Эффективность использования ударно-центробежного дезинтегратора, реализующего сдвиговые деформации при разрушении горной массы

Abstract

В статье представлено обоснование использования новой конструкции дезинтегратора, реализующего преимущественно механизм разрушения при сдвиговых деформациях как наиболее энергосберегающий и эффективный, основываясь на анализе напряженного состояния образцов горных пород при одноосном нагружении. Рассмотрена новая конструкция ударно-центробежного дезинтегратора двухвального типа, где валы роторов разнесены в отдельные камеры. Основными преимуществами данной конструкции является распределение нагрузки на два вала и использование энергии двух встречных потоков для разрушения частиц горной массы как за счет энергии соударения при их столкновении, так и за счет сдвиговых деформаций при трении частиц на большой скорости во встречных потоках. Также в статье представлены данные экспериментов по измельчению горной массы, проведенных на двухвальном дезинтеграторе, которые показали, что выход измельченного материала крупностью менее 100 мкм более чем в 2,5 раза превышает показатели одновального дезинтегратора. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности применения двухвального дезинтегратора.

У статті представлено обґрунтування використання нової конструкції дезінтегратора, що реалізує переважно механізм руйнування при зсувних деформаціях як найбільш енергозберігаючий і ефективний, ґрунтуючись на аналізі напруженого стану зразків гірських порід при одноосьовому навантаженні. Розглянуто нову конструкцію ударно-відцентрового дезінтегратора двовального типу, де вали роторів рознесені в окремі камери. Основними перевагами даної конструкції є розподіл навантаження на два вали і використання енергії двох зустрічних потоків для руйнування частинок гірської маси як за рахунок енергії співудару при їх зіткненні, так і за рахунок зсувів при терті частинок на великій швидкості у зустрічних потоках. Також в статті наведено дані експериментів з подрібнення гірської маси, проведених на двовальному дезінтеграторі, які показали, що вихід подрібненого матеріалу розміром меншим за 100 мкм більш ніж у 2,5 рази перевищує показники одновального дезінтегратора. Отримані результати свідчать про доцільність застосування двовального дезінтегратора.

The article presents grounds for use of a newly-designed disintegrator, which implements predominantly rock-breaking mechanism with the shear deformations. Analysis of the rock-sample stress state under the uniaxial loading has shown that this design is the most energysaving and efficient one. A new design of the shock-centrifugal disintegrator of the twin-shaft type, in which rotor shafts are spaced apart in separate chambers, is also considered. The main advantages of this design are that a load is distributed on the two shafts, and energy of two counter flows is used for breaking rock particles both by collision energy when the particles collide, and by shear deformation due to the particle friction at high speed in the counter flows. The article also presents experimental data on the rock mass crushing by the twin-shaft disintegrator, which showed that the output of material with size less than 100 microns crushed by the twin-shaft disintegrator was more than 2.5 times higher than for the single-shaft disintegrator. The results obtained confirm feasibility of the twin-shaft disintegrator use.