Использование перекрестной схемы резания для снижения пылевидных и необогатимых фракции при механизированной добыче калийной руды

Abstract

Актуальность. Добыча калийной руды с использованием проходческо-очистных комбайнов характеризуется высокой степенью пылевыделения в призабойной зоне. Основными источниками пылевыделения являются процессы разрушения массива, погрузки отбитой горной массы и перегрузки руды. Длительное нахождение горнорабочих в зоне с превышением предельно допустимых концентраций по калийной пыли в атмосфере выработки негативно сказывается на их здоровье. С точки зрения экономических потерь переизмельчение руды также имеет негативный эффект. Частицы полезного компонента размером менее 250 мкм не поддаются обогащению и уходят в отвал. Зачастую количество необогатимой руды при поступлении на обогатительную фабрику достигает 18 % от общей массы. В связи с этим актуальной является разработка мер по снижению концентрации пыли, выделяемой при функционировании проходческо-очистного комбайна, в рабочей зоне машиниста и снижению количества необогатимой фракции в добываемой руде. Цель данного исследования заключается в разработке и внедрении мероприятий по изменению исполнительных органов проходческо-очистных комбайнов, которые будут способствовать снижению пылевыделения в призабойной рабочей зоне калийных рудников. Объектом исследования является исполнительный орган проходческо-очистного комбайна с режущим инструментом. Результаты. Предлагаются технические решения по совершенствованию механической конструкции исполнительных органов проходческо-очистных комбайнов калийных рудников. Перспективный плоский планетарно-дисковый исполнительный орган позволит реализовать на поверхности калийного массива перекрестную схему резания и разрушать забой последовательными элементарными сколами устойчивой формы, что обуславливает снижение удельных энергозатрат на процесс отделения калийной руды от массива и уменьшение количества пылевидных классов в продуктах отбойки.

Relevance. Mining of potash ore using borer miners is characterized by a high degree of dust emission. The main sources of dust emission are the processes of destruction of the massif, loading of the broken-off rock mass and further overloading of ore. Long-term presence of miners in an area where the maximum permissible concentration for potash dust is exceeded negatively affects their health. In terms of economic losses, ore regrinding also has a negative effect. Particles of a useful component less than 250 micrometers in size do not lend themselves to enrichment and go to the dump. Often, the amount of raw ore at the entrance to the processing plant reaches 18 % of the total supplied mass. In this regard, it is necessary to take measures to reduce dust concentration in the working area of the borer miner operator and to reduce the amount of non-enriched fraction. The purpose of this work is to develop and implement measures to change the executive bodies of roadheaders, which will help reduce dust emissions in the bottomhole working area of potash mines. The object of the study is the executive body of a roadheader with a cutting tool. Results. The paper proposes constructive changes to the executive body of the borer miners. The new flat planetary-disk cutting unit will make it possible to implement a cross cutting scheme with a more stable geometry than the existing cutting sequence for Ural-20R borer miners. The design changes proposed in this paper take into account the previous problems described in the literature.