Методология оценки многократной проходимости горнотранспортного агрегата по слабым грунтам

В условиях карьерной разработки торфяных месторождений необходим многократный проезд горнотранспортных агрегатов по слабому грунту. Проведен анализ проходимости горнотранспортного агрегата по слабым грунтам в условиях карьерной добычи торфяного сырья. Определены пределы прочности торфяного основания [] = 13,9 кПа и [q] = 146 кПа для оценки транспортирования торфяного сырья по слабым грунтам. Разработана методика выбора комплекта шин для колесного хода полуприцепа. Для ряда типоразмеров шин определены зависимости среднего максимального давления полуприцепа на грунт ММР (mean maximum pressure) от основных параметров шин с получением математической модели. С помощью показателя конусного индекса многократной проходимости для каждого из типоразмеров шин (VCI50) определена связь типов транспортных средств с предельными значениями прочности торфяного основания. Обоснована структура горнотранспортного агрегата, состоящего из тягового энергетического средства в виде трактора БЕЛАРУС-1221.4 со сдвоенными колесами и двухосного полуприцепа массой 1585 кг и массой транспортируемого сырья 4000 кг, обоснован рациональный комплект радиальных флотационных шин 600/50R22.5 для полуприцепа со сдвоенными колесами. При физическом моделировании установлен характер изменения осадки модели сдвоенных колес двухосного полуприцепа. Отмечены гистерезис осадки после двукратного прохода, равный 75–85%, ее стабилизация уже после 7-го цикла нагружения и увеличение площади пятна контакта колес с уплотнением поверхности следа, что повышает многократную проходимость. Результаты исследований могут быть использованы при проектировании горнотранспортных агрегатов для обеспечения их многократной проходимости по слабым грунтам при освоении территорий.

Ключевые слова: карьер, слабый грунт, экскавированное торфяное сырье, транспортирование, горнотранспортный агрегат, полуприцеп, шины, проходимость.
Как процитировать:

Михайлов А. В., Казаков Ю. А. Методология оценки многократной проходимости горнотранспортного агрегата по слабым грунтам // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 8. – С. 95–110. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_8_0_95.

Благодарности:
Номер: 8
Год: 2022
Номера страниц: 95-110
ISBN: 0236-1493
UDK: 553.97:622.331
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_8_0_95
Дата поступления: 17.03.2022
Дата получения рецензии: 15.04.2022
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.07.2022
Информация об авторах:

Михайлов Александр Викторович1 — д-р техн. наук, профессор, e-mail: Mikhayov_AV@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-0516-7737,
Казаков Юрий Алексеевич1 — аспирант, e-mail: s185048@stud.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-7040-5412,
1 Санкт-Петербургский горный университет.

 

Контактное лицо:

Казаков Ю.А., e-mail: s185048@stud.spmi.ru.

Список литературы:

1. Burt C., Caccetta L. Equipment selection for surface mining: a review // Journal Interfaces Archive. 2014, vol. 44, no. 2, pp. 143—162.

2. Mikhailov A. V., Garmaev O. Z., Garifullin D. R., Kazakov Y. A. A potential application of in-pit crushing-conveying and dewatering system in peat mining // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019, vol. 378, no. 1, article 012086. DOI: 10.1088/17551315/378/1/012086.

3. Иванов С. Л., Иванова П. В., Кувшинкин С. Ю. Оценка наработки карьерных экскаваторов перспективного модельного ряда в реальных условиях эксплуатации // Записки Горного института. — 2020. — Т. 242. — С. 228—233. DOI: 10.31897/pmi.2020.2.228.

4. Фомин С. И., Фауль А. А., Пономарев А. И. Оценка надежности работы технологических схем с мобильными дробильными комплексами // Записки Горного института. — 2011. — Т. 190. — С. 51—56.

5. Фауль А. А. Определение параметров и показателей открытой разработки месторождений нерудных строительных материалов с использованием мобильных дробильных комплексов: Автореферат дис. канд. техн. наук: 25.00.21. — СПб.: СПбГУ, 2012. — 20 с.

6. Лапшин Н. С. Обоснование организационно-технических методов открытой разработки песчано-гравийных месторождений с использованием мобильных дробильно-сортировочных комплексов: Автореферат дис. ... кандидата техн. наук: 05.02.22. — СПб.: СПбГУ, 2012. — 20 с.

7. Litvinenko V. Foreword: Sixty-year Russian history of Antarctic sub-glacial lake exploration and Arctic natural resource development // Chemie der Erde. 2020, vol. 80, no. 3, article 125652. DOI: 10.1016/j.chemer.2020.125652.

8. Зюзин Б. Ф., Жигульская А. И., Юдин С. А. Дистортность в методологии взаимодействия технологических машин с торфяной залежью. — Тверь: ТГТУ, 2021. — 168 с.

9. Kuvshinkin S. Y., Ivanova P. V. Developing a methodology for estimation of excavation techniques for given operating conditions // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019, no. 378, pp. 1—5.

10. Shibanov D. A., Ivanov S. L., Shishkin P. V. Digital technologies in modeling and design of mining excavators // Journal of Physics: Conference Series. 2021, no. 1753, pp. 1—6.

11. Фомин В. М. Автомобили. Теория эксплуатационных свойств автомобилей. — М.: РУДН, 2008. — 112 с.

12. Taghavifar H., Mardani A. Effect of velocity, wheel load and multipass on soil compaction // Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences. 2014, no. 13, pp. 57—66.

13. Зюзин Б. Ф., Жигульская А. И., Юдин С. А. Механика торфа и торфяной залежи. — Тверь: ТГТУ, 2020. — 112 с.

14. Sirén M., Ala-Ilomäki J., Lindeman H. Soil disturbance by cut-to-length machinery on mid-grained soils // Silva Fennica. 2019, vol. 53, pp. 1—24. DOI: 10.14214/sf.10134.

15. Wong Y. C. D., Lim H. H. S., Chan W. Q. An assessment of land vehicles’ trafficability // DSTA Horizons. 2016, pp. 54—63.

16. Šabartová Z., Lindroth P., Strömberg A. B., Patriksson M. An optimization model for truck tyres selection / Proceedings of the 4th International Conference on Engineering Optimization 2014, Lisbon, Portugal. 2014, pp. 561—566.

17. Jones M., Arp P. Soil trafficability forecasting // Open Journal of Forestry. 2019, vol. 9, pp. 296—322. DOI: 10.4236/ojf.2019.94017.

18. Михайлов А. В. Открытая разработка хранилища лигнина // Записки Горного института. — 2017. — Т. 223. — С. 44—50. DOI: 10.18454/PMI.2017.1.44.

19. Priddy J. D., Willoughby W. E. Clarification of vehicle cone index with reference to mean maximum pressure // Journal of Terramechanics. 2006, vol. 43, no. 2, pp. 85—96.

20. Poltorak B. J., Labelle E. R., Jaeger D. Soil displacement during ground-based mechanized forest operations using mixed-wood brush mats // Soil and Tillage Research. 2018, vol. 179, pp. 96—104. DOI: 10.1016/j.still.2018.02.005.

21. Ким Ю. А., Бобрович В. А., Войтеховский Б. В., Исаченков В. С. Влияние величины давления воздуха в шинах колес на геометрические параметры пятна контакта при взаимодействии с опорной поверхностью // Труды БГТУ. Серия 1: Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. — 2018. —№ 2(210). — С. 308—312.

22. Kolář P. Ajoint model of heavy truck, tyres, and operating environment for tyres selection. Master’s thesis, Sweden, Gothenburg, Chalmers University of Technology, 2015, 83 p.

23. Яблонев А. Л., Дорогов О. В. Обоснование параметров пневмоколесного хода пассивных прицепных машин для транспортирования фрезерного торфа // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 7. — С. 174—177.

24. Caterpillar Performance. Handbook Edition 49. Caterpillar, Peoria, Illinois, U.S.A. 2019. 2438 p.

25. Joshi A. K., Dandekar I. A., Gaikwad M. V., Harge C. G. Pugh matrix and kano model-the significant techniques for customer’s survey // International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. 2019, vol. 9, no. 6, pp. 53—55.

26. Shoop S. A. Terrain characterization for trafficability, U.S. Army cold regions research and engineering laboratory // CRREL Report. 1993, no. 93-6, 30 p.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.