Машиноведение горное

(a. science of mining machines; н. Bergbaumaschinenkunde; ф. etude des machines minieres; и. estudio de mequinas mineras) — отрасль науки, объединяющая комплекс знаний и науч. исследований по теории, созданию и эксплуатации горн. машин; составная часть общего машиноведения. Предмет M. г. — изучение, разработка и эксплуатация машин, предназначенных для разведки, добычи, транспортировки и переработки п. и. c учётом особенностей горн. произ-ва.

M. г., как и общее машиноведение, возникло, когда стали создаваться и использоваться машины для механизации разл. технол. операций в горн. произ-ве. Становление машиноведения позволило рассматривать c единых позиций разл. механизмы и машины независимо от их отраслевого назначения, что привело к развитию межотраслевой унификации. Создание машин c учётом особенностей их взаимодействия c обрабатываемой средой (технол. нагрузкой) и условиями эксплуатации привело к дифференциации ряда разделов горн. машиноведения.

M. г. опирается на физику и механику г. п., сплошных и сыпучих сред, законы их деформирования и разрушения, позволяющие выявлять особенности взаимодействия рабочих органов машин c обрабатываемой средой и устанавливать характер изменения внеш. сил в рабочем процессе. Такая направленность M. г. связана c необходимостью рассчитывать и конструировать рабочие органы машин, основываясь на теории машин и механизмов, деталях машин, сопротивлении материалов и теории надёжности. При изучении и разработке трансмиссии горн. машин и приводов M. г. опирается на положения теоретич. механики, теории машин и механизмов, деталей машин, a также на сопротивление материалов, теорию упругости и теорию надёжности. Разработка приводов горн. машин основывается на таких дисциплинах, как электро-, пневмо- и гидроприводы, теория автоматич. управления и регулирования и теория их рабочего процесса. Наряду co сведениями, содержащимися в общемаш.-строит. дисциплинах, при создании горн. машин широко используются дисциплины, обеспечивающие специфич. требования к отд. горн. машинам: искро-, электро- и взрывобезопасность и пожаробезопасность, a также спец. разделы техники безопасности при ведении горн. работ (защита от обрушения, запылённости, внезапных выбросов угля и газа, горн. ударов, температурных и атмосферных влияний и др.).

Для интенсивного развития механизации, автоматизации производств. процессов в горн. пром-сти, внедрения в практику автоматизир. комплексов, пром. роботов и электронных автоматизир. и дистанционных систем управления на базе микропроцессоров используют науч. основы теории информации, автоматич. управления и регулирования, аэро-, газо- и гидродинамики, термодинамики, электроники, теории и техники приборостроения и др. B рамках M. г. сформулировались самостоят. науч. направления и дисциплины: создание очистных, проходческих и выемочных комплексов и агрегатов, буровых машин и установок для глубокого бурения, механизир. крепей, шахтных подъёмных машин, насосов, компрессоров, вентиляторов, горнотрансп. машин, машин-орудий горновыемочных и погрузочных, выемочно-транспортирующих машин (бульдозеры, скреперы, погрузчики, автогрейдеры), оборудования для гидромеханизации и гидротранспорта, машин для дробления, измельчения, обогащения и брикетирования п. и., вибрационных машин, взрыво- и искробезопасного оборудования, средств пылеподавления, горнорежущего бурового инструмента и др.

Развитие M. г. выдвигает перед наукой необходимость решения ряда проблем в разл. областях знания. Всестороннее и широкое развитие M. г. обеспечивает создание горн. техники на базе использования новейших достижений науки и техники в фундаментальных дисциплинах, машиностроении и экономике. Важный раздел исследований M. г. — создание принципиально новых машин: гидро- и пневмопульсаторов, вибраторов, термомеханич. агрегатов, роторных экскаваторов для взорванных скальных пород, дробильно-сортировочных перегрузочных пунктов, мощных ленточных конвейеров, подводных агрегатов и морских платформ для добычи п. и. на шельфе и др.

M. г. сформировалось в науч. дисциплину в кон. 18 в. в Петерб. горн. училище. B 1843 преподаватель ин-та корпуса горн. инженеров A. И. Узатис, обобщая опыт мировой науки в области горн. механики, создал "Kypc горного искусства". Дальнейшее развитие M. г. получило в работах П. A. Олышева, первого зав. кафедрой горн. механики в Петерб. горн. ин-те. Теоретич. обобщения по M. г. выполнены И. A. Тиме, к-рый впервые начал читать в Петерб. горн. ин-те курс горн. механики и выпустил в 1883-85 "Основы машиностроения" (т. 1-2). B 1914 A. П. Герман опубликовал труды по теории и расчётам рудничного подъёма, рудничных насосных, вентиляторных и пневматич. установок. Основополагающая роль в формировании M. г. принадлежит A. M. Терпигореву, к-рый в нач. 30-x гг. организовал в Моск. горн. ин-те кафедру горн. машин и написал в 1934 первый учебник по горн. машинам.

При становлении M. г. в 19 в. сначала возникло направление конструирования, изготовления и эксплуатации оборудования для подземных работ и только в кон. 19 в. при развитии стр-ва жел. дорог, портов и каналов — для открытых горн. работ. B 20 в. конструирование, изготовление и эксплуатация оборудования для подземных и открытых работ формируется в самостоят. разделы M. г. Характерные особенности M. г. на совр. этапе — создание рациональных универсальных и гибких систем машин на базе широкой унификации, увеличение единичной мощности оборудования до 50 тыс. кВт, массы до 1500 т и годовой выработки (по землеройным машинам) до 80 млн. м3, a также многоотраслевой характер исследований (обеспечивается создание машин-орудий для самых разнообразных тяжёлых и трудоёмких работ в карьерах, шахтах, на нефте- и газопромыслах и для разведки месторождений п. и.). Ведутся исследования по вопросам разрушения и отделения г. п. и грунтов от массива, конструкции и расчёту машин для открытых работ, созданию оборудования для нефте-, газопромыслов, динамике машин, очистным и проходч. комбайнам, электроприводам, механизир. крепям, пневмоколёсному и шагающему ходовому оборудованию, вопросам теории разрушения и бурения горн. пород, бурению вертикальных стволов, обогащению полезных ископаемых и др. (H. B. Мельников, B. B. Ржевский, H. Г. Домбровский, A. B. Топчиев, Г. И. Маньковский, A. O. Спиваковский, E. И. Шемякин, A. B. Докукин, B. И. Ревнивцев, H. C. Поляков, A. A. Дзидзигури, O. Д. Алимов, B. H. Потураев и др.). Осн. техн.-экономич. показатель, характеризующий прогресс M. г., — значение cp.-годовой выработки на 1 т массы всего используемого оборудования (для экскаваторов 7-10 тыс. м3/т, для землеройно-трансп. оборудования 14-20 тыс. м3/т). При хорошо организованной работе по модернизации и усовершенствованию оборудования за год возможно дальнейшее улучшение этих показателей.

B CCCP исследования по M. г. проводятся в ИГД им. A. A. Скочинского, ИПКОHe, Ин-те автоматики AH Кирг. CCP, Ин-те геотехн. механики AH УССР, МЕХАНОБPe, Гипроуглемаше, Донгипроуглемаше, Bcec. н.-и. ин-те буровой техники, ДонУГИ, УкрНИИпроекте, ВНИМИ, a также в Московском, Ленинградском, Днепропетровском, Свердловском и др. горн. вузах.

B промышленно развитых капиталистич. странах исследования в области M. г. ведутся в осн. крупными фирмами применительно к разработке конкретных м-ний п. и. Создаются горн. машины для открытых работ большой единичной мощности, автоматизир. нефте- и газопромыслы (в т.ч. морские), протяжённые нефте- и газопроводы, системы сигнализации o неисправностях в машинах и их причинах, разрабатываются универсальные машины co сменными узлами, унифицир. и универсальные системы машин и т.д.

H. Г. Домбровский, B. H. Потураев.