1 9 5 2

Т Р Н А Л ОРГАН МИНИСТЕРСТВ ЧЁРНОЙ И ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ С С С Р

Научный производственно-технический

журнал

О С Н О В А Н В I g 2 5 к.

' .«\VO\tt!

А В Г У С Т

1 9 5 2

. - , . 4

?.'• Л '. Д\ ч ю о » д

,s?.«T jMMSK i '4)v •• А. .к 7 Я V-

М Е Т А Л А У Р Г И З Д А Т

• I i

д „ . [ О применении аналитиче- 3 д а \ с к о г о метода в горном деле A. А. К о в тун \ (дискуссия) 4 Н. В. М е л ь н и к о в , К вопросу о предмете и задачах

горной науки . . . : . . . 4 МЕТОДЫ ТРУДА НОВАТОРОВ ПРОИЗВОДСТВА

М. В. В а с и л ь е в , Обобщение передовых приемов труда на экскаваторных работах 11 РАЗРАБОТКА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

B. Г. П р о к о п е н к о , Система разработки лавой по падению 16

Л. И. Г л у с к и н , Порядок проходки разрезных тран-шей при различных высотах уступов 19

БУРО-ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ И. А. О с т р о у ш к о, О механизме разрушения горных

пород буровой дробью „ 2! М П. Б р о д с к и й , К расчету колонковых зарядов 25

ОБОГАЩЕНИЕ

В. И. К а р м а з и н , Измельчаемость криворожских железистых пород

Я. И. Ф о м и н , Дсфосфоризация марганцевой руды.. 31 33

ХРОНИКА И ИНФОРМАЦИЯ

Термохимический способ опаивания грунтов.—Электро-икевмэтический буровой станок. — Желонка для чистки густых шламов. — Автомасленка для бурильных молот-ков 36—38

КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ

В. С. П а к, Рецензия па книгу М. П. Татаринова «Русские ученые — создатели шахтных насосов и вентиляторов» 39

Книги и статьи по горному делу 40

Р Е Д А К Ц И О Н Н А Я К О Л Л Е Г И Я

Редактор А. И. БУНИН, Зам. редактора А. В. БАРОНЕНКОВ Члены редколлегии: докт. техн. наук М. И. АГОШКОВ, Н. М. БРИНЗА, Л. Н. ВОРОНИН, доц. Л. В. ГЛАДИЛИН. П. М. ИПАТОВ, Т. В. КАПИТАНОВ, канд. техн. наук В. А. КУЛИБИН. Е. Ф. МОСКАЛЬКОВ, Н. Н. ПАТРИКЕЕВ, проф. Н. М. ПОКРОВСКИЙ, канд. техн. наук В. Н. СЕМЕВСКИИ, М. Л. СКОБНИКОВ, акад. А. А. СКОЧИНСКИЙ, акад. А. М. ТЕРПИГОРЕВ, А. В. ТРОИЦКИЙ

Л. В. ХОДОВ, акад. Л. Д. ШЕВЯКОВ, проф. Е. Ф. ШЕШКО

Технический редактор Е. Б. Вайнштейн

Адрес редакции: Москва, 2-й Обыденский пер., д. 14 Тел. Г-6-33-60 Сдано в производство 17/VI 1952 г. Тираж 8000 Подписано к печати 24/VII 1952 г.

Т-05337 Уч.-изд. л. 6,5. Бумага 60 X 92% = бум. л,— 5 п. л. Зн. в 1 печ. л. 52000 Заказ 1867 Цена 6 руб.

Типография Металлургиздата, Москва, Цветной бульвар, д. 30

О применении аналитического метода в горном деле (Продолжение дискуссии')

Горный инженер А. М. АЛЛ И К

(Шахтинский филиал «Южгипрошахт»)

Горная наука только тогда поднимется на дол-жную высоту, когда она будет прочно опираться

на математические выкладки. Этого требует расту-щая гигантскими темпами социалистическая про-мышленность, и время, когда задачи горного дела решались только на основе опыта, давно прошло. В настоящее вр1емя не только научный работник и проектировщик, но и каждый инженерно-техниче-ский работник рудника или шахты должен дать на возникающие вопросы обоснованные и исчерпываю-щие ответы. Это возможно только тогда, когда ана-литический метод решения вопросов займет в гор-ном деле должное "место.

Внедрению аналитического метода в горное дело препятствует сложность и " р'аЗН6об'ра§ие* условий," в которых, происходит выемка полезных ископае-мых. Не только каждое месторождение, но и каж-дая шахта и часто даже забой имеют свои особен-ности, которые необходимо учитывать, чтобы при-, нять правильное решение по возникшему вопросу. В самом деле, кроме разнообразных горно-геоло-гических условий, каждая шахта имеет определен-' ный характер и уровень организации горных работ и определенную на данный период механизацию их, причем эти условия меняются в пространстве и во времени. Конечно, при таких условиях приме-нение на практике общих сложных формул и пред-лагаемых в них коэфициентов не всегда приносит пользу.

Разработка типовых проектов рудников и шахт, что рекомендует В:- А. Флоров взамен развития ма-

тематического анализа в горном деле, не решит задачи, так как типовые решения не могут учесть всех условий в шахте. Такие проекты могут иметь только общее значение и то юа короткое время,, так как развитие горной техники быстро сделает их непригодными. Поэтому только применение анали-тического метода в торном деле сможем обеспе-чить обоснованное решение различных задач в про-изводстве.

Чтобы математические формулы могли правиль-но отвечать на различные вопросы горного дела, необходима их тесная увязка с данными тех ,руд-ников и шахт, для которых эти формулы созданы. Поэтому правильно предложение о создании непос-редственно на рудниках и шахтах научно-исследо-

1 См. Горный журнал, 1951, № 6 и 12, 1952, № 2, 3, 4, 5 И 7. . . . ;.

вательских станций, которые должны вести работы на всех шахтах данного района с соответствующи-ми выводами.

Результаты научно исследовательской работы принесут пользу производственникам только в том случае, если они будут соответствующим образом обработаны и выражены в простой и наглядной форме, например в виде номограмм.

Все факторы, определяющие вопросы горного дела, можно разделить на две категории в зависи-мости от того, поддаются или не поддаются изме-нениям их свойства и размеры.

Например, эффективность взрыва зависит от ряда факторов, в том числе от вязкости взрывае-мой породы, глубины, диаметра, направления и расположения шпуров, рода, силы и количества употребляемого в. в., метода производства взрыва-ния "и др. Вязкость породы относится к не подда-ющимся изменениям факторам в противополож-ность остальным из перечисленных факторов, свойства и размеры которых можно изменять, соз : давая условия, наиболее благоприятные для про-изводства. ;'

Работа научно-исследовательских организаций должна быть направлена на определение еависи-мостей, существующих между отдельными факто-рами.

П.ри составлении формул для определения опти-мальных значений факторов за независимые пере-менные следует принимать по возможности факто-ры, не поддающиеся или трудно поддающиеся из-менениям. Так, в нашем примере за независимую переменную целесообразно принять вязкость поро-ды и в зависимости от нее выводить оптимальные условия буро-взрывных работ.

Чем более элементарен фактор, тем проще и пра-вильнее будет формула, выражающая функцио-нальную зависимость его от другого фактора, и. тем легче его определение.

Так как наиболее доступно и понятно определе-ние частного значения какой-либо простой функ-ции по ранее составленной номограмме, то целесо-образно зависимости между фактораагн выражать р. номограммах, что поможет производственникам решать текущие вопросы производства'.

Следует составить сборники номограмм, освеща-ющие различные вопросы горного дела, на основе научных исследований на местах. Каждый сборник должен освещать определенный вопрос, а каждая номограмма в нем определять один или несколько факторов, влияющих на этот вопрос.

Горный инженер А. А. КОВТУН

Рудник Текели

В учебниках и пособиях по горному делу приво-дится много различных формул па вопросам

вентиляции, взрывных работ, выбора высоты эта-жа и т. д., но немногие из них пригодны для ре-шения практических задач. Существующие анали-тические формулы часто неприемлемы, так как не учитывают конкретных условий работ, и производ-ственники ими не пользуются.

Аналитический метод определения местозаложе-ния стволов шахты, предложенный акад. JI. Д. Ше-вяковым, хотя и умело сочетает математику с гор-ным делом, не всегда приемлем в практической деятельности. В настоящее время ведется строи-тельство многих крупных шахт, на которых стволы заложены не на основе указанного метода, а сооб-разно рельефу местности.

Фактов несовместимости отдельных теоретиче-ских положений горного дела с практической дея-тельностью, к сожалению, очень много. Эти факты доказывают, что в настоящее время в горном деле аналитические выводы еще нельзя полностью ис-пользовать. Но это никак не значит, что в процес-

се развития горной науки надо отказаться от ма-

тематики, будь то арифметика или высшая мате-матика.

Напротив, только с привлечением математики, механики и других наук в тесном содружестве с практикой горного дела можно решить ряд про-блем горного производства (горное давление; при-менение взрывчатых веществ без вредных продук-тов взрыва; поведение обрушенного блока; высота этажа и т. д.), крайне актуальных для дальнейше-го развития нашей социалистической горной про-мышленности.

Решением этих задач должны заняться прежде всего наши, научно-исследовательские и другие научные учреждения, планы работ которых надо составлять с учетом дальнейшего развития горных предприятий.

Быстрое развитие советской горной промышлен-ности требует, чтобы институты в содружестве с производственниками смелее решали теоретические вопросы горного дела. Однако пока связь между горными научными учреждениями и производствен-никами крайне слаба. Приезжая на производство, научные работники в большинстве случаев оказы-вают мало помощи производственникам, а доволь-ствуются лишь получением различных справок и графических материалов.

К вопросу о предмете и задачах горной науки1

Докт. техн. наук лауреат Сталинской премии Я. В. МЕЛЬНИКОВ

Г | ри обсуждении вопроса о применении аналити-" ческих методов для решения задач горного дела выявились противоположные точки зрения и различная оценка имеющихся теоретических работ в этом направлении2.

Как показывает дискуссия, различие точек зре-ния порождается, главным образом, отсутствием установившихся понятий о предмете горной науки и применяемых в ней методологических приемах научной разработки вопросов. Установление этих понятий тем более необходимо, что еще сравни-тельно недавно вместо термина «горная наука» широко применяли термин «горное искусство», по-нимавшийся не как наука, а как система приемов практической деятельности по разработке месторо-ждений полезных ископаемых.

Великая Октябрьская социалистическая револю-ция, установившая в нашей стране новый государ-ственный и общественно-политический строй, соз-дала благоприятные условия для развития горной промышленности и горной науки. Советское прави-тельство, развивая горную промышленность в усло-виях планового социалистического хозяйства, с пер-вых же лет приняло установку на широкое внедрение в горную промышленность средств механизации и ее электрификацию. В результате к настоящему времени наша страна вышла по уровню горного производства на первое место

1 Доклад, прочитанный Ученому Совету Академии уголь-ной промышленности 24 апреля 1952 г.

2 См. Горный журнал, 1950, № 3; 1951, № 6 и 12; 1952, № 2, 3, 4 и 5.

в Европе и по уровню механизации трудоемких и. тяжелых работ на первое место в мире.

Горная наука развивалась у нас при активном использовании достижений физики, химии, механи-ки, электротехники и других дисциплин, а для на-учной разработки чисто горных вопросов в это время расширилось применение аналитического ме-тода в области расчетных положений, вскрытия и систем разработки, а также при проектировании горных предприятий.

Внедрение расчетных методов в условиях социа-листического хозяйства имело важное значение, представляя непосредственное использование до-стижений горной науки для совершенствования гор-ного производства.

В связи с этим некоторые специалисты стали утверждать, что именно в этот период не развива-лась, а возникла горная наука. Например, доц. Б. В. Бокий считает, что «благодаря применению математического метода к решению различных за-дач проектирования горных предприятий и их эле-ментов..., горное искусство в СССР превратилось в горную науку» [1].

Акад. Л. Д. Шевяков, относя создание расчетных методов в горном деле к недавнему прошлому, го-ворит, что «внедрение расчетных методов в проек-тирование горных предприятий, учет накопленного опыта, отказ от слепого эмпиризма знаменует со-бой переход «горного искусства» в «горную нау-ку» [2].

Другие специалисты относят создание горной науки к концу XIX и началу XX в. Например Е. М. Фаерман пишет, что «в период завершения

формирования горного искусства и п о д г о т о в к и п р е в р а щ е н и я е г о в г о р н у ю н а у к у (раз-рядка наша — Н. М.) внимание выдающихся дея-телей горного дела было направлено на область вскрытия и систем разработки угольных месторож-дений» [3].

Этот период Е. М. Фаерман связывает с деятель-ностью профессоров Н. Д. Коцовского, А. А. Ско-чинского, В. А. Ауэрбаха, С. А. Ауэрбаха, А. М. Терпигорева и Б. И. Бокия, т. е. с концом XIX и первыми десятилетиями XX в.

Проф. докт. А. А. Зворыкин и проф. Д. М. Кир-жнер указывают, что «в течение многих столетий горное дело во всем мире оставалось искусством» и, далее, «одними из первых ученых, которые на-чали подводить под горное дело стройную базу, были русские ученые — горняки конца XIX и на-чала XX веков» [4].

Со всеми приведенными мнениями нельзя согла ситься. Наука развивается и движется вперед вме-сте с развитием общества. На каждом этапе ис-тории наука представляет достигнутую в данное время ступень осознания законов действительности и направлена на освоение и использование сил природы.

«Любая наука, — писал акад. С. И. Вавилов,— это всегда сумма знаний, достигнутых многими людьми, прошлыми поколениями и современника-ми; это результат сложного коллективного труда. Факты и выводы, сосредоточенные в науке, выра-жаются в понятиях, определениях, формулах и за-печатлеваются письмом или печатью. Смысл всего этого — удобство передачи знаний другим людям, своему классу, государству, человечеству в целом. Наконец, и это самое важное, наука—могучее

орудие для раскрытия новых производительных сил природы и средств производства, она дает в руки людей способы борьбы и защиты. Поэтому наука возникает и растет вместе с развитием об-щества как необходимое следствие и вместе с тем условие этого развития» [5].

Зарождение горной науки следует отнести к тому времени, когда на смену горному ремеслу пришли первые обобщения практического опыта и на их основе были построены закономерности, помогав-шие развивать горное производство для удовлетво-рения нужд общества в минералах, топливе и ме-таллах.

Мы можем гордиться тем, что наш великий со-отечественник М. В. Ломоносов еще в середине XVIII в. заложил основы горной науки и далеко продвинул вперед важнейшие теоретические вопро-сы горного дела, а также дал правильное, для того времени, определение понятия «горная наука».

Крупнейший научный деятель проф. Б. И. Бо-кий дал недостаточно четкое определение горного искусства как «предмета, имеющего целью дать общие правила для отыскивания, разведывания и добывания полезных ископаемых», но он правиль-но понимал собирательное название «горное искус-ство»3 как науку и в позднейших работах указы-

s Под «искусством» понимается не мастерство и искус-ность, присущие отдельным лицам, как это подразумевают некоторые специалисты в дискуссии, а система приемов и методов практической деятельности. Например, строительное

вал, что «горное искусство принадлежит к ц и к л у н а у к э к о н о м и ч е с к и х » [6].

Развитие, а тем более возникновение горной на-уки не может быть связано с применением анали-тического метода, так как оно прежде всего и, главным образом, тесно связано с производствен-ными интересами, с состоянием и развитием тех-ники.

В связи с этим поучительно высказывание Энгельса, что, если техника «...в значительной сте-пени зависит от состояния науки, то в гораздо большей мере наука зависит от состояния и по-требностей техники. Если у общества появляется техническая потребность, то она продвигает науку вперед больше, чем десяток университетов» [7].

В дореволюционной России развитие горной тех-ники шло медленным темпом, так же медленно раз-вивалась и горная наука. Практическая, описатель-ная сторона горного дела превалировала тогда в курсе горного искусства, хотя он и включал мно-гие теоретически разработанные вопросы, законо-мерности и обобщения.

Распыленность и стихийность, индивидуализм и разобщенность в научной работе, неизбежные в ус-ловиях капитализма, сменились в Советском Союзе планомерным и целесообразным использованием всех средств' науки для развития горной промыш-ленности и народного хозяйства. Эпоха сталинских пятилеток привела к небывалому росту значения науки и к небывалому подъему научного творче-ства.

Определение предмета горной науки вытекает из марксистско-ленинского учения о науке вообще и из прикладных особенностей, выделяющих горную науку как самостоятельный цикл научных знаний.

Наука в общем понятии определяется как сово-купность знаний о природе, обществе и мышлении, накопленных в ходе общественно-исторической жизни. Сила науки — в ее обобщениях, позволяю-щих найти законы явлений, объяснение явлений.

Горная наука есть учение: а) о природных условиях месторождений полез-

ных ископаемых и физических явлениях, происхо-дящих в толще горных пород в связи с проведени-ем выработок;

б) о технологических процессах добывания и обогащения полезных ископаемых и

в) об организации горного производства, обеспе-чивающей безопасную и экономическую разработку месторождений.

Ц е л ь с о в е т с к о й г о р н о й н а у к и — создать наиболее совершенные технические средства и тех-нологические приемы и способы для достижения наиболее безопасной и экономической разработки месторождений полезных ископаемых при всемер-ном облегчении труда шахтеров.

Акад. А. А. Скочинский правильно указывает, что «основная задача горной науки состоит в том, чтобы, используя достижения математики, физики, химии, механики, цикла геологических дисциплин,

искусство есть система приемов и методов практической деятельности, связанной со строительством зданий, соору-жений и т. д. Эта старинная отрасль техники также имела характерные особенности, определяющие ее как строитель-ную науку.

обеспечить научное понимание сложных явлений и процессов, происходящих в недрах земли при раз-работке полезных ископаемых, и создать научно-обоснованную базу для коренного усовершенство-вания современной техники горного дела [8].

Последовательное проведение принципа единства практики и теории и всемерное использование до-стижений основополагающих и смежных научных дисциплин явится и впредь бавой для дальнейше-го развития горной науки. Новый опыт практиче-ской деятельности будет обогащать горную науку.

В с о с т а в е г о р н о й н а у к и имеются комплек-сы научных знаний из области геологических, ин-женерных и экономических наук.

В каждом комплексе имеются свои главные, ино-гда индивидуальные, методологические приемы на-учного познания вопросов. Например, для геологи-ческого комплекса, во многом опирающегося на научные основы физики и химии, характерны си-стематика ''(классификация) и качественный ана-лиз. Для горного (способы работ, вскрытие, элементы систем разработки и другие вопросы) п экономического комплексов характерны закономер-ности и обобщения, выявленные на основе техни-ко-экономического анализа.

Технико-экономический анализ устанавливает ко-личественные и качественные зависимости изучае-мых факторов. Используя научные основы обще-теоретических дисциплин, он связывает общеинже-нерные и горные дисциплины с экономическими.

К о л и ч е с т в е н н ы е з а в и с и м о с т и изучают-ся в горной науке с помощью средней и высшей математики (математический анализ) и математи-ческой статистики.

Установление функциональных зависимостей, ме-тод экстремума и другие приемы диференциального и интегрального исчислений позволяют создавать рациональные расчетные формулы как с учетом теоретических предположений, так и на основе ана-лиза факторов и тенденций передовой горной прак-тики. • При помощи математической статистики на ос-нове обработки опытных или практических данных горного производства выявляются закономерности и создаются эмпирические формулы, пригодные для определенных условий.

Некоторые специалисты связывают аналитиче-ский метод с направлением в горной науке, нося-щем название аналитического, цель которого со-стоит в решении основных вопросов проектиро-вания горных предприятий (способы вскрытия, вы-бор места заложения шахты, размеры шахтных полей и др.) не на основе общих оценок или экс-пертных заключений, а путем научно обоснованно-го расчета. В развитии этого необходимого для горной науки направления важную роль играет аналитический лгетод.

Таким образом, математический аппарат (мате-матический анализ и математическая статистика) позволяет создать в горной науке расчетные ме-тоды.

Вследствие специфичности горного дела и из-за недостаточного еще совершенства расчетных мето-дов, во многих случаях' определение Одних коли:

чественных зависимостей недостаточно и оказывает-

ся необходимым пользование второй частью техни-ко-экономического анализа — у ч е т о м к а ч е с т -в е н н ы х з а в и с и м о с т е й .

При рассмотрении качественных зависимостей должны быть учтены, например, геологические фак-торы, условия безопасности и производственного комфорта 4, местные условия и др.

Для пояснения влияния качественных зависимо-стей можно привести пример проектирования по Чурбай-Нуринской шахте № 1, где из-за геологи-ческих нарушений были изменены расчетные коор-динаты ствола шахты. Перенос места заложения ствола № 1 на 125 м не изменил принципиальных результатов аналитического расчета, а учет геоло-гических факторов, создал более благоприятные условия для горнопроходческих работ и устойчи-вости выработок.

Влияние условий безопасности можно иллюстри-ровать выбором высоты уступа на открытых разра-ботках. Как известно, при увеличении высоты ус-тупа уменьшаются расходы, связанные с бурением, взрывными работами, с переукладкой рельсовых путей и др. Если расчетная высота уступа превы-сит допустимую, то высота уступа должна быть принята в соответствии с условиями безопасности.

Учет решающих условий производственного ком-форта виден из принципа определения мощности присечки при очистных работах для разработки тонких жил.

Необходимость учета тех или иных местных ус-ловий, имеющих подчас весьма важное значение, объяснений не требует.

Таким образом, изучение качественных зависи-мостей является составной частью технико-эконо-мического анализа и для надлежащего познания вопроса необходимо'учитывать в совокупности ко-личественные и качественные зависимости.

Здесь уместно привести правильное высказыва-ние акад. Л. Д. Шевякова, что «при принятии окончательного решения вопроса результаты, до-ставляемые количественным аналитическим расче-том, обязательно должны сопоставляться с допол-нительными качественными соображениями» [2].

Технико-экономическому анализу присуще опи-раться на п е р е д о в о й о п ы т . Используя практи-ческий опыт передового производства, ученые и ин-женеры получают мсщную основу для дальнейшего развития горной науки, для новых теоретических обобщений и выводов.

В результате сказанного нетрудно прийти к за-ключению о беспредметности спора о том, нужен или не нужен аналитический метод в горной науке. Аналитический метод — составная часть технико-экономического анализа, и он н е о б х о д и м в об-щ е м к о м п л е к с е н а у ч н о г о п о з н а н и я .

Очевидно, что три выявлении количественных зависимостей нельзя противопоставлять способы элементарной или высшей математики (аналити-ческий метод) математической статистике. В каж-

4 Под производственным комфортом понимаются наибо-лее благоприятные санитарно-технические условия рабочего места, вызывающие наименьшую утомляемость и наимень-шую профессиональную 'заболеваемость рабочих и способ-ствующие повышению производительности труда.

дом отдельном случае должен быть выбран наи-лучший метод.

Однако при любом математическом методе не-обходим тщательный и правильный подбор практи-ческих данных, исключающий использование в расчетных формулах несопоставимых, нехарактер-ных или устаревших данных. К. сожалению, из-за желания получить расчетные данные, «близкие к практике», некоторые специалисты пренебрегают этим важнейшим условием технико-экономического анализа.

В науке нетерпим математический формализм, при котором изучение объективных закономерно-стей подменяется голыми математическими форму-лами, оторванными от жизни, от практики. Мате-матический анализ и математическая статистика должны базироваться на предварительном каче-ственном анализе, и их нельзя использовать в от-рьше от реальной природы объекта применения и обобщений опыта.

В горной науке необходимы такие обобщения и закономерности, выявленные при применении ма-тематического анализа или математической стати-стики, которые совершенствуют технику, обеспе-чивают движение горной промышленности вперед и создают предпосылки дальнейшего облегчения труда горняков. J ;

Рассмотрим некоторые дискуссионные выступле-ния.-'

В. А. Флоров в статье «О предмете горной нау-ки» [9] правильно пишет, что «применение матема-тического метода — не предмет горной науки», ибо математический метод для горной науки есть одно из средств научного познания. Однако многие утвер-ждения В. А. Флорова ошибочны. Так, неверно, что математический метод не имеет прямого отно-шения к горной науке. Математический метод не-обходим во всех технических науках (в том числе и в горной), где изучаются количественные зави-симости и где создаются расчетные методы.

В. А. Флоров, считая ценными только труды, по-священные анализу деятельности горных предпри-ятий, пишет: «Таких трудов было неизмеримо меньше, чем математических. Они написаны в боль-шинстве случаев не профессиональными учеными, а производственными инженерами, но эти «не уче ные» участвовали своим трудом в развитии под-линной горной науки». С этим мнением сходно и высказывание И. И. Островского о том, что «пред-метом спора о методах расчета при проектирова-нии шахт является не технико-экономический ана-лиз, а так называемый аналитический метод или приложение к вопросам технико-экономического анализа диференциального и интегрального исчис-лений и установление функциональных алгебраиче-ских зависимостей» [10]. Аналитический метод в пор-ном деле И. И. Островский считает не научным.

Как В. А. Флоров, так и И. И. Островский от-четливо излагают одну и ту же мысль: только то правильно и ценно в науке, что не расходится сдан-ными вчерашней или сегодняшней практики.

Эта мысль не нова. В 1932 г. ее изложил проф. А. С. Попов, который писал: «Статистический ме-тод в технико-экономическом анализе в горном искусстве, с нашей точки зрения, является пока единственным для установления тех или иных за-кономерностей» и далее: «Статистический метод анализа гарантирует нас от опасения получить ре» зультаты, сильно разнящиеся с действитель-ностью» [11].

Нельзя умалять ценность трудов, посвященных анализу деятельности предприятий, но неправиль* но считать, что только одни такие труды развивают горную науку. При такой точке зрения можно ока-заться в плену у практики и не иметь передовой теории. ' j

Неправильность взгляда В. А. Флорова и И. И. Островского станет очевидной, если учесть, что эксперимент и организованный опыт служат важным средством для развития науки. Отдельные существенные вопросы могут быть разрешены как на базе практической деятельности предприятий, так и на базе экспериментов. Понятно, что такое заключение не находится в противоречии 'с прин-ципом единства практики и теории:

Товарищ Сталин учит, что теория становится бес-предметной, схоластической, мертвой догмой, если она не связана с практикой, точно так же, как и практика становится слепой, если она не освещает себе дорогу теорией. Поэтому неправильно проти-вопоставление практики теории.

В. А. Флоров считает бесполезной задачу - об определении предельной глубины открытых работ, решаемую, на основании условия, что к подземным работам надо переходить тогда, когда себестои-мость открытой добычи будет равна себестои-мости ' подземной добычи. Это исходное условие В. А. Флоров признает ненаучным потому, чтотех-ника открытых работ за последние два десятиле-тия, по его мнению, развивается неизмеримо бы-стрее техники подземных работ. В связи с этим, говорит он, бессмысленно определять границу от-крытых работ вперед по теперешним соотношениям себестоимости добычи подземных и открытых ра-бот.

Чтобы оценить этот вывод В. А. Флорова, необ-ходимо выяснить, нужно ли для проектных и про-изводственных целей определять предельную глу-бину открытых работ и имеется ли действительно отставание в развитии техники подземных работ, не позволяющее принимать сопоставимые скх/гно-1иения себестоимости. >

На основе опыта мы убеждены в 'необходимости определять в проектной практике предельную глу-бину открытых работ. Чтобы правильно решить главнейшие вопросы проекта открытой разработки, а именно, выбрать способ вскрытия, место заложе-ния траншей, место расположения дренажных гор-ных выработок, поверхностных сооружений, устройств и транспортных коммуникаций, необхо-димо предварительно определить предельную глу-бину работ и положение бортов карьера при'этой глубине. ; . : : .с ; . ,ц '

Как нельзя в проекте шахты решить- вопрос о выборе сечения стволов и горных выработок, не выбрав предварительно тип и емкость- вагонетки,

так и в проекте открытой разработки нельзя ре-шить ни одного вопроса, не зная, какой глубины достигнут открытые работы. Предельная глубина открытой разработки определяет запасы ископае-мого, подлежащие выемке. На базе определенных запасов согласно законодательства разрешается строительство предприятий, с учетом величины за-пасов устанавливается их производительность. Как же можно вести проектирование и строительство карьера, не решив задачи о предельной глубине открытых работ?

Также необоснованно мнение В. А. Флорова о резком отставании техники подземных ргбот от техники открытых работ.

За последние двадцать лет в подземных работах угольной промышленности пришли к широкому ис-пользованию комбайнов для проходки горных вы-работок и для добычи угля в лавах, к применению большегрузных вагонеток и мощных электровозов, к креплению выработок металлом и железобетон-ными стойками, к комплексной механизации, при которой к углю не прикасается рука человека на пути от забоя до железнодорожного вагона.

Советская техника и механизация поставили на-шу угольную промышленность по производительно-сти труда при сравнимых горнотехнических усло-виях на первое место в мире. Хотя в области даль-нейшего развития техники подземной угледобычи стоят большие задачи, но выполненное за послед-ние двадцать лет никак нельзя характеризовать как отставание от развития техники открытых ра-бот.

В подземных работах рудной промышленности -также произошли значительные качественные изме-нения. Широкое применение систем разработки с обрушением, совершенствование средств бурения

-шпуров и скважшп, а также методов отбойки, мо-дернизация- способов доставки и транспортных средств и внедрение рациональной технологии на шахтах определяют движение вперед техники под-земных работ рудной промышленности.

Как известно, техника открытых работ также не--прерывно улучшается. В настоящее время машино-строительная промышленность выпускает для от-крытых работ экскаваторы .новейшей конструкции с емкостью ковша от 0,5 до 15 м3, электровозы с большим ецепным весом, большегрузные думпка-ры, автосамосвалы грузоподъемностью до 25 г, .мощные буровые станки и другое оборудование. -За это время созданы машины (тракторные струги, краны, путепередвигатели и др.) для механизации вспомогательных работ на карьерах. На базе но-вой техники советскими инженерами разработаны ;и внедрены эффективные бестранспортные и ком-бинированные системы открытой разработки. Раз-витие техники открытых горных работ благопри-ятно сказалось на совершенствовании способов земляных работ, ныне успешно применяемых на .великих стройках коммунизма.

Отчетные данные показывают, что за последние ;тоды проивводительность труда рабочего увеличи-лась при подземной добыче угля более чем в два -раза»3Ре?ко-увеличилась она и при открытой угле-добыче,- ' но, чт<> важно; сопоставимое соотношение себестоимости открытого ,и подземного способов не

изменилось, поэтому нет оснований считать, чтс нельзя решать задачу о предельной глубине откры-тых работ по экономическому принципу.

Пренебрежение преимуществами открытого спо-соба и недооценка возможностей разработки место-рождений при значительных коэфициентах вскры-ши или на относительно больших глубинах приво-дят в горной промышленности к печальным послед-ствиям. Поэтому предвидение целесообразной глу-бины открытой разработки весьма важно, хотя в некоторых случаях может оказаться, что разра-ботку месторождения открытым способом целесо-образно продолжить и ниже запроектированной предельной глубины. Такая возможность всегда учитывается в проектах и, как показывает опыт, она не меняет принципиальных решений главных вопросов проекта.

Определение предельной глубины аналитическим методом дает в большинстве случаев решение для приблизительной оценки вопроса, которая нужна в первоначальной стадии проектирования. Только при выдержанности элементов залегания место-рождения предельная глубина открытых работ мо-жет быть уверенно найдена аналитическим мето-дом. При конкретном проектировании предельная глубина окончательно определяется способом вари-антов и графическим способом.

Хотя решение задачи о предельной глубине от-крытых работ аналитическим методом из-за слож-ности морфологии месторождений дает только ори-ентировку в вопросе, научность аналитического ме-тода несомненна, так как он правильно вскрывает имеющиеся закономерности. Здесь уместно отме-тить ценность работ акад, Л. Д. Шевлкова, проф. докт. П. И. Городецкого и проф. докт. Б. П. Бого-любова по аналитическому определению предель-ной глубины открытых разработок.

Сказанное позволяет сделать вывод, что В. А. Флоров неправ в своих утверждениях.

Применение аналитического метода в горной науке далеко не праздный вопрос, как это думают некоторые товарищи. Уже сейчас при сравнительно небольшом' опыте можно считать, что применение этого метода для решения вопросов вскрытия и систем разработки дало благоприятные результа-ты. Многие теоретические положения горной нау-ки, разработанные аналитическим методом, офор-мились в виде аксиом, на основе которых прини-маются производственные решения..

Имея это в виду, следует отметить выдающуюся роль основоположников применения аналитическо-го метода проф. Б. И. Бс-кйя и акад. А. М. Терпи-горева для решения задач горного дела. Предло-женный ими метод, благодаря творческой работе советских ученых и производственников, применен для решения разнообразных задач горного дела при определении места заложения стволов шахт, размеров шахтного поля и выемочных полей, сто' имости поддержания торных выработок, парамет-ров рудничного транспорта, предельной глубины открытых разработок и др.

Чтобы подчеркнуть ценность для горной промыш-ленности аналитического метода, сравним жизнен-ность его выводов и выводов, полученных статисти-ческим. методом.

В труде «Технико-экономический анализ в гор-ном искусство», вышедшем в свет в 1932 г. и ос-

нованном на громадном статистическом материале угольной промышленности, проф. А. С. Попов ме-тодами математической статистики попытался соз-дать расчетные положения по многим вопросам вскрытия,систем разработки, рудничного транспор-та, определения производительности шахт и др. В связи с развитием горной техники и изменением организации угольного производства в настоящее время уже нельзя воспользоваться почти ни одной формулой или расчетным положением этого труда.

Такова же судьба и одной из выдающихся для своего времени работ проф. М. М. Протодьяконов а «Материалы для урочного положения горных ра-бот», изданной в 1926 г. Рекомендации автора утра-

тили первоначальное значение, и только научно-методологически характер работы имеет некоторую практическую ценность в настоящее время.

А. С. Попов полагал (см. стр. 97—98 его книги), что прогресс техники и изменение организации про-изводства можно учитывать, меняя значения коэ-фициента эмпирических формул, на длительный срок правильно отражающих закономерности про-изводства. Практика не подтвердила этого смелого вывода, так как в связи с изменением техники и организации горных работ решительно изменились частные закономерности горного производства.

В те же годы отдельные специалисты, при веду-щей роли акад. Л. Д. Шевякова, стали разрабаты-вать решения горных задач аналитическим мето-дом. Предложенный в то время метод решения, конструкция формул и выводы до настоящего вре-мени не изменились. Это объясняется тем, что ана-литический метод, основанный на строгих теорети-ческих предположениях, правильно учел закономер-ности горного производства.

Эти соображения мы приводим не для того, что-бы указать на ограниченность применения стати-стического метода, а для того, чтобы подчеркнуть практическую ценность аналитического метода для горной промышленности и в этой связи признать необоснованными упомянутые выше высказывания И. И. Островского.

В последнее время с апологией математической статистики в горном деле выступил Л. И. Барон, который утверждает, что «эффективным средством раскрытия и математического формулирования за-кономерностей при обобщении данных горной практики, обычно сильно варьирующих, неточных к зачастую противоречивых, следует считать методы математической статистики» [12].

Неправильное понимание Л. И. Бароном назна-чения и точности инженерных расчетов в горном деле заставляет разобрать его утверждения.

Л. И. Барон указывает, что «сущность статисти-ческой науки как раз и состоит в количественном изучении и обобщении различных варьирующих случайных явлений». Это далеко we точное опреде-ление сущности статистической науки, наряду с по-ниманием Л. И. Бароном горной практики как 2 Горный журнал № 8

собрания варьирующих, неточных и зачастую про-тиворечивых данных, позволяет ему заключить, что на основе «случайных» (при большом разбро-се точек) производственных показателей можно получить устойчивые выводы. Л. И. Барон призна-ет, что при статистической обработке получаются «не точные, а приближенные формулы», на основе которых мы «только приближенно выражаем ис-следуемые закономерности». В связи с этим он говорит: «Приближенность выводов не должна, однако, нас смущать, ибо более ценны не только для практики, но и для науки формулы, пусть при-ближенные, но имеющие вполне реальные осно-

вы» [12]. Однако вспомним, что Л. И. Барон «реальные

основы» охарактеризовал как собрание данных, сильно варьирующих, неточных и противоречивых.

Разве не ясно, что такой подход противоречит созданию передовой теории. Задача горной науки, если она применяет для исследования математиче-скую статистику, заключается не в обработке слу-чайных, варьирующих, неточных и противоречивых показателей, а в выявлении закономерностей пу-тем статистической обработки показателей передо-вой практики и передового эксперимента.

Неоднократные упоминания о том, что в совре-менных горнотехнических расчетах нецелесообразно использовать излишне сложные статистические ме-тоды и что «грубо приближенные графические ре-шения вполне достаточны при построении кривых для многих эмпирических закономерностей из об-ласти горной технологии» [12], нужны Л. И. Баро-ну для обоснования не приемлемых для горной науки и практики пяти классов точности горнотех-нических показателей и расчетов.

Следуя за Л. И. Бароном, при расчете, например, веса заряда в.в. и числа шпуров в забое или при проектировании элементов системы разработки можно допускать расхождение крайних результатов даже на 160—200%. Такой грубый подход нельзя применять в горной науке, так как он не отвечает уровню современной теории. Пренебрежение точно-стью в горнотехнических расчетах уводит нас от горной науки к худшему пониманию горного искус-ства как систематизированной сводки практических сведений рецептурного характера по технике добы-чи полезных ископаемых.

Было бы неверно, говоря о ценности аналитиче-ского " метода, не замечать работ, неправильно ис-пользующих этот метод и предлагающих решения, оторванные от жизни.

К числу таких работ принадлежит, например, труд горного инженера Н. С. Попова по определе-нию предельной глубины открытых разработок[13]. В этой работе, основанной на аналитическом ме-тоде, предельная глубина открытых разработок оп-ределяется при следующем неправильном допуще-нии: «Углы откосов бортов карьера приняты оди-наковыми для вмещающих и покрывающих пород, для рабочего и нерабочего бортов карьера и неза-висящими от предельной глубины карьера». Прак-тика показывает, что углы откосов бортов в значи-тельной мере зависят от глубины и что их нельзя принимать одинаковыми для покрывающих и вме-

щагощих пород,-а тем более для рабочего и нера-бочего бортов. Это грубое допущение резко сни-жает ценность труда Н. С. Попова, так как оно искажает действительно необходимые объемы "вскрышных работ и приводит к неправильным вы-водам.

Обращаясь к вопросу о задачах горной науки, уместно напомнить высказывание акад. С. И. Ва-вилова:

«В социалистическом государстве план развития науки, конечно, должен прежде всего связываться с государственным хозяйственным планом, но не следует забывать, что перспективы, которые рас-крывает непрерывно растущая наука, нередко зна-чительно шире перспектив хозяйственных планов. У науки имеется собственная, специфическая ло-гика развития, которую весьма важно учитывать. Наука, отвечая на актуальные запросы современ-ности, вместе с тем всегда должна работать в за-пас, впрок, и только при этом условии она будет находиться в естественных для нее условиях. При этом условии наука будет идти в ногу с жизнью и пролагать новые пути» [5].

Дальнейшее развитие горной науки должно быть направлено на обеспечение выполнения указания товарища Сталина, данною в его речи 9 февраля

.1946 г. на собрании избирателей Сталинского из-бирательного округа г. Москвы: «Нам нужно до-биться того, — говорил товарищ Сталин, — чтобы наша промышленность могла производить ежегод-но до 50 миллионов тонн чугуна, до 60 миллионов топи стали, до 500 миллионов тонн угля, - до 60 миллионов тонн нефти».

Создание новых технологических приемов и спо-собов работ, конструирование новых систем под-земной и открытой разработки, внедрение \новей-ших средств механизации для горных и транспорт-

ных работ, а также автоматизации управления ма-шинами и механизмами для дальнейшего развития добычи угля, руд черных и цветных металлов и других полезных ископаемых, — все это относится к ближайшим задачам горной науки и техники.

Дальнейшее развитие горной науки должно обес-печить значительное увеличение производительности труда и улучшение условий труда шахтероз.

В комплексе бееопасности горных работ должны быть, в частности, изучены причины и методы борьбы с внезапными выбросами угля и газа, про-

явления горного давления и способы управления им, вопросы повышения безопасности подземного электрооборудования, эффективной борьбы с пыле-образозанием в подземных выработках, повышения безопасности и эффективности 'буро-взрывных ра-бот.

В области подземной разработки месторождений при дальнейшем развитии горной науки должно быть обращено внимание на создание новых эф-фективных систем разработки и рационализацию существующих систем разработки; на новые видь; комплексной механизации горных и транспортных работ-как для проведения горных выработок, так

и для очистной выемки; на разработку теории раз-рушения горных пород; на создание дешевой и долговечной крепи, допускающей механизацию из-готовления и установки; на новые виды способов до-ставки и транспортных средств с дистанционными автоматическим управлением; на совершенствова-ние новых способов разработки месторождений подземной газификацией и средствами подземной гидромеханизации; на вопросы рационального ис-пользования горного давления (например для от-жига руды или угля).

В будущем должно быть усилено внимание к та-кому важному вопросу, как способы вскрытия ме-сторождений. Необходимы новые конструктивные решения в области вскрытия и разработка расчет-ных методов по количественной оценке этих реше-ний. Также необходимы глубокие исследования по определению оптимальных параметров горных предприятий и условий экономичной разработки месторождений.

Задачи горной науки в области совершенствова-ния открытой разработки месторождений заключа-ются в дальнейших изысканиях рациональных си-стем разработки и в определении условий наибо-лее эффективного применения средств мощной комплексной механизации.

В области обогащения полезных ископаемых не-обходимо создавать новые технологические процес-сы и усовершенствовать существующие.

Таков далеко не полный перечень ближайших задач горной науки.

Выполнение этих задач мыслимо только на базе единства практики и теории, на базе опыта гор-ного производства и его передовых представите-лей, на базе лабораторных и производственных экспериментов и при всестороннем учете достиже-ний физики, химии, механики и других дисциплин естествознания.

Мы должны помнить указание товарища Сталина о том, «...что никакая наука не может развиваться и преуспевать без борьбы мнений, без свободы критики» и путем творческих дискуссий по вопро-сам горной науки создавать необходимые условия для дальнейшего ее развития.

Выводы

1. Утверждения о создании горной науки только в начале нашего столетия неправильны. Непра-вильно также мнение о создании горной науки в результате применения математических методов решения задач горного дела. Горная наука созда-валась в результате коллективного труда несколь-ких поколений людей, и мы можем гордиться тем, что одним из основоположников горной науки был наш великий соотечественник М. В. Ломоносов.

2. Социалистический общественно-политический строй в нашей стране создал исключительно бла-гоприятные условия для развития горной науки. Советская горная наука, руководимая передовым мировоззрением — учением Ленина—Сталина, имея преимущества социалистической организации науч-ной работы, достигла высокого уровня и успешно использовалась и используется в нашей стране для развития горной промышленности.

3. Советскими учеными и инженерами разрабо-таны аналитические методы решения ряда важных практических задач горного дела, что способство-вало постановке обоснованного проектирования подземных и открытых разработок. Необходимо развивать и в дальнейшем этот раздел горной науки. Ошибочны утверждения о ненужности при-' менения аналитических методов для решения за-дач горного дела.

4. Нельзя поддерживать попытки отдельных спе-циалистов противопоставить в горном деле прак-тику теории и одни приемы технико-экономического анализа другим приемам или развивать теорию гор-ного дела путем статистической обработки «слу-чайных, варьирующих и противоречивых» данных, взятых из практики.

5. В настоящее время наврела необходимость разработать план дальнейшего развития горной науки на длительный период с учетом сил акаде-мических и отраслевых научно-исследовательских институтов и учебных заведений.

6. У нас имеются необходимые условия для ус-пешного развития горной науки, дальнейшие зада-чи которой должны быть направлены на быстрей-шее выполнение задания товарища И. В. Сталина об увеличении промышленного производства при-мерно втрое и о достижении выплавки чугуна до

ДДетод изучения, обобщения и внедрения стака-1 1 1 новских приемов труда, впервые введенный лауреатом Сталинской премии инж. Ф. JI. Ковале-вым б текстильной промышленности, в настоящее время уже широко применяется в различных отрас-лях промышленности, в том числе к в горной. В частности, оо этому методу в 1951 г.- в тресте У] алсибэкскавация была проделана значительная работа по изучению, обобщению и передаче опыта лучших стахановцев на экскаваторных работах.

Сущность своего метода инж. Ковалев определяет следующим образом: -• «Изучая и анализируя- работу отдельных 'стаха-новцев фабрики, мы пришли к заключению, что стахановцы любой профессии достигают успеха- за счет наиболее рационального выполнения различ-2*

50 миллионов тонн, стали до 60 миллиогЮв тон.н, добычи угля до 500 миллионов тонн и нефти до 60 миллионов тонн ежегодно.

ЛИТЕРАТУРА 1. Б. В. Б о к и й , Горное дело, Углетехиздат, 1949. 2. Л. Д. Ш е в я к о в , Основы теории проектирования

угольных шахт, Углетехиздат, 1950, стр. 8; 316. 3. Е. М. Ф а е р м а н , Развитие научных исследований в

угольной промышленности СССР, Углетехиздат, 1948, стр. 35.

4. А. А. З в о р ы к и н и Д. М. К и р ж н е р , Михаил Ми-хайлович Протодьяконов, Углетехиздат, 1951, стр. 5.

5. С. И. В а в и л о в, Советская наука на службе Родине, Сб. «Люди русской науки», Государственное изд-во технико-теоретической литературы, 1948, стр.21—22; 43.

6. Б. И. Б о к и й , Аналитический курс горного искусства ГИЗ, Л., 1929.

7. К. М а р к с , Ф. Э н г е л ь с , Избранные письма, Гос-политиздат, 1947, стр. 469.

8. Вестник Академии наук СССР, 1946, № 8—9. 9. Горный журнал, 1951, № 6.

10. Горный журнал, 1951, № 12. И. А. С. П о п о в , Технико-экономический анализ в горном

искусстве, Горное издательство, 1932, стр. 12. 12. Л. И. Б а р о н , Применение глубоких скважин для под-

земной добычи руд, Металлургиздат, 1951, стр: 22, 24—25; 41.

13. Н. С. П о п о в, Аналитический способ определения коэ-фициента вскрыши при открытой разработке пласто-вых месторождений, Углетехиздат, 1950, стр. 11.

V )

нькх элементов своего трудового процесса. Один стахановец данный рабочий прием выполняет с большим совершенством и поэтому затрагивает на пего минимальное время; другой применяет его не-правильно, что удлцнлет время выполнения приема. В свою очередь, второй стахановец лучше владеет другим рабочим -приемом и выигрывает во времени на его выползши» .

Таким образом, метод Ф. Л. Ковалева в примене-ний к экскаваторным работам должен заключаться в том!, чтобы изучить работу передовых .машинистов экскаваторов', отобрать лучшие приемы каждого из •них; на основании отобранных данных запроекти-ровать новый, более эффективный и ускоренный рабочий лроцеос, в данном случае цикл экскаватора, складывающийся из загрузки ковша, подъема его и

Обобщение передовых приемов труда на экскаваторных работах

Горный инженер М. В. ВАСИЛЬЕВ

поворота кабины на выгрузку, выгрузки ковша, об-ратного шворокга каб'ШШ) и- опускания ковша к забою.

После отбора лучших приемов работы и проекти-рования нового, более эффективного цикла о р г а н и -зуется передача опыта и обучение остальных рабо-чих «передовым методам труда. Конечно, прежде чем отобрать тот или иной прием, нужито его всесторон-не изучить, проверить в производственных условиях и только затем рекомендовать для освоения и рас-пространения.

В тресте Уралсибэкскавация в первую очередь изучали работу на экскаваторах с ковшом емкостью 0,5 м3 типа ОМ-201 и ОМ-202. Экскаваторы рабо-тали в наносных глинистых породах II и III катего-рии на выброс и с погрузкой в автомашины ЗИС-585 и МАЗ-205. Для изучения было отобрано 15 лучших экскаваторных бригад. Предварительно была установле на методика, по которой изуче-нию .подлежали следующие во-просы:

1. Трудовой процесс: а) рацио-нальные сочетания и последова-тельность трудовых действий и приемов; б) совмещение трудо-вых операций.

2. Организация рабочего места: а) наиболее рациональное распо-ложение (механизмов и транспорт-ного оборудования в забоях; б) техническое обслуживание ра-бочего 1места и 'снабжение экс-плуатационными материалами.

3. Рационализация и уход за механизмами: а) применение при-способлений, сокращающих время ухода (регулировка, смазка); б) мероприятия, ускоряющие и упрощающие тру-довой процесс.

4. Режим работы-: а) применение новых схем и способов работ, сокращающих рабочий цикл меха-низмов; б) сокращение холостых циклов меха-низмов.

5. Использование рабочего времени и режим тру-да: а) чередование работы и отдыха и баланс ра-бочего времени в смешу; б) использование техноло-гических (перерывов.

При этом было предусмотрено, что тдоудовой про-цесс изучается на типовых и однородных по харак-теру работах, ведущихся в одинаковой обстановке однотипными механизмами и при сходных атмос-ферных и природных условиях.

Изучение трудового процесса Еедется по однюрод-ю м операциям, с расчленением их на трудовые приемы и элементы, с замерами времени, затрачи-ваемого на приемы и совмещения отдельных трудо-вых элементов и действий. Трудовой режим изу-чается по однородным операциям с учетом макси-мального использования оборудования.

Работу отдельных машинистов экскаваторов мно-гократно х р отомефирова л и, п роиз водя хрон омет-

раж раздельно каждого элемента цикла и всего цикла в целом. В итоге наблюдения были установ-

лены средине и наименьшие затраты времени .на от-дельные операции, случаи совмещения двух, а ино-гда и трех из них, подробно изучены и описаны- ха-рактерные приемы, свойственные каждому машини-сту экскаватора.

Как было выявлено при изучении, высокую про-изводительность экскаваторов обеспечивают:

1) предварительная подготовка забоев и четкость всех звеньев технологического процесса., сопутству-ющих экскавации;

2) личное мастерство машинистов экскаваторов, достигающих высокой техники черпания и ускоре-ния цикла;

3) тщательный уход за! экскаваторами, высоко-качественный и своевременный ремонт их.

Рис. 1. Схема обычной работы в забое нормальной

ширины

Рис, 2. Схемы работы в узком забое: а — с установкой автомашин под углом к продольной оси забоя; б — то же, при групповой подаче машин

При подготовке забоев и организации экскава-торных и вапом1огател«ьньгх работ важное значение приобретает правильная постановка экскаватора в забое и размещение, по отношению- к «нему, подава-емых под попэузку автомашин. Большинство маши-нистов экскаваторов производит погрузку в автома-шины /при угле поворота' меньше 90е. При наибо-лее распространенной кольцевой системе автодорог в- карьере применяются два способа постановки ма-шин; параллельно продольной оси забоя (рис. 1) и под углом к оси, что, как видно по рис. 2, наибо-лее рационально. При тупиковой системе заездов машин к экскаватору в некоторых случаях практи-ковалась групповая постановка машин, при которой также была' достигнута высокая производительность экскаваторов. - - -

Место установки автомашин у экскаваторов для погрузки, как правило, обозначается вешками, ко-торые по указанию машиниста ставят рабочие ниж-ней экскаваторной бригады. Все машинисты, работа которых изучалась, тщательно выравнивают подош-ву забоя перед передвижками экскаватора, уста-навливают их горизонтально и так, чтобы при ра-боте от равномерно опирались на грунт всей по-верхностью гусениц. Наилучшие показатели достиг-нуты в забоях, высота которых была близка к вы-

согге положения напорного вала экскаватора -над уровнем почвы.

Было установлено, что при погрузке в автома-шины нет нужды стремиться к максимальной шири-не забоя, которая при железнодорожном транспор-те необходим а, чтобы снизить количество перекла-док и передвижек путей. В случае автомобильной

большинство машинистов совмещает операции, зна-чительно сокращая благодаря этому продолжитель-ность цикла.

Так, при раздельной работе машинист И. И. Дру-гов (экскаватор с пр'ямой лопатой) завершает цикл за 28,8 оек., И. П. Вершинин! (канатно-ковшевый экскаватор) за 38,8 сек. Между тем у машинистов,

Рис . 3. Техническая производительность э к с к а в а т о р о в ОМ-202 в зависимости от продолжительности цикла : / — работа И. И. Другова: 2 — работа Д. К. Пеховкина; 3 — теоретическая продолжительность цикла: 4— работа В . И . П о -тапова; 5 — работа П. Л. Поминова; 5 — продолжительность цикла, запроектированная на основании обобщения ме-тодов лучших стахановцев; 7 — работа И. П. Вершинина; 8 — работа С. А. Рябова; 2 — р а б о т а А. С. Перескокова; 10 — ра-

бота М. В. Андрианова; 11 — работа М. П. Загной

погрузки устройство временных автодорог значи-тельно менее трудоемко и более дешево, и поэтому ширина забоев при экскаваторах с ковшом емко-стью 0,5 м3 колебалась от 5 до 7 м% при емкости ковша 0,75 м3—от 5,5 до 7,5 м и при работе экс-каваторов с ковшом 1 м 3 —от б до 8 м.

Большое значение имели также: своевременность и качество буро-взрывных pia6cr, тщательность ус-тройства и -периодического грейдеров ания автодорог, четкость приема породы в отвалах, бесперебойность питания энергией электрических экскаваторов, ор-ганизация нормального освещения в ночные смены и т. д.

Перед началом работы ©се машинисты экскава-торов тщательно регулировала наклон ковша по от-ношению к рукояти, соответственно качеству раз-рабатываемого грунта, и ** зависимости от влажно-сти и вязкости ею стремились правильно выбрать высоту прикрепления тяговых цепей к ковшу.

При изучении работы, экскаваторных бригад ос-новное внимание обращали на приемы работы ма-шинистов экскаваторов и продолжительность от-дельных элементов цикла.

Было установлено, что в то время как часть ма-шинистов выполняет цикл по элементам раздельно,

совмещающик отдельные элементы цикла, он зани-мает: а) у работающих на капатно-ковшевом экс-каваторе, М. В. Андрианова 17,5 сек., М. П. Заг-ной—15,2 сек., А. Г. Мещанинова—18,0 сек.;у ра-ботающих т прямой лопате: В. И. Потапова — 18,7 сек., П. Л. Поминова—14,5 сек., Д. К. Пехов-кина— 23,9 сек.

Резко ускорило цикл работы на канатно-ковше-вых экскаваторах совмещение поворота стрелы экскаватора к забою с заброской ковша, подъема ковша с поворотом к месту погрузки и разгрузки ковша с окончанием поворота. Большинство маши-нистов совмещает первые элементы цикла, но т. Загной объединяет также разгрузку ковша с окон-чанием -поворота и, что самое оригинальное, начало черпания с окончанием поворота к забою, во время которого производится также заброска ковша. Та-ким образом, т. Загной, прекрасно зная машину, па которой работает, умело использует инерцион-ные усилия поворота в начале цикла черпания и благодаря этому добивается наилучшего уплотне-ния времени цикла—до 15,2 сек.

Машинисты, работающие на экскаваторах, обо-рудованных прямыми лопатами, совмещают поворот корпуса экскаватора к забою с одновременным

опусканием ковша и подтяги-ванием рукояти, а по-ворот экскаватора на разгрузку — с подъемом ков-ша и выдвижением рукояти. Но помимо того т. По-М1ИНОВ, который добился блестящих результатов (14,5 сек.), разгружает ковш в то время, когда он проходит над кузовом автомашины .при повороте

где меньше всего крепость породы; черпают в шах-матном порядке при разработке плотных суглинков и глин; при наборе грунта не допускают излишнего волочения ковша по почве или излишнего подъема ковша; передвигают экскаватор! в забое ,на -возмож-но более короткие расстояния, черпают и разгружа-

ют ковш при радиусах, составля-ющих не более 0,8—0,9 макси-мальных радиусов черпания и разгрузки.

Машинисты тт. Заложнев и Пу-чук при работе на канатных экс-каваторах с углами поворота, близкими к 180°, производят кру-говое вращение кабины и таким образом выгружают трунт на хо-ду, не замедляя поворота. Тем самым они ускоряют цикл на 10—15% по сравнению с маятни-ковым движением ковша из за-боя на разгрузку и обратно в 31-бой.

экскаватора. Это требует большой сноровки; надо хорошо уметь управлять рычагами, в особенности при ограниченной площади кузова автомашины ЗИС-585. Насколько важно сокращение времени цикла и как оно влияет на повышение производи-тельности экскаватора, видно из рис. 3.

Высокая техника экскавации у указанных выше лучших стахановцев, объясняемая их высокой ква-лификацией, црекрасныдм освоением машины-, соче-тается с большой плавностью и ритмичностью всех выполняемых ими движений.

Из характерных приемов., применяемых стаханов-цами, надо упомянуть также 'следующие. Они начи-нают разрабатывать забои с наиболее слабых мест,

При наблюдениях установлено, что все машини-сты экскаваторов используют время ожидания транс-порта для выполнения различных вспомогательных операций: передвигают экскаватор к забою; вырав-нивают подошву; подбрасывают прунт из отдален-ных точек забоев в места, близко расположенные -к погрузочному пути; рыхлят плотные грунты, про-пуская их через ковш; «обогащают» забои малой высоты, искусственно наращивая их грунтом, заби-раемым из отдаленных меЬг забоя; осматривают и смазывают механизмы. Все это ускоряет погрузку автомашин и сокращает цикл.

Важными предпосылками повышения производи-тельности экскаваторов, как уже указано, являются

образцовый уход за ними, точное соблюдение гра-фиков планово-профилактического «ремонта и высо-кое качество его. В этом отношении характерен пример т. Поминова. За год случайный ремонт его

Вид работы разработка забоя в автотранспорт

Характеристика механизма

Условия работ

Экскаватор ОМ-202 дизельный с оборудованием пря-мой лопаты. Емкость ковша 0,5 м*

Грунты I I I категории; высота эабоя более 2 .и, влажность нормальная; угол поворота до 90°

Приемы работы по отдельным операциям цикла

Операции цикла

Поворот к эабою . . Опускание ковша . . Набор грунта . . . . Подъем и вывод ков-

ша из забоя . . . . Поворот на разгрузку Разгрузка ковша • . Продолжительность

цикла, гек. . . . .

Продолжительность, сек.

Потапов

а и я 5 да и Ч 5 о Р< &а о о

а я я « S й о Я sg, да S? о Н о о

2,6 1 , 4 5 ,0

1,2 2,8 5,7

18,7

1 i [ * 5 , 7

18,7

Поминов

а) gg л а К со О) А &« с о о

3 и я -§ 1 £ 3 S А да <х> о и « о

рекомендуется

я н К И 0J Рч ь В о о

<D a я ga г, м

Я Р< да аГ о с « о

2 6 5 ,3

Ч 3 ,7 2 ,5

18,9

3 ,6 5 , 3

[ 3 ,7 1,9

14,5

3 ,6 1 ,4 5,0

Ч 2,8 2 ,5

16,5

3 ,6 5 ,0

f 3 ,7 1,9

14 ,2

на 143%, А. Г. Мещанинов т 140%,. Д. К. Пехов-кин на 119%.

По материалам постоянно действующих (комиссий, занятых отбором, обобщением и внедрением пере-

довых приемов труда по методу Ф. Л. Ковалева, составлены под-робные описания методов работы отдельных экскаваторщиков, со-ставлены инструкция и несколь-ко методических карт (рис. 4 и 5). Это дало возможность орга-низовать в управлениях треста обучение экскаваторщиков пере-довым приемам труда. Широко практикуется также личный по-

-. каз -мастерства отдельных стаха-

"Чей прием

рекомендуется

Поминова и Потапова Потапова Поминова и Потапова Потапова Поминова

График операций цикла

ирганизация рабочего места

igl'iJl»i"bMll|ljn i>i»iiiHMHiii|>|iy

Ж I p ' S i

If S53SE5S3

Поборот к забою -

Опускание кобша Опускание кобша с: — Набор грунта d Побьем и быбод нобшашхШ • 1 17 till

Поборот на разгрузку z==

Разгрузка кобша с Элементы цшуш——^—"

- Время, сек. 0 1 г ? 4 5 6 7 д 9 10 rj 11 0 1 К

X J 15 16 17 18

• Работа Потапоба «Работа Поминоба Рекомендшы/иш™

Рис. 5. Методическая стахановская карта № 2

экскаватора .производился лишь в 18 сменах. На-ряду с вышкой техникой черпания и уплотнением времени цикла это позволило ему добиться выпол-нения годовой нормы, на 234°/о. П. Л. Поминов в 1951 г. погрузил в автотранспорт 121 300 м3 грунта.

За то же время М. П. Загной выполнил норму на 185%, Ф. Т. Щербаков —на 151%, М. В. Андрианов на 145%, И. С. Рогожин

нов дев, выезжающих в ближайшие управления для обмена опытом.

В 1952 г. трестом Уралсибэкскавация намечено обследовать работу не менее 20 лучших экскаватор-ных бригад, -пополнить инструкции, составить ряд. новых, более углубленный методических карт, а

также организовать изучение передовых методов труда на скрепорньгх и бульдозерных работах.

KK^i

Система разработки лавой по падению В. Г. ПРОКОПЕНКО

П ри. разработке полагал адающих жил небольшой * * мощности применяют сплошную систему разра-ботки с подвиганием очистной выемки по простира-нию в виде сплошной линии от нижнего до верхнего откаточного штрека.

Иногда фронт очистной выемки движется непре-рывно от фланга месторождения к его центру (дай в обратном направлении), но в большинстве случа-ев при разработке рудных месторождений 'органи-зовать непрерывную и .плавную посадку кровли в отработанном пространстве невозможно, поэтому этаж делят на отдельные выемочные блоки. Каж-дый из этих блоков отрабатывают обособленно от других и отделяют предохранительными целиками. Оставляются также и надштрековые и подштреко-вые целики.

При пологом падении жил и сплошной системе разработки наибольшее распространение получила скреперная доставка. Однако наличие надштрако-вых целиков с люками через 6—8 м по простира-нию не позволяет организовать непрерывное пере-мещение линии скреперов ания за линией очистного забоя, в. связи с чем требуется ручная подгребка отбиваемой руды на расстояние от 1 до 7—8 м по простиранию. При этом о т г р е б щ и к и работают в не-закрепленной части забоя в условиях повышенной опасности падения кусков породы из незакреплен-ной кровли.

В литературе известны примеры применения сплошной системы разработки без кадштрековых це-ликов, с непрерывным, перемещением! скреперной лебедки за линией очистного забоя. Для этого в штреке проводится дополнительный путь, по кото-рому передвигается скреперная лебедка. Однако от-работка месторождения без н а дш трековых целиков возможна не во всех случаях.

Таким образом, несмотря на простоту, сплошная система разработки с подвиганием фронта очистной выемки по простиранию имеет существенные недо-статки. Основные 'ИЗ них: 1) большая трудоемкость доставки руды; 2) повышенная опасность для рабо-чих, занятых на доставке руды.

Предложенная новая система разработки полого-падающих жил с выемкой лавой по падению почти во всех случаях разработки пологопадающих (0— 35°) -небольшой мощности жил (до 2,5 м) может

заменить сплошную систему разработки и имеет по сравнению о; последней большие преимущества.

Новая система в настоящее, время внедряется на рудниках одного из рудодобывающих трестов.

Условия применения системы разработки лавой по падению аналогичны условиям.' применения сплошной системы разработки. Особенностью ее яв-ляется подвиг ание фронта" 'очистной выемки по па-дению.

Типичный вариант системы разработки; лавой по падению для месторождений, требующих разделения этажей на блоки, приведен на рис. 1.

Откаточный штрек проходят по руде и закрепля-ют неполными дверными окладами. Высоту этажа

Рис. 1. Первый вариант системы выемки л а вой по падению

принимают по тем же соображениям!, что и для других систем разработки тонких и пологопадаю-щих жил. Длина блока рекомендуется 50 м и уточ-няется с учетом устойчивости висячего бока. Вос-стающие проходят в одно отделение посередине бло-ка и меж блокового целика и закрепляют неполны-ми дверными окладами. Деталь сопряжения штрека с восстающим и лебедочной камерой показана на рис. 2, а восстающего с очистным, забоем на рис. 3.

Восстающий проходится посередине блока как ак-кумулирующий, т. е. с подрывкой почвы жилы на

1 м для возможности продвижения скрепера, до-ставляющею руду к откаточному штреку, под скре-перной лебедкой, устанавливаемой © лаве.

Начальная стадия очистных работ состоит в про-ходке разрезных выработок из восстающею под верхним штреком в обе стороны, в целях отделения

Рис. 2. Деталь сопряжения штрека с восстающим

подштрековых целиков, и в пробивке окон на верх-ний штрек, необходимых для вентиляции при про-ходке нарезных выработок.

Закончив проходку нарезных выработок в блоке, приступают к очистной выемке, которая заключает-ся в подвигании очистного забоя по падению. В процессе подвигания очистного забоя, через каждые 6 м производят сбойку очистного пространства с межблоковыми восстающими. Эти сбойки служат основными путями передвижения из блока.

Подвигание линии забоя по падению способству-ет, в силу закона тяготения, более сосредоточенно-му расположению у забоя отбитой взрывом руды. Это же позволяет направить движение скрепера вдоль очистного забоя и в непосредственной близо-сти к нему. Таким образом создаются наиболее благоприятные условия для максимальной механи-зации доставки руды и сокращения до минимума ручной перегребки ее к скреперной дорожке.

. При правильном расположении и правильном порядке взрывания шпуров Bi очистном забое, а именно начиная от восстающею и далее к флангам блока, с относом в сторону восстающего, отбивае-мая руда отбрасывается вдоль линии очистного фронта. Только неправильно взорванный шпур мо-жет отбросить отбиваемую руду по восстанию.

В правильно обуренном очистном забое основная масса отбитой руды располагается вплотную к за-бою и только незначительная часть развала, в силу увеличения объема руды от разрыхления, выйдет за скреперную линию в направлении восстания, где 3 Горный журнал Hi 8

крепление не позволяет организовать доставку ее скрепером. Эта часть руды (примерно 10—15% от-биваемою объема) должна быть отброшена вруч-ную вниз по падению на скреперную дорожку с мак-симальной длиной перегребки в 1—1,5 м. В этом случае рабочие находятся в закрепленном простран-стве и отбрасывают руду в сюрону незакрепленно-го пространства, т. е. работают в безопасных усло-виях.

Бурение ведется ручными бурильными м-олотками с расположением шпуров перпендикулярно линии забоя. Глубина шпуров рекомендуется 1,2 м и уточняется с учетом площади обнажения кровли и наиболее удобного построения циклограммы, чтобы обеспечить максимальное использование занятых в блоке людей и механизмов.

Доставку рудьг производят двумя скреперными лебедками типа ЛУ-15. Одну из них устанавливают на время отработки блока против восстающего в специальной камере. Вторую скреперную лебедку, монтированную на тележке, после каждого взрыва устанавливают в очистном забое против отбитой горной массы. На время взрывания эту лебедку откатывают по восстающему вниз по падению, по которому для этого на уровне не ниже почвы жилы (т. е. не менее чем на 1 м выше почвы восстающе-го) прокладывают специальный путь.

Крепление выработанною пространства в блоке состоит из рядов подхватов, располагаемых парал-лельно линии очистного забоя и на расстоянии одного от другого, равном шагу лавы за цикл. В случае недостаточно устойчивой кровли производит-ся затяжка ее.

Чтобы цредотвратить вывалы из кровли у сопря-жения восстающего с очистным забоем, перед взры-

Рис. 3. Деталь сопряжения восстающего с очистным забоем

ванием, в непосредственной близости к очистному забою в восстающем устанавливают по простора нию подхваты с затяжкой кровли. Стойки подхвата в почве устанавливают в глубокие лунки, а в кров-ле между подхватами пробивают расстрелы.

Оклад восстающего против отбиваемой очистной ленты перед взрыванием удаляют. В местах боль-ших заколов в очистном пространстве устанавлива-ют костры.

Второй вариант системы разработки лавой по падению для месторождений, требующих разделе-ния этажей на блоки, приведен на рис. 4.

Второй вариант отличается от первого тем, что здесь блоковый восстающий проходится без под-рывки почвы, доставка производится одной скре-перной лебедкой, в связи с чем, для удобства скре-перования, линия очистного забоя располагается под углом 30—60° к линии простирания.

Этот вариант системы в свое время црименялся при разработке пологоп а дающих угольных пластов

и был оставлен только из-за специфических особен-ностей разработки угольных месторождений. Авто-ру настоящей статьи довелось наблюдать в 1926 г. успешное, по механизации доставки, применение этого варианта на шахте жмени Артема комбината Ростовуголь.

При этом варианте скреперную лебедку устанав-ливают на время отработки данною блока против

восстающею в специальной камере. Вначале бло-чек подвешиваегся в восстающем для прямолиней-ного скреперования, а затем перекосится в очист-ной забой к границе блока, откуда скреперсшание производится под углом.

Скрепсрование под углом имеет свои недостатки, заключающиеся в том, что устанавливаемая на по-вороте металлическая или деревянная обшивка уг-ла поворота, вертикально располагаемые ролики-дефлекторы и пр. быстро изнашиваются или требу-ют дополнительного обслуживания. Несвоевремен-ная замена изношенной обшивки приводит к за-цеплению скрепера и к заеданию каната. Чтобы устранить эти недостатки, рекомендуется скреперо-вать руду сначала до поворота, а затем, переставив блок, по.рудоспуску. Хвостовой канат во всех слу-чаях должен быть против поворота оттянут блоч-ком.

Начальная стадия очистных работ по второму варианту состоит в проведении нарезных вырабо-ток, которые в этом случае проходятся не по про-стиранию, а параллельно будущему направлению линии очистного забоя. Такое расположение нарез-ных выработок хотя и приводит к увеличению под-штрековых целиков, но сразу создает очистной забой. Длина очистною забоя с каждым 'взрывом увеличивается до размеров, определяемых грани-цами блока.

При бурении шпуры располагаются перпендику-лярно линии забоя, а ряды подхватов — параллель-но линии забоя и на расстоянии одною от друго-го, равном шагу лав>ы за цикл.

Доработка нижней части блока производится бу-рением шпуров по падению с расчетом, чтобы после каждого взрыва образовывалась горизонтальная линия очистного забоя (по простиранию), постоян-но увеличивающаяся по длине до размеров над-штрекового целика.

Выемка межблоковою целика производится за-ходками из восстающею сверху вниз после полной отработки блока и -прежде, чем будет достигнуто полное развитие работ в соседнем блоке.

Организация труда в бригаде три очистной добы-че рекомендуегся комплексная с дифереециацией внутри бригады и индивидуальной сдельщиной. В бригаду объединяются рабочие всех смен, рабо-тающие в. данном блоке.

Процесс очистной добычи при данной системе состоит из следующих последовательно выполняе-мых операций: бурения шпуров, их заряжания и взрывания, проветривания, разборки забоя, уборки руды и крепления. Рекомендуемая циклограмма работы в очистном блоке по второму варианту при-ведена на рис. 5 для рабочей смены продолжи-тельностью. 8 час.

Полный цикл состоит из взаимно увязанных и следующих в определенном порядке операций по подвиганию всей лавы на один шаг. Наиболее оп-тимальная величина шага лавы с учетом площади обнажаемой кровли при взрыве, глубины шпуров и производительности принятого оборудования — 1,2 м. Так как выполнение полного цикла по приня-той циклограмме требует двух суток, то скорость очистной выемки составит при 12 циклах в месяц 14,4 м.

Оба варианта системы можно применять в од-них и тех же горно-геологических условиях. Пред-почтение следует отдать второму варианту, не тре-бующему подрывки почвы восстающего и эксплуа-тации двух скреперных лебедок в блоке, несмотря

Рис. 5. Циклограмма работы в блоке по второму варианту системы

на недостаток этого варианта, связанный со скре-перов анием под углом.

В экономическом отношении система разработки лавой по падению имеет значительные преимуще-ства по сравнению со сплошной системой разработ-ки. Расчет показывает, что предлагаемая система, значительно сокращая ручную отгребку, повышает производительность забойного рабочего более чем вдвое.

Система разработки лавой по падению требует проведения двух восстающих на блок, а сплош-ная— одного. Однако при подготовке блока к от-работке сплошной системой объем нарезных работ (нарезных выработок, сбоек, рудоспусков и камер

№ А ПРОХОДКА РАЗРЁЗНЫХ ТРАНШЕЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВЫСОТАХ УСТУПОВ 19

для лебедок) значительно больше, чем при подго-товке блока к отработке, лавой по падению, вклю-чая и объем второго восстающего.

В отдельных случаях целесообразно применять предлагаемую систему с одно-фланговой отработкой блока, как например, при выклинивании жилы на фланге. Этот же вариант целесообразно применять, когда состояние кровли позволяет отрабатывать жилу без оставления межблочных целиков. В по-следнем случае неудобства однофланговой отработ-ки компенсируются отсутствием надобности в про-ходке восстающих. Преимущества же этого вари-анта перед сплошной системой — сокращение объе-ма нарезных работ и усиление механизации достав-ки — очевидны.

Выводы

При выемке лавой по падению по яравнению со сплошной системой:

1) значительно улучшаются условия безопасно-сти, так как рабочие, занятые на отгребке руды к скреперной дорожке, находятся не у забоя, а в за-крепленной части блока;

2) вдвое повышается производительность труда забойного рабочего;

3) уменьшается объем нарезных работ. Указанное дает основание рекомендовать рас-

смотренную систему для разработки пологопадаю-щих небольшой мощности жил вместо распростра-ненной в практике сплошной системы разработки.

Порядок проходки разрезных траншей при различных высотах уступов

Горный инясенер Л. Я. ГЛУСКИН

Г 1 ротяженность разрезных траншей на рудниках * * большой мощности достигает десятков кило-метров. Поэтому огромное значение приобретают

правильный выбор высоты уступа и такой порядок проводки траншей, который обеспечивает нараще-ние действительно готовых к выемке запасов.

Быстрота нарезки горизонтов при постоянной ши-рине траншеи по подошве прямо зависит от высоты уступа. Чем больше последняя, тем больше при одной и той ж е длине траншеи объем выемки поро-ды, а следовательно, медленнее подготовляется фронт работ при постоянной производительности экскаватора. Правда, при уступа'х меньшей высоты и большем продвижении траншеи получаются поте-ри времени, связанные с наращением погрузочных тупиков и передвижением экскаваторов. Однако в на-стоящее время эти потери сведены к минимуму благодаря совершенной конструкции машин и бы-строй укладке тем же экскаватором заранее под-готовленных сборных звеньев.

По установленной методологии готовьши к выем-ке запасами считаются такие, которые прилегают к фронту экскаваторных работ и у которых обна-жены верхняя и боковые площадки, что дает воз-можность производить очистную выемку/

При более детальном рассмотрении оказывается, Ч'го это определение не полно и требует уточнения. Действительно, при проходке разрезных траншей с различной высотой уступов расположенные вдоль этого фронта обнаженные запасы не всегда' можно считать готовыми к выемке.

На практике после нарезки части фронта, доста-точного по размерам для работы одного экскава-тора!, сплошь и рядом возникает необходимость приступить к очистной выемке, продолжая одно-временно дальнейшую нарезку уступа.

При проходке в скальных грунтах с помощью экскаваторов СЭ-3 Уралмашзавода с ковшом ем-костью 3 л*з ширина траншеи по подошве состав-ляет 22 м. Как видно на' рис. 1, при большинстве Фронтовых взрывов с однорядным расположением 3*

скважин траншея перекрывается взорванной мас-сой. Вследствие этого некоторое время, а иногда в

Рнс. 1. Развал горной массы при однорядном и двух-рядном взрывании скважин и различной высоте

уступов

продолжение нескольких взрывов приходится пов-торно частично вести работу тупиковым способом, приостанавливать дальнейшую проходку траншеи

а в лучшем случае возвращать экскаватор перед вврывом обратно и занимать его на расширении траншеи до необходимых размеров.

Наиболее благоприятна с этой точки зрения вы-сота уступа 13 му -при которой можно произвести однорядный взрыв скважин без разборки железно-дорожных путей, т. е. перейти к фронтовой работе сразу же после проходки траншеи, без перерывов.

Таким образом, очень ча^то запасы, считавшиеся ранее готовыми, практически не могут быть добыты нормальным фронтовым способом впредь до расши-рения траншеи. Этот дополнительный период зави-сит от высоты уступа, структуры слагающих его пород и ширины разброса взрываемой массы.

Для уменьшения указанных недостатков в забоях с высотой уступов больше 13 м можно воспользо-ваться тремя вариантами работы.

В а р и а н т 1 (рис. 2) состоит в обуривании и взрывании скважин сразу на ширину, достаточную

для дальнейшей независимой работы тупиковым и фронтовым способом., В этом случае выемка взор-ванной массы сначала производится на нормальную ширину — 22 м одним экскаватором, а часть массы временно оставляется, чтобы в дальнейшем быть погруженной при переходе к фронтовой работе.

Этот вариант имеет ряд недостатков. Часть сква-жин, находящихся вблизи подготовляемого фронта, все время в период взрыва находится в очень тяже-лых условиях и взрывается без уборки массы, остав-шейся от предыдущего взрыва. Между тем практи-кой подтверждена эффективность однорядного взрывания глубоких скважин после полной подбор-ки забоя. Кроме того, надолго омертвляются боль-шие средства, так как,не_.исползьзуется взорванная и подготовленная к выемке горная масса, находя-щаяся вдоль одного из бортов траншеи.

В а р и а н т 2 (рис. 3). Обуривают и взрывают на полную ширину, ка'к и в варианте 1, но выемка взор-ванной массы производится двумя экскаваторами. Сначала занят только один из них — на выемке за-ходки шириной 22 м, а в дальнейшем, по мере нара-щивания траншеи и подготовки фронта' работ, укладывается отдельный путь и включается в работу второй экскаватор. В этом случае частично сохра-няются недостатки ^варианта 1 (усложненное взры-

вание отдельных сква'жин без предварительной подборки забоя), но ускоряется выемка взорванной массы и подготовка запасов.

В а р и а н т 3 (рис. 4). После нормальной про-ходки траншеи торцовым способом ее расширяют до нужных размеров одновременным взрыванием нескольких рядов скважин, число которых зависит от высоты уступа, пород, слагающих его, и габари-та, требуемого для дальнейшей независимой торцо-вой и фронтовой работы экскаваторов.

Указанный способ свободен от недостатков, от-меченных выше. Проходка траншеи ведется нор-мально, с однорядным взрыванием скважин, после полной подборки забоя. При необходимости перей-ти к фронтозой работе на намеченном участке про-изводится одноразовое обуривание и взрывание не-скольких рядов скважин с таким расчетом, чтобы развал породы не перекрывал ходовых путей, нуж-ных для проходки траншеи. В дальнейшем, при фронтовой работе бурят и взрывают, как и обыч-но, только один ряд скважин.

Указанный способ вполне себя оправдал. Он с успехом был применен в 1948 г. на Центральном руднике Еленовского рудоуправления. Перерыв в работе получился только один раз — во время уборки торцовым способом первой ленты.

Выводы 1. Готовыми к выемке можно считать такие запа-

сы, которые прилегают к фронту экскаваторных работ, имеют обнаженные верхние и боковые пло-дади и обеспечивают очистную выемку только фрон-товым способом.

2. Высота уступов в 12—14 м, помимо общеизве-стных горнотехнических преимуществ, обладает тем достоднством, что в этом случае после проходки разрезной траншеи запасы сразу становятся гото-выми к выемке, чего не бывает, как видно из приве-денных выше примеров, при большой высоте уступов.

3. При указанной высоте уступов можно быстро подготовить запасы и начать эксплуатационные ра-боты, что 4afCTo имеет большое значение. Произво-дительность экскаваторов в этих случаях, как пока-зала практика работы на Каракубских рудниках, не снижалась при сравнении с разработкой больших уступов, так как пути наращивали заранее заго-товленными сборными звеньями во время отсутствия составов, эффективность же взрывания при мень-шей высоте уступов всегда была большей.

4. Чтобы быстро получить готовые к выемке запа-сы при высоте уступов больше 12—14 м, целесооб-разно применять вариант 3, т. е. после проходки части траншеи произвести фронтовой взрыв не-скольких рядов скважин по полностью подобранно-му забою. После выемки первой его за ходки созда-ются условия для одновременной независимой тор-цовой и фронтовой работы экскаваторов без засып, ки железнодорожных путей при последующих фрон-товых взрывах. Однако и этот способ иногда не ли-шен недостатков, заключающихся в том, что много-рядное взрывание дает несколько худшее дробле-ние, а большие одновременно взрываемые заряды образуют большие заколы, которые в дальнейшем -усложняют буровые работы.

О механизме разрушения горных пород буровой дробью

И. А. ОСТРОУШКО

Вопрос о работе дроби на забое скважины в 1932—1935 гг. был предметом обширных иссле-

дований и обсуждений, после которых установился взгляд, что основную работу по разрушению поро-ды выполняет дробь колотая, которая, волочась ко-ронкой по забою, острыми гранями царапает и строгает породу.

«Чугунная дробь весьма хрупка и быстро раска-лывается под торцом коронки на остроугольные кусочки. Они волочатся коронкой по забою и свои-ми 'острыми краями, производят выбуривание поро-ды. Нужно заметить, что бурение может произво-диться стальной дробью и вообще угловатыми, от-сортированными по размерам кусочками стали, но •при условии, что применяемая сталь достаточно хрупка» — определяет работу дроби инженер В. М. Кузьмин [1].

Инженер Е. В. Боровский также связывает буро-выеч свойства с хрупкостью дроби:

«1олько литье, —пишет он, — безразлично, будь оно чугунное или стальное, может обеспечить тре-буемую хрупкость дроби. Этому своему свойству, выраженному в той или иной степени, и обязана дробь своими истирающими свойствами. Дробясь под торцами коронки, она в момент дробления про-изводит основную свою^ работу истирания, пока образующиеся кусочки раздавленной дроби еще свежи в своем разломе, а .следовательно, особенно остры в своих режущих кромках» [2]i

Такого же взгляда придерживаются и проф. Б. И. Воздвиженский и С. А. Волков [3].

Однако при анализе условий работы дроби обна-руживается, что она не может эффективно царапать породы, которые бурит, -поскольку ее твердость в большинстве случаев меньше твердости этих по-род. " \ / *

Для проверки механизма-действия дроби на по-роду были проведены специальные лабораторные опыты.

Шарики дроби укладывали на полированную поверхность гранитного образца и накрывали ме-таллической плитой. Дробь располагали так, что-бы плита была устойчива и следы, оставляемые дробью на породе, не накладывались один на дру-гой. К плите прикладывали нагрузку, и она сдви-галась вдоль поверхности образца н-а 6—7 ем. За* тем. плиту снимали и изучали следы, оставляемые дробью на породе.

Вначале под плиту поместили шарики целой дро-би. До нагрузки примерно в 12 кг на каждый ша-рик они перекатывались по поверхности породы и следов не оставляли. При больших нагрузках пере-катывающиеся шарики оставляли следы в виде тон-ких полосок разрушенной трещинами породы.

При дальнейшем повышении нагрузки ширина полосок увеличивалась, а трещины уходили вглубь материала. В пределах полосок порода была смята, а после удаления смятой породы полоски приобре-тали форму клиновидных углублений. При нагруз-ках более 25 кг следы от перекатывания шариков представляли углубленные полосы, по бокам кото-рых лежала разрушенная порода, что было след-ствием раздавливания, з .. ... • ;

Затем под плиту поместили колотую дробь раз-мером 1 мм\ полученную путем дробления обычной чугунной дроби № 3. Навеску колотой дроби1 в б г равномерно рассыпали по поверхности породы. Наблюдения показали, что разрушение породы и в этом случае происходило при перекатывании дро-би. Об этом свидетельствовали пунктирные следы разрушений там, где дробь перекатывалась, и от-сутствие каких-либо следов там, где она. волочи-лась по поверхности породы, не перекатываясь^

Следующая серия опытов была поставлена со смешанной дробью, в составе которой было около Уз колотой дроби. И в этом случае разрушение по-роды происходило только при перекатывании дро-би.. Царапания и строгания породы при волочении дроби отмечено не было. _ . T ' j . \

Таким образом, опыты доказали, что разрушение породы при дробовом бурении происходит не вслед-ствие царапания или строгания, а вследствие смя-. тия и раздавливания при перекатывании дроби.

Краткая сущность разрушения раздавливанием СВОДИТСЯ К С л е д у ю щ е м у (рИС. 1 ) . .; л - :: . Допустим, что через прочный* жесткий инструг

менгг и поверхность тела, занимающего нижнюю часть полупространства, прикладывается внешняя сила Ру. Поотив поверхности ab4- через которую передается внешняя сила в теле, формируется объ-ем aob, а рядом с ним объемы аоа' и botf, далее объемы aa'k и bb'k'. Эти объемы являются только.; частью объема тела, приходящего в'.напряженное состояние под действием силы Ру . . Опыты показывают, что порядок, распределим

напряжений в хрупких телах до предела упругости

сохраняется и за ним. Поэтому анализ продуктов разрушения и распределения напряжений до пре-

Рис. 3

Рис. 1—3. Раздавливание породы плоским инструментом

дела упругости позволяет проследить процесс раз-рушения по этапам.

Параметрами объема аоЬ являются размер и форма поверхности аЪ и угол ао, равный углу упру-гого равновесия породы в данном состоянии [4]. На поверхности этого объема действуют постоянные касательные напряжения, несколько большие каса-тельных напряжений «на поверхностях аа! и ЬЬ\ На остальных поверхностях касательные напряжения меньше.

Вследствие этого при росте силы Р* деформации хрупкого разрушения сначала возникают у точек а и Ь и почти одновременно распространяются в на-правлении к точкам о, а' и Ъ' (рис. 2). Однако в направлениях а ' и b' условия для развития оста-точных деформаций непрерывно ухудшаются. Пос-ле того, как они достигнут точек а' и Ь', они смогут успешно развиваться только в направлениях точек k и k' (рис. 3). Эти деформации, иаоборот, проте-кают с увеличивающейся скоростью, так как усло-вия их развития непрерывно улучшаются в связи с ростом свободы для смещения.

В конечном итоге происходит отделение объема kok\ Такой вид разрушения называют р а з д а в -л и в а н и е м . В случае приложения внешней силы через инструмент, имеющий криволинейную поверх-ность, указанный порядок развития деформации в основном сохранится, но появится ряд дополни-тельных явлений: при действии такого инструмента поверхность его соприкосновения с телом изменяет-ся, а распределение нормальных напряжений ста-новится неравномерным [5].

Наибольшие напряжения будут в центре поверх-ности соприкосновения, а наименьшие на конту-ре (рис. 4). Для тел из одинаковых материалов сте-пень неравномерности в распределении нормальных

напряжений ма поверхности соприкосновения выра-жается отношением

с макс , с = 1,5, с с р

где <умаКс — напряжение в центре поверхности со-прикосновения,

^ср — среднее напряжение по всей поверхно-сти соприкосновения.

Вследствие этой неравномерности развитие оста-точных деформаций происходит в следующем поряд-ке. Вначале касательные напряжения в теле дости-гают максимального значения против некоторой площадки в центре поверхности соприкосновения (рис. 5).

В следующий момент, благодаря увеличению си-лы РУ} поверхность соприкосновения возрастает, а вместе с ней увеличивается и площадка, под кото-рой напряжение достигает предельного значения При этом часть ранее образовавшихся сколов по-падает в зажим, а с периметра нового основания начинают развиваться новые разрушения и т. д.

Производя последовательные построения (рис.6), нетрудно установить, что, наконец, настанет момент, когда деформации разовьются в полной мере и-под инструментом произойдет раздавливание породы с полным отделением объема kok\

Если же величина внешней силы Ру будет мень-ше, чем это необходимо для раздавливания, то де-

Рис. 4 Рис. 5

Рис. б

Рис. 4—6. Раздавливание породы инструмен-том с криволинейной поверхностью

формации разрушения закончатся образованием сдвигов на какой-то промежуточной стадии разви-тия. В таком случае в результате действия инстру-мента в теле образуется объем, внутри которого

материал будет нарушен системой взаимно .пересе-кающихся волосных трещин. Такой вид разрушения называют с м я т и е м .

Если же инструмент перемещается вдоль поверх-ности, то разрушение будет происходить независи-мо от того, скользит ли инструмент по породе или перекатывается.

Усилие, которое нужно приложить к шарику или осколку дроби, для того, чтобы вызвать смятие или раздавливание в той или иной породе, приближен-но можно определить по формулам:

0 , 7 8 5 d * c 0 у —' COS а0 (sin а0 — COS /1)

0 , 7 8 5 d 2 t g 2 <70 cos To

(cos <p0 - s i n <p.о / j )sin* -f 0 a — nx

для раздавливания. Минимальный диаметр поверхности соприкосно-

вения можно определить по формуле:

, 6 5 . COS с0 ( s in cr0 — cos а 0 h )

В этих формулах: о0 — временное сопротивление породы сдвигу; а! — предел упругости породы; d — диаметр поверхности соприкосновения; ао — угол упругого равновесия породы в данных условиях; Фо — угол, под которым скалывается порода при раздавливании (фо *** 90° —• ао), hi — постоянная Пуассона для породы; h2 — постоянная Пуассона для шарика; — модуль упругости породы при

и при раздавливании: _ d 2 t g 2 g 0

4 t g то '

Глубина разрушения для обоих случаев будет равна:

h = Y t g V

По этим формулам можно получить приближен-ные значения усилий, необходимых для разруше-ния, и объемов разрушенной породы. Однако они не учитывают некоторых второстепенных факторов, например влияния размеров поверхности соприкос-новения или скорости приложения внешней нагруз-ки на временное сопротивление породы сдвигу, влияния анизотропности и неоднородности пород и т. п.

Как было установлено выше, разрушение породы при дробовом бурении происходит не за счет ее царапания или строгания острыми ребрами колотой дроби, но путем смятия при перекатывании дроби как колотой, так и круглой.

Если это так, то, вопреки господствующему в на-стоящее время взгляду, бурить можно не только хрупкой, раскалывающейся дробью, но и нехрупкой и не раскалывающейся. Этот вывод был проверен при бурении скважины в диабазе с помощью хруп-кой чугунной и нехрупкой стальной дроби.

Для опытов использовали обычную чугунную дробь. Перед работой она была подвергнута отпус-ку в течение 1 часа при температуре 200°, что уве-личило ее временное сопротивление раздавливанию примерно на 25%.

Стальную дробь изготовили из конструкционной стали 60 путем ковки, закалки и последующей тер-

для смятия и

Ру =

Т А Б Л И Ц А 1. Результаты опытного бурения по диабазу

Ном

ер о

пыто

з

Материал

дроби

Давление на ко-ронку кг 1см

Сжороеть бурения в каждую минуту, мм

Все

го п

робу

ре-

но,

.vt.w

Сре

дняя

ско

-ро

сть

буре

ния

мм

} м

ин

ё о ft «

§ и „ о з? 03 о Рч "со

! Рас

ход

коро

нок

j е/с

м

Кол

ичес

тво

ме-

талл

ичес

кого

ш

лам

а, %

Ном

ер о

пыто

з

Материал

дроби

Давление на ко-ронку кг 1см 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 и 1 2 13 14 15 16

Все

го п

робу

ре-

но,

.vt.w

Сре

дняя

ско

-ро

сть

буре

ния

мм

} м

ин

ё о ft «

§ и „ о з? 03 о Рч "со

! Рас

ход

коро

нок

j е/с

м

Кол

ичес

тво

ме-

талл

ичес

кого

ш

лам

а, %

1 2 3 4

Ч у г у н Сталь Ч у г у н Сталь

24 24 4 5 , 7 4 5 , 7

11 8

14 8

10 7

20 15

14 6

13 1 6 , 5

И 6

12 1 6 , 5

11 6 8

18

7 6 6

16

6 6 5

15

5 , 5 5 4

14

6 5 4

1 2 , 5

5 5 2

11

5 6 1

11

5 5

1 , 5 5 5 5 5

98 91 89

153 ,5

7 , 5 4 5 , 6 8 8 , 0

14 ,0

3 0 , 6 1 , 4 3 4 , 0 3 , 0

7 . 1 3 , 7

10 ,3 4 . 2

75 5

95 8

сжатии; Е2 — модуль упругости шарика при сжа-тии; R — радиус шарика; ft — коэфициент внутрен-него трения породы.

Минимальный объем породы, отделяющийся при смятии равен:

Vc = 0,131 сР tg а0 и при раздавливании:

d3 tg8 crn Vp = 0 , 1 3 1 — J — a .

g 40

Ьсли же разрушение происходит при перемеще-нии инструмента вдоль поверхности породы, то при смятии будет отделяться полоска сечением:. d 2

5 с = — t g cr0

мообработки. Коронки были заводского изготовле-ния из стали 20, диаметром 85—65 мм. Бурение вели станком КАМ-300 при 300 оборотах шпинделя в минуту. Результаты опытов приведены в. табл. I.

Как следует из таблицы, стальная дробь при достаточном давлении обеспечивает более высокую скорость бурения, меньший расход дроби и износ коронки, а также меньший выход металлического шлама, что весьма важно для борьбы с авариями.

Нехрупкая стальная дробь изнашивается путем отделения тонких пластинок вследствие усталости металла при многократном наклепе, который: в то же время' придает поверхностному слою -металла необходимую твердость.

Другая серия опытов для выявления буровых свойств чугунной и стальной дроби была проведе-на при бурении скважины в сером граните VIII— IX категории буримости коронками нз различных металлов.

Данные о зависимости скорости бурения от мате-риала дроби и коронок, а также от давления на за-бой приведены на рис. 7.

Зависимость износа дроби и коронок от металла, из которого они изготовлены, и давления на забой

жидкостью. Породный шлам получался более круп ный, чем при бурении чугунной дробью. Он скоп-лялся в шламовой трубе.

п=И81 об/мин.

10,6 77,5 &,г 30,3 4 Давление на корснкд, кг/см*

Рис. 7. Результаты опытного бурения по граниту д р о б ь ю ч у г у н н о й :

/ — коронка заводская; 2 —коронка ШХ; 3— коронка У-7; д р о б ь ю с т а л ь н о й из стали У-7 з а к а т а н н о й и з а к а л е н н о й и д р о б ь ю к в а д р а т н о й — сечка: 4 — коронка заводская: 5 —

коронка ШХ; 6 — коронка У-7; 7 — квадратная сечка

10, В 17,5 Я,г 30,3 Давление на коронку, кг/см• показана на рис. 8 и 9. Высокие буровые свойства

стальной дроби и коронок ив качественных сталей характеризуются малым износом и высокой ско-ростью бурения.

Наконец, буровые свойства стальной дроби были проверены в производственных условиях при буре-нии разведочных скважин в Згидской геологоразве-дочной партии и в Курской железорудной экспеди-ции. Бурение производилось станками КАМ-500 и ЗИФ-ЗОО обычными дробовыми коронками из кон-струкционной стали 30, диаметром от 84 до 130 мм.

Стальная дробь была изготовлена с помощью приспособления к ставку КД2М-300 из проволоки старых несущих канатов подвесных дорог (конст-рукционная сталь 50 и 60) и .представляла собою сечку, т. е. кубики (рис. 10) или равноразмерные цилиндрики с острыми углами и ребрами размером 4 X 4 мм. Дробь подвергали закалке и отпуску. Чугунную дробь применяли обычную Старо-Осколь» ского завода. Глубину бурения изменяли от 100 до 300 м. Данные этих опытов приведены в табл. 2

Рис. 8. Износ дроби в г/см бурения: ч у г у н н о й : 1. 2. 3 I то же. что

с т а л ь н о й : 4, 5. 6 I и на рис. 7

17.5 24,г 30,3 40,9 Давление на коронку, кг/см2

Дробь, извлеченная из скважины, показана на рис. 11.

При бурении стальной дробью накопления шла-ма в скважине не наблюдалось, что объясняется медленным износом дроби и формой продуктов из-носа: они представляли собой пластинки непра-вильной формы толщиной от 0,005 до 0,1 мм, кото-рые легко выносились из скважины .промывочной

Рис. 9. Износ коронок в нем бурения: дробь ч у г у н н а я : 1, 2. 3 J то же. что

дробь с т а л ь н а я : 4. 5, 6 1 и на рис. 7

Приведенные данные убеждают в том, что гос-подствовавшее до сего времени представление о ме-ханизме разрушения пород при дробовом бурении

Рис. 10. Дробь-сечка Рис. 11. Дробь-сечка, извлеченная из скважины

не соответствует действительности и является глу-боко ошибочным. Также ошибочны и требования, предъявлявшиеся к свойствам буровой дроби.

С точки зрения нового представления о механиз-ме разрушения породы буровая дробь должка от-личаться высокой поверхностной твердостью, а так-же большим сопротивлением износу и раздавлива-нию.

Этих требований чугунная дробь удовлетворить не может. Для разрушения горных пород необхо-

дима дробь стальная -или не еще более прочных металлов.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. В. М. К у з ь м и н , Дробовое бурение, Госгориздат, 1932. 2. Е. В. Б о р о в с к и й , Разведка недр, 1934, № 13 и 1935

№ 5. 3. Б. И. В о з д в и ж е н с к и й и С. А. В о л к о в , Буровое

дело, Углетехиздат, 1949. 4. И. А. О с т р о у ш к - о , Горный журнал, 1950, № 7. 5. И. С. П о к р о в с к и й , Горный журнал, 1949, № 12.

К расчету колонковых зарядов Канд. техн. наук М. П. БРОДСКИЙ

R ысокую производительность экскаваторов на ме-ханизированных .открытых разработках лучше

всего обеспечивает применение метода взрывных работ колонковыми зарядами, размещаемыми в скважинах ударно-канатного бурения.

Длительный опыт ведения взрывных работ этим методом дал возможность накопить и систематизл-4 Горный журнал Ws 8

ровать практические данные, <на основе которых установлены рациональные параметры для проекти-рования взрывных работ.

В результате проведения больших эксперимен-тальных работ инженеры А. И. Бунин и Д. Л. Ба-сов за годы Отечественной войны и в послевоенный период довели метод колонковых зарядов на Коун-

радском медном руднике до высокой степени совер-шенства.

При разработке кварцитовых руд на этом руд-нике, крепостью 6—15 по шкале проф. Протодья-конова, выход взорванной породы на 1 пог. м сква-жины составляет до 50—52 м3, со средним содер-жанием негабарита до 2% вместо выхода 28 м* при двухрядном расположении скважин и обычном выходе негабарита 5,7%. Скорость бурения сква-жин диаметром 230 мм достигает здесь 10 пог. м за 8-часовую смену. Большой эффект дает метод колонковых зарядов на Магнитогорском, Баженов-ских асбестовых и других рудниках.

Несмотря на эти достижения, сущность явлений, сопровождающих взрыв удлиненных колонковых за-рядов в твердой среде, остается еще до сих пор не-достаточно раскрытой и, вследствие этого! оценка разными авторами факторов, подлежащих учету при проектировании таких взрывов, бывает ирогиворе-чивой. Например, до сего времени нет обоснован-ных расчетных формул по определению диаметра скважины d, длины перебура — /п и длины забой-ки

Так, для определения значения d Союзвзрывпром [1] дает расчетную формулу

где d — 1 5 0 мм; d\ — искомый диаметр; S — пло-щадь уступа, приходящаяся на 1 заряд при Н — = 10 м; Si — площадь уступа, приходящаяся на 1 заряд при заданном Я.

Расчет по этой формуле дает значение d — 202— 212 мм только при высоте уступа, достигающей 35 м.

А. И. Бунин [2] устанавливает, что d связано со значением Я следующей зависимостью:

d = V 4000 . И мм.

Следовательно, диаметр скважин 200 мм требует-ся уже с глубины 10 му а при глубине 35 м диа-метр скважины должен быть 374, а не 212 мм.

Не менее противоречивы указания о наивыгод-нейшем относительном расстоянии т между заря-дами.

Так, Г. П. Демидюк [3], не связывая значение т с высотой уступа и крепостью породы, предлагает формулу:

W W

На Коуирадском руднике практикой установле-но, что значение т зависит от глубины и диаметра скважины, а также от крепости породы, и колеб-лется в пределах 0,5—0,39.

П. П. Назаров принимает m < 1—0,8. Также про-тиворечива оценка значения остальных расчетных элементов взрыва /н и 1.6.

По П. П. Назарову /п (глубина перебура) < 0,25 W и / 3 > 0>75 W: по данным коунрадской практики/п > в зависимости от высоты уступа, ко-леблется в пределах 0,3 W—0,23 W, но не более 3—4 м, и /3 колеблется в пределах 0,65—0,5 W.

По данным Союзвзрывпрома глубина .перебура зависит от глубины скважин и крепости грунта, колеблясь в пределах 0,07—0,15 W [4].

Приведенные сопоставления говорят о том, что отдельные формулы являются решениями частных задач.

Можно найти убедительное решение задачи по определению указанных величин, рассматривая удлиненные заряды как один из видов зарядов об рушения и распространив на них установленные практикой соотношения, но скорректировав приме-нительно к своеобразной форме зарядов.

Метод обрушения забоя камерными сосредото-ченными зарядами изучен у нас более или менее достаточно. Установленные для проектирования параметры надежны.

Для исследования мы пользуемся следующими общими выводами, установленными в отношении сосредоточенных зарядов обрушения.

Вес заряда обрушения, при отсутствии зажима, составляет:

Q = 0,35 # W 3 , (а)

где q — коэфициент пропорциональности; W — ли-ния наименьшего сопротивления, составляющая 0,8 глубины заложения заряда от дневной поверхно-сти (W = 0,8 Я ) .

Обычно абсолютное расстояние между сосредото-ченными зарядами а принимается для крепких по-род 1 Я—1,2 Я, в среднем 1,1 Я; для пород сред-ней крепости— 1,3 Я и для слабых—1,5 Я.

Если это расстояние отнести к значению глубины заложения заряда — Я, то относительное расстоя-ние между зарядами составляет для крепких пород т=г- 1,1 для средней крепости т = 1 , з и для пород слабых т= 1,5.

Так как на практике придание камере наиболее концентрированной сферической формы крайне за-труднительно, можно принять при сопоставлении с удлиненными колонковыми зарядами кубическую форму сосредоточенного заряда.

Полная поверхность такого заряда составляет: 2

S3 = ( ^ / " 0 , 3 5 qW*)2 • б = 0,03 W2 q 3 м\ (1)

Длина колонкового заряда (L), имеющего такую же поверхность, определится из формулы

Tzd L = 0,03 W2 q* , откуда

0>03 W2 д 3

где d — диаметр скважины, м. Вес колонкового заряда с такой же площадью

боковой поверхности при взрывании аммонитом, объемный вес которого можно принять равным еди-нице, составит 2_

7zd2 0 ,03 W 2 q 3 nd2 • 1000

2_

= 7 ,5 W2 q3 d кг. (3)

Хотя общее количество энергии, выделяющейся при взрыве, не зависит от формы заряда, однако

доля ее, преобразующаяся в полезную работу, не одинакова для зарядов различной формы.

Как известно, математическое выражение мощ-ности и дробящего действия (бризантности), оди-наково характеризующихся в теории взрывчатых веществ количеством работы в единицу временч, имеет вид:

В = -I

где f = RT — объемная энергия газов взрыва 1 кг в.'в., I — длина заряда, А — плотность заряжания,

V — скорость детонации. В случае колонкового заряда имеем:

4 v nd?

где v — объем варяда, d — его диаметр. .Вставив это выражение в форулу (4), находим;

4/A Vrc rf» в =

Из формул (4) и (5) следует: а) мощность, или дробящее действие (бризант-

ность) взрывчатого вещества зарядов одинакового веса, но различной формы неодинакова и меняется обратно пропорционально длине заряда /;

б) дробящее действие заряда прямо пропорцио-нально площади его поперечного сечения vd~.

Очевидно, что дробящее действие заряда увели-чивается по мере уменьшения его длины, достигая максимума, когда эта длина становится равной диа-метру, а также в случае кубической формы заряда.

Однако нельзя считать, что по этому признаку сосредоточенную форму заряда следует ьсегда предпочитать удлиненной. При взрывании на обру-шение забоя применение сосредоточенных зарядов или зарядов в скважинах с котловым расширением иногда нежелательно, так как повышенная бризант-ность приводит к неравномерному дроблению поро-ды, резко меняющемуся от центра заряда к пери-ферии, что приводит к большому выходу негаба-рита.

Если значение / колонкового заряда представить в виде

S •кй,

где S — боковая поверхность заряда, и подставить это значение в формулу (4), то выражение для бризантности заряда примет вид:

fAVnd В — — ,

S

откуда следует, что дробящее действие всего заря-да обратно пропорционально его боковой поверх-ности. ,

Исходя из этого и учитывая, что у заряда куби-ческой формы две поверхности из шести обращены вниз и давление на них оказывается не эффектив-ным, так как встречает непреодолимое сопротивле-ние среды, тогда как у колонковых зарядов пло-щадь этих торцовых поверхностей ничтожно мала в сравнении с их общей поверхностью, можно, в соответствии с формулами (3) и (а), установить, во сколько раз дробящее действие колонкового заря-4*

да меньше бризантности сосредоточенного варяда такого же веса

2

Q 7 ,5 W2 д3 • d • 1,33 _ 24d Qa ~ 0,35 q W* = W (6)

Значения q для скальных Пород колеблются в пределах от 1,6 до 2,15. При таких значениях q2'a составляет в среднем 0,8 q.

Как известно, заряды обрушения рассчитываются на так называемый выпирающий горн, образующий

ШШШШШ

(5)

шшшш Рис. 1

воронку взрыва, у которой отношение радиуса ос-нования г к глубине заложения заряда W рав-но 0,75.

Из принципиальной схемы образующегося от взрыва сосредоточенного заряда «подбоя», вызыва-ющего обрушения уступа (рис. 1), видно, что пло-щадь сечения объема разрушаемой породы АОС зарядом О

0,75 W • W 5 = ~ • =з 0,375 W2 мг. (7)

Если взамен сосредоточенного заряда взрывать уступ колонковыми зарядами /„ длиною DE, то площадь сечения этой разрушенной зоны DEC А,

24 d как это вытекает из формулы (6), составит w

площади АОС, т. е. на основании формул (6) и (7) 0,375 W 2 - 24d

s « = - — w =9Wd- (8)

Разность между этими .площадями, как это вид-но из рис. 1, составляет:

R = АОС - DACE = DOE или

/? = 0,375 W2 — 9Wd= ' (9) 2 t g a

Кроме того, как указывалось выше, W —0,8 Н. По рис. 1 а — 37°. Подставив эти значения, устанавливаем, что для

образования такого же подбоя, как и сосредоточен-ным зарядом, длина колонкового заряда должна Оыть: >

/ к = 0 , 6 ] / н з - 3 0 < Ш м. (Ю)

Откуда длина забойки колонкового заряда: la = H - 0,6 VJp~~-30dH. (11)

При взрывании аммонитом, объемный вес кото-рою можно принять равным единице, вес колонко-вого заряда составит:

Q k = / • 1000= 150т:42 . у я 2 - 3 0 4 Я кг. (12)

Сосредоточенный заряд, заложенный так, как это показано на рис, 1, находится в зажиме, и соглас-но исследованию М. Н. Косачева [5] при таком но? ложёнии его вес должен быть увеличен) в 1,25 раза.

Однако колонковый заряд расположен большей частью выше основания уступа и влиянием зажима можно пренебречь.

Для взрыва колонковыми зарядами такого же объема породы, как и сосредоточенным, общий вес колонковых зарядов должен составить:

0,35 q W3 W 0,014 qW* Q o 6 = 3 = а (13)

а число скважин должно составить согласно фор-мулам (12) и (13)

п = - Qo6 0,0001

Q k Ted3 ] / Я 2 - 3 0 й Н

При W =0,8 Я

п = 0,00004 q .Я*

тгd3 ] / я 2 - ЗОе/Я (14)

Объем породы, обрушаемый этими колонковыми зарядами, должен быть равен объему, взрываемому сосредоточенным зарядом О («ом. .рис. 1). Как сле-дует из рис. 1,

0 , 8 Я » 0 , 7 5 W т. Н ( I + 0,75W \ 2 = ( 2 ) '

а — п 30 d . 0,00004 дН*

2620 md2 Y H2 — 30 dH #

qH2

Как уже указывалось, значение т составляет для крепких скальных пород 1,1, для пород средней крепости 1,3 и для слабых пород 1,5.

Подставив это значение в формулу (16), устанав-ливаем:

Якр: 2620 - 1,1 d2 У я 2 - 30<*Я qH2

300.0 d9 У Я 2 - 30 dH ~~ qH2 '9

«ср=

Ясл —

2620 - 1,3 d2 V H2-Z0dH qH2

3400 d2 Y H2-30dH qH2 ;

2620 > \ ,5dzY H* ~ 30 dH qH2

4000 d* V H2-40dH qH2

C\8)

(19)

где A—фронт забоя, обрушиваемого колонковыми зарядами.

Подставив в это выражение № = 0,8 Я, tg а = = 0,75, значение I из формулы (10) и упростив его, устанавливаем:

тН2

Расстояние между скважинами, заменяющими сосредоточенный заряд, составит согласно форму-лам (14) и (15): - ;

A m H 2 i t d * V Я 2 - 3 0 < * Я

Линию сопротивления по подошве (Л. с. п. п.) можно определить из условия, что объем породы, взрываемый колонковыми зарядами на фронте про-тяжением А (определяемым по формуле 16), дол-жен быть равен объему породы, взрываемому со-средоточенным зарядом Q [формула (а)].

Этот объем породы определится, если значение веса сосредоточенного заряда разделить на удель-ный расход взрывчатых веществ:

(20)

следовательно:

AHW, 0,35 qW*

(21)

Приняв во внимание, что на основании формулы (6) 24d ,

c=qx-yy (где <7i —удельный расход взрывчатых ве-ществ при взрывании колонковыми зарядами), а также подставив в формулу (21) значение А из формулы (16) и значение W = 0,8 Я, находим выражение для линии сопротивления по подошве:

Щ\

Для пород различной крепости (учитывая, что/п для крепких пород равно 1,1, для менее крепких — 1,3 и слабых — 1,5) л. с. п. п. составит

0,18 ^Я 0 , 1 6 ? Я кр Л-1 .1

0,18 дН ft. 1,3 0,18 дН

Ях 0,14 дН

Qi 0,12 дН

(16)

кр 3000 d2 V Я 2 — 30 dH дх

„р 0,16 qH2 • qH

19000 d2 gt V Я 2 - 30 dH _ q* H* '

Ш 1сР= ЦТ, CP 3400 d2 V H2-30 dH qi

(17)

cp 0,14 gH2gH

24400 d2g1 V H2 — 30 dH q2H8

(22)

(23)

(24)

(25) ft-1/5 qt

Из формул (17), (18), (19) и (23), (24), (25) следует, что чем крепче порода, тем более сбли-женно следует располагать скважины.

Относительное расстояние между зарядами т± для пород различной крепости на основании этих формул составляет:

(26)

(27)

Ш\п„ = 'СЛ СЛ 4000 d* У Н2-30 dH

0,12 qH*qH ^ с л

з з о о о d 2 з о а н q*H*

Эти выражения можно значительно упростить, ©ели подставить в них значения q и qi для пород различной «крепости, а именно, для пород крепких <7 = 2,15 и <71 = 0,43; для пород средней крепости 0 = 1,8 и 01 = 0,35 и для пород слабых 9 = 1 , 4 и 01 = 0,2:

т 1 к р ~ . 1500 d2 V Я 2 — 30 dH

Я 8

т *cp : 2140 d* V Я 2 - 30 dH

Я 3 5

Щ, сл 3000 d* Ун* — 30 dH

Я*

0,4 а 1500 d2 .У Н2 - 30 dH

н*

откуда

< Р -я3

4000 У Я 2 - 30 dH

Для пород средней крепости согласно (30) при /п = 0,4:

откуда

0,4 =

ср '

2140 d3 • У Н2 - 30 dH Н*

н* (33)

Д л я пород слабых: 3000 d3 У Н2 — 30 dH

0 , 4 = '

(28) откуда

d2 = -

Я 3

яз

(29)

(30)

(31)

л Г = — ' (34) 7500 У Я 2 - 30 dH

При проектировании взрывов на обрушение с по-мощью колонковых зарядов необходимо определять требующийся диаметр скважины для заданных ус-ловий по формулам (32) % (33) и (34), затем по формуле (10) длину колонкового заряда и его вес, а по формулам (11), (18) и (19)—расстояние между зарядами.

Так, для крепких пород при высоте уступа 10 м имеем:

а) диаметр скважины Я 3 10*

4 =

Таким образом, приведенные формулы устанав-ливают взаимосвязь основных параметров при ме-тоде колонковых зарядов (длина заряда колонки, глубина забойки, глубина перебура, расположение зарядов) с диаметром скважины.

Так, обращаясь к практике буро-взрывных работ Коунрадского рудника, можно видеть, что относи-тельное расстояние между зарядами колеблется в весьма узких пределах, составляя для различных пород в среднем около 0,4.

Если это значение (0,4) для крепких пород под-ставить в формулу (29), то она примет вид:

4000 у Н2 - 30 dH 4000 . 6,35 '

d = ] / 0 , 0 3 9 5 = 0,2 м;

б) длина заряда-колонки

/„ = 0,6 У н ^ Ы н ^ 0 9 б У Ю2 — 30 . 0 ,2 . 10 да 4 м;

в) расстояние между зарядами

3000 d2 У Н* — 30 dH qH2 » 3,5 м;

г) длина линии сопротивления по подошве 0 , 1 6 ? Я 0 , 1 6 . 2 , 1 5 * 10

Wi • 8 м.

(32)

формуле

Ь 0,43

В практике Коунрадского рудника для таких (же условий принимается:

3,5 а = 3 ,5 м; Wt = 8 ,5 м и т =

8 ,5 : 0,39.

Значения основных параметров для проектирова-ния взрывных работ колонковыми зарядами, рас-считанные по указанным формулам для различных условий, приведены в таблице.

Приведенные данные - установлены для постоян-ного соотношения = 0 , 4 .

Если же исходить из заранее (принятого диамет-ра скважины, то по приведенным в статье форму-5400 У Н2- 30 dЯ

Расчетные параметры для проектирования взрывных работ колонковыми зарядами

Высота уступа, м

Показатели 10 15 20

крепкие породы

средней крепости слабые крепкие

породы средней крепости слабые

крепкие породы

средней крепости слабые

Значение коэфициента пропорцио-нальности

Удельный расход в. в . , кг/м* ! Диаметр скважины, мм Длина заряда, м „ Вес заряда, кг . .

2,15 0,43

200 3 ,8

120

1,8 0 ,3

160 4,35

87,5 5,65 3,6 8 ,0

1,4 0,2

130 4 .7

62 5 ,3 3 .8 8 ,3

2,15 0,43

300 5 ,7

405

1,8 0 ,3

240 6,5

294

1,4

200 7,0

220

2,15 0,43

400 7,6

960

1,8 0 ,3

315 8 ,7

680

1,4 j 0 ,2

270 9,25

530 Длина забойки, м Расстояние между зарядами, м ! . Линия сопротивления по подошве, м

6,2 3 ,6 8 ,0

1,8 0 ,3

160 4,35

87,5 5,65 3,6 8 ,0

1,4 0,2

130 4 .7

62 5 ,3 3 .8 8 ,3

9 ,3 5 ,3

12

8 ,5

12

8 ,0 6 ,0

12,5

12,4 7,1

16,0

11,3 7 ,0

16,0

10,75 8 ,0

16,7

лам можно определить наиболее рациональное рас-положение скважин в зависимости от крепости породы и высоты уступа.

Так, если при высоте уступа 10 м в породах сред-ней крепости бурить скважины диаметром 200 мм, а не 160 мм, то расстояние между зарядами сле-дует принимать [но формуле (18)]1

Яср = j 4 ,2 м

шштщ

N

в ш

т

3000 • 0,232 | Л о 2 - 3 0 - 0,23 - 10 2,15 • 102

и относительное расстояние составит: 4 2

т = — = 0,53. 8,0 Значительно -сложнее решить вопрос о глубине

перебура, заряд которого должен обеспечить раз-рушение породы в юсновании скважи-ны в такой степени, чтобы исключ ал ась возаможность обр а-зования «порогоз».

Как видно из рис. 2, образующая воронки взрыва МК = NL при ко-лонковом заряде на-правлена вглубь мас-сива, вследствие че-го по этой поверх-ности . взрываемый объем не может от-делиться.

Чтобы это отделе-ние произошло, не-обходимо разрых-лить породу в пре-делах сферического

объема с радиусом МК. Как видно из рис. 2, 0,75 W : х = W : (W — Wj ) ,

откуда * = 0,75 (W-WJ. Сторона а треугольника NLR

а = / - 0 , 7 5 (W-WJ. (35)

Далее в треугольнике LSP LS W w

•: Xj = W : (W - WJ,

j

N >

JT^

Рис. 2

или sin 53° *2

откуда х 1 = = 1,25 1,25 W1 и = 1,25 1,25 W +

4- 1,25 W = 1,25 W. Так как в треугольнике NLR

С sin 53° о , 8 / — 0 , 6 W + 0,6 Wi с — — :

(36)

a Sin 1 при W = 0 , 8 Н

то sin а

0 ,8 / — 0,48 Н + 0 ,6 Wx

sin а

tgct = [ / - 0 , 7 5 ( W - W j ) ] • 0 , 8 a • sin у

6 - я cos 7 = 1,25 Wj—f/—0,75 (W - W,)]• 0 , 6 0,8 / - 0 , 6 W + 0 , 6 ^

-0,8 Wx —. 0 ,6 / + 0 ,45 W ' при W = 0,8 И

0 ; / — 0,48 /7 + 0 ,6 W t tg a = • (38)

(37)

Значение угла а можно определить на основании зависимостей элементов треугольника NLR и фор-мул (25) и (36)

0,8 - 0 , 6 / + 0,36 Н Чтобы разрушение объема происходило по обра-

зующей МК, уходящей вглубь массива, необходимо разрушить сферический объем, образованный ради-

МК с усом — = 2 .

Учитывая, что разрушение этого объема будет происходить при наличии только одной обнаженной поверхности, вес заряда следует рассчитывать по формуле:

Qn = 0 , 5 ? • ~ = 0,0625^с3 (39)

и глубина перебура должна составить: 0,0625 q с8 - 4 0 , 0 0 0 2 5 ? ^

In nd2 • 1000 т. d2 (40)

Такой заряд совместно с колонковым зарядом полностью обеспечивает образование подбоя в пре-делах объема LNMK без образования «порога».

Например, для условий Коунрадского рудника глубина перебура при высоте забоя 10 м, диаметре скважин 0,2 м и в трудновзрываемых грунтах (^ = 2,5) должна быть:

а) согласно формуле (40) 0 , 0 0 0 2 5 . 2 , 5 с3

/ п = - — — - — - = 0,0005 с8 м; 3,14 • 0 ,2 8

б) согласно формуле (10) / = 0 , 6 V 102 - 3 О • 0 ,2 . 10 = 3 ,8 м;

0,16 qH в) согласно формуле (23). Wi = —— = 8 м; г) согласно формуле (38)

0„8 . 3 , 8 - 4 , 8 + 0 , 6 * 8 , 0 t g a = = 0,52, • 0 ,8 • 8 ,0 — 0,38 • 0 ,6 + 3 ,6

откуда a = 27° и sin a = 0 , 3 8 ; д) согласно формуле (37)

0 , 8 - 3 , 8 - 0 , 4 8 - 10 + 0 , 6 . 8 , 0 с = -

0,38 = 8,0

1 При переходе на скважины диаметром 230 мм на Коун-радском руднике расстояние между зарядами было увели-чено с 3,5 до 4,5 м.

и глубина перебура должна быть: / п = 0,0005 • 8,03 = 2 ,6 м.

Приведенное исследование подтверждает, что принятые в некоторых случаях в практике парамет-ры взрывных работ колонковыми зарядами теоре-тически не оправданы. В связи с этим целесооб-разно проверить на горных предприятиях применя-ющиеся в настоящее время при проектирования исходные параметры колонковых зарядов и изме-нить их с учетом предлагаемых нами расчетных формул и опытных данных, которыми будут про-веряться расчеты.

ЛИТЕРАТУРА 1. Проектирование и организация взрывных работ, Пром-

стройиздат, 1948. 2. Л. И. Б у н и н , " Механизация трудоемких и тяжелых ра-

бот, 1947, Nb 7. 3. Г. П. Д е м и д ю к , Взрывные работы, ОНТИ, 1937. 4. Нормативный сцравочник, Промстройиздат, 1947. 5. М. Н. К о с а ч е в, Производство открытых взрывных

работ, Углетехиздат, 1949.

Измельчаемость криворожских железистых пород Канд. техн. наук В. И. КАРМАЗИН

Испытания измельчаемое™ железистых пород проводили 1 по методике Механобра в шаровой

мельнице, сухим способом в открытом цикле. Объ-ем мельницы 8 л% диаметр 240^лш, 35% объема за-полняли шарами, 10%—рудой.

Измельчаемость характеризуется удельной про-изводительностью мельницы в кг/л в час при 90%-ном выходе материала задан- ^ ной крупности. Раскрытие 5

сростков контролировали маг-нитной сепарацией и микро-скопическим исследованием ис ходного и измельченного ма-териала.

ИспытаниюN подвергали керновые пробы магнетитовых и окисленных пород. Окислен-ные породы были представ-лены гематито-мартитовыми джеспилитами и роговиками И Саксаганского пласта, отлича-ющимися красно-синим цве-том, и мадтитю-мягаетитавьши, гидротизированными рогови-ками серо-желтого цвета, зале-гающими над магнетитовыми роговиками.

Окисленные породы испы-тывались как в сыром виде, так и после обжига с восста-новлением до магнетита, про-водимого скоростным способом.

Опыты измельчения указан-ных железистых пород крупно-стью 6—0 мм до крупности 0,15—0 мм дали следующие результаты {кг/л в час):

к кварциту. Можно предполагать, что при окисле-нии и гийратизащии толщ мягнетитов образовался железогидратный цемент (аналогичный цементу, образующемуся при брикетировании железных руд со стружкой), который упрочил связь между про-слоями руды и кварца. Восстановительный обжиг, разрушая этот цемент, повышает их измельчаемость.

Магнетитовые роговики Сырые окисленные серо-желтые роговики То же, после восстановительного обжига Сырые красно-синие роговики . . . То же, после восстановительного обжига Сырые красно-синие джеспилиты . . . . То же, после восстановительного обжига

0 , 2 5 - 0 , 5 0 , 1 5 - 0 , 4

, 0 , 2 5 - 0 , 5 , 0 , 5 - 0 , 8 . 1 , 2 - 1 , 7 , 0 , 5 - 0 , 8 . 2 , 0 - 4 , 0

Наиболее трудноизмельчаемыми породами явля-ются сырые окисленные серо-желтые роговики, ко* горые по твердости и хрупкости приближаются

1 В проведении опытов принимала участие К- А. 3 а т е-н а ц к а я, в обработке материалов — Г. К. Т а т у р.

Красно-синие рогов<ики и джеспилиты II Сакса-ганского пласта измельчаются почти вдвое легче, чем серо-желтые роговики, вследствие частичного ослабления прочности породы процессами выщела-чивания кварца. Наиболее высокая степень измель-чаемости характерна для джеспилитов, подвергну-тых восстановительному обжигу.

На рис. 1 и 2 приведены результаты исследова-ний влияния способа обжига джеспилитов и рого-виков на их измельчаемость до различной крупно-сти.

Производительность .шаровых мельниц при рабо-те на обожженных джеспилитах в первом приеме

измельчения до крупности 1—0 мм в 8—10 раз выше производительности на необожженном мате-риале, что позволяет соответственно сократить чи-сло мельниц, необходимых для измельчения обож-женной руды. Во втором приеме тонкого измель-чения влияние обжига сказывается в меньшей сте-пени, однако всё же и в этом случае число мель-ниц можно сократить в два-три раза. Благодаря замкнутому циклу работы, удельная производитель-ность мельниц на фабриках при тонком измельче-нии будет в несколько раз больше производитель-ности, полученной при опытах.

Расчет и опыты показывают, что измельчаемость пород при восстановительном обжиге увеличивает-ся благодаря образованию очагов разрушения ма-териала по границам рудных и нерудных слоев и зерен вследствие неодинакового изменения их объ-ема при неравномерном нагреве и восстановлении.

Наибольших значений величина напряжений, возникающих вследствие изменения объема и плот-ности рудных слоев, достигает при восстановлении:

еьк с в ~ 3 ( l - | i ) в

Приняв £ = 5-105, изменение объема при вос-становлении 6 = 0 , 1 и степень восстановления К= 1, получим, что с в ^20 000 кг!см2.

Таким образом, напряжения при дегидратации и восстановлении намного превышают термические напряжения и являются основной причиной лучшей измельчаемосги и лучшего раскрытия железистых пород, подвергнутых восстановительному обжигу.

На рис. 3 и 4 показано влияние обжига на сте-пень раскрытия сростков пои различной крупности измельчения обожженных роговиков.

Для достижения одной и той же степени рас крытия, а следовательно и эффективности обога-щения, тонкость помола при необожженных джес-пилитах должна быть примерно вдвое большей, чем

Рис. 3. Влияние обжига на степень раскрытия срост-ков при различной крупности измельчения железистых

пород а — при грубослоистых породах, содержащих от 25 до 45е/» железа с резкими контактами прослоев. 6 — при тонкослои-стых, теснопроросших и лимонитизированных породах с раз-мытыми контактами слоев (разрез трехосной диаграммы по

изофере 40% Fe)

Величина напряжений от неравномерного назре-вания для шарообразной формы куска составляет примерно 2000 кг!см2 и определяется по формуле:

аЕ(Тг-Т0) -Г 1 — (X

где а — .коэфициент линейного (расширения щри на-гревании ^ 5 • Ю"6; Е — модуль Юнга ^ 5 • " 105 гкг/см2; Т\ — Г0 — разность температур = 600°* и — коэфициент Пуассона я^ 0,2.

Величина напряжений из-за неоднородности строения и различия коэфициентов линейного рас-ширения в двух сопредельных слоях составляет:

/ = (Ti - То) («! - ga) (1 - m) ЕгЕ2

шЕг + (l — т)Е2

Если принять равные модули упругости для кварца и руды и разницу в коэфициентах линей-ного расширения ct[—аг = 15 -10~6, то величина с'т для роговиков составит 4000 кг/см2, для джеспили-т о в — 3 0 0 0 кг!см2.

0-0,1 0,1-0,15 0,15-0,г аг-0,3 0J-0,55 0,55-1$ Крупность франций, им

Рис. 4. Сравнение переизмельчения не-обожженной и обожженной проб при

дроблении на валках до 1 , 5 мм

у обожженных джеспилитов. Благодаря возникно-вению сетки трещин вдоль прослоев обожженные породы при последующем измельчении дают боль-ший выход зернистой фракции и меньше переиз-мельчаются, чем .исходные.

Вероятность раскалывания образца вдоль про-слоев, определяемая по уравнению

Р « l + J L ( / _ i )

(где dB—размер вкраплений; d— крупность из-мельчения, / — степень раскрытия в долях едини-цы), на основании приведенных опытов получается для обожженных образцов вдвое большей, что под-тверждает благоприятное влияние восстановитель-ного обжига на измельчаемость криворожских же-лезистых пород. - Восстановительный обжиг с охлаждением раска-

ленного кварцита в воде позволит резко сократить расход энергии на измельчение /и в 5—10 раз уменьшит, число мельниц, устанавливаемых, на кварцитообогатительных фабриках.

Дефосфоризация марганцевой руды Канд. техн. наук Я. И. ФОМИН

Изыскание возможностей получения малофосфо-ристых концентратов для выплавки ферромар-

ганца является наиболее важной задачей при обо-гащении марганцевых руд.

Эту проблему начали изучать еще в довоенный период, однако наиболее полно исследовать ее ста-ло возможно лишь после 1946 г., когда автором впервые был введен в практику исследования гра-витационный анализ руд в тяжелых суспензиях.

Возможности дефосфоризации руды рассмотрены ниже на примере нескольких типичных проб, име-ющих различное содержание марганца и фосфора и различный минералогический состав. Первые три пробы представлены преимущественно пиролю-зитом в соподчинении к нему плотного и землисто-го псиломелана, остальные пять проб — преимуще-ственно землистыми и плотными разностями пси-ломелана и незначительным количеством пиролю-зита. Фосфорные минералы обнаружены не были.

Основные обогатительные операции для марган-цевых руд осадочных месторождений: промывка и гравитационное обогащение в сочетании с электро-магнитной сепарацией мелких классов руды. Ре-зультаты промывки руды приведены в табл. 1.

мытой руде в четыре раза меньше, чем в шламах и в среднем составляет 5,3 против 21,5 в шламах.

Поэтому промывку следует рассматривать как первичную операцию по дефосфоризации руды, так как в результате ее не только повышается содер-жание марганца, но и уменьшается отношение фосфора к марганцу в мытой руде.

Если допустить, что весь фосфор преимуществен-но связав с марганцевыми минералами, то полу-ченные результаты можно объяснить более высо-ким содержанием фосфора в мягких шламующихся псиломелан-вадистых минералах марганцевой ру-ды, что подтверждается опытами флотации шламов, при которой марганцевые концентраты получаются с повышенным содержанием фосфора.

Если же допустить, что часть фосфора связана с породными минералами, уходящими в шламы, то и это допущение не меняет взгляда на промывку как на первичную операцию дефосфоризации руды в процессе обогащения.

В мытой руде, как правило, содержание марган-ца возрастает от мелких к средним классам, до-стигает максимума и затем снова понижается

ТАБЛИЦА 1. Результаты промывки руды

Показатели

П р о б ы

Преимущественно пиролюзитовьте Преимущественно псиломслановые

Содержание марганца, %: в мытой руде в шламе . . . . .

46,3 14,7

42,86 12,33

45.52 12.53

35,0 10,2

37,30 9,01

38,10 6,14

35,90 9,13

36,4 10,50

Содержание фосфора, %: в мытой руде . . в шламе

0,28 0,25

0,20 0,23

0,20 0,22

0,24 0,30

0,20 0,19

0,18 0,13

0,18 0,31

0,19 0,18

Извлечение марганца, %: в мытой руде в шламе . . . . .

88,0 12,0

90,1 9,9

92,1 7 ,9

83,0 17,0

89,6 10,4

91,1 8 ,9

93,0 7 ,0

88,8 11,2

Извлечение фосфора, %: в мытой руде — в шламе

72,0 28,0

69,4 30,6

74,6 25,4

53,0 47,0

67,3 32,7

70,5 29,4

66,5 33,5

72,4 27,6

Процент извлекаемого фосфора на процент извлекаемого марганца:

в мытой руде в шламе . . .

0,82 2,33

0,77 3,10

0,81 3,22

0,64 2,76

0,75 3,15

0,77 3,30

0,72 4,79

0,82 2,46

Отношение ——- . Ю3: Мп

в исходной руде в мытой руде в шламах

7 ,4 6 ,0

17,0

6,0 4,7

18,6

5 ,4 4 ,4

17,6

10,9 6 ,9

29,4

7 ,1 5 ,4

21,0

6,1 4 ,7

21,2

7 ,0 5 ,0

34,0

6 ,3 5 ,2

18,8

Как следует из табл. 1, хотя при промывке боль-шая часть фосфора (53—74,6%) переходит в мы-тую руду и абсолютное содержание фосфора в мы-той руде и шламах почти одинаково, относитель-

р ное содержание фосфора на 1% марганца в

5 Горный журнал Кя 8

к крупным классам, а отношение содержаний фос-фора к маргангцу имеет обратную зависимость (рис. 1). Поэтому грохочением мытой руды можно получить продукты с различным содержанием мар-ганца и различным отношением фосфора к мар-ганцу, но почти во всех случаях получение мало-

34 Я. И. ФОМИН

фосфористых концентратов, пригодных для выплав-ки ферромарганца, грохочением не обеспечивается.

Чтобы выявить возможность получения малофос-фористых концентратов из мытой руды в процессе гравитационного обогащения, все классы крупнее 1 мм подвергали гравитационному анализу в тяже-лых суспензиях удельного веса от 3,5 до 2,2 с ин-тервалом через 0,1. Продукты гравитационного анализа подвергали минералогическому анализу и определяли содержание марганца и фосфора. По-лученные данные позволили установить зависи-мость между содержанием марганца и фосфора,

фракций увеличивается количество пиролюзита (рис. 2). На графике заметен характерный изгиб

кривых; менее фосфористыми фракциями являются наиболее богатая и более бедная руда; более фос-

- о 10 го 30 40 SO 60 70 80 90 100 Содержание марганца, %

Размеры, им

Рис. 1. Средняя характеристика марганцевой руды по крупности

связь фосфора с марганцевыми минералами и на-метить практические пути выделения малофосфо-ристых концентратов.

Легкие фракции пиролюзит-псиломелановой ру-ды (пробы 1, 2 и 3), полученные в результате гра-витационного анализа, представлены землистыми разностями псиломелан-вада. С возрастанием объ-емного веса фракций количество землистых раз-ностей псиломелан-вада постепенно уменьшается, замещаясь плотным собственно псиломеланом и пиролюзитом. В наиболее тяжелых фракциях плот-ный пиролюзит преобладает, а псиломелаи присут-ствует в небольших количествах в виде остаточных включений среди пиролюзита. С увеличением объ-емного веса фракций содержание марганца, как правило, увеличивается1. С повышением содержа-ния марганца содержание фосфора во всех классах первоначально возрастает, а затем резко снижает-ся и кривые, как правило, приходят в область сор-та А при высоком содержании марганца в рудэ. Эта закономерность наиболее ярко выражена для руд, в которых при возрастании объемною веса

1 При наличии свободных кварцевых зерен в легких фракциях инигда наблюдается отступление от указанного правила.

фористой — руда со средним содержанием мар-ганца.

На рис. 3 представлена зависимость между со-держанием марганца и отношением фосфора к марганцу для преимущественно пиролюзитовой ру-ды. Кривые показывают, что с увеличением содер-жания марганца, т. е. с увеличением объемного ве-са фракций, по мере уменьшения землистых разно-стей псиломелан-вада и увеличения плотных — пс--»-ломелана и пиролюзита, отношение фосфора к мар-ганцу снижается, достигая минимума при наиболь-шем содержании марганца в руде, т. е. во фрак-циях с наибольшим количеством пиролюзита.

Указанная закономерность не всегда одинаково ярко выражена, что объясняется различным соот-ношением марганцевых минералов в руде, однако она устанавливается достаточно явно для.зсех рас-смотренных преимущественно пиролюзитовых проб руды. На кривых (рис. 3) показан также характер-ный изгиб и понижение отношения фосфора к мар-ганцу в области легких наиболее бедных фракций. В двух пробах во фракциях с удельным весом ме-нее 2,4 и 2,4 — 2,8 обнаружили заметное количе-ство свободной мергелисто-кварцевой породы. Этк фракции вручную разобрали на руду и породу, а лэодукты разборки проанализировали на содержа-ние марганца и фосфора. Результаты разборка приведены в табл. 2.

ние фосфора в руде оказывает ассоциация его с марганцевыми минералами.

Псиломелан-вадовая руда (пробы 4, 5, 6 и 7) представлена землистыми разностями псиломелан-вада, пропитывающими глинисто-карбонатные по-роды, и плотным собственно псиломеланом с на-чальными образованиями пиролюзита IB виде тон-чайших включений прожилок или каемочек и ре-же в виде зерен размерами 0,6—0,01 мм.

Тяжелые фракции такой мытой руды при объем-ном в е с е > 3 на 92—95% представлены плотным псиломеланом, на 1—2% пиролюзитом и 1—6% сростками псиломелана с породой. Фракции с объ-емным весом < 3 на 87—95% представлены земли-стыми разностями псиломелан-вада, на 1—2% пи-ролюзитом и на 3—10% сростками псиломелана, пропитывающими породу.

Рис. 4. Зависимость между содержаниями марганца я фосфора в мытых преимущественно псиломелановых рудах:

1 — класс 25—12 мм; 2 — класс 12—9 мм; 3 — класс 9—4 мм; 4 - класс 4—2 мм\ 5 — класс 2—1 мм

Зависимость между содержанием марганца и фосфора показана на рис. 4. Здесь можно отметить ту же закономерность понижения содержания фос-фора с повышением содержания маргатца. Однако эта закономерность в псиломелан-вадовых рудах выражена более слабо, чем в преимущественно пи-ролюзитовых рудах. И здесь почти все кривые при-ходят в область сорта А при высоких содержа-ниях марганца, но в большинстве случаев имеют, менее ярко выраженный изгиб при средних содер-жаниях марганца.- Содержание . фосфора имеет меньшее значение при малом и высоком содержа-нии марганца:

Одна из проб руды не выделила малофосфори-стых концентратов, несмотря на наличие в них фракций руды с высоким содержанием марганца.

На рис. 5 представлена зависимость между .со-держанием марганца, и отношением фосфора^ к. марганцу для пс'цломелан-вадовых, руд. Законов

• • Р . . . : ... . : мерность уменьшения отношения щ • 103" с увели-чением содержания марганца здесь также менее ярко выражена, чём для "пирълюзйто-псило.мелано-

.вых руд. Однако она все же достаточно' "заметна;

Отобранная порода при низком содержании мар-ганца содержит много фосфора, что указывает на ассоциацию фосфора не только с рудными, но и с сопутствующими нерудными минералами марган-цевой руды. Концентрация свободных зерен поро-ды во фракциях со средним содержанием марган-ца в некоторой мере объясняет повышенное содер-жание фосфора в этой руде и ранее указанные

Выводы

Результаты исследования дефосфоризации мар-ганцевой руды в процессе обогащения ее показы-вают следующее.

1. Процесс промывки для осадочных марганце-вых руд является первичной операцией по ее де-фосфоризации.

2. В мытую руду, целиком освобожденную от свободных породных минералов, извлекается ос-

новная часть марганца и фосфора, что указывает на преимущественнную связь фосфора с марганце-выми минералами.

3. В шламах сосредоточиваются в основном мяг-кие псиломелан-вадистые разности марганцевых

минералов, имеющие более высокое содержание фосфора.

4. С увеличением содержания марганца в руде, т. е. с увеличением в руде плотного псиломелана и пиролюзита, уменьшается абсолютное содержа-ние фосфора и отношение фосфора к марганцу; в пиролюзит-псиломелановых рудах эта закономер-ность ярче выражена, чем в псиломелан-вадовых.

Из тех и других руд в области больших содер-жаний марганца можно получать малофосфористые концентраты сорта А, однако из руд пиролюзит-псиломелановых в значительно большем количе-стве, чем из руд псиломелан-вадовых.

5. Выявленные закономерности положены в ос-нову разработанных автором схем обогащения марганцевых руд в тяжелых суспензиях для полу-чения малофосфористых концентратов.

6. Имеются псиломелановые руды, в которых закономерность уменьшения отношения фосфора к марганцу и абсолютного содержания фосфора с увеличением содержания марганца выражена на-столько слабо, что нельзя выделить малофосфори-стые концентраты типа сорта А даже при высоком содержании марганца в них. Такие руды следует добывать и обрабатывать отдельно от остальных. В некоторых типах псиломелан-вадовых руд мож-но получать .мало'фосфористые концентр аты сорта А только из мелких классов, вследствие чего их следует обогащать раздельно по классам.

Термохимический способ оттаивания грунтов *Т ермохимический способ оттаивания • мерзлых глинистых грунтов основан

на использовании теплоты сгорания тер-мита, т. е. смеси порошка алюминия с окисью железа (окалиной).

Реакция горения протекает но уравне-нию.

2AI + Fe 2 0 3 = 2Fe + А1203. При этом 1 кг горючей смеси 0,542 кг

алюминкя и 0,458 кг окалины выделяют 8100 ккал тепла.

Если поместить некоторое количество такой смеси в массиве мерзлого грунта (например в шпуре) и затем зажечь его, то вся выделившаяся теплота полностью, (5ез каких-либо потерь, воспринимается массой грунта, окружающей очаг горе-ния.

По эксплуатационным соображениям целесообразно пользоваться термохими-ческими патронами различных весов, но

наиболее удобны патроны весом не более 20 кА для скважил диаметром 150— 230 мм и 0,5—1 кг для шпуров диа-метром 45—50 мм.

Высота патрона весом 1 кг при его диаметре 40—42 мм составляет ~ 240 мм. Корпус патрона изготовляется из картЬна (см. рисунок).

Составные части горючей смеси должны удовлетворять определенной крупности и химическому составу. Поро-шок алюминия должен полностью про-ходить через сито № 8—10 (64—100 от-верстий на 1 см2 )и содержать не менее 91—97% металла. Окалина должна со-держать не менее 70% восстановимого железа и не менее 25% кислорода Со-держание примесей допускаеггся: окиси кремния не более 1,5%, нерастворимых остатков не более 0,5% и прочих приме-сей не более 3%. Соотношения между окалиной и алюминием в смеси прини-мается в зависимости от веса патронов (см. таблицу).

Указанные соотношения действительны при условии, что в алюминиевом по-рошке содержится 98°/о алюминия, а в окалине — 25% кислорода. При других

Алюминиевый поро-шок 21,1

Окалина 78,9 А1

Отношение / ( = — 1,048 02

содержаниях необходимо делать пере-расчет, сохраняя коэфициент К по-стоянным.

Запальная часть патрона состоит из

огнепроводного шнура и запальной смзси состава: бертолетовой соли 25%, переки-си марганца 50%, алюминия в порошке 15%, серы в порошке 10%.

20,9 20,7 79,1 79,3

1,036 1,023

Герметичность картонной гильзы пат-рона достигается пропиткой цилиндри-ческой части и заливкой торцовых вкла-дышей парафином, варом или смолой.

Процесс производства термохимическо-го прогрева сводится к следующим опе-рациям: определение основных парамет-ров прогрева, разметка на поверхности грунта места заложения шпуров или скважин, бурение шпуров или скважин на необходимую глубину, заряжание шпуров и засыпка их просеянным шла-ком, зажигание огнепроводного шнура.

Объем грунта, прогреваемый выде-ляемым при сгорании патрона количест-вом тепла, определяется теплотехничес-ким расчетом. Например, патрон весом 1 кг можегг прогреть 1 м3 грунта при его термоактивиой влажности 10%, от—12 до - М ° С.

Скорость термохимического прогрева грунта в 10 раз выше, а стоимость — в 5 раз ниже обычных способов прогрева. В ближайшем будущем новый способ прогрева грунта найдет несомненно ши-рокое применение в горной промышлен-ности, особенно при разработке россып-ных месторождений.

Горный инженер В. С. ВЫЛОМОВ

Содержание алюминия и окалины в горючей смеси

Составные части и их отношение

Состав смеси в % при весе патронов, кг

4—6,5 6,5-8,5 8 , 5 - 1 2

Электро-гшевматический буровой станок

На рудниках Кузнецкого металлурги-ческого комбината внедрен скон-

струированный авторами электро-пнев-матический буровой стенок ударно-вращательного действия (рис. 1). Он

предназначен для подземного бурения горизонтальных или наклонных скважил под углом до 10° по крепким породам и рудам на глубину 40—50 м.

Весь агрегат состоит из электродви-гателя, бурового вращателя, колонкового бурильного молотка ПК-60 и иневма-ческой лебедки, смонтированных на общей раме.

Колонковый бурильный молоток с си-лой удара 23 кг и числом ударов 1600 в минуту установлен на салазках. Он раоотает только на удар. Вращение поворотной буксе бурового вращателя передается от электродвигателя (мощно-стью 3,6 кет с синхронным числом Оборотов 1000 в минуту) через пару зуб-чатых колес; однако без каких-либо за-труднений передача может быть пере-делана на клиноременную. Зубчатые ко леса с передаточным * числом 1 :6,4 обеспечивают вращение шпинделя со скоростью 156 об/мин.

Колонку соединенных муфтами штанг диаметром 32 мм и длиной от 0,8 до 3 м. каждая при бурении соединяют че-рез скользящий шпиндель с хвостовиком и поворотной буксой бурильного молот-

Рис. 1. Буровой станок КК-1:

/ — электродвигатель в спе-циальном кожухе; 2 н е -малое и большое зубчатые колеса; 4 — букса-враща-тель; "5 — обоймы подшип-ников; 6 — радиальные сфе-рические подшипники 216 и 218; 7 — шпиндель с цен-тральным отверстием для воды; 8 — соединительная муфта; 9 — гидромуфта; 10 — комбинированная муф-та; 11 — хвостовик; 12 — бурильный молоток ПК-60; 13 — салазки с ручной по-дачей; 14 — однобарабан-ная тягальная пневматиче-ская лебедка; 15 — станина; 16 — поворотный круг; 17 —

упорный подшипник

ка, а на втором конце укрепляют буро-вую коронку, армированную пластин-ками сплава ВК-15. Диаметр коронок — от 75 до 90 мм.

Шпиндель и буровой снаряд подаются на забой через бурильный молоток руч-ным способом при помощи подающего винта, расположенного внутри салазок Величина подачи шпинделя 820 мм.

Для подъемных операций станок снаб-жен пневматической лебедкой, которая управляется специальным краном для подачи сжатого воздуха. Этой же лебед-кой можно перемещать станок на не-большие расстояния.

Габарит (длина 1800 мм, ширина 450 мм и высота 800 мм) и вес агре-гата таковы, что передвижение его по горизонтальным и вертикальным выра-боткам не представляет затруднений. Станок несложен по конструкции, наде-жен в работе и прост в управлении. Расход воздуха составляет 5 м*/мин.

При экспериментальном бурении в шахте, рудника Темир-Тау скважины глубиной 34 м по породам крепостью 12 (по шкале проф. Протодьяконова) сред-няя производительность за восьмичасо-вую смену составила 4,6 м. а при бу-рении скважины глубиной 24 м по по-родам крепостью 16 — 2,7 м. Скважины пробурены под углом 10° бескерновыми коронками диаметром в первом случае 75 мм и во втором 90 мм.

Испытание бурового станка проведе-но при относительно постоянном режи-ме: давление сжатого воздуха колеба-лось от 3 до 5,3 ат, давление промывоч-ной воды не превышало 4 ат. Разбури-ваемые породы по абразивным свой-ствам представляли собой более или менее однородные массы. При данных условиях скорость бурения по мере углубления скважины закономерно сни-жается и на глубине ~ 50 м действие силы удара становится равным нулю. Соответственно этому кривая скорости проходки при ударко-вращательном бу-рении электро-пневмэтическим станком имеет вид, показанный на рис. 2.

Сейчас станок КК-1 на рудниках Куз-нецкого металлургического комбината внедрен в производство как повышаю-щий производительность бурения в креп-ких скарновых породах в три и более раза.

На Руднике Темир-Тау им проходят горизонтальные разведочные скважины на глубину до 45 м. За 180 станко-смен пробурено 448 пог. м скважин по породам крепостью 12—18 со средней производительностью 2,48 м в смену.

Максимальная глубина скважин, необ-ходимая для разведки, составила 45 м при начальном диаметре коронки 80 мм и конечном 70 мм (износ коронки К-2). 4

Таким образом, ударно-вращательное бурение скважин победитовыми коронка-ми большого диаметра заменяет дорого-стоящее алмазное и в три раза произ-водительнее его. Электро-пневматический буровой ; станок дает возможность с весьма значительным экономическим эф-фектом бурить глубокие скважины по

крепким рудам и породам для массовой отбойки руды.

Достигнутую производительность мож-но было превысить, если бы при буре-нии своевременно удалялся буровой шлам из скважины. Для этого надо бы-ло бы подавать 30—40 л воды в мину-ту, что невозможно сделать через штан-ги из буровой стали с отверстием в 5—6 мм. В связи с этим снижается вре-мя чистого бурения.

\ Д есторождение Тюленевского рудни-^ * ка перекрывают разнообразные по-роды: валунчатые серпентениты, переме-жающиеся с глинами и суглинками, хло-рито-оталькованные сланцы, разрушен-ные порфириты и т. п. Чистка скважин, пробуренных в этих породах, обычной желонкой с хвостовым клапаном за-труднительна, так как для этого необ-ходимо иметь в скважине жидкий шлам, что приводит к размыванию стенок сква-жины и к обрушениям их к процессе бурения.

В результате опытных работ на рудни-ке был найден весьма простой и удобный способ чистки скважин при ударно-ка-

Для нормальной промывки скважины в процессе бурения необходимы буровые штанги из стали с центральным отвер-стием диаметром 10—12 мм, но заводы в настоящее время такой стали не вы-пускают.

Горный инженер Я. С. КУСКОВ и механик А. А. КУСАКИН

натном бурении указанных пород с небольшим расходом воды — при густом буровом шламе.

Применяемая для этого желонка состо-ит из двух основных частей: массивной болва«ки 1 и т^убы 2 с окном 3, прива-ренной к болванке впритык. Сверху к желонке приварена кольцевая дужка 4 для присоединения желоночного каната. Бурение ведется с минимальным расхо-дом воды: при долоте калибра 150 мм на 1 м скважины расходуется всего 8—10 л воды. Воду нужно подливать по мере не-обходимости для обеспечения нормальной работы долота в забое скважины.

Скважину очищают от шлама через каждый метр бурения. Целесообразно

опускать желонку в скважину не более четырех раз. За первые два раза желон-

Желонка для чистки густых 'иламов

ка извлекает из скважины до 70% шла-ма, за последующие — около 20%.

Сначала желонку опускают в скважину медленно, но, не доходя 2—2,Ьм до за-боя скважины, ей предоставляют воз-можность свободного падения, причем труба желонки внедряется в шлам. За-тем желонку извлекают на поверхность, где ее очищают через окно 3 специаль-ной чищалкой 5. Если нельзя удалить шлам чищалкой, необходимо сделать это кайлом, но ни в коем случае не вы-колачивать шлам ударами желонки о грунт, так как желонка от этого быстро выходит из строя. Нормально труба служит около 3 мес. в зависимости от характера и твердости пооэ^

Диаметр желонки должен быть равен 0,8 диаметра долота.

Горный инженер Ф. И. ВЛАСОВ

Желонка для чистка густых исламов

Автомасленка для бурильных молотков Р мазку бурильного молотка в течение

часа его работы обеспечивает имею-щаяся в нем камера для масла. Для бесперебойной смазки молотка в тече-ние всей смены существует несколько конструкций автомасленок, устанавли-ваемых в разрыве воздушного шланга: проходя по резиновому шлангу, масло его разрушает.

Заводом «Коммунист» сконструирована и изготовляется фильтр-автомасленка ФАМ1, предназначенная для очистки сжатого воздуха от посторонних частиц размером более 0,7 мм и автоматической смазки трущихся поверхностей деталей: бурильных молотков.

Фильтр-автомасленка ФАМ1 (см. ри-сунок) представляет сварной цилиндри-ческий резервуар емкостью 0,175 л, по внутреннему каналу которого проходит сжатый воздух в молоток. При помощи гайки воздушного патрубка масленка крепится к головке молотка.

Фильтр-автомасленка ФАМ1

При движении по каналу воздушного патрубка сжатый воздух с одной сторо-ны через отверстие диаметром 0,5 мм

проникает в резервуар масленки, а с другой стороны через зазор под масля-ным клапаном увлекает масло из мас-ленки и в расплавленном состоянии уносит масло в бурильный молоток, смазывая все трущиеся поверхности его деталей.

В зависимости от изменения вязкости масла, температурных условий, расхода воздуха молстком или при необходимо-сти более или менее обильной смазки масляный клапан следует поворачивать на бблыпий или меньший угол, что ус-танавливается опытным путем.

Преимущества фильтр-автомасленки ФАМ1 состоят в том, что она закреп-ляется на молотке и представляет с ним одно целое; наличие воздушного фильтра устраняет возможность засорения; вес автомасленки значительно облегчен (примерно в четыре раза меньше веса других конструкций); отрегулированная масленка не требует никакого ухода, кроме пополнения маслом.

Инженер-конструктор А. К. ПИЧКУРОВ

М. П. ТАТАРИНОВ, Русские ученые—создатели гиахткых насосов ижнтиляторов,

Углетехиздат, 1951, стр. 196, 14 илл., тираж 5000, г^яа б переплете 9 руб.

Сейчас, в эпоху строительстза комму-низма, очень важно обратиться к

прошлому нашей науки и техники и вос-становить историческую правду о прио-ритете русских и советских ученых « изобретателей.

Выход в свет книги М. П. Татаринова; посвященной роли выдающихся русских и советских ученых в создании и разви-тии шахтных насосов и вентиляторов, важен еще и потому, что этому виду электромеханического оборудования в литературе по истории советской горной техники1 уделено недостаточное внима-ние.

Книга М. П. Татаринова состоит из введения, двух глав и заключения. Во введении автор правильно подчеркивает принципиально различный подход к воп-росам безопасности труда в Советском Союзе и в странах империалистического лагеря. Однако здесь следовало прямо сказать, что у нас надежная, бесперебой-ная и экономичная работа шахтных вен-тиляторных и водоотливных установок является важнейшей предпосылкой ус-пешного выполнения государственного плана добычи угля и руд а залогом обеспечения высокой производительности и безопасности труда шахтеров.

В главе первой даны краткие сведения о развитии и современном состоянии шахтного отечественного вентиляторо-и насосостроения.

Правильно освещая эти вопросы, автор излагает их чересчур схематично и с существенными пробелами. Здесь ничего не сказано о специфике шахтных вентиля-ционных и водоотливных сетей, без чего невозможно правильно судить о соот-ветствии достигнутого уровня развития вентиляторных и водоотливных устано-вок современным требованиям угольной и горнорудной промышленности.

Перевод наших шахт на новую техни-ческую основу, знаменующий собой уже не только комплексную механизацию, но и автоматизацию процессов добычи угля и руд, не привлек внимания автора. В книге необходимо было показать, что комплексная механизация с широким использованием автоматизации техноло-гических процессов на шахтах свидетель-ствует о большой заботе Советского го-сударства о людях, добывающих уголь и

J „ i ' А- З в о р ы к и н , Очерки по истории 1950 горной техники, изд. ДН СССР.

руды, означает непрерывный дальнейший рост культурного уровня и материального благосостояния советских шахтеров.

На стр. 36 книги, где говорится об откачке воды из затопленных гитлеров-скими захватчиками шахт Донбасса, сле-довало в качестве иллюстрации большой Творческой инициативы советских рабочих и инженеров отметить тот знаменатель-ный факт, что около 75% общего объема воды было откачано обычными горизон-тальными центробежными насосами типа АЯП, специально приспособленными для этой цели.

Основной, наиболее ценный материал книги изложен в главе второй, посвящен-ной выдающимся русским и советским ученым — создателям шахтных вентиля-торов и насосов.

Первое место по достоинству и праву принадлежит гениальному ученому-эн-циклопедисту, первому руоскому акаде-мику Михаилу Васильевичу Ломоносову,

который являлся «живым воплощением русской науки и культуры с ее разнообра-зием и особенностями, с ее богатством и широтой»2.

При весьма многогранной творческой деятельности М. В. Ломоносов не остави л без внимания и основные вопросы гордого дела, которое уже в то время занимало видное место в народном хозяйстве Рос-сии. М. П. Татаринов убедительно пока-зывает, что М. В. Ломоносов своим заме-чательным трудом «Первые основания металлургии или рудных дел», вышедшем в свет в 1763 г., заложил прочный фунда-мент русской горной науки.

Ценные материалы содержит очерк о выдающемся изобретателе Александре Александровиче Саблукове. Здесь доку-ментально восстановлена историческая правда о русском приоритете в создании рудничных турбомашин. Не иностранцы, а русский изобретатель А. А. Саблуков впервые в мире разработал конструкции центробежного и винтового (осевого) вентиляторов, а также центробежного на-соса («водогона») и применил эти маши-ны в горной практике.

Существенным пробелом книги М. П. Татаринова является то, что в ней не раскрыт облик замечательного рус-ского ученого А. И. Узатиса как осново-

2 С. И. В а в и л о в . Советская наука на службе Родине. Сб. «Люди русской науки». Государственное издательство технико-теорети-ческой литературы. 1948, стр. 63.

положника русской школы горной ме-ханики, который впервые в истории горного дела сделал серьезную попытку подвести под нее научную базу.

В основе анализа рабочего процесса и аэрогидродиламического расчета руд-ничных турбомашин, как и самолетов, в настоящее время лежит получившая ми-ровое признание фундаментальная вихре-вая теория, созданная гениальным рус ским ученым Николаем Егоровичем Жу-ковским, которого В. И. Ленин назвал отцом русской авиации.

Очерк, посвященный Н. Е. Жуковско-му, несколько схематичен и не отражает полностью влияния его научных трудов на развитие шахтного отечественного веити-ляторо- и насосостроения.

М. П. Татаринов не отметил, что вихре-вая теория Н. Е. Жуковского была ис-пользована в Англии для конструирова-ния осевых вентиляторов, известных те-перь под названием «Аэрото».

Вентилятор «Нория» и быстррходную норию для подъема жидкостей, изобрй тенные Н. Е. Жуковским, как не имею-щие никакого отношения к горному де-лу, можно было бы не описывать.

Среди деятелей русской горной науки и техники выдающееся место занимает ученый-теоретик горный инженер-произ-водственник Иван Августович Тиме, зало-живший основы горнозаводской механики как науки. В рецензируемой книге ему уделено должное внимание. Более обсто-ятельно следовало осветить соответству-ющие разделы классического труда И. А. Тиме «Справочная книга для горных ин-женеров и техников по горной части (горнозаводская механика)», по которо-му учились целые поколения горных инженеров.

В начале XX в., на заре становления горной механики как самостоятельной научной дисциплины пришел в науку Михаил Михайлович Федоров, впоследст-вии действительный член Академии наук Украинской ССР. Несколько десятилетий своей плодотворной деятельности он пос-вятил разработке и оформлению основных вопросов этой новой отрасти научных зна-ний и создал свою школу горных механи-ков.

В книге в основном правильно охарак-теризован большой научный вклад М. М. Федорова. Однако «необходимо было отметить также теоретическое ис-следование М. М. Федорова совместной работы нескольких шахтных вентилято-ров.

Горная механика как научная дисцип-лина, опирающаяся на новейшие дости-жения теории и практики, получила свое дальнейшее развитие и оформление в выдающихся трудах акад. А. П. Германа,

Содержание и масштабы научного творчества А. П. Германа далеко выхо-дят за пределы горной и даже горноза-водской хМеханики; в настоящее время они получили правильное и подробное освещение в литературе о его жизни и трудах з.

В книге правильно и достаточно под-робно освещены научные достижения акад. Александра Александровича Ско-чянского, лауреата Сталинской премии, являющегося основоположником совре-менной рудничной аэрологии. Однако ав-тор здесь также допустил пробел. Из-вестно, что режим работы шахтных вен-тиляторов, а следовательно, и режим руд-ничной вентиляции не только определя-ются аэродинамическими в эксплуатаци-онными свойствами вентиляторов, но за-висят также и от свойств шахтных венти-ляционных сетей. М. П. Татаринову сле-довало осветить эту теснейшую взаимо-связь и далее показать, что выдающиеся научные достижения А. А. Скочинского и созданной им научной школы являются по существу и технологической основой для дальнейшего развития отечественного шахтного вентиляторостроения.

Должное внимание актор уделил науч-ным заслугам действительного члена Академии наук Украинской ССР Георгия Федоровича Проскуры, лауреата Сталинской премии, чьи классические научные работы в области гидромашино-строения и особенно гидродинамики

5 Материалы к библиографии ученых СССР, Александр Петрович Герман, изд. АН СССР. 1950, стр. 19.

турбомашин оказали большое влияние на дальнейшее развитие шахтных центробежных насосов.

В книге правильно освещены научные достижения одного из учеников Н. Е. Жу-ковского, лауреата Сталинской премии Константина Андреевича Ушакова. Он впервые применил вихревую теорию Н. Е. Жуковского к специфическому случаю осевых вентиляторов, разработал и пред-

ложил физически обоснованные методы исследования рабочего процесса этих вентиляторов и методы их аэродинами-ческого расчета. Поэтому К. А. Ушаков является основоположником теории и методов расчета отечественных осевых вентиляторов.

В отдельном очерке охарактеризо-вана научная деятельность лауреата Сталинской премии Ивана Ивановича Куколевского, чьи труды способствовали успешному развитию теории и конструк-ций современных центробежных насосов. Автору не мешало бы отметить, что ис-следования И. И. Куколевского в обла-сти гидравлических трансформаторов (гидроредукторов) и гидромуфт при-обрели в настоящее время большое значение для горного машиностроения. Эти механизмы имеют широкие пер-спективы применения, в частности для глубокого регулирования шахтных цен-тробежных вентиляторов при перемен-ном режиме расхода.

Последний очерк книги посвящен выда-ющемуся изобретателю первых глубин-ных центробежных насосов, заслуженно-му деятелю науки Владимиру Александ-

ровичу Пушечникову, крупнейшему спе-циалисту водопроводного дела. Здесь приведены весьма поучительные сведения о длительной и упорной борьбе, которую вел В. А. Пушечников в дореволюционное время за внедрение своего ценного изоб-ретения, за русский приоритет в создании глубинных насосов, которым тогда непра-вильно присваивалось название иностран-ной фирмы «Фарко». Только в последнее время документально установлено, что создание этих насосов и их применение для водоснабжения Москвы целиком при-надлежит В. А. Пушечникову

В заключении книги показано на при-мерах, что в капиталистической России многие ценные и оригинальные достиже-ния теории и KOiici рукции вентиляторов и насосов не были оценены и незаконно присваивались иностранцами.

Здесь же, хотя и недостаточно подро-бно, автор говорит о том, что в Советском Союзе наука и техника, направляемая гениальным корифеем науки товарищем И. В. Сталиным, служит народу и полу-чила самое широкое и разностороннее развитие.

В рецензируемой книге, несмотря на некоторую неполноту и отмеченные недо-статки, читатель найдет замечательные образцы и достижения научного исследо-вания и изобретательства, которые послу-жат поучительными примерами для моло-дого поколения наших ученых, инжене-ров и студентов.

Действ, член Академии наук УССР В. С. ПАК

Книги и статьи по горкому делу

АРАШКЕВИЧ В. М. Обогащение руд цветных металлов. Пособие для рабочих основных профессий обогатительных фабрик. Свердловск — Москва, Метал-лургиздат, 1951, 292 стр. с илл., тираж 4С00.

Дробление, измельчеггие, грохочение и гидравлическая классификация. Мето-ды обогащения. Обезвоживание. Краткие сведения о контроле производства.

ВОЛОТКОВСКИИ С. А. Рудничная электровозная тяга. (Учебник для выс-ших учебных заведений специальности «Горная электромеханика»). Изд. 2-е, переработ, и дополн. М. — Л., Углете>.-издат, 1951, 400 стр. с илл. и 7 л. черт., тираж 4000.

Теория работы основных элементов оборудования рудничной электровозной тяги. Описание современных конструк-ций электровозов. Указания по техниче-ской эксплуатации и расчету электро-возной откатки.

ГЕРШИКОВ И. Я., ГЛИНСКИЙ А. К. и КРЕВНЕВИЧ А. А. Шахтные

электрические лебедки и подъемные ма-шины Сталинского машиностроительного завода имени XV-летия JIKCM Донбас-са. Справочник. М., Углетехиздат, 1951, 232 стр. с черт, и 2 л. черт., тираж 4000.

Технические характеристики и краткое описание всех типов лебедок и подъем-ных машин, выпускаемых Сталинским машиностроительным заводом.

ИВАНОВ А. А. Опыт ревизии и на-ладки шахтных подъемных машин с асинхронным электроприводом. М. — Л.. Углетехиздат, 1951, 116 стр. с илл., ти-раж 3000.

В книге описан опыт работы автора; даны сведения о применявшихся для наладки приборах и приведены наиболее часто встречающиеся неполадки и спо-собы их устранения.

МАКСИМОВ А. А. Гидроэлектропри-вод рудничных подъемных машин. М. — Л., Углетехиздат, 1951, 165 стр. с илл., тираж 3000.

Гидропередачи центробежного типа и их механические свойства. Гидроэлект-

ропривод рудничных подъемных машин (конструкция и управление). Выбор ос-новных элементов, испытание, монтаж и эксплуатация гидроэлектропривода руд-ничных подъемных машин.

СОНГИНА О. А. Редкие металлы. (Учебное пособие для металлургических вузов). М., Металлургиздат, 1951, 260 стр. с граф., тираж 4000.

Исторические сведения по добыче и применению редких металлов, их важ-нейшие химические и физические свой-ства. Способы переработки руд и кон-центратов. Технология получения метал-лов и их соединений.

ХОДОТ В. В. Горноспасательное дело. М. — Л., Углетехиздат, 1951, 432 стр. с илл. и 1 л. черт., тираж 15000.

Книга состоит из трех частей: в пер-вой части описаны организация горно-спасательного дела в СССР и способы ликвидации рудничных аварий; во вто-рой части изложены физико-химические и физиологические основы горноспаса-тельного дела и в третьей части рас-смотрено техническое оснащение горпо-спасательных команд — противогазовое, противопожарное и вспомогательное обо-рудование.

ДЛЯ РАБОТ Ы НА ДОГОВОРНЫХ НАЧАЛАХ

В ОТЪЕЗД ТРЕБУЮТСЯ ГОРНЫЕ ИНЖЕНЕРЫ, ИНЖЕНЕРЫ-ГЕОЛОГИ, СТРОИТЕЛИ, ЭНЕРГЕТИКИ И Н Ж Е Н Е Р Ы и ТЕХНИКИ:

маркшейдеры, обогатители,

электромеханики, механики по горному оборудованию,

буровики, минералоги,

петрографы, геофизики,

геодезисты, картографы,

топографы, гидрогеологи,

химики-аналитики, экономисты,

финансисты ГЛАВНЫЕ и СТАРШИЕ БУХГАЛТЕРЫ

ПО ВОПРОСАМ НАЙМА ОБРАЩАТЬСЯ по АДРЕСУ: МОСКВА, ГОГОЛЕВСКИМ БУЛЬВАР, 14.