Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Автор : Лисица Андрей Васильевич зам директора компании «Новые технологии»




Скачать 145.8 Kb.
НазваниеАвтореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Автор : Лисица Андрей Васильевич зам директора компании «Новые технологии»
Дата25.11.2012
Размер145.8 Kb.
ТипАвтореферат диссертации

Россия, 193318,Санкт-Петербург

Ул.Ворошилова д.6

Тел. (921) 882-39-51

E-mail:office@ntds.ru

Сайт:www.ntds.ru



Дробление твердых пород в центробежно-ударных дробилках.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук.



Автор: Лисица Андрей Васильевич – зам.директора компании «Новые технологии»

Место защиты: «Белорусская государственная политехническая академия»

Специальность 25.00.13 – «Обогащение полезных ископаемых». Минск. 2002 год.

Научный руководитель: Казаченко Г.В , к.т.н., доцент.


Содержание:

1.Общая характеристика работы

2.Основное содержание работы

3.Заключение


1.Общая характеристика работы


Актуальность темы диссертации

Одной из главных проблем стоящей сегодня перед горно-добывающей, строительной отраслью является снижение издержек при добыче полезных ископаемых (подготовительные процессы), переработке стройматериалов. При этом особое внимание уделяется качеству получаемых материалов. Это заставляет искать новые способы разрушения горных пород, к которым можно отнести центробежно-ударный, в основе которого лежит метод разрушения дисперсных пород свободным ударом о неподвижную преграду.

Хотя разрушение свободным ударом начали применять на практике достаточно давно (в начале 20 века), до сих пор отсутствуют теоретические и экспериментальные исследования зависимости характеристик дробления от параметров нагружения.

Отсутствие таких исследований в ряде случаев не позволяет оптимизировать выбор конструктивных параметров дробильно-измельчительной техники. Проведенные экспериментальные исследования процесса разрушения материалов ударными нагрузками дают возможность использовать полученные результаты для аналитических разработок.

Все вышеизложенное определило направление данной работы, задачей которой является исследование процесса дезинтеграции дисперсных материалов свободным ударом о неподвижную преграду и факторов, влияющих на данный процесс.


Связь работы с крупными научными программами, темами

Работа выполнялась в Белорусской государственной политехнической академии, в рамках НИР по проектам рудоподготовки на месторождениях, входящих в состав ОАО "МНПО “Полиметалл” (г. Санкт-Петербург), а также в рамках госбюджетного задания “Разработать центробежно-ударную дробилку для получения кубовидного щебня”.


Цель и задачи исследований

Целью диссертации являлось установление связи между механо-физическими свойствами, размерами, скоростью разрушаемых материалов при свободном ударе, материалом отбойных плит и их состоянием, растояний, проходимых телами перед ударом, и углов встречи с ними и параметрами осколкообразования. Было также установлено влияние на разрушаемость материала предварительной обработки измельчаемых частиц веществеными и тепловыми полями.


Предмет исследования

Процесс разрушения дисперсных сред при свободном ударе о неподвижную преграду, зависимость характеристик дробления от различных параметров нагружения, определяемых скоростью перед ударом, углом встречи и физическими свойствами разрушаемого материала и преграды.


Методы проведения исследований.

При проведении исследований использовалась центробежно-ударная установка. Точность полученных результатов определялась из условия проведения опытов. Максимальные относительные ошибки при использовании пьезоэлектрических датчиков составляли 6-7%, определение скорости перед ударом 3-4%, грансостава – 10%.


Научная новизна и значимость полученных результатов.

В работе впервые разработаны методики моделирования разрушения дисперсных сред при ударном нагружении и расчета разрушения твердых тел ударными нагрузками, характеристики разрушения в зависимости от физических свойств материала и скорости удара о неподвижную преграду, экспериментально установлена скорость насыщения при дроблении свободным ударом ряда горных пород, влияние углов встречи материала с отбойными плитами на селективность раскрытия и параметры разрушения. Проведены экспериментальные исследования влияния материала отбойных плит на дробление твердой среды в центробежной установке. Предложена новая конструкция центробежной дробилки с двумя рядами отбойных плит, расположенных под определенным углом друг к другу, повышающяя эффективность измельчения. Разработана и внедрена на месторождении Полуночное (Россия) технология сухого обогащения бедных карбонатных марганцевых руд.


Практическая значимость полученных результатов.

Методики моделирования разрушения дисперсных сред при ударном нагружении и расчета разрушения твердых тел ударными нагрузками, характеристики разрушения в зависимости от физических свойств материала и скорости удара о неподвижную преграду могут быть использованы при выборе конструктивных параметров дробильно-измельчительной технике, что в ряде случаев позволит сэкономить на проведении дорогостоящих экспериментов. Методики расчета применяются при выборе дробильно-измельчительного оборудования при их установке на обогатительных фабриках ОАО “МНПО “Полиметалл”.


Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

  1. методика моделирования разрушения дисперсных сред при ударном нагружении;

  2. методика расчета разрушения твердых тел ударными нагрузками;

  3. расчет характеристик измельчения в зависимости от физических свойств, размеров и скорости дисперсных сред перед свободным ударом о неподвижную преграду;

  4. возможность повышения эффективности измельчения материалов в зависимости от скорости перед ударом от материала отбойной плиты, от растояния проходимого телами и углов встречи с ними;

  5. методика повышения селективности разрушения пород и повышения эффективности измельчения от предварительного воздействия на них частотных и тепловых полей;

  6. технико-экономический анализ модернизации третьей стадии дробления РУПП “Гранит”


Личный вклад соискателя.

В дисертационной работе изложены результаты исследований, полученные соискателем лично или в которых соискатель принимал участие в проведении эксперимента, обработке результатов, их обобщении и трактовке, написании статей и отчетов. При выполнении настоящей работы соискателю оказывали постоянную помощь и постоянное внимание научные руководители Г.В. Казаченко и В.Я. Прушак, которым он выражает свою искреннюю благодарность. Соискатель глубоко благодарен Н.И. Мячиной и С.Н. Родаку за оказанную при выполнении работы помощь и ценное обсуждение полученных результатов, а также В.И. Лисице, А.А. Мельникову и Е.Н. Иванову.


Апробация результатов диссертации.

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и симпозиумах:

-симпозиум "Горное оборудование, переработка минерального сырья; новые технологии, экология", С.-Петербург, 1996;

-IV междунар. науч.-техн. конф. "Ресурсосберегающие экотехнологии: возобновление и экономика энергии, сырья и материалов", Гродно – 2000;

-международная научно-техническая конференция “Вклад вузовской науки в развитие приоритетных направлений производственно-хозяйственной деятельности, разработку экономичных и экологически чистых технологий и прогрессивных методов обучения”, БГПА, Минск – 2000;

-3-я междунар. науч.-техн. конф. "Современные технологии сухих смесей в строительстве "MixBUILD" – С.-Петербург – 2001.


Опубликованность результатов.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 4 статьях в научно-технических журналах, 7 тезисах докладов конференций, 1 авторском свидетельстве и 1 заявке на изобретение. Общее количество опубликованных материалов составляет 32 страницы.


Структура и объем диссертационной работы.

Диссертация состоит из общей характеристики работы, четырех глав и заключения. Полный объем составляет 137 страницы, из них 39 страниц, занимаемых иллюстрациями, содержит 23 таблицы на 21 страницах.

В работе использованы ссылки на 85 литературных источника на 6 страницах.


2.Основное содержание работы


В общей характеристике работы обоснована актуальность исследований в области разрушения дисперсных сред свободным ударом о неподвижную преграду в центробежно-ударных дробилках и дано общее описание диссертационной работы.


Первая глава содержит аналитический обзор современных представлений о дезинтеграции дисперсных сред свободным ударом о неподвижную преграду.

Отмечено, что в настоящее время в основе большинства выпускаемых дробильно-измельчительных машин заложен принцип раздавливания и истирания (конусами, щеками, шарами и др.), что в ряде случаев не позволяет добиваться получения готовых материалов с требуемыми потребительскими свойствами. Между тем, общеизвестны преимущества, которые дает ударный способ разрушения, а именно, высокая селективность раскрытия, кубовидная форма зерен и многое другое. Однако, трудности с созданием надежных опорных систем, способных выдерживать высокие нагрузки (дисбаланс), несколько ограничили область применение центробежно-ударных дробилок. С этим связанно недостаточность существующих теоретических и экспериментальных разработок в области ударных разрушений. Это в свою очередь не позволяет оптимизировать выбор конструктивных параметров дробилок.

Отмечено, что успешный поиск способов повышения интенсификации процесса разрушения дисперсных сред в центробежных установках с одновременным уменьшением энергозатрат на единицу дробленого продукта и повышением селективности дезинтеграции, качественные сдвиги в организации процесса дезинтеграции горных пород немыслимы без понимания механизма разрушения среды. При этом надо исследовать весь спектр проблем разрушения для того, чтобы определить те условия, которые ведут к требуемому результату.


Для повышения энергопотребления и дезинтеграции необходимо стремиться к:

I) снижению затрат на упругие деформации;

2) снижению затрат на пластические деформации;

3) снижению затрат на трение.


Описаны различные способы повышения интенсивности разрушения материалов, в том числе и путем предварительного воздействия на них различных вещественных полей.


Отмечено, что для рассмотрения соударений твердых тел существует несколько теорий соударения.

1) Элементарная теория соударений, основанная на введении коэффициента восстановления скорости при ударе (теория Ньютона).

2) Волновая теория удара, опирающаяся на представления о проходящих волнах смещений и напряжений (теория Сен-Венана). В ней предполагается, что механические деформации охватывают соударяющиеся тела в целом.

3) Теория Герца, которая содержит локальное исследование процессов, сопровождающих удар. В ней предполагается, что эффекты, определяющие развитие процесса удара, охватывают лишь небольшие области внутри тел, примыкающие к поверхности контакта.


При рассмотрении механизма разрушения выделено четыре стадии изменений происходящих в материале при динамическом нагружении:

1) Активация априорно существующих трещин.

2) Распространение активированных трещин.

3) Слияние и ветвление развивающихся трещин.

4) Развал на отдельные куски.


В качестве критерия разрушения принят критерий Гриффитса-Ирвина. Под действием заданного импульса напряжений в материале σразвиваются трещины размером больше некоторого критического rкр размера, который является функцией растягивающих напряжение вида



где -. вязкость разрушения.


Другой общий вид функции распределения представлен эмпирической зависимостью Розина-Раммлера. Функция распределения, основанная на этом уравнении, была исследована В.Вейбуллом и получила его имя.


Отмечено, что при увеличении энергии нагружения функция распределения кусков, как правило, прямолинейно смещается в область мелких фракций. Вид нагружения не влияет на характер распределения осколков. Основные параметры, определяющие гран.состав, энергия разрушения, интенсивность нагружения и скорость приложения нагрузки оказывают при дроблении ансамбля частиц горных пород неоднозначное, до конца еще не выясненное влияние.


В результате проведенного анализа современного состояния исследований процессов разрушения горных пород при ударе выбрано следующее направление исследований:

-создание математической модели поведения горных пород при соударении с жесткой стенкой в заданном диапазоне скоростей;

-проведение серии экспериментальных исследований по изучению влияния скорости и энергии соударения, формы и размеров частиц, их физико-механических свойств на процесс осколкообразования;

-установление энергетических зависимостей процесса разрушения при ударе;

-разработка методики прогнозирования гранулометрического состава разрушенных пород и установление оптимальных режимов работы горно-обогатительного оборудования.


На основании проведенного анализа сформулированы цель и задачи исследования.


Вторая глава содержит теоретическую оценку эффективности разрушения горных пород свободным ударом.


3.Заключение


Исследования процесса разрушения дисперсных сред свободным ударом проводились по следующим основным направлениям:

-анализ состояния исследований по указанной тематике;

-разработка методики моделирования разрушения дисперсных сред при ударном нагружении и расчета разрушения твердых тел ударными нагрузками;

-аналитический расчет характеристик дробления в зависимости от физических свойств, размеров, и скорости разрушаемых материалов при свободном ударе,

-проведение экспериментальных исследований по изучению влияния скорости перед ударом, формы, размеров частиц, их физико-механических свойств на процесс измельчения;

-установление характеристик дробления дисперсных сред от свойств преграды; -определение влияния предварительного воздействия частотных и тепловых полей на измельчаемый материал на характеристики процесса осколкообразования.


Проведенные исследования позволили получить следующие результаты:

1. анализ и обобщение научных достижений в области исследований процесса разрушения дисперсных сред свободным ударом показали, что до настоящего времени отсутствуют экспериментальные и теоретические результаты, устанавливающие взаимосвязь силовых и временных параметров нагружения с характеристиками дробления при свободном ударе;

2. разработана методика моделирования разрушения дисперсных сред при ударном нагружении и расчета разрушения твердых тел ударными нагрузками;

3. проведены исследования характеристик дробления в зависимости от физических свойств, размеров и скорости разрушаемых материалов при свободном ударе о неподвижную преграду[1];

4. установлена скорость насыщения при дроблении свободным ударом для горных пород и моделирующих материалов, обеспечивающая интенсивное дробление при меньших энергозатратах и определен для исследуемых горных пород оптимальный диапазон скоростей, близких к скорости насыщения [1, 11];

5. определены зависимости характеристик дробления от материала отбойных плит и в частности от их ударной вязкости;

6. установлено влияние геометрических параметров центробежной установки на величину угла встречи твердых частиц с отбойными плитами и на величину расстояний, проходимых ими перед ударом, и взаимосвязь этих величин с характеристиками дробления [2];

7. установлен оптимальный угол встречи материала с преградой [2];

8. Предложены способы интенсификации процесса разрушения и повышения селективности дезинтеграции дисперсных сред в центробежных установках [3];

9. предложена конструкция дробилки с двумя рядами отбойных плит, расположенных под определенным углом друг к другу [4];

10. разработана и внедрена на месторождении Полуночное технология сухого обогащения бедных карбонатных марганцевых руд, с получением из хвостов обогащения товарных продуктов (кирпич, черепица и др.) [5];

11. предложены варианты использования центробежно-ударных дробилок в различных областях промышленности [6, 7, 8, 9, 10, 12, 13].


Дальнейшие исследования могут вестись в области создания методики прогнозирования осколкообразования при измельчении свободным ударом, влияния вторичных эффектов при разрушении динамическими нагрузками (влияние эффекта соударений, смещения центра тяжести в макрочастицах и др.).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:


  1. Лисица А.В., Иванов Е.Н., Казаченко Г.В., Родак С.М. Исследование разрушения твердых материалов в зависимости от скорости перед ударом о жесткую преграду// Горная механика, 2000. - №3-4. С.51-55.

  2. Мячина Н.И., Лисица А.В., Иванов Е.Н. Влияние углов встречи тел с отбойными плитами на дробления свободным ударом// Горная механика, 2000. - №1-2. С.47-49.

  3. Лисица А.В. Способы интенсификации процесса разрушения и повышения селективности дезинтеграции дисперсных сред в центробежных установках// Вестник Гомельского государственного технического университета им. П.О. Сухого: Гомель – 2001.

  4. Заявка на изобретение № а 20001070 Центробежно-ударная дробилка. В 02 С13/00. Лисица А.В., Прушак Н.В., Казаченко Г.В.

  5. Авторское свидетельство № 960375 от 16.06.1999 г. МПК 6 – В 03В 7/00 Способ обогащения марганцевой руды – Иванов Е.Н., Фогелев В.А., Лисица А.В., Родин А.С., Усов В.Г.

  6. Мобильные установки производства НПО "Центр" – В. В. Воробьев, Е.Н. Иванов, А.В. Лисица, В.И. Лисица; НПО "Центр", Республика Беларусь. Тезисы докладов симпозиума "Горное оборудование, переработка минерального сырья; новые технологии, экология", С.-Петербург, 1996.

  7. Новые технологии обогащения полезных ископаемых с использованием центробежного оборудования – В.А. Артамонов, АНПО "Урал", В. В. Воробьев, Е.Н. Иванов, А.В. Лисица, В.И. Лисица; НПО "Центр", Республика Беларусь. Тезисы докладов симпозиума "Горное оборудование, переработка минерального сырья; новые технологии, экология", С.-Петербург, 1996.

  8. Комплексное освоение месторождений и утилизация отходов - В.А. Артамонов, АНПО "Урал", В. В. Воробьев, Е.Н. Иванов, А.В. Лисица, В.И. Лисица; НПО "Центр", Республика Беларусь. Тезисы докладов симпозиума "Горное оборудование, переработка минерального сырья; новые технологии, экология", С.-Петербург, 1996.

  9. Новые виды центробежного оборудования для дробления, измельчения, классификации, пылеулавливания и других, основанного на применении оригинальных опорных узлов – В. В. Воробьев, Е.Н. Иванов, А.В. Лисица, В.И. Лисица; НПО "Центр", Республика Беларусь. Тезисы докладов симпозиума "Горное оборудование, переработка минерального сырья; новые технологии, экология", С.-Петербург, 1996.

  10. Лисица А.В., Иванов Е.Н., Васько В.В. Модернизация подготовительных процессов горно-обогатительных комбинатов// Тез. IV междунар. науч.-техн. конф. "Ресурсосберегающие экотехнологии: возобновление и экономика энергии, сырья и материалов", Гродно – 2000 – С. 153-154.

  11. Васько В.В., Лисица А.В., Иванов Е.Н. Селективное раскрытие минералов, Гродно. – 2000. – С. 158-159.

  12. Оборудование для классификации отсевов дробильно-сортировочных участков, В.В. Воробьев, Е.Н. Иванов, А.В. Лисица// Материалы международной научно-технической конференции «Вклад вузовской науки в развитие приоритетных направлений производственно-хозяйственной деятельности, разработку экономичных и экологически чистых технологий и прогрессивных методов обучения», БГПА, - Минск – 2000.

  13. Лисица А.В. Оборудование для фракционирования на узкие классы сухих смесей в строительстве// Сборник докладов 3-й междунар. науч.-техн. конф. "Современные технологии сухих смесей в строительстве "MixBUILD" – С.-Петербург – 2001 – С. 133-136.


РЕЗЮМЕ

ЛИСИЦА Андрей Васильевич




Дробление твердых пород в центробежно-ударных дробилках



Ключевые слова: разрушение дисперсных сред свободным ударом, центробежно-ударная установка, селективность раскрытия минералов, скорость удара.

Объектом исследования является процесс дезинтеграции твердых тел свободным ударом о неподвижную преграду и факторов, влияющих на данный процесс.

Целью настоящей работы является установление связи между механо-физическими свойствами, размерами, скорости разрушаемых материалов при свободном ударе, материала отбойных плит и их состояния, расстояний, проходимых телами перед ударом, и углов встречи с ними и параметрами осколкообразования.

В работе впервые разработаны методики моделирования разрушения дисперсных сред при ударном нагружении и расчета разрушения твердых тел ударными нагрузками, экспериментально установлена скорость насыщения при дроблении свободным ударом ряда горных пород, влияние углов встречи материала с отбойными плитами на селективность раскрытия и параметры разрушения. Проведены экспериментальные исследования влияния материала отбойных плит на дробление твердой среды в центробежной установке. Предложена новая конструкция центробежной дробилки с двумя рядами отбойных плит, расположенных под определенным углом друг к другу, повышающая эффективность измельчения.

Похожие:

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Автор : Лисица Андрей Васильевич зам директора компании «Новые технологии» iconНовые поступления в библиотеку авторефератов диссертаций с 01. 09. 2010 по 10. 11. 2010г
Многокритериальная система автоматического управления процессом каталитического риформинга : Автореферат диссертации на соискание...
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Автор : Лисица Андрей Васильевич зам директора компании «Новые технологии» iconПроектирование и реализация технологии закрепления профессионального выбора будущих специалистов по социальной работе
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Автор : Лисица Андрей Васильевич зам директора компании «Новые технологии» iconМаркетинг инновационно-ориентированных регионов
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Автор : Лисица Андрей Васильевич зам директора компании «Новые технологии» iconТомография плазменно-пылевых структур
Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Автор : Лисица Андрей Васильевич зам директора компании «Новые технологии» iconИ. Г. Создание и использование школьной медиатеки на основе распределенного информационного ресурса
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Автор : Лисица Андрей Васильевич зам директора компании «Новые технологии» iconПедагогический диалог православных воспитательных традиций и отечественной системы светского образования
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Автор : Лисица Андрей Васильевич зам директора компании «Новые технологии» iconАвтореферат вета ипнг ран. Отзывы на автореферат можно присылать по адресу: диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук 119333, г. Москва, ул. Губкина, 3, ипнг ран автореферат разослан
И н с ти т у т п р о б л ем н е ф ти и г а з а р ан (и п н г р а н )
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Автор : Лисица Андрей Васильевич зам директора компании «Новые технологии» iconА л 553 Либорио, Кордеро. Повышение эффективности функционирования бортовых радиотехнических систем связи спускаемых космических аппаратов. Специальность
Специальность 05. 12. 07-Антенны, свч устройства и их технологии [Текст] : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата...
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Автор : Лисица Андрей Васильевич зам директора компании «Новые технологии» iconАвтореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата филологических наук
Работа выполнена на кафедре телевидения и радиовещания факультета журналистики Московского государственного университета им. М. В....
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Автор : Лисица Андрей Васильевич зам директора компании «Новые технологии» iconТехноприродные криогенные процессы в зоне влияния магистрального водоснабжения в центральной якутии (на примере участка самотечного канала)
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница