Preliminary assessment of roadheaders efficiency based on empirical methods and index of equivalent rock strength

Purpose. The choice of a proper roadheader is a critically important step in planning of a project or some of its stages. Nowadays various manufacturers produce numerous models of these vehicles, hence it is unreasonable to conduct a thorough analysis of each model’s parameters in terms of their adequacy for the successful implementation of the project. Therefore, it is necessary to develop quite simple and easy-to-use assessment of roadheaders efficiency at the project preliminary stages. Methods. The widely used model of the Colorado School of Mines based on numerous laboratory tests has been applied as the basic model for determining theoretical efficiency of rock mass destruction. Since domestic scientists are accustomed to using rock strength parameters, which differ from values σc and σt accepted everywhere (including Russia), we represented dependencies that allow to convert values of some indicators to the values of other indicators. Findings. Calculating the efficiency of roadheaders’ use for each geological section with homogeneous rock can take unreasonably long time. Thus, it is necessary to have a simple integrated strength index for the whole excavation or even enterprise, which can be interpreted through the generally accepted values such as the uniaxial compressive strength σc and tensile strength σt. Jointing of rocks is also an important parameter in a feasibility study of roadheaders’ efficiency. Originality. The equivalent rock strength index was applied as a simple integrated strength index for the whole excavation. This parameter is established on the basis of integrated assessment index of mining operations complexity, which comprises the sum of the uniaxial compressive strength σc and rock jointing for the whole excavation or even mining enterprise. Practical implications. The results of this paper can serve as a preliminary scientifically grounded method of selecting equipment for a particular project in mining industry or underground construction by the efficiency criterion. Its main advantage is simplicity and clarity. However, it should be noted that this method should not be applied at the stage of the project final feasibility study, especially without considering other production factors (compatibility with other equipment, availability of the personnel with adequate qualification for operation and maintenance of the chosen machine etc.).Мета. Вибір конкретного прохідницького комбайна є критично важливим кроком у плануванні робіт по проекту або будь-якого з його етапів. При цьому номенклатура машин, що випускаються різними виробниками в даний час, надзвичайно велика, що робить недоцільним ретельний аналіз кожної моделі комбайна з точки зору його адекватності необхідним для успішної реалізації проекту параметрам. Таким чином, виникає необхідність у досить простій і швидко проводимій попередній оцінці машин уже на передпроектній стадії. Методика. В якості основної моделі для визначення теоретичної продуктивності руйнування гірського масиву була використана методика Колорадського гірничого університету, яка заснована на численних лабораторних випробуваннях і пройшла широку апробацію на практиці. Для вітчизняних фахівців, що звикли до використання у своїй діяльності міцнісних показників гірських порід, що відрізняються від повсюдно (у тому числі в Росії) прийнятих величин σст і σр представлені залежності, що дозволяють проводити перерахунок значень одних показників до значень інших показників. Результати. Обчислення ефективності використання прохідницьких комбайнів для кожної геологічної ділянки з однорідними породами може зайняти невиправдано багато часу. У зв’язку з чим виникає необхідність у простому, інтегральному для всієї виробки або гірничого підприємства, показника міцності, який може бути інтерпретований через загальноприйняті величини – межу міцності на стиск σст і межу міцності на розтяг σр. Також важливим параметром у техніко-економічному обґрунтуванні ефективності прохідницьких комбайнів є тріщинуватість гірських порід. Наукова новизна. В якості найпростішого інтегрального показника міцності порід по всій виробці використовувався показник еквівалентної міцності гірських порід. Цей параметр визначається на основі показника інтегральної оцінки складності гірничопрохідницьких робіт, заснованої на підсумовуванні межі міцності на стиск σст і тріщинуватості гірських порід по всій виробці або навіть гірничому підприємству. Практична значимість. Отримані результати можуть слугувати в якості попереднього науково обґрунтованого способу відбору техніки для конкретного проекту в гірничодобувній галузі або підземному будівництві за критерієм продуктивності. Її основною перевагою є простота і зрозумілість. Однак варто зазначити, що розглянуту методику не слід застосовувати на етапі остаточного техніко-економічного обґрунтування проекту, тим більше у відриві від інших виробничих факторів (сумісність з іншим обладнанням, наявність персоналу з необхідною для експлуатації та обслуговування обраної машини кваліфікацією і т.д.).Цель. Выбор конкретного проходческого комбайна является критически важным шагом в планировании работ по проекту или какому-либо из его этапов. При этом номенклатура машин, выпускаемых различными производителями в настоящее время, необычайно велика, что делает нецелесообразным тщательный анализ каждой модели комбайна с точки зрения его адекватности требуемым для успешной реализации проекта параметрам. Таким образом, возникает необходимость в достаточно простой и быстро проводимой предварительной оценке машин уже на предпроектной стадии. Методика. В качестве основной модели для определения теоретической производительности разрушения горного массива была использована методика Колорадского горного университета, которая основана на многочисленных лабораторных испытаниях и прошла широкую апробацию на практике. Для отечественных специалистов, привыкших к использованию в своей деятельности прочностных показателей горных пород, отличающихся от повсеместно (в том числе в России) принятых величин σсж и σр представлены зависимости, позволяющие производить перерасчет значений одних показателей к значениям других показателей. Результаты. Вычисление эффективности использования проходческих комбайнов для каждого геологического участка с однородными породами может занять неоправданно много времени. В связи с чем возникает необходимость в простом, интегральном для всей выработки или горного предприятия, прочностном показателе, который может быть интерпретирован через общепринятые величины – предел прочности на сжатие σсж и предел прочности на растяжение σр. Также важным параметром в технико-экономическом обосновании эффективности проходческих комбайнов является трещиноватость горных пород. Научная новизна. В качестве простейшего интегрального показателя прочности пород по всей выработке использовался показатель эквивалентной прочности горных пород. Этот параметр определяется на основе показателя интегральной оценки сложности горнопроходческих работ, основанной на суммировании предела прочности на сжатие σсж и трещиноватости горных пород по всей выработке или даже горному предприятию. Практическая значимость. Полученные результаты могут служить в качестве предварительного научно обоснованного способа отбора техники для конкретного проекта в горнодобывающей отрасли или подземном строительстве по критерию производительности. Ее основным достоинством является простота и понятность. Однако стоит отметить, что рассмотренную методику не следует применять на этапе окончательного технико-экономического обоснования проекта, тем более в отрыве от других производственных факторов (совместимость с прочим оборудованием, наличие персонала с необходимой для эксплуатации и обслуживания выбираемой машины квалификацией и т.д.).We wish to confirm that there has been no significant financial support for this work that could have influenced its outcome

Determination of dynamic parameters of rigid cleaners in interaction with root

Проведено дослідження контактної взаємодії жорсткого робочого органу, встановленого на пружній підвісці роторного доочисника голівок коренеплодів, розміщеного перпендикулярно до осі рядків посівів, виходячи з умов повного руйнування залишків гички за умови непошкодження тіла коренеплоду. Визначено межі можливих навантажень, що діють з боку робочого органу залежно від механічних властивостей тіла коренеплоду та залишків гички, а також їх геометричних розмірів.High quality operation for cleaning sugar beet roots occupies a significant place in the technological process of harvesting root crops, as the decrease in the remains of sugar beet tops in raw material provides higher economic benefit by means of reducing the cost of transportation, storage and processing raw material. The study of the existing designs of the working bodies used for cleaning the remains of sugar beet tops gave the opportunity to state that the most effective cleaning of the remains of sugar beet tops can be done with the help of a hard working body of a circular cut installed on an elastic suspension bracket, which compensates for the excess of the applied force that can damage sugar beet roots and which is a negative parameter of the quality of the work of cleaning machines. Thus, this research is a theoretical substantiation of the process of cleaning from sugar beet tops with the help of a spring loaded hard working body of a cleaning machine with the determination of the dynamic parameters of the cleaner. In this case the interaction of a rod and a root is represented in the form of a plane contact problem of the two body forms of the surfaces of rotation. In the process of interaction, the two bodies, namely the rod and the root, contact along the length of the straight-line part of the root while their centers are close to the axis. The size of the contact spot, the approaching of the contacting bodies to each other, the average, normal and the maximum pressure on the root were determined, which allowed to set limits of the allowable loads on the root from the rod, considering the geometrical and the mechanical characteristics of the working body of the device and the head of the root crop in order to ensure a complete breaking of the remains of sugar beet tops and no damage caused to the productive part of the root and in order to knock it out of the line. The results of changing the kinematical parameters of the cleaner are shown with the help of visual aids. Analytical dependences make it possible to optimize the parameters of the technological process of cleaning from sugar beet tops on the basis of the further analysis of the dynamic and kinematical components of the existing modeling system «machine-working body-root crop»

Shifted convolution and the Titchmarsh divisor problem over F_q[t]

In this paper we solve a function field analogue of classical problems in analytic number theory, concerning the auto-correlations of divisor functions, in the limit of a large finite field.Comment: 22 pages, updated versio

Павловнія як енергетична культура

The interest for production of energy crops, which biomass may be used as renewable fuel have been grown in 70 years of last century after dramatically rising price of fossil fuels. The energy crops growing have been also stimulated by environmental factors and approval some International political initiatives, like White Paper for a Community Strategy and Action Plan and The Kyoto protocol. After some decreasing, the area of energy crops in EU and North America countries are stabilized. In Ukraine in the last few years there is a gradual increase of part of energy consumption of biopropellant from 1.3 % in 2008 to 3.4 % in 2018 in the general energy consumption of country. As the most widespread energy cultures biomass of that is used as a biopropellant come forward willow, saccharine sorghum and miscanthus. However, the last years industrial plantations of power direction appeared the paulownias taken under growing. This arboreal culture is mainly presented by the artificially shown out hybrid of Paulownia Clone in of Vitro 112®. Paulownia it quickly grows tree that for today occupies the first places for speeds of increase bio the masses, the not demanding to the agrotechnics growing proof to illnesses and wreckers is suitable for recultivation of exhausted and useless for the conduct of traditional agriculture of soils. It is characterized a softwood that successfully can be used also in furniture industry, green mass has high maintenance of albumen confronted with leguminous cultures. Bio mass of paulownia is suitable for the production of bioethanol (it is possible to get a to 0.5 ton of ethanol from a 1 ton of dry wood) and fuel preforms and пелет (power value 4211.1 kkal/kg). Next to that, a paulownia is a melliferous culture from honey the productivity 700 kg/hectare of ecological honey, as during growing does not require chemical treatments. A paulownia can be useful to 20–50 years. After each the offcutss, that is conducted at any time year with an interval in 4–8, a tree grows. At the proper supervision in 7 it is possible to get a 240–350 m³ of quality wood from 1 hectare. Taking into account the features of growing and power descriptions bio the masses of paulownia her growing will be rational with the aim of receipt of high-energy bio mass and commercial timber, and also as a melliferous culture.Інтерес до вирощування енергетичних культур, біомаса яких може бути використана як відновлюване паливо, в європейських країнах виник в 70-і роки минулого сторіччя, що було пов’язано з ростом цін на традиційні енергоносії. Ріст площ, відведених під енергетичні культури, стимулювався політичними рішеннями на міжнародному рівні, а саме такими документами, як План розвитку відновлювальної енергетики в Європі та Кіотський протокол. Після певного спаду площі насаджень енергетичних культур в країнах ЄС і Північної Америки стабілізувались. В Україні за останні роки спостерігається поступове збільшення частки енергоспоживання біопалива від 1,3 % у 2008 році до 3,4 % у 2018 році в загальному енергоспоживанні країни. Найбільш поширеними енергетичними культурами, біомаса яких використовується як біопаливо, виступають верба, цукрове сорго та міскантус. Проте останніми роками з’явились промислові плантації енергетичного напряму, відведені під вирощування павловнії. Дана деревна культура в основному представлена штучно виведеним гібридом Paulownia Clone in Vitro 112®. Павловнія – це швидкоростуче дерево, яке на сьогодні займає перші місця за швидкістю нарощування біомаси, не вимогливе до агротехніки вирощування, стійке до хвороб та шкідників, придатне для рекультивації виснажених та непридатних для ведення традиційного сільського господарства ґрунтів. Характеризується м’якою деревиною, яку успішно можна використовувати також в мебельній промисловості, зелена маса має високий вміст білка. Біомаса павловнії придатна для виробництва біоетанолу (можна отримати з 1 тонни сухої деревини до 0,5 тонни етанолу) та паливних брикетів і пелет (енергетична цінність 4211,1 ккал/кг). Поряд з тим, павлонія є медоносною культурою з медопродуктивністю 700 кг/га екологічного меду, оскільки під час вирощування не вимагає хімічних обробок. Павловнія може бути корисною до 20–50 років. Після кожної обрізки, яку проводять у будь-яку пору року з інтервалом у 4–8 років, дерево відростає. При належному догляді через 7 років можна отримати 240–350 м³ якісної деревини з 1 га. Враховуючи особливості вирощування та енергетичні характеристики біомаси павловнії буде раціональним її вирощування з метою отримання високоенергетичної біомаси та мебельної деревини, а також як медоносної культури

Resonance-like piezoelectric electron-phonon interaction in layered structures

We show that mismatch of the piezoelectric parameters between layers of multiple-quantum well structures leads to modification of the electron-phonon interaction. In particular, short-wavelength phonons propagating perpendicular to the layers with wavevector close to $2\pi n/d$, where $d$ is the period of the structure, induce a strong smoothly-varying component of the piezo-potential. As a result, they interact efficiently with 2D electrons. It is shown, that this property leads to emission of collimated quasi-monochromatic beams of high-frequency acoustic phonons from hot electrons in multiple-quantum well structures. We argue that this effect is responsible for the recently reported monochromatic transverse phonon emission from optically excited GaAs/AlAs superlattices, and provide additional experimental evidences of this.Comment: 6 pages, 7 figure

Behavior of copper chalcogenides during vacuum-thermal processing

In this work, thermodynamic functions of evaporation of copper chalcogenides (Cu2S, Cu2Se, and Cu2Te) are determined via previously published data and thermodynamic values obtained by the authors of the work. The obtained results indicate a very low probability of separation of compounds into copper and chalcogen by dissociation under vacuum-thermal processing conditions. Liquid-vapor phase transitions in binary systems Cu2S – Cu2Se, Cu2S – Cu2Te, and Cu2Se – Cu2Te at low pressures of 15 and 0,7 kPa are constructed based on the vapor pressure of copper chalcogenides. It is shown that the pressure eases over the liquid bath impairs the separation of chalcogens, therefore separation in one stage by thermo-vacuum treatment at a pressure of 0,7 – 15 kPa is not possible