Введение
1. Состояние проблемы и постановка задач исследований комплексного освоения сырья карбонатных месторождений 8
1.1. Краткий обзор сферы использования карбонатных пород в народном хозяйстве 8
1.2. Горно-промышленная типизация карбонатных месторождений 10
1.3. Иерархическая модель геологической системы - концептуальная основа принятия технических и технологических решений 33
1.4. Анализ существующих технологий и комплексной механизации селективной разработки полезной залежи карбонатных месторождений 35
1.4.1. Технологические схемы комплексной механизации селективной разработки карбонатных месторождений на щебень 35
1.1.1. Особенности разработки карбонатных месторождений на блочный камень 45
1.1.2. Перспективное оборудование для комплексной механизации селективной разработки полезной залежи карбонатных месторождений 49
1.5. Прогнозная оценка содержания природных естественных блоков в карбонатном массиве и техническая возможность их выемки 59
1.6. Идея, цель и задачи исследований 63
1.7. Выводы по главе 1 64
2. Теоритическое обоснование технологии выемки природных естественных блоков на стадии добычи минерального сырья из массива карбонатных пород . 66
2.1. Исследование структуры массива карбонатных пород и напряженного состояния естественных природных отдельностей (блоков) 66
2.1.1. Зависимости геометрических и прочностных параметров природных естественных отдельностей (блоков) от мощности вмещающего их слоя 66
2.1.2. Условия формирования напряженного состояния природной естественной отдельности (блока) карбонатного массива после удаления пород вскрыши 69
2.1.3. Теоретические представления о рациональной схеме передачи механической энергии инструментом в карбонатный массив при добыче минерального сырья с попутной выемкой блочного камня 77
2.2. Теоретические исследования влияния структурных свойств карбонатного массива на энергоемкость его разработки 85
2.3. Влияние расположения природной естественной отдельности в выемочной полосе добычного уступа на эффективность ее разрушения или выемки 92
2.4. Математическая модель выбора рациональной схемы слоевой отработки добычного уступа с выемкой природных естественных блоков и ее реализация на ЭВМ ,...96
2.4.1. Постановка задачи 96
2.4.2. Условия разрушения природного естественного блока (отдельности) в массиве карбонатных пород 98
2.4.3. Энергия разрушения природного естественного блока (отдельности) в массиве карбонатных пород 105
2.4.4. Условия извлечения природного естественного блока (отдельности) из карбонатного массива 106
2.4.5. Алгоритм выбора рациональной схемы отработки выемочной полосы добычного уступа с выемкой природных естественных блоков.. 107
2.5. Выводы по главе 2 119
3. Классификация структур комплексной механизации селективной разработки массива карбонатных пород с выемкой природных естественных блоков 121
3.1. Выбор критериев оценки эффективности комплекса оборудования селективной разработки полезной залежи карбонатных месторождений 121
3.2. Выбор схемы комплексной механизации технологии выемки природных естественных блоков из карбонатного массива 129
3.3. Технико-экономическое обоснование рациональной структуры комплексной механизации технологии выемки природных естественных блоков (отдельностей) из массива карбонатных пород 143
3.4. Предложения по модернизации комбайна со стреловидным исполнительным органом для комплекса оборудования добычи природных естественных блоков 151
3.5. Выводы по главе 3 154
4. Экспериментальный стенд и метод оценки технологических решений выемки блочного камня комбайном со стреловидным исполнительным органом 156
4.1. Методика и техника экспериментальных исследований 156
4.2. Лабораторные исследования поведения модели трещиновато-слоистого массива при имитации технологии выемки блоков из карбонатного массива 161
4.3. Стендовые экспериментальные исследования технологии отработки добычного уступа с выемкой природных естественных блоков 168
4.3.1. Выбор представительных горно-геологических условий для экспериментальных стендов 168
4.3.2. Экспериментальная проверка теоретически установленной рациональной схемы передачи энергии инструментом рабочего органа комбайна в карбонатный массив 169
4.3.3. Экспериментальные исследования технологии и комплексной механизации выемки природных естественных блоков на стадии добычи минерального сырья из массива карбонатных пород 176
4.4. Выводы по главе 4 191
5. Методика многовариантных исследований напряженно-деформированного состояния и перемещений всех звеньев исполнительного органа комбайна при добыче блочного камня 193
5.1. Постановка задачи 193
5.2. Уравнения метода начальных параметров для элемента расчетной схемы манипуляционной системы исполнительного органа комбайна 199
5.3. Компьютерное моделирование и выбор рациональных параметров манипуляционной системы исполнительного органа комбайна 217
5.3.1. Определение усилий на исполнительном органе комбайна 218
5.3.2. Определение нагруженно-деформационного состояния манипуляционной системы исполнительного органа комбайна 229
5.3.3. Анализ результатов расчета и оптимизация конструктивных параметров манипуляционной системы комбайна 236
5.4. Выводы по главе 5 245
6. Предложения по совершенствованию системы разработки месторождений карбонатных пород на базе технологии и комплексной механизации добычи природных естественных блоков 247
6.1. Модульный подход в оценке совершенства технологической системы разработки карбонатных месторождений 247
6.2. Прогнозирование работоспособности технологической системы выемки природных естественных блоков комплексом оборудования 256
6.3. Алгоритм поэтапного обоснования параметров системы селективной разработки карбонатных месторождений с выходом блочного камня 263
6.4. Организация карьера на базе технологии и комплексной механизации выемки природных естественных блоков из массива карбонатных пород 268
6.5. Методика геометризации структуры массива и прочностных свойств карбонатных пород 276
6.6. Ожидаемый экономический эффект от внедрения технологии и комплексной механизации выемки природных естественных блоков из массива карбонатных пород 287
6.7. Выводы по главе 6 291
Заключение 293
Список использованных источников 297
Приложения 311
