямо пропорційні куту нахилу кільцевої щілини ежектора до напрямку транспортування. При цьому в кільцевому ежекторі перетин режиму запирання відсутній, а раціональне співвідношення площ перетину транспортного трубопроводу та зрізу кільцевої щілини ежектора перебуває в діапазоні від 2 до 4 при =0 і орієнтації кільцевої щілини ежектора перпендикулярно осі транспортного трубопроводу.

5. Вперше отримана залежність коефіцієнта продуктивності вібролотка ВПМ від кута природного схилу матеріалу, що транспортується, у русі, на підставі якої показано, що коефіцієнт продуктивності вібролотка ВПМ перебуває в діапазоні від 0,7 до 0,95 залежно від величини цього кута.

6. Вперше отримана залежність раціонального діаметра транспортного трубопроводу від максимального розміру фракції матеріалу, що транспортується, за допомогою якої показано, що раціональним діаметром транспортного трубопроводу ВПМ при переміщенні закладальних матеріалів крупністю до 80 мм із продуктивністю 20-30 м3/год є діаметр 0,2 м.

7. Результати дисертаційної роботи використані при створенні ВПМ із кільцевим ежектором нового технічного рівня, які мають мінімально можливі габаритні характеристики, що відповідають світовим стандартам. Застосування ВПМ із кільцевим ежектором, з огляду на їхні габаритні характеристики, найбільш актуальне при розробці досить тонких пластів корисних копалин потужністю 0,6-0,8 м.

8. Обґрунтованість і достовірність отриманих у дисертаційній роботі результатів забезпечена використанням апробованих методів досліджень, достатньою для проведення інженерних розрахунків збіжністю розрахункових і експериментальних значень. Для різних типів закладальних матеріалів абсолютна похибка не перевищує 15 % - при варіації швидкості вібротранспортування, витрат стиснутого повітря, що подається, та дальності транспортування. Для різних конструктивних форм кільцевого ежектора абсолютна похибка не перевищує 10 % - при варіації кута нахилу кільцевої щілини ежектора до напряму транспортування та довжини транспортного трубопроводу.

9. Результати промислової перевірки та приймальних випробувань ВПМ із кільцевим ежектором, які здійснювалися на шахтах №2, 8 і 9-10 Марганецького ГЗК, 1-3 Новогродівська ДХК «Селідоввугілля» та ім. А.Г. Стаханова ДП «Красноармійськвугілля», показали, що цей тип машин забезпечує підвищення ефективності закладальних робіт за рахунок збільшення продуктивності та дальності транспортування, можливості використовувати поворотні ділянки та забезпечення відносно високої та регульованої щільності викладки закладального масиву. Методика розрахунку ВПМ з кільцевим ежектором передана для практичного використання ДП Донецька вугільна коксова компанія, ДП ДВЕК, ДГП ДонДіпровуглемаш, ДП ДонВУГІ.

10. Очікуваний річний економічний ефект від впровадження результатів дисертаційної роботи становить 559,8 тис. грн. на одну установку при закладанні виробленого простору породою, отриманою при ремонті гірничих виробок довжиною 1200 м для умов шахти ВП «Шахта ім. Е.Т. Абакумова» ДП ДВЕК, і залежить від геологічних та гірничотехнічних умов ведення гірничих робіт.

Основні положення і результати дисертації опубліковано в таких роботах

Монографії

1. Механика вибрационно-пневматических машин эжекторного типа / В.Н. Потураев, А.Ф. Булат, А.И. Волошин, С.Н. Пономаренко, А.А.Волошин-Киев: Наукова думка, 2001.-176 с.

Статті в наукових фахових виданнях

2. Потураев В.Н. Некоторые вопросы расчета основных конструктивных параметров эжекторных вибрационно-пневматических машин/ В.Н. Потураев, А.И. Волошин, С.Н. Пономаренко//Харьков: Теория машин и механизмов,1988.-№44.-С.130-136.

3. Потураев В.Н. Результаты промышленных испытаний вибрационного пневмозакладочного комплекса для селективной отработки маломощных пластов марганцевых руд/ В.Н. Потураев, А.И. Волошин, С.Н. Пономаренко // Надежность горных машин: (Сб.науч.тр. ИГТМ НАН Украины).-Киев: Наукова думка,1991.-С.22-30.

4. Потураев В.Н. Определение основных параметров виброаэродинамической загрузки сыпучим материалом пневмотранспортных установок эжекторного типа / В.Н. Потураев, А.И. Волошин, С.Н. Пономаренко // Вибрационные и волновые транспортно-технологические машины.- Киев: Наукова думка,1991.-С.22- 30.

5. Пономаренко С.Н. Механика движения закладочного материала в вибрационных пневмотранспортных установках эжекторного типа / С.Н. Пономаренко // Техника и технология горного производства.- Киев: Наукова думка, 1992.-С.87- 95.

6. Потураев В.Н. Создание малоэнергоемких устройств для пневматической закладки выработанного пространства / В.Н. Потураев, А.И. Волошин, В.Г. Перепелица, С.Н. Пономаренко // Геотехнічна механіка: (Міжвід. зб. наук. праць): Ін-т геотехнічної механіки НАН України. - Дн-ськ, 1997. - Вип.2. - С.53-58.

7. Пономаренко С.Н. Аспекты разработки методики расчета вибрационно-пневматических машин эжекторного типа / С.Н. Пономаренко // Геотехнічна механіка: (Міжвід. зб. наук. праць): Ін-т геотехнічної механіки НАН України. - Дн-ськ, 1998. - Вип.7. - С.49- 55.

8. Волошин А.И. Результаты испытаний вибропневмотранспортной машины непрерывного действия с воздуходувной установкой ВП-70 / А.И.Волошин, О.В. Рябцев, Ю.Н. Игнатович, С.Н. Пономаренко, В.М. Гордиенко, А.А. Волошин// Геотехнічна механіка: (Міжвід. зб. наук. праць): Ін-т геотехнічної механіки НАН України. - Дн-ськ, 2001. - Вип.25. - С. 92-96.

9. Волошин А.И. Приемочные испытания опытного образца малогабаритного вибрационно-пневматического комплекса/ А.И.Волошин, О.В. Рябцев, Ю.Н. Игнатович, Б.В. Пономарев, А.А. Волошин, С.Н. Пономаренко, С.Ю. Процак// Геотехнічна механіка: (Міжвід. зб. наук. праць): Ін-т геотехнічної механіки НАН України. -Дн-ськ, 2004. - Вип.50. - С. 53-62.

10. Пономаренко С.Н. Исследование угла взаимодействия газовых потоков при их смешивании в кольцевом эжекторе / С.Н.Пономаренко // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії: (Зб. наук. праць). - Краматорськ, 2005. - С. 174-179.

11. Волошин А.И. Методика определения основных конструктивных параметров вибрационно-пневматических машин эжекторного типа / А.И. Волошин, С.Н. Пономаренко // Геотехнічна механіка: (Міжвід. зб. наук. праць): Ін-т геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України.- Дн-ськ, 2005.- Вип.54.- С. 112-123.

12. Пономаренко С.Н. Расчет основных характеристик кольцевого эжекторного устройства вибро-пневмотранспортных машин/ С.Н. Пономаренко // Геотехнічна механіка: (Міжвід. зб. наук. праць): Ін-т геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України. - Дн-ськ, 2005. - Вип.59. - С. 133-141.

13. Волошин А.И. Влияние вибрации и параметров воздушного потока на эффективный коэффициент трения на загрузочном участке вибропневмотранспортной машины/ А.И.Волошин, Б.В. Пономарев, О.Л. Кордюк, С.Н. Пономаренко// Вібрації в техніці та технологіях: (Всеукраїнський науково-технічний журнал). - Вінниця, 2007. - Вип.1(46). - С. 113-117.

14. Волошин А.И. Выбор формы плоской кривой загрузочного лотка вибро-пневмотранспортной машины / А.И. Волошин, С.Н. Пономаренко // Вібрації в техніці та технологіях : Всеукраїнський науково-технічний журнал.- Вінниця, 2007. -Вип. 3(48). - С. 116 - 117.

15. Пономаренко С.Н. Определение параметров стабилизации движения закладочных материалов в вибропневмотранспортных машинах с кольцевым эжектором / С.Н. Пономаренко // Геотехнічна механіка: (Міжвід. зб. наук. праць): Ін-т геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України.-Дн-ськ, 2010. - Вип.91. - С. 226-231.

Авторські свідоцтва

16. А. с. 1421644 СССР, МКИ3 B 65 G 53/14. Устройство для пневматического транспортирования сыпучего материала / В.Н. Потураев, А.И. Волошин, С.Н. Пономаренко, В.В. Яцун (СССР) - № 4211076; пр.18.03.87; опубл. 07.09. 88, Бюл. №33.

17. А. с. 1397380 СССР, МКИ3 B 65 G 53/40. Устройство для пневматического транспортирования сыпучего материала / В.Н. Потураев, А.И. Волошин, В.В. Яцун, С.Н. Пономаренко (СССР) -№4163695; пр. 18.12.86; опубл. 23.05. 88, Бюл. №19.

18. А. с. 1553730 СССР, МКИ3 E 21 F 15/10. Эжекторная вибрационно-пневматическая закладочная машина / В.Н. Потураев, А.И. Волошин, С.Н. Пономаренко, В.В. Яцун (СССР) - № 4454078; пр. 18.04.88; опубл. 30.03. 90, Бюл. №12.

19. А. с. 1154847 СССР, МКИ3 B 65 G 53/04. Смесительное устройство пневмотранспортной установки / В.Н. Потураев, А.И.Волошин, С.Н. Пономаренко (СССР) -№ 3594495; пр. 03.03.83; опубл. 07.05.85, Бюл. №17.

20. А. с. 1611816 СССР, МКИ3 B 65 G 53/14. Кольцевой эжектор пневмотранспортной установки / В.Н. Потураев, А.И. Волошин, С.Н. Пономаренко, В.В. Яцун (СССР) -№ 4454078; пр. 18.04.88; опубл. 07.12.90, Бюл. №45.

Розділ в монографії

21. Пономаренко С.Н. Методика определения основных рабочих характеристик эжекторных установок для пневмотранспорта / С.Н. Пономаренко, А.А.Волошин// Волошин А.И., Понома- рев Б.В. Алгоритмы и программы для расчета вибро-пневмотранспортных систем. -Киев: Наукова думка, 2002.- С. 123-134.

Депоновані наукові праці

22. Испытания полноразмерного стенда ВПЗК в условиях шахты №9-10 Марганецкого Гока / А.И. Волошин, Г.Л. Сергийченко, С.Н. Пономаренко, В.В. Бибик; Ин-т геот. мех. НАН Украины.- Дн-вск, 1987.-10с.-Деп. в ВИНИТИ 16.12.87,№8820-1387.

23. Экспериментальные исследования вибрационно-пневматических машин камерного и эжекторного / В.Н. Потураев, А.И. Волошин, В.В. Яцун, С.Н. Пономаренко; Ин-т геот. мех. НАН Украины.-Дн-вск, 1988.-18с.-Деп. в ВИНИТИ 01.03.88,№1648 - В 88.

тези доповідей та матеріали конференцій

24. Некоторые вопросы повышения надежности работы эжекторных вибрационно-пневмотранспортных машин/ С.Н. Пономаренко // XVI Научно-техническая конференция молодых ученых, (Харьков, 19-21 апр. 1988 г.). - Харьков: Ин-т пробл. машиностроения, 1988. - С. 58.

25. Исследование механики движения аэросмеси в эжекторных пневмотранспортных установках с учетом интегрального коэффициента сопротивления /С.Н. Пономаренко //Тезисы докладов республ. Науч.-техн. конф [„Проблемы пневмотранспорта”], (Севастополь, 9-10 окт.1989г.). - Севастополь: СФ РДЄНТП, 1989. -С.17-19.

26. Эмпирические соотношения для описания транспортирования сыпучих материалов эжекторными пневматическими установками/ Пономаренко С.Н.// Тезисы докладов республ. Науч.-техн. конф. [„Проблемы пневмотранспорта”], (Севастополь, 9-10 окт. 1989г.). - Севастополь: СФ РДЄНТП, 1989. -С.61-63.

27. Повышение экологической защищенности технологии добычи марганцевых руд/ В.Н. Потураев, А.И. Волошин, В.Г. Перепелица, С.Н. Пономаренко, Г.А. Крюков // II Школа-семинар «Методы мат.мод. в науч. исследованиях (Донецк 9-11 сен. 1990 г.). -Донецк: Ин-т прикл. математ. и мех. АН УССР, 1990. -С.4-6.

28. Перспективы использования вибропневмотранспортных машин при рекультивации земель в условиях россыпных месторождений/ В.Н. Потураев, А.И. Волошин, В.Г. Перепелица, С.Н. Пономаренко, Г.А. Крюков// Тезисы докладов конф. «Эффект. технологии, способы и ср-ва, обеспечив. совр. требования к экологии при разраб. месторожд. полез. ископ.»(М. 3-4 авг. 1990 г.).-М.:ВДНХ СССР,1990.- С.82-83.

29. Малогабаритный дробильно-закладочный комплекс для забутовки закрепного пространства при проведении и ремонте горных выработок / А.И. Волошин, Г.Л. Сергийченко, В.Г. Перепелица, С.Н. Пономаренко, Б.А. Комендантов// Материалы конф. «Прогрессивные решения по креплению и поддержанию горных выработок» (Павлоград 17-18 апр. 1996 г.). - Харьков: НИИОМШС, 1996. -С.79-80.

Особистий внесок автора в роботи, що опубліковані в співавторстві: [1] - аналіз та узагальнення результатів досліджень транспортування вібропневмотранспортування закладальних матеріалів під дією віброаеродинамічного впливу; [2, 5, 7, 11] - визначення залежностей розрахунку та обґрунтування конструктивних параметрів кільцевого ежектора; [3, 8, 9, 22, 23] - розробка методик вимірювань та аналіз результатів; [4, 15] - визначення закономірностей руху закладального матеріалу на ділянці стабілізації; [5, 12, 24-26] - вибір раціональних режимів транспортування закладальних матеріалів; [13, 14] - обґрунтування геометричних параметрів вібролотка; [16-20] - розробка конструктивних схем кільцевого ежектора; [10, 21]-обґрунтування впливу кута взаємодії газових потоків на розмір втрат кінетичної енергії при їх змішуванні; [6, 27, 28, 29] - визначення робочих характеристик кільцевого ежектора.

Анотація

Пономаренко С.М. Обґрунтування режимів роботи та конструктивних параметрів вібраційно-пневматичних закладальних машин з кільцевим ежектором. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук. Спеціальність: 05.05.06 - „Гірничі машини” - Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, Дніпропетровськ, 2011 р.

У роботі встановлені закономірності процесів переміщення закладального матеріалу та взаємодії потоків повітря, що змішуються, в кільцевому ежекторі на підставі яких обґрунтовані режими роботи та конструктивні параметри вібраційно-пневматичних машин (ВПМ) із кільцевим ежектором. Отримані рівняння для визначення довжини ділянки стабілізації та середньої швидкості руху аеросуміші на завантажувальній ділянці ВПМ, інтегрального коефіцієнту опору руху аеросуміші та максимально можливої дальності транспортування. Уточнено врахуванням локального кута взаємодії потоків повітря, що змішуються, формулу розрахунку втрат кінетичної енергії змішаного потоку аеросуміші. Доповнено методику розрахунку ВПМ, на підставі якої створений типорозмірний ряд ежекторних ВПМ. Машини цього типу пройшли дослідно-промислову перевірку в умовах діючих шахт гірничодобувного комплексу України. Методика передана для практичного використання ДП Донецька вугільна коксова компанія, ДП ДВЕК, ДП ДонДіпровуглемаш, ДП ДонВУГІ.

Ключові слова: раціональні параметри, вібраційно-пневматична машина, кільцевий ежектор, закладальний матеріал.

Аннотация

Пономаренко С.Н. Обоснование режимов работы и конструктивних параметров вибрациионно-пневматических закладочных машин с кольцевым эжектором. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.06 - «Горные машины» - Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, Днепропетровск, 2011 г.

В работе обоснованы режимы работы и конструктивные параметры вибрационно-пневматических машин (ВПМ) с кольцевым эжектором на основании исследования закономерностей процессов загрузки и транспортирования закладочного материала в поле действия виброаэродинамических сил и истечения сжатого воздуха из кольцевого эжектора.

...