Разработка научно-технических основ повышения эффективности разрушения горных пород в слое
На правах рукописи
ЛАГУНОВА Юлия Андреевна
РАЗРАБОТКА НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ОСНОВ
ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД «В СЛОЕ»
Специальность 05.05.06 – "Горные машины"
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Екатеринбург
2009
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет».
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Афанасьев Анатолий Ильич;
доктор технических наук, профессор Хорешок Алексей Алексеевич;
доктор технических наук Газалеева Галина Ивановна.
Ведущая организация – Институт горного дела УрО РАН (г. Екатеринбург).
Защита диссертации состоится 24 декабря 2009 г. в 10оо ч. на заседании диссертационного совета Д 212.280.03 при ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» по адресу: 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30 (в зале заседания Учёного совета).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.
Автореферат разослан "_20_" ___ноября_____ 2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета М.Л. Хазин
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Дробление и измельчение горных пород являются самыми распространенными и одновременно наиболее энергоемкими процессами в горнорудной промышленности, на долю которых приходится 60-70 % от общих энергозатрат, причем основную часть затрат составляют операции измельчения. Низкая эффективность работы измельчительного оборудования обусловливается как малым КПД барабанных мельниц – основного технологического оборудования отечественных и зарубежных обогатительных фабрик, так и неудовлетворительной связью циклов дробления и измельчения вследствие их многостадийности.
В условиях рыночной экономики ужесточаются требования к качеству оборудования и эффективности технологических процессов. Ситуация усугубляется тем, что в настоящее время горно-обогатительные комбинаты перерабатывают в основном бедные и труднодробимые руды.
Крупным недостатком существующих способов рудоподготовки является «зажелезнивание» рудных концентратов. Так, при измельчении в барабанных мельницах на 1 т массы измельчаемого продукта приходится 2…2,5 т шаровой загрузки, а содержание «железа» (продукты износа мелющих тел и футеровок) составляет до 2,5 кг и более на 1 т концентрата.
Кардинальным способом повышения эффективности процессов рудоподготовки является совершенствование дробильно-размольного оборудования.
Современный этап развития дробильно-размольного оборудования характеризуется тенденцией передачи работы циклов измельчения на циклы дробления за счет введения операции сверхтонкого дробления. Созданы образцы дробильного оборудования – конусные инерционные дробилки типа КИД (НПК «Механобр-Техника», г. Санкт-Петербург), крупность продукта которых не зависит от размера разгрузочной щели, и гирационные дробилки типа КМД с форсированным режимом дробления.
Внедрение новых конструкций дробильного оборудования лишь частично компенсирует недостатки существующих способов рудоподготовки.
Наиболее перспективным направлением совершенствования дробильно-размольного оборудования является создание дробильно-измельчительных агрегатов, совмещающих операции дробления и измельчения при высоких технологических показателях за счет принудительного самодробления и самоизмельчения.
Необходимые условия появления дробильно-измельчительных агрегатов – установление взаимосвязей конструктивных параметров агрегатов с их технологическими параметрами и свойствами перерабатываемых материалов, а также выявление возможностей и способов управления рабочим процессом.
В настоящее время известны технические решения по таким дробильно-измельчительным агрегатам, как: ударно-отражательные дробилки, центробежная мельница динамического самоизмельчения МАЯ и др. В этих устройствах разрушение породы происходит за счет создания силового инерционного поля, что обусловливает большой износ и малую производительность.
Практическая реализация совмещения операций дробления и измельчения в одном агрегате возможна и на основе механических способов разрушения горных пород, что показывает опыт развития конструкций дробильно-размольного оборудования.
Таким образом, разработка математической и физической моделей процесса разрушения горных пород «в слое», позволяющих установить закономерности формирования степени дробления и энергозатрат, а также обосновать конструктивные и режимные параметры дробильно-измельчительного агрегата, является актуальной научной проблемой.
Цель работы – повышение эффективности процессов рудоподготовки за счет разработки новых конструкций дробильно-измельчительного оборудования на базе установленных закономерностей разрушения горных пород в слое.
Идея работы заключается в том, что снижение энергоемкости процесса разрушения горных пород достигается при совмещении операций дробления и измельчения в одном агрегате с возможностью управления рабочим процессом и режимными параметрами агрегата, рабочие органы которого оснащены независимыми приводами.
Объектом исследования являются процессы разрушения горных пород «в слое» и технические средства для их реализации, в которых обеспечивается существенное повышение эффективности использования дробильных и измельчительных машин по сравнению с традиционными типами оборудования для рудоподготовки.
Предмет исследования – выявление основных факторов, определяющих характер процесса разрушения горных пород «в слое», установление закономерностей формирования основных показателей процесса – энергозатрат, степени сокращения крупности, эффективности разрушения.
Научные положения, выносимые на защиту.
1. Процесс разрушения кусков горных пород «в слое» характеризуется несколькими стадиями: изменение объема слоя за счет заполнения пустот между кусками пород, деформирование слоя в результате контактного взаимодействия между отдельными кусками слоя; разрушение кусков, что обусловливает рост затрат энергии как на преодоление сил сцепления между кусками и на упруго-пластическое деформирование слоя, так и на разрыв межкристаллических связей.
2. Процесс разрушения горных пород «в слое» описывается математической моделью, которая основана на решении гранулометрической, скоростной, энергетической задач и позволяет установить закономерности упруго-пластического деформирования фракций различной крупности с учетом одновременной сегрегации частиц при их перемещении в слое материала.
3. Основными показателями, характеризующими упруго-пластические свойства слоя материала, являются степень предварительного уплотнения, определяющая состояние зернистой среды, и плотность энергии деформации (энергия деформации, отнесенная к объему слоя).
4. Гранулометрическая и энергетическая характеристики дробимости горных пород в слое определяются фракционным составом горной массы, относительной деформацией слоя, зависящей от модуля сжимаемости слоя.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций определяются использованием классических и современных методов механики разрушения, апробированных методов сопротивления материалов и математической статистики, а также подтверждаются достаточной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполнявшихся как в лабораторно-промышленных, так и в лабораторных условиях, в том числе на физической модели (расхождение результатов не превышает 7…10 %).
Научная новизна диссертационной работы:
выявлены статистические зависимости показателей процесса разрушения горных пород способом "в слое" (степени сокращения крупности и энергоёмкости дробления) от грансостава исходной массы, структуры слоя материала и от интенсивности внешнего воздействия;
разработана имитационная модель процесса разрушения горных пород «в слое», основанная на рассмотрении состояния слоя материала как функции удельной энергии деформаций;
экспериментально установлены зависимости между показателями процесса разрушения «в слое» и основными влияющими факторами – степенью уплотненности слоя, фактором перемешивания фракций и степенью боковой стесненности.
Практическое значение работы.
На базе выполненных в работе исследований:
сформулированы принципы рациональной организации процесса разрушения горных пород «в слое» – многократного нагружения и изменения уровня относительной деформации от модуля сжимаемости слоя, которые позволят обеспечить положительное суммарное воздействие влияющих факторов;
разработана функциональная схема дробильно-измельчительного агрегата, обеспечивающая реализацию принципов рациональной организации процесса разрушения горных пород «в слое»;
разработана методика выбора режимных и конструктивных параметров агрегата.
Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены в дивизионе «Горное оборудование» ООО «Уралмаш-Инжиниринг» МК «Уралмаш» и в ОАО «Ураласбест».
В дивизионе «Горное оборудование» ООО «Уралмаш-Инжиниринг» МК «Уралмаш» внедрена методология обоснования основных параметров процесса разрушения горных пород в слое (энергоёмкость, грансостав продукта разрушения), выполнено техническое предложение по компоновочной схеме дробильно-измельчительного агрегата.
Предложенный вариант технологической схемы рудоподготовки с применением дробильно-измельчительного агрегата обеспечивает исключение ряда операций на обогатительной фабрике ОАО «Ураласбест».
Получен патент на полезную модель по конструкции дробильно-измельчительного агрегата № 57638 «Мельница» от 27.10.2006.
Результаты исследований включены в учебник по дисциплине «Проектирование обогатительных машин» для студентов специальности 150402 (170100) – «Горные машины и оборудование».
Апробация работы. Основные положения и результаты работы с 1990 по 2009 гг. докладывались и получили одобрение на научно-технических советах, научных симпозиумах и семинарах, в конструкторских отделах, институтах (НПК «Механобр-Техника», г. С.-Петербург, 2004, 2006 гг., НТЦ НИИОГР, г. Челябинск, 2005 г.) и на горно-обогатительных предприятиях России, Монголии (СМРП "Эрдэнэт", 2002 г.) и Украины (ДНТУ, ИГТМ НАН, 2002, 2005 гг.). Основные положения диссертационной работы докладывались на симпозиумах «Неделя горняка – 2004, 2005, 2006, 2008, 2009 гг.», МГГУ (г. Москва), международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера ХХI века» (г. Донецк, 2003, 2004, 2005, 2007 гг.), международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р. Кубачека. Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности» (г. Екатеринбург, 2002, 2004, 2006, 2007, 2008, 2009 гг.), международной конференции «Динамика и прочность горных машин» (г. Новосибирск, 2003 г.), международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р. Кубачека. Нетрадиционные технологии и оборудование для разработки сложно-структурных МПИ» (г. Екатеринбург, 2005 г.), научно-практической конференции «Качество, надежность, эффективная эксплуатация горно-транспортного оборудования: современное состояние и перспектива» (г. Екатеринбург, 2000 г.)
Публикации.
Основные научные результаты опубликованы в 35 печатных работах, в том числе в 23 из Перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, утвержденного ВАК.
Личный вклад автора в публикации, выполненные в соавторстве, состоял в формировании основной идеи / 8, 15, 16, 17, 26 /, выборе метода исследований / 21, 23, 30 /, анализе полученных результатов и подготовке на их основе методик расчета и рекомендаций / 1, 10 /.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 153 наименований. Работа изложена на 143 страницах машинописного текста и содержит 34 рисунка, 27 таблиц и 8 приложений.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В первой главе выполнен анализ современного состояния процессов рудоподготовки и определены задачи исследования.
Актуальность исследований процессов рудоподготовки предопределена ростом объемов переработки полезных ископаемых, в частности бедных руд и промышленных отходов; появлением новых технологий в обогащении и металлургии.
Наибольший вклад в создание теоретических основ техники рудоподготовки внесли С.Е. Андреев, В.А. Бауман, И.И. Блехман, Л.А. Вайсберг, Г.А. Денисов, В.В. Зверевич, Н.А. Иванов, В.И. Кармазин, В.Р. Кубачек, Л.Б. Левенсон, В.А. Масленников, В.А. Олевский, С.А. Панкратов, В.Н. Потураев, Ю.И. Протасов, В.И. Ревнивцев, В.Д. Руднев, А.К. Рундквист, А.Д. Табарин, В.Н. Хетагуров, А.В. Ягупов.
Практика проектирования, расчета и технологического применения дробильно-размольного оборудования была развита благодаря работам Д.И. Беринова, В.А. Донченко, Л.П. Зарогатского, М.Н. Казенкова, Н.Г. Картавого, Б.В. Клушанцева, Ю.А. Муйземнека, В.А. Перова, К.А. Разумова, А.Д. Учителя, А.М. Шестакова, В.П. Франчука и многих других.
Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований по дробильно-размольному оборудованию, в частности по дробильно-измельчительным агрегатам, показал:
решение проблемы повышения эффективности процессов рудоподготовки возможно при снижении крупности продукта дробильного передела, т.е. переноса большей части работы по разрушению горных пород на дробильное оборудование;
основным способом получения мелкого продукта является способ разрушения горных пород «в слое».
Вместе с тем способ «свободного» разрушения (или дробление «в слое») не имеет широкого применения ввиду ряда технических трудностей его реализации. Как показали промышленные испытания дробилок в ряде режимов (например, при завале или чрезмерно большой производительности по питанию), работа оказывается настолько напряженной, что приводит к отказам предохранительных устройств.
В целом данный способ характеризуется малой управляемостью процессом дробления (зависимость результата процесса от случайных факторов перемешивания и степени уплотненности слоя), нестабильностью характеристик силового воздействия на материал и необходимостью повышения цикличности нагружения для обеспечения качества продукта (соответственно, при увеличении энергоемкости процесса).
В то же время, как установлено в результате промышленной эксплуатации дробилок КИД и КМД-2200Т при форсированном режиме работы, способ дробления «в слое» имеет ряд преимуществ:
1) повышенная степень дробления за счет устранения ограничения крупности продукта, зависящего от размера разгрузочной щели;
2) возможность получения продукта преимущественно кубовидной формы;
3) исключение переизмельчения продукта.
В связи с этим способ дробления «в слое» целесообразно применять в дробильно-измельчительных агрегатах как средство совмещения циклов дробления и измельчения.
Расширение области применения и повышение эффективности дробильно-измельчительных агрегатов требуют более полного изучения основных закономерностей процесса разрушения горных пород «в слое» и разработки методики обоснования конструктивных и режимных параметров агрегатов.
В соответствии с целью работы сформулированы основные задачи исследований.
Главной задачей исследования является определение качественных и количественных характеристик процесса разрушения горных пород «в слое» на основе учета влияющих факторов и при исключении режима прессования.
Частными задачами исследования являются:
разработка технических решений, обеспечивающих формирование «слоя» материала и регулирование уровня разрушающего воздействия в зависимости от крупности частиц материала;
установление количественных зависимостей между режимными и технологическими параметрами установки;
оценка гранулометрической и энергетической характеристик процесса разрушения в «слое».
Во второй главе рассмотрены вопросы моделирования процесса разрушения горных пород «в слое» и выявлены его закономерности.
Показано, что полная имитационная модель процесса разрушения «в слое» должна включать: математическую и физическую модели, в которые входят характеристики физико-механических и технологических свойств материала, модели операций перемешивания фракций материала, уплотнения слоя и разрушения частиц материала.
При разработке математической модели процесса разрушения горных пород «в слое» приняты следующие допущения: слой рассматривается как упругопластическая среда; среда является сыпучей; рабочий орган представляет собой твердое тело, характеризуемое линейными размерами и углами; поверхности скольжения при деформировании развиваются в условиях всестороннего сжатия.
В общем виде напряженно-деформированное состояние среды может быть описано тензорами напряжений и деформаций.
Тензоры напряжений и деформаций в точке
х ху хz х 0,5 ху 0,5 хz
Тн = уx y уz. (1) Tд = 0,5 ху х 0,5 уz. (2)
zx zy z 0,5 zx 0,5 zy z
По условию равновесия
ху = уz ; уz = zy ; zx = хz ; (3)
ху = ху ; уz = zy ; zx = хz. (4)
Переход от компонент тензора деформаций к перемещениям точек деформируемого объема по уравнениям Коши:
x = u / x; ху = (u / y) + (v / x);
y = v / y; уx = (v / z) + (w / y);
z = w / z; zx = (w / x) + (u / z). (5)
Условия равновесия внутренней точки деформируемого слоя (рис. 1):
[(х) /(х)] + [( ху) / (y)] + [(хz) / (z)]+ Х = 0;
[(ух) / (х)] + [(у) / (y)] + [(yz) / (z)] + Y = 0;
[(zx) / (х)] + [(zу) / (y)] + [(z) / (z)] + Z = 0. (6)
Для упрощения решения используем метод представления слоя как линейно-деформируемого тела (рис. 2).
Механизм разрушения кусков породы "в слое"
Соотношения между касательными и нормальными компонентами напряжений в дискретной среде характеризуют способность рассматриваемых сред распределять действующие нагрузки и для безраспорной среды имеют вид:
хz = - (1 / 2x) (z / x);
yz = - (1 / 2y) (z / y);
yx = (1 / (4x y)) (2z / (xy));
x = (1/4 x2) (2z ) / (x2);
y = (1/4 y2) (2z ) / (y2). (7)
В случае распорной среды коэффициенты пропорциональности x, y в уравнениях уже не являются постоянным, и меняются с глубиной z:
(1 / 2x) = (z) = z;
(1 / 2y) = (z) = z. (8)
Матрица тензора напряжений тогда принимает вид:
1 0 0
Т = 0 2 0. (9)
0 0 3
При деформировании слоя материала в условиях блокированности при предварительном уплотнении поле напряжений достаточно однородно и характеризуется гидростатическим распределением напряжений, т.е. таким распределением, когда 1 = 2 = 3.
Дифференциальные уравнения равновесия и условие прочности образуют систему уравнений, содержащую два компонента тензора напряжений для плоской задачи:
[(х) / (х)] + [(ху) / (y)] = Х;
[(ху) / (х)] + [(y) / (y)] = Y. (10)
Характер процесса разрушения «в слое» определяется соотношением между уровнем внешнего воздействия, структурой слоя (степенью уплотненности слоя), кинематическими параметрами движения слоевой загрузки в рабочей камере и интенсивностью (кинетикой) сокращения размеров кусков и грансостава смеси.
Принцип построения имитационной модели
Математическое описание процесса разрушения выполнено на основе энергетического подхода. В качестве основного показателя принята плотность энергии деформации Ад. Показатель Ад характеризует упругопластические свойства слоя материала и определяется по зависимостям
Ад = р2 / (Еэф) = 2 Еэф.
При нагружении плотность энергии деформаций изменяется от 0 до Ад.max.
Уравнение энергетического баланса
А = Адеф или F h = p V, (11)
где А – работа сжимающей нагрузки;
Адеф – энергозатраты на деформацию слоя материала;
F – нагрузка;
h – перемещение идентора
(рис. 3);
p – давление в слое материала при изменении объема слоя V, равное удельному сопротивлению слоя сжатию.
Упругопластические свойства уплотняемых тел характеризуются эффективным модулем уплотнения или сжимаемости Еэф, величина которого зависит от степени уплотненного тела.
Давление в слое можно рассчитать по формуле
p = Еэф, (12)
где – относительная деформация слоя,
= h / Н = V / V,
здесь Н – высота слоя.
Эффективный модуль сжимаемости слоя также зависит от относительной деформации:
Еэф = Ен (), (13)
где Ен – насыпной модуль сжимаемости слоя материала;
() – безразмерная функция объемного содержания твердой фазы.
Величина объема твердой фазы обратно пропорциональна коэффициенту разрыхления:
= С(kpн-1 + (kpо-1 – kpн-1) (/ пр)) или = н + (о – н) (/ пр),
где С – коэффициент пропорциональности;
kpн, kpо – начальное и остаточное значения коэффициента разрыхления слоя материала;
н, о – начальное и остаточное значения объемного содержания твердой фазы;
пр – предельное значение деформации (деформация прессования).
Здесь
= С kpн-1 = н при = 0 ;
= С kpо-1 = о при = пр.
Функция () характеризует изменение эффективного модуля сжимаемости при деформировании слоя
() = q / (1– (/ пр))k, (14)
где q – коэффициент, характеризующий степень предварительного уплотнения слоя;
k – показатель степени, зависящий от структуры и степени блокированности слоя.
Показатель k характеризует упругопластические свойства слоя и изменяется в диапазоне 0 k 1.
При k = 0 функция () = 1 и Еэф = Ен, то есть слой материала представляет собой идеально сыпучую среду и не сопротивляется деформации, когда боковые поверхности свободны.
При k = 1 функция имеет вид () = q / (1– (/ пр)). В этом случае слой материала размещается в матрице, а зависимость эффективного модуля сжимаемости от относительной деформации является практически линейной и соответствует диаграмме усилия раздавливания одиночного куска.
| / пр | k=0 | k=0,25 | k=0,5 | k=0,75 | k=1 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0,25 | 1 | 1,075 | 1,15 | 1,24 | 1,33 |
| 0,50 | 1 | 1,19 | 1,41 | 1,68 | 2,0 |
| 0,75 | 1 | 1,41 | 2,0 | 2,83 | 4,0 |
| 1,0 | 1 |
На рис. 4 приведены графики относительных значений (по отношению к насыпному модулю сжимаемости слоя) эффективного модуля сжимаемости Еэф / Ен при различных значениях k.
Показатели процесса разрушения
Основной параметр – это давление, оказываемое на слой сжимающей силой.
Подставив выражения (13) и (14) в (12), получим
p = Ен (q / (1– (/ пр)))k. (15)
Общее сопротивление слоя материала сжатию и, соответственно, сжимающая нагрузка
F = p S = Ен S (q / (1– (/ пр)))k, (16)
где S – площадь сечения слоя, перпендикулярного вектору силы.
Поделив обе части выражения (12) на объем слоя, получим
а = p V / V = p,
где а – энергоемкость разрушения материала в слое.
С учетом выражения (15)
а = Ен 2 q / (1– (/ пр))k. (17)
Энергозатраты на деформирование и разрушение слоя материала
Адеф = а V = V Ен 2 q / (1– (/ пр))k. (18)
Удельные энергозатраты на разрушение слоя
Ауд = А / V = 0,5 Fh / (SH) = 0,5р. (19)
Подставив (15) в выражение (19), получим
Ауд = 0,5 2Ен q / (1– (/ пр))k. (20)
На рис. 5 изображены графики зависимости удельных энергозатрат на разрушение слоя от относительной деформации слоя. Графики могут быть аппроксимированы двумя линиями – прямой (при значениях 0< < к) и кривой в виде экспоненты (к< < пр).
Зависимости удельных энергозатрат на разрушение слоя от относительной деформации (при q =1) имеют вид:
| / пр | k при q=1 | ||||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0,25 | 0,031 | 0,034 | 0,038 | 0,042 | 0,046 |
| 0,50 | 0,125 | 0,17 | 0,22 | 0,30 | 0,38 |
| 0,75 | |||||
| / пр | k при q=2 | ||||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0,25 | 0,062 | 0,068 | 0,076 | 0,084 | 0,092 |
| 0,50 | 0,25 | 0,34 | 0,44 | 0,60 | 0,76 |
| 0,75 | |||||
при k = 1
Ауд = 0,52Ен / (1 – ( / пр));
при k = 0,5
Ауд = 0,52Ен / (1 – ( / пр))0,5;
при k = 0,25
Ауд = 0,52Ен / (1 – ( / пр)) 0,25.
Гранулометрическая характеристика или степень дробления материала определяется величиной объемного содержания твердой фазы или коэффициентом разрыхления.
Остаточное значение коэффициента разрыхления, соответствующее достигнутой степени дробления материала:
kpо = kpн – (kpн – kp.пр) / пр,
где kp.пр – значение коэффициента разрыхления материала, соответствующее деформации прессования.
При k = 1
kpо = kpн – (kpн – kp.пр) (1 – 0,52Ен/Ауд).
Таким образом, полученная модель дает полное решение задачи о разрушающем сжатии слоя. При этом одновременно с давлением и деформациями определяются и гранулометрические характеристики слоя как функции основного параметра, характеризующего состояние слоя, а именно плотности энергии деформации А.
В целом показатели процесса разрушения материала «в слое» определяются следующими факторами:
структурой слоя, определяемой объемным содержанием твердого и степенью предварительного уплотнения слоя;
граничными условиями, характеризующимися степенью блокированности слоя;
относительной деформацией слоя и др.
Третья глава раскрывает содержание экспериментальных исследований по разрушению горных пород «в слое».
Целью экспериментальных исследований является установление основных влияющих факторов, характеризующих показатели процесса разрушения горных пород «в слое», и определение параметров, обеспечивающих повышение эффективности рабочего процесса разрушения горных пород «в слое».
В соответствии со схемой полного факторного эксперимента рассматривалось совместное действие двух факторов:
степени уплотненности слоя, характеризуемой коэффициентом разрыхления материала;
фактора перемешивания (уровень расположения фракций материала по высоте слоя).
Испытания проводились на копре ПМ и на лабораторной установке способом динамического сжатия. Скорость приложения нагрузки составила порядка 3…4 м/с, что соответствует значениям скорости нагружения в дробильных машинах традиционного исполнения и требованиям методики испытаний породы на дробимость одиночным ударом.
В процессе испытаний контролировались следующие параметры:
а) параметры слоевой навески – масса и гранулометрический состав навески, насыпной вес навески и коэффициент разрыхления материала, уровень расположения фракций по крупности в слое, толщина слоя;
б) условия реализации процесса – условие (фактор) боковой стесненности; степень уплотненности слоя;
в) результаты процесса – работа разрушения, грансостав продуктов разрушения, степень сокращения крупности, удельная энергоемкость разрушения.
Результаты факторного эксперимента приведены в табл. 1 и 2.
В табл. 1 и 2 фактор Х1 соответствует коэффициенту разрыхления слоя, который определен как Кр = (Vсл )/mсл, где Vсл – объем слоя; – плотность породы; mсл – масса слоя, а фактор Х2 соответствует варианту расположения крупной фракции в слое.
Определение степени сокращения крупности
Вид уравнения: Y1=A0 + A1 X1 + A2 X2 + A12 X1 X2.
Таблица 1
Результаты эксперимента по определению степени сокращения крупности
| Хо | X1 | X2 | Х1Х2 | Yi | ||||
| 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1,12 | |||
| 2 | 1 | 1 | -1 | -1 | 1,08 | |||
| 3 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1,22 | |||
| 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1,17 | |||
| После определения значений коэффициентов получили выражение для расчета степени сокращения: Y1 = 1,1475-0,0225X1+0,0475X2-0,0025 X1 X2. | ||||||||
| Определение энергоемкости разрушения | ||||||||
| Вид уравнения: Y2 = A0 + A1 X1 + A2 X2 + A12 X1 X2. | ||||||||
| Таблица 2 | ||||||||
| Результаты эксперимента по определению энергоемкости | ||||||||
| Хо | X1 | X2 | Х1 Х2 | Yi | ||||
| 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1,43 | |||
| 2 | 1 | 1 | -1 | -1 | 1,72 | |||
| 3 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1,51 | |||
| 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1,82 | |||
| После определения значений коэффициентов получили выражение для расчета энергоемкости разрушения: | ||||||||
Y2=1,62+0,15X1+0,045X2+0,005 X1 X2.
Получим зависимости для определения показателей процесса разрушения «в слое»:
i = KW(1,15 – 0,02((Kp – 1,3)/0,15) + 0,05X2); (21)
a = 1,62 + 0,15((Kp – 1,3)/0,15), кДж/кг, (22)
где KW – коэффициент, зависящий от работы разрушения;
Кр – коэффициент разрыхления материала;
+1
Х2 = { 0 - фактор перемешивания.
– 1
Основной уровень фактора Х2 (Х2 = 0) соответствует варианту расположения крупной фракции на нижней границе слоя, верхний уровень (Х2=+1) – на верхней границе и нижний уровень (Х2 = -1) – в середине слоя.
Влияние фактора Х1 на степень сокращения крупности при различных факторах Х2 оценивается по остаточной дисперсии, равной нулю, корреляционному отношению, составляющему соответственно 0,732; 0,605; 0,737, доверительной оценке – 40,69; 46,44; 39,79.
Влияние фактора Х1 на энергоемкость разрушения при различных факторах Х2 оценивается по остаточной дисперсии, равной нулю, корреляционному отношению, составляющему соответственно 0,506; 0,282; 0,514, доверительной оценке – 35,1; 51,22; 44,31.
Примеры статистической оценки приведены на рис. 6 и 7.
В результате исследований установлено:
эффект взаимодействия факторов незначителен, т.е. имеет место независимое действие факторов;
при возрастании степени уплотненности слоя (и соответственно плотности энергии упругих деформаций) степень сокращения крупности i увеличивается, энергоемкость разрушения уменьшается;
фактор перемешивания существенно влияет на степень сокращения крупности.
В случае расположения крупной фракции на верхней границе слоя при дробящем воздействии крупные частицы исполняют роль дробящих тел для мелких и средних классов, что обеспечивает повышение эффективности разрушения. Энергоемкость разрушения практически не зависит от фактора перемешивания.
Анализ исследований по ударному и виброударному разрушению показал необходимость дополнительного изучения физической сущности процесса разрушения горных пород «в слое» при динамическом внешнем воздействии.
Рис. 6. Статистическая оценка и вывод вида зависимости степени
сокращения от коэффициента разрыхления при расположении
крупной фракции на верхней границе слоя
Выполнена оценка влияния динамичности разрушающего воздействия на слой материала в диапазоне скоростей 3…7 м/с.
Установлено, что при разрушении «в слое» не требуется высокая
скорость внешнего воздействия, так как при высокой скорости основная часть энергии идет на переизмельчение частиц материала в контактной зоне, а ввиду малой длительности ударного воздействия микротрещины не успевают соединиться между собой в объеме кусков.
На рис. 8 и 9 показаны зависимости основных показателей процесса разрушения «в слое» от скорости и энергии удара.
Установлен диапазон изменения скоростей v виброударного воздействия, составляющий 4…6 м/с, при котором достигается повышение степени сокращения крупности i и снижение энергоемкости разрушения. Дальнейшее повышение скорости удара не приводит к заметному повышению эффективности рабочего процесса.
Рис. 7. Статистическая оценка и вывод вида зависимости
энергоёмкости от коэффициента разрыхления при расположении
крупной фракции на верхней границе слоя
Главным физическим критерием интенсивности воздействия внешних сил при ударном разрушении является удельная контактная энергия удара при заданной амплитуде ударного импульса. При увеличении нагрузок происходит интенсивное образование трещин, приводящих породу в тонкодисперсное состояние (объемное разрушение).
Следовательно, для повышения эффективности ударного разрушения целесообразно увеличивать энергию удара.
Статистический анализ результатов с целью оценки достоверности проводили согласно стандартным методикам. Сходимость теоретических и экспериментальных исследований хорошая, расхождение не превышает 7…10 %.
В главе 4 разработана функциональная схема дробильно-измельчительного агрегата.
В процессе дробления продукт предшествующего шага преобразования становится исходным материалом для последующего.
При разрушении «в слое» функция преобразования питания в продукт включает предварительные функции – перемешивания, уплотнения и разрушения (дробления) материала. Влияние данных функций на функцию преобразования определяется содержанием операторов функций и свойствами операнда (горной породы).
Свойство дробимости горных пород «в слое» определяется гранулометрической и энергетической характеристиками.
Гранулометрические и энергетические характеристики свойства дробимости слоя материала представляют собой соотношения между величиной относительной деформации при разрушении материала «в слое» и гранулометрическим (степень сокращения крупности частиц и грансостав) и энергетическим (относительными энергозатратами, отнесенными к объему материала) результатами процесса разрушения.
На рис. 10 и 11 приведены гранулометрические и энергетические характеристики для пород Баженовского месторождения при 0 0,3.
Проведенные исследования позволили установить следующие особенности процесса разрушения горных пород «в слое»:
с увеличением деформации слоя удельный расход энергии увеличивается;
процесс разрушения материала, в котором содержатся разноразмерные фракции, по сравнению с разрушением классифицированной фракции по удельному расходу энергии на дробление, крупности дробленого продукта, степени сокращения, происходит более интенсивно: усилие дробления увеличивается, зона эффективного дробления до наступления прессования материала уменьшается.
Таким образом, процесс разрушения разноразмерных фракций материала «в слое» оказывается более простым с точки зрения более широкого диапазона возможных параметров сжатия материала, а содержание более крупных фракций в исходном продукте может явиться средством управления процессом дробления.
Функциональная схема представляет собой результат анализа, позволяющего через полное выделение предварительных функций найти пути выполнения функции преобразования. На основе декомпозиции функции преобразования определены средства ее реализации и органоструктура дробильно-измельчительного агрегата (табл. 3 и 4).
Таблица 3
Декомпозиция функции преобразования
| Функции - цели | Функции – средства |
| Получение максимально возможного количества мелочи в продукте | Дробление способом «кусок о кусок» (в слое) |
| Дробление способом «кусок о кусок» | Уплотненное распределение материала в рабочей камере и сегрегация его по крупности |
| Уплотненное распределение материала в рабочей камере и сегрегация его по крупности | Полное использование свойства дробимости материала |
| Полное использование свойства дробимости материала | Разрушение возможно большей части материала при предельной относительной деформации |
Таблица 4
Органоструктура дробильно-измельчительного агрегата
| Функции - средства | Способы выполнения функций |
| Дробление способом «кусок о кусок» (в слое) | Формирование слоя перерабатываемого материала при загрузке барабана |
| Уплотненное распределение материала в рабочей камере и сегрегация его по крупности | Сообщение частицам материала сложного движения при воздействии инерционных сил, за счет механизма перемещения активных мелющих тел |
| Полное использование свойства дробимости материала | Регулирование уровня разрушающего воздействия в зависимости от физико-механи-ческих свойств материала за счет подбора амплитудно-частотных характеристик вибратора |
| Разрушение возможно большей части материала при предельной относительной деформации | Согласование уровня разрушающего воздействия с изменением размеров частиц материала при установке активных мелющих тел по ходу движения в рабочей камере материала |
В пятой главе проведены моделирование и исследование экспериментальной установки и предложено техническое решение по конструкции дробильно-измельчительного агрегата.
Обоснование выбора основных параметров /33/ заключается в определении необходимой частоты вращения барабана и мощности виброударного механизма.
Частота вращения барабана устанавливается из условия обеспечения равномерного перемешивания при сегрегации частиц материала. Исходными данными для расчета являются свойства горных пород и характеристики слоя, а также требуемая производительность агрегата (Q).
Предварительно мощность виброударного механизма определяем по формуле
Р = Qа,
где а – энергоемкость разрушения «в слое».
Частота вращения барабана, мин-1
n = nкр,
где – коэффициент снижения частоты вращения барабана, = 0,2…0,3;
nкр – критическая частота вращения барабана.
Общая производительность агрегата по исходному питанию, т/ч
Q = kизDв2,5L,
где kиз – коэффициент измельчаемости руды (для руд мягких kиз = 1,5…2;
средней твердости kиз = 1; твердых kиз = 0,5…0,7);
Dв – внутренний диаметр барабана, м;
L – длина барабана, м.
Производительность по вновь образованному классу
Qок = аокРд,
где аок – энергоемкость разрушения материала по вновь образованному
классу.
Конструктивные параметры барабана (диаметр, длина) определяются исходя из условия обеспечения заданной производительности дробильно-измельчительного агрегата с учетом принятой степени заполнения рабочей камеры материалом по известным зависимостям.
Выявленные особенности процесса разрушения горных пород «в слое» позволили сформулировать основные принципы организации рабочего процесса дробильно-измельчительного агрегата, а именно:
разрушающее воздействие на все размерные группы слоевой укладки должно быть соразмерно свойству дробимости горных пород;
эффективное управление рабочим процессом должно обеспечивать суммирование положительных реакций влияющих факторов.
Более простым и универсальным техническим решением дробильно-измельчительного агрегата, обеспечивающим реализацию выдвинутых принципов организации рабочего процесса, является барабанная мельница со встроенными рабочими органами, оснащенными виброударным механизмом перемещения (рис. 12).
Выбор в качестве базы барабанной мельницы обусловлен тем обстоятельством, что в мельнице формирование слоя материала происходит в соответствии с параметрами движения барабана, что позволяет осуществить управление рабочим процессом.
Кроме того, габариты мельницы (длина) обеспечивают возможность повышения цикличности нагружения, а также при последовательном расположении рабочих органов достигается соответствие крупности частиц материала в зоне действия рабочего органа уровню разрушающего воздействия.
Предложена структурно-компоновочная схема дробильно-измельчительного агрегата. Схема состоит из барабана 1 с приводом вращения 2, загрузочной 3 и разгрузочной 4 цапф, мелющих тел 5, закрепленных на штангах 6. Штанги вмонтированы в барабан посредством направляющих 7 и уплотнений 8, выполненных с возможностью возвратно-поступательного движения, и снабжены приводом, включающим виброударный механизм 9 и механизм перемещения 10. Разрушение материала осуществляется в результате воздействия виброударного механизма на штанги и мелющие тела. Виброударный механизм срабатывает при прохождении мелющих тел через измельчаемый материал. Момент срабатывания контролируется посредством конечных выключателей, установленных на раме.
Схема дробильно-измельчительного агрегата за счет перемещения мелющих тел обеспечивает уплотнение измельчаемого материала перед разрушающим воздействием наряду с движением кусков по замкнутым траекториям при вращении барабана. Такое совместное воздействие на измельчаемый материал интенсифицирует процессы разрушения и эвакуации кусков, особенно мелких фракций. Кроме того, исключается инертная зона в центральной части загрузки, остающаяся неподвижной при вращении барабана. Ввиду объемного характера воздействия на материал разрушение происходит преимущественно по межзерновым контактам, при этом уменьшается энергоемкость разрушения и исключается переизмельчение руды.
В предложенной конструктивной схеме дробильно-измельчительного агрегата разрушение материала складывается из двух видов, взаимно обусловленных и протекающих совместно, – виброударное разрушение и разрушение истиранием.
Исходя из характера ударного воздействия (удар является центральным и дробящим) определены параметры рабочего органа и виброударного механизма.
На основании вышесказанного, а также по результатам испытания лабораторной модели агрегата (рис. 13) были сформулированы технические требования к дробильно-измельчительному агрегату:
1) крупность руды исходного питания dmax не должна превышать 30…40 мм;
2) для получения максимальной производительности агрегата содержание крупной фракции (0,75 dmax) должно быть не менее 15…20 %;
3) для обеспечения стабильной работы агрегата коэффициент заполнения барабана измельчаемым материалом составляет 0,5…0,7 и изменяется в зависимости от крепости породы и рациональной высоты слоя материала Нсл;
4) частота вращения барабана по условию сегрегации кусков различной крупности составляет 20…30 % от критической частоты;
5) степень сокращения крупности для каждого мелющего тела выбирается в зависимости от величины относительной деформации слоя, которая зависит от крупности поступающего материала: по мере сокращения крупности относительная деформация уменьшается (для исключения прессования).
В результате экспериментальных исследований установлено, что между энергией удара и степенью уплотненности слоя имеется обратная зависимость: малой степени уплотненности соответствуют повышенные значения энергии удара, и, наоборот, при «уплотненном» слое следует ограничивать величину энергии удара.
Основное достоинство дробильно-измельчительного агрегата (ДИА) - высокая степень дробления (до 10 и выше). Указанная степень дробления достигается за счет повышенных скоростных режимов и динамического воздействия мелющих тел на материал, что приводит к внутрислойному дроблению материала с высоким содержанием мелких классов.
Технические характеристики экспериментальной модели ДИА при разрушении горных пород «в слое» и лабораторной мельницы с шаровой загрузкой приведены в табл. 5 и 6. На рис. 14 показаны суммарные характеристики крупности питания и продукта, полученные на экспериментальной модели ДИА и лабораторной мельнице с шаровой загрузкой.
Окончательный выбор режимных и конструктивных параметров следует производить по результатам испытаний опытно-промышленного образца дробильно-измельчительного агрегата.
Таблица 5
Техническая характеристика опытной модели ДИА
| № п.п. | Показатель | Величина |
| Двигатель | ||
| 1 | Мощность, кВт | 0,55 |
| 2 | Номинальная частота вращения, об/мин | 1390 |
| Барабан | ||
| 3 | Геометрические параметры, дм | 8х1,5 |
| 4 | Диаметр внутренний, м | 0,8 |
| 5 | Частота вращения барабана, об/мин | 12 |
| 6 | Энергия удара, Дж | 60 |
| 7 | Степень сокращения крупности | 1,48 |
| 8 | Энергоемкость, кДж/кг (кВтч/т) | 2,31 (0,64) |
Таблица 6
Техническая характеристика лабораторной мельницы с шаровой загрузкой
| № п.п. | Показатель | Величина |
| 1 | Диаметр шаров, мм | 70 |
| 2 | Степень заполнения шарами объема мельницы | =0,3 |
| 3 | Насыпная плотность шаров, т/м3 | 4,6 |
| 4 | Масса шаровой загрузки, кг | 105 |
| 5 | Относительная частота вращения барабана, % | 70 |
| 6 | Степень сокращения крупности | 1,09 |
| 7 | Критическая частота вращения, об/мин | 33 |
| 8 | Энергоемкость, кДж/кг (кВтч/т) | 9,50 (2,64) |
Предложенная конструкция дробильно-измельчительного агрегата может существенно изменить технологическую схему рудоподготовки. Предлагаемая схема приведена на рис. 15.
Схема отличается количеством стадий дробления и измельчения. Вместо дробилки тонкого дробления типа КМДТ, стержневой мельницы и шаровой мельницы грубого помола установлен дробильно-измельчительный агрегат первой стадии, который осуществляет связь циклов дробления и измельчения. При этом исчезает необходимость в установке классифицирующих аппаратов.
Тонкий помол производит дробильно-измельчительный агрегат второй стадии.
Поскольку полезный объем предлагаемого дробильно-измельчительного агрегата в 2…3 раза превышает объем шаровой мельницы (исключаются шары), то его производительность, соответственно, возрастает и снижается количество агрегатов.
Поскольку энергоемкость измельчения в дробильно-измельчительном агрегате также существенно ниже (в 2…3 раза), то установленная мощность привода остается неизменной.
Реализация предлагаемой схемы повысит эффективность процессов мелкого дробления и измельчения при рудоподготовке.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертации на основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований решена научная проблема, заключающаяся в разработке теоретических положений процесса разрушения горных пород «в слое», выборе структурно-компоновочной схемы дробильно-измельчительного агрегата и в обосновании параметров дробильно-измельчительных агрегатов. Установление закономерностей процесса разрушения горных пород «в слое» и параметров дробильно-измельчительных агрегатов обеспечивает повышение эффективности и снижение энергозатрат на разрушение горных пород, что имеет важное хозяйственное значение.
Основные научные результаты, выводы и рекомендации, разработанные автором, заключаются в следующем:
1. Выявлено, что процесс разрушения горных пород «в слое» зависит от случайных факторов, в частности, от уплотнения и распределения материала в слое по крупности. Это затрудняет управление рабочим процессом и накладывает определенные условия при создании эффективных конструкций дробильно-измельчительных агрегатов. Для обоснованного проектирования дробильно-измельчительных агрегатов необходимо установление взаимосвязей конструктивных и режимных параметров агрегатов с их технологическими параметрами и свойствами перерабатываемых материалов, а также выявление возможностей и способов управления рабочим процессом.
2. Разработана физическая модель процесса разрушения горных пород «в слое», основанная на рассмотрении деформированного состояния слоевой укладки при фиксированных значениях факторов уплотненности, перемешивания, формы и боковой стесненности, влияния перечисленных факторов на степень сокращения крупности и энергоемкость разрушения.
3. Разработана математическая модель процесса разрушения горных пород «в слое», позволяющая установить зависимости эффективного модуля упругости слоя материала и удельных энергозатрат от относительной деформации фракций различной крупности с учетом одновременной сегрегации материала при его перемещении в слое.
4. Экспериментально установлены зависимости между показателями процесса разрушения «в слое» и основными влияющими факторами – степенью уплотненности слоя, фактором перемешивания фракций и степенью боковой стесненности. Основными показателями, характеризующими упруго-пластические свойства слоя материала, являются степень предварительного уплотнения слоя и удельная энергия деформации (энергия деформации, отнесенная к объему слоя).
5. Установлено, что показатели (удельный расход энергии на дробление, степень сокращения крупности) процесса разрушения материала, в котором содержатся разноразмерные фракции, зависят от расположения фракций по направлению внешнего воздействия: при расположении крупных фракций на верхней границе слоя дробление происходит более интенсивно, уменьшается энергоемкость дробления, зона эффективного дробления до наступления прессования материала увеличивается.
6. Выявлено, что процесс разрушения разноразмерных фракций материала «в слое» оказывается более эффективным по сравнению с разрушением материала с однородным составом в связи с широким диапазоном изменения возможных параметров сжатия материала, а увеличение содержания более крупных фракций в исходном продукте становится фактором управления процессом дробления.
7. Предложена функциональная схема дробильно-измельчительного агрегата, учитывающая условия процесса разрушения горных пород «в слое»:
соответствие разрушающего воздействия на все размерные группы слоевой укладки свойству дробимости горных пород при изменении величины частиц по ходу движения материала в рабочей камере агрегата;
эффективное управление рабочим процессом, исключающее переизмельчение за счет интенсивного вывода частиц кондиционной крупности из рабочей камеры.
8. Разработано техническое решение по конструктивной схеме дробильно-измельчительного агрегата, в которой достигается органичное совмещение функций уплотнения, перемешивания и разрушения материала и реализуются принципы рациональной организации рабочего процесса, проявляющиеся в том, что разрушающее воздействие осуществляется рабочими органами на материал, уже совершивший перемещение по рабочей камере к месту оказания на него силового воздействия. Совмещение функций позволит обеспечить управление рабочим процессом и существенно снизить энергоемкость дробления за счет избирательности и дозированности внешнего воздействия.
9. Предложенное решение дробильно-измельчительного агрегата позволит исключить из технологической цепи аппаратов конусную дробилку тонкого дробления (IV стадия) и барабанную мельницу (I стадия), т.е. упростить технологическую схему, уменьшить энергозатраты, увеличить производительность.
10. Предложен способ бесшарового измельчения горных пород с использованием мелющих тел активного действия, которые снабжены приводами с рабочими механизмами (виброударным и кинематическим), разработано техническое решение на уровне изобретения (положительные решения по заявке № 2005112950/03(014944) от 28.04.2005), и получен патент на полезную модель № 57638 от 27.10.2006.
Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях
1. Лагунова Ю.А., Муйземнек Ю.А. Влияние погрешности изготовления деталей на рабочий процесс в конусных дробилках мелкого дробления // Изв. вузов. Горный журнал. – 1991. - № 8. – С. 66-70 (автора – 0,125 п.л.).
2. Лагунова Ю.А. Дробимость хрупких материалов при разрушении их сжатием // Изв. вузов. Горный журнал. – 1996. - № 10-11. – С. 121-124.
3. Лагунова Ю.А. Определение комплексной характеристики свойства дробимости горных пород // Изв. вузов. Строительство. – Новосибирск. – 1998. - № 1. – С. 116-118.
4. Лагунова Ю.А. Оптимизация параметров дробильного оборудования на основе энергетических характеристик дробимости горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: Изд. МГГУ, 1999. - № 8. – С. 177-178.
5. Лагунова Ю.А. Обоснование параметров дробильно-измельчительных агрегатов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: Изд. МГГУ, 2000. - № 4. – С. 79.
6. Лагунова Ю.А. Особенности рабочих процессов дробильно-измельчительных агрегатов // Механизация строительства. - 2001. - № 4. – С. 6-8.
7. Лагунова Ю.А. Особенности рабочих процессов дробилок «самодробления» // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: Изд. МГГУ, 2002. - № 3. – С. 208-209.
8. Лагунова Ю.А., Покрышкина К.В. Выбор параметров дробильно-измельчительных агрегатов // Изв. вузов. Горный журнал.– 2002. - № 5. – С. 93-95 (автора – 0,16 п.л.).
9. Лагунова Ю.А. Анализ работы конусных дробилок мелкого и среднего дробления // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: Изд. МГГУ, 2003. - № 3. – С. 122-124.
10. Лагунова Ю.А., Груздев А.В., Лазарев Е.А. Механизация технического обслуживания и ремонта конусных деталей // Горные машины и автоматика. – 2004. - № 3. – С. 47-49 (автора – 0,125 п.л.).
11. Лагунова Ю.А. Резервы повышения эффективности использования оборудования для рудоподготовки // Горные машины и автоматика, 2004. - № 3. – С. 49-53.
12. Лагунова Ю.А. Экспериментальное исследование процесса разрушения слоя кусков горной породы // Горные машины и автоматика. – 2004. - № 5. – С. 37-38.
13. Лагунова Ю.А. Моделирование процесса саморазрушения горных пород при многослойной укладке кусков // Горные машины и автоматика. – 2004. - № 6. – С. 36-37.
14. Лагунова Ю.А. Интенсификация процессов дезинтеграции горных пород при рудоподготовке // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: Изд. МГГУ, 2005. - № 12. – С. 223-229.
15. Лагунова Ю.А.и др. Анализ компоновочных схем отечественных и зарубежных самоходных дробильных установок / Жиганов А.А., Жиганов П.А., Лазарев Е.А. // Горные машины и автоматика. –2005. - № 3. – С. 25-31. (автора – 0,5 п.л.)
16. Мальцев В.А., Лагунова Ю.А. Оборудование и направления деятельности ОАО «Уралмеханобр» // Горные машины и автоматика. –2003. - № 6. – С. 19-21. (автора – 0,125 п.л.)
17. Лагунова Ю.А., Лазарев Е.А., Жиганов П.А. Новые направления в проектировании и эксплуатации горно-обогатительного оборудования // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: Изд. МГГУ, 2006. - № 6. – С. 302-306. (автора – 0,5 п.л.)
18. Лагунова Ю.А. Обоснование способа организации рабочего процесса дробильно-измельчительного агрегата нового типа // Горное оборудование и электромеханика. – 2007. – № 5. – С. 40-42.
19. Лагунова Ю.А. Некоторые тенденции совершенствования дробильного оборудования // Горное оборудование и электромеханика. – 2007. – № 7. – С. 19-22.
20. Лагунова Ю.А. Моделирование процесса дробления горных пород «в слое» // Горное оборудование и электромеханика. – 2007. – № 7. – С. 49-53.
21. Лагунова Ю.А., Жиганов П.А. Особенности эксплуатации дробильно-размольного оборудования на месторождениях Австралии // Горное оборудование и электромеханика. – 2008. – № 1. – С. 54-56. (автора – 0,5 п.л.)
22. Лагунова Ю.А. Разработка математической модели процесса разрушения горных пород «в слое» // Горное оборудование и электромеханика. – 2008. – № 8. – С. 38-43.
23. Лагунова Ю.А., Жиганов П.А. Оценка влияния дробильно-перегрузочных агрегатов на поточность транспортных потоков карьеров // Горный вестник Узбекистана. – 2009. – № 2(37). – С. 78-81. (автора – 0,5 п.л.)
Статьи, опубликованные в научных сборниках и других изданиях
24. Лагунова Ю.А. Энергетическая модель процесса дробления горных пород сжатием // Известия Уральской гос. горно-геол. академии. - Вып. 6. - Сер.: Горная электромеханика. – 1997. – С. 100-104.
25. Лагунова Ю.А. Технические и технологические особенности конусных дробилок ОАО «Уралмаш» // Совершенствование методов проектирования горных машин, нефтегазопромыслового и дробильно-размольного оборудования: сб. научн. тр. – Екатеринбург, 1997. – С. 41-43.
26. Лагунова Ю.А., Шестаков В.С. Оценка технического уровня дробильно-размольного оборудования // XXI столетие – проблемы и перспективы освоения МПИ: сб. научн. трудов НГА Украины. – Т. 6. – № 3. – Днепропетровск: РИК НГА Украины, 1998. – 324 с. (автора – 0,15 п.л.).
27. Лагунова Ю.А. Оценка эффективности рабочих процессов измельчительного оборудования // Проблемы механики горно-металлург. комплекса: материалы междунар. научно-технической конференции. – Днепропетровск: Видавництво «Навчальна книга», 2002. – С. 20-21.
28. Лагунова Ю.А. Экспериментальное определение энергетической характеристики свойств дробимости // Изв. УГГГА. – Вып. 16. - Сер.: Горная электромеханика. – 2003. – С. 53-57.
29. Лагунова Ю.А. Динамика дробильного оборудования // Динамика и прочность горных машин: сб. докладов. – В 2-х томах. – Новосибирск: ИГД СО РАН, 2003. - Т. 2. – С. 76-80.
30. Лагунова Ю.А., Валова Т.Е. Моделирование процесса дробления горных пород: сб. трудов. – В 4-х томах.- Донецк: ДонНТУ, 2003. – Т. 2. – С. 142-143 (автора - 0,09 п.л.).
31. Лагунова Ю.А. Сравнительный анализ способов дробления горных пород: сб. трудов. – В 4-х томах.- Донецк: ДонНТУ, 2004. – Т. 2. – С. 148-149.
32. Лагунова Ю.А. Методика выбора параметров дробильно-измельчительного агрегата: сб. трудов. – В 4-х томах.- Донецк: ДонНТУ, 2005. – Т. 2. – С. 193-197.
33. Лагунова Ю.А. Тенденции развития конструктивных схем центробежных дробилок: сб. докладов V международной конференции. – Екатеринбург: Изд. УГГУ, 2007. – С. 116-122.
34. Лагунова Ю.А. Технологические особенности дробилок Уралмашзавода (ОМЗ – Дробильно-размольное оборудование) // Сб. трудов международной научно-технической конференции в г. Севастополе. – В 4-х томах. – Донецк: ДонНТУ, 2007. – Т. 2. – С. 236-238.
35. Мельница: пат. 57638 Рос. Федерация: МПК7 В 02 С 7/10 / Лагунова Ю.А.; заявитель и патентообладатель Лагунова Ю.А. - № 2005104730/03; заявл. 21.02.2005; опубл. 27.10.2006, Бюл. № 23 (II ч.). – 3 с.: ил.
Подписано в печать
Печать на ризографе. Бумага писчая.
Формат 6084 1/16 Печ. л. 2,0
Тираж 100 экз. Заказ №
Отпечатано с оригинал-макета
в лаборатории множительной техники изд-ва УГГУ
620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30
