Оценка удельного расхода резцов горных комбайнов

Определение удельного расхода резцов горных комбайнов остается актуальной задачей. В то же время какой расход резцов считать нормальным, а какой катастрофическим – интересует горняков в неменьшей степени, чем конструкторов режущего инструмента. На примере комбайна МС-430/009 и результатов его шахтных испытаний выполнена оценка удельного расхода резцов. Дана краткая техническая характеристика и описание исполнительного органа комбайна МС-430/009. Приведены основные сведения о методике расчета удельного расхода резцов горных комбайнов, учитывающей влияние физико-технических свойств пород, параметров режима резания, материала и геометрии инструмента, а также внешних условий эксплуатации. Представлены результаты расчета удельного расхода резцов для серийно выпускаемых отечественных комбайнов с учетом влияния прочности пород на сжатие, частоты вращения исполнительных органов, числа резцов, находящихся в контакте с породой, диаметра твердосплавной вставки и индекса абразивности CAI. Дано сопоставление расчетных данных с результатами шахтных испытаний комбайна MC430/009, полученных на шахте «Денисовская». Показано, что полученный при испытаниях расход резцов на рабочем органе комбайна МС 430/009 не является не только катастрофическим, но даже значительным, а вполне нормальным или обычным. Это в целом согласуется и не противоречит результатам шахтных испытаний различных резцов и горных комбайнов, полученных и другими авторами.

Жабин А. Б., Поляков Ан. В., Поляков Ал. В. Оценка удельного расхода резцов горных комбайнов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 12. – С. 132–143. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_12_0_132.

Жабин Александр Борисович — д-р техн. наук, профессор, Тульский государственный университет, e-mail: zhabin.tula@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-5305-4908,
Поляков Андрей Вячеславович¹ — д-р техн. наук, доцент, эксперт, e-mail: polyakoff-an@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-0067-6954,
Поляков Алексей Вячеславович¹ — канд. техн. наук, эксперт, e-mail: polyakoff-al@mail.ru, ORCID ID: 0009-0006-6076-6958,
¹ ООО «Единый консалтинговый холдинг».

Поляков Ан.В., e-mail: polyakoff-an@mail.ru.

1. Линник Ю. Н., Линник В. Ю., Цих А. Закономерности изнашивания резцедержателей поворотных резцов угледобывающих комбайнов // Уголь. — 2021. — № 1. — С. 30—33. DOI: 10.18796/0041-5790-2021-1-30-33.

2. Прокопенко С. А., Лудзиш В. С., Курзина И. А. Совершенствование режущего инструмента для повышения эффективности разрушения горных пород проходческими комбайнами // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2016. — № 1. — С. 150—157.

3. Хорешок А. А., Маметьев Л. Е., Цехин А. М., Борисов А. Ю., Бурков П. В., Буркова С. П., Крестовоздвиженский П. Д. Производство и эксплуатация разрушающего инструмента горных машин: монография. — Томск: Изд-во ТПУ, 2013. — 296 с.

4. Болобов В. И., Чупин С. А., Бочков В. С., Мишин И. И. Увеличение срока службы породоразрушающих резцов путем повышения износостойкости их державок термомеханической обработкой // Горный журнал. — 2019. — № 5. — С. 15—17. DOI: 10.17580/gzh.2019.05.13.

5. Пелипенко Н. А., Бакланов Р. Р., Процук И. С. Интегральный анализ износа буровых инструментов // Горный журнал. — 2020. — № 12. — С. 60—63. DOI: 10.17580/gzh.2020.12.13.

6. Грубый С. В. Количественные показатели изнашивания твердосплавных инструментов с учетом вариации твердости // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. — 2023. — № 2. — С. 11—20. DOI: 10.18698/0536-1044-2023-2-11-20.

7. Li H. S., Liu S. Y., Xu P. P. Numerical simulation on interaction stress analysis of rock with conical picks // Tunnelling and Underground Space Technology. 2019, vol. 85, pp. 231—242. DOI: 10.1016/j.tust.2018.12.014.

8. Wang S., Huang L., Li X. Analysis of rockburst triggered by hard rock fragmentation using a conical pick under high uniaxial stress // Tunnelling and Underground Space Technology. 2020, vol. 96, article 103195. DOI: 10.1016/j.tust.2019.103195.

9. Yasar S. Predictive plots for conical pick performance using mechanical and elastoplastic properties of rocks // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2020, vol. 12, no. 5, pp. 1027—1035. DOI: 10.1016/j.jrmge.2019.12.020.

10. Su O., Akkaş M. Assessment of pick wear based on the field performance of two transverse type roadheaders: a case study from Amasra coalfield // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2020, vol. 79, pp. 2499—2512. DOI: 10.1007/s10064-019-01712-x.

11. Леванковский И. А. Выбор рациональных конструкций поворотных резцов для различных горногеологических условий // Разрушение горных пород и композиционных материалов поворотными резцами. Сборник научных трудов. Вып. 1. — М.: Изд-во АГН, 1998. — С. 129—142.

12. Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А., Линник Ю. Н., Линник В. Ю. Оценка влияния абразивности горных пород на параметры породоразрушающих машин // Записки Горного института. — 2019. — Т. 240. — С. 621—627. DOI: 10.31897/PMI.2019.6.621.

13. Plinninger R. J. Wear prediction in hardrock excavation using the CERCHAR abrasiveness index (CAI) / EUROCK 2004 & 53rd Geomechanics Colloquium. Schubert (ed.), VGE, 2004, pp. 599—604.

14. Zhang G., Thuro K., Song Z. Cerchar abrasivity test and its applications in rock engineering: A review // International Journal of Coal Science & Technology. 2025, vol. 12, article 13. DOI: 10. 1007/s40789-024-00731-8.

15. Hamzaban M. T., Rostami J., Dahl F. Wear of cutting tools in hard rock excavation process: A critical review of rock abrasiveness testing methods // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2023, vol. 56, pp. 1843—1882. DOI: 10.1007/s00603-022-03187-x.

16. Мазеин С. В., Вознесенский А. С., Прищепов В. В. Методы определения абразивности твердых горных пород при механизированной проходке // Геотехника. — 2022. — Т. ХIV. — № 3. — С. 44—54. DOI: 10.25296/2221—5514-2022-14-3-44-54.

17. Gao K., Wang X., Wei H. Abrasivity database of different genetic rocks based on CERCHAR abrasivity test // Scientific Data. 2024, vol. 11, article 630. DOI: 10.1038/s41597-024-03470-2.

18. Teymen A. Estimating the hardness and abrasion properties of igneous rocks from cerchar indentation depth // KONJES. 2024, vol. 12, no. 1, pp. 205—220. DOI: 10.36306/konjes.1340820.

19. Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А. О необходимости введения государственного стандарта для определения абразивности горных пород // Уголь. — 2018. — № 11. — С. 86—91. DOI: 1018796/0041-5790-2018-11-86-91.

20. Om Prakash Singh, Dhekne P. Y., Manoj Pradhan Modelling the performance indicators of surface miners in coal mines using coal cuttability factor // International Journal of Engineering Trends and Technology. 2024, vol. 72, no. 4, pp. 238—248. DOI: 10.14445/22315381/IJETT-V72I4 P125.