Горная промышленность – ведущая отрасль национальной экономики, поставляющая сырье для энергетики, черной и цветной металлургии, химической промышленности, строительной индустрии, производства минеральных удобрений и ряда других отраслей, на которых основана индустриальная мощь нашей страны.
Перед горнодобывающей промышленностью России стоят задачи интенсификации добычи и переработки минерального сырья при минимальных затратах для обеспечения все возрастающих потребностей экономики. Экономический потенциал каждой страны определяется уровнем производства металлов, а, следовательно, объемами добычи полезных ископаемых из недр.
Вследствие непрерывного роста потребности в минеральном сырье и ограниченности трудовых ресурсов требуется дальнейший рост производительности труда. Поэтому основными направлениями совершенствования открытой разработки месторождений являются: комплексная механизация открытых горных работ на базе использования нового оборудования с автономным приводом и техники непрерывного действия, повышение уровня автоматизации работы горных машин, внедрение дистанционного управления, а в перспективе – разработка и внедрение промышленных роботов для выполнения наиболее трудоемких и опасных горных работ.
Запасы руд являются невосполнимыми природными ресурсами, по этому важным является вопрос о комплексном использования минерального сырья, укреплении и развитии сырьевой базы горной промышленности, в том числе горнорудной.
Горные породы по глубине залегания и толщине слоев изменяются случайным образом, что приводит к переменному характеру их физико-механических свойств. А это, в свою очередь, вызывает резкое изменение нагрузок двигателей в приводах главных механизмов буровых станков.
В общем случае расчеты режимных параметров в зависимости от способа бурения сводятся к определению значений усилия подачи, мощности приводов механизмов подачи и вращателя, скорости бурения, расхода сжатого воздуха, производительности станка и др.
Усилие и мощность электродвигателей механизма подачи буровых станков шарошечного бурения можно определить по формулам.
где N под - усилие механизма подачи, Н; P под - мощность электродвигателей механизма подачи, кВт; v под - скорость подачи, м/с; f - коэффициент крепости породы по М. М. Протодьяконову; η - к. п. д. механизма подачи; D 1 – диаметр скважины
Режим работы вращателя характеризуется большой неравномерности нагрузки, вызванной неравномерностью свойств забоя, характером процесса разрушения, возникновением значительных вибраций при работе бурового станка. При расчете мощности электропривода вращателя бурового станка используется эмпирическая методика.
Мощность электродвигателей и момент на валу вращателя:
,
где M вр - момент на валу вращателя, Нм; P вр - мощность электродвигателя вращателя, кВт; h 3 — глубина внедрения зубьев шарошки, м; z ш — число шарошек; k тр =1,15 — коэффициент, учитывающий трен ие в подшипниках шарошек и буровой колонки о стенки скважины; η вр - к. п. д. трансмиссии вращателя; ω вр – скорость вращения бурового става, рад -1 σ ск— предел прочности породы на скалывание, МПа.