The paper analyzes the impact of physical and mechanical properties of different lithological rock types at the Elginsky deposit on the performance of the KSM-2000R Continuous Surface Miner. It has been established that the productivity of KSM-2000R stands at 1400 m3/h if the compressive strength of the rocks is not exceeding 40 MPa, which covers coals and carbonaceous siltstones. However, if the share of hard particles with the compressive strength between 40 and 60 MPa rises to 40% (aleurolites mainly), the productivity is expected to be reduced down to 1000 m3/h, while with the 33% of the components with the compressive strength between 60 and 80 MPa it will further drop down to 650 m3/h. As the rock strength goes up, the productivity of the Continuous Surface Miner can drop dramatically, especially during the winter period. A considerable increase in the digging resistance of frozen rocks and coals requires their softening to enable blast-free mining. Treatment of rocks with surfactants can be one of the solutions to this problem. It is suggested to use a surfactant, i.e. NaCl solution, to soften the rocks. After these rocks were treated with surfactants at negative temperatures down to –20 °C, the compressive strength decreased by 30-50% while the tensile strength was reduced by about 50% for all the rocks. As the research results show, the use of surfactants can reduce the strength of frozen rocks and thereby ensure their blast-free mining using the Continuous Surface Miners.
В статье представлены результаты экспериментальных исследований прочностных свойств многолетнемерзлых пород применительно к оценке трудности выемки взорванного смерзающегося массива. Объективная оценка основных характеристик разрушенного массива позволяет корректно подобрать вскрышное оборудование и обосновать режим его работы. Мерзлые породы обладают значительной прочностью, подготовка их к выемке ведется с помощью буровзрывных работ. Выделяемое при взрыве тепло ведет к изменению свойств многолетнемерзлых пород. В полевых условиях очень сложно получить сдвиговые характеристики смерзающихся вскрышных пород в развале. Ограниченный выбор оборудования и методик для таких исследований подтолкнул авторов к изготовлению собственного лабораторного стенда и искусственно приготовленных образцов, которые имитируют структуру смерзающегося взорванного массива, а также разработке уникальной методики, которая в данных условиях позволяет получать достоверные показатели прочности на срез. Именно прочность на срез является основной характеристикой для расчета относительного показателя трудности экскавации, предложенного академиком Ржевским В.В. Выявлены основные факторы, влияющие на повторное смерзание уже разрушенного массива. Дана оценка полученных зависимостей основных механических и прочностных характеристик взорванного массива при различных варьируемых параметрах гранулометрического состава, температуры и влажности. На основе этих данных произведен расчет показателя трудности экскавации. Установлено, что смерзшаяся взорванная горная масса обладает как свойствами нарушенной среды, так и свойствами однородного массива. Поэтому расчет показателя трудности экскавации по формуле для разрушенного массива применительно к взорванным многолетнемерзлым породам не корректен, что приводит к занижению данного показателя и, как следствие, неверному выбору выемочного оборудования. Ключевые слова: смерзание, трудность экскавации, вскрышные породы, прочность на срез (сдвиг)
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.