Естественный угол откоса отвала

Устойчивость отвалов

Вопросы устойчивости откосов отвалов на разрезе Красногорский подробно рассмотрены Сибирским филиалом ВНИМИ в следующих научно-исследовательских работах:

1. Рекомендации №45 по отсыпке внешних отвалов «Верхний» и «Нижний» высотой до 75м и обеспечению их устойчивости (СФ ВНИМИ, Прокопьевск, 1989 г.);

2. Отчет о научно-исследовательской работе «Обоснование величины бермы безопасности при размещении горного оборудования на внешних и внутренних отвалах» (СФ ВНИМИ Инженерный центр «Открытчик», Прокопьевск, 1995 г.);

3. Заключение №58 по параметрам устойчивых откосов и противооползневым мероприятиям внутренних бульдозерных отвалов, отсыпаемых автотранспортом сверху бестранспортных отвалов участков №№ 2, 3, 4, 5. (Инженерный центр СФ ВНИМИ «Открытчик», Прокопьевск, 1998г).

В отчете 1995 г. изложена горно-геологическая характеристика условий внутреннего отвалообразования на разрезе Сибиргинский, имевшие место деформации отвалов на этом разрезе, условия их возникновения, физико-механические свойства пород отвалов и их оснований.

Основным видом деформаций отвалов разреза Сибиргинский в прошедшие годы эксплуатации были контактные оползни, обусловленные наличием в подошве отвалов или на некоторой глубине пород и слоев с низкими показателями сопротивления сдвигу – чередование тонких (мощностью от 0,05 м до 0,4 м) слоев угля, углистого аргиллита, алевролита слоистого.

Основным условием устойчивости откосов отвалов является превышение суммарных сил сопротивления сдвигу над сдвигающими силами, действующими от веса пород по наиболее напряженной поверхности скольжения.

Во внутренние транспортные отвалы отсыпаются полускальные, достаточно прочные породы (рассредоточенное размещение в рассматриваемые отвалы до 20-25% рыхлых отложений не скажется на суммарной прочности отвальных пород).

Основание отвалов представлено алевролитами и песчаниками с достаточно высокими показателями сопротивления сдвигу: углом внутреннего трения 23-33°, сцеплением до 2 т/м 2 .

Допустимые по условиям устойчивости общие высоты комбинированных отвалов одного или нескольких ярусов при различных результирующих углах их откосов, приведены в таблице 2.3.

На графике и в таблице высотой отвалов считается разница высотных отметок между нижней и верхней бровками откоса отвала независимо от его профиля.

Таблица 2.3 — Допустимые по условиям устойчивости общие высоты комбинированных отвалов одного или нескольких ярусов при различныхрезультирующих углах их откосов

Примечание: 1. В числителе приведены высоты отвалов, основание которых представлено алевролитом или песчаником, а в знаменателе – аргиллитом.Прочерк означает, что общая высота отвала превышает 350 м.

При высоте комбинированного отвала до 150м (если его основание будет представлено алевролитом или песчаником) отвалообразование верхнего яруса (транспортного) может вестись с непосредственной разгрузкой автосамосвалов вблизи откоса на всю высоту.

В это время не могут производиться работы вблизи нижней бровки такого отвала.

В отчете 1995 г. на основании замеров фактических параметров отвалов было установлено, что у отвала, отсыпаемого на прочное основание полускальными породами одним ярусом высотой более 100 м, результирующий угол не превышает 30-32° при следующем распределении углов по высоте:

¾ в нижней части высотой 20-25 м – 15-20°;

¾ в средней части высотой 60-70 м – 25-28°;

¾ в верхней части – 37-38°.

Приведенные в таблице параметры относятся к приоткосной части комбинированных отвалов, то есть для случая, когда возможная деформация отвала будет связана с основанием отвала, представленным слоистой толщей пород почвы отработанного угольного пласта.

Ярус отвала, отсыпаемого сверху бестранспортного на значительном расстоянии от его бровки полускальными коренными породами при углах естественного откоса (34-38°), будет устойчив практически при неограниченной высоте, так как у таких отвалов (на устойчивом основании) оползневые деформации исключены.

Дата добавления: 2015-08-05 ; просмотров: 20 ; Нарушение авторских прав

Отвалообразование. Классификация отвалов. Отвалообразование драглайнами. Устойчивость отвалов.

Часть горного отвода, где размещаются вскрышные породы или некондиционные полезные ископаемые, называется отвалом.

Технологический процесс укладки вскрышных пород или некондиционных полезных ископаемых с помощью средств механизации называется отвалообразованием.

Отвалы в комплексе с техническими устройствами, средствами механизации и автоматизации производственных процессов отвалообразования составляют отвальное хозяйство горного или промышленного предприятия.

В общем комплексе горных работ отвальное хозяйство является одним из важных факторов в обеспечении бесперебойной работы горного и транспортного оборудования.

В настоящее время расходы на отвалообразование составляют до 15% себестоимости одной тонны полезного ископаемого. Отвальные работы характеризуются значительной трудоемкостью и относительно высокой стоимостью работ. Поэтому правильно выбранный способ отвалообразования имеет, как и другие технологические процессы (отбойка, экскавация, транспорт), существенное значение для организации высокопроизводительной и бесперебойной работы предприятия.

Экономичность и трудоемкость вскрышных работ в значительной степени зависят от способа перемещения пород в отвалы, а также от их расположения. При соответствующих горногеологических условиях отвалы могут быть расположены в выработанном пространстве или за пределами его. При расположении отвалов в выработанном пространстве перемещение вскрышных пород производиться непосредственно экскаваторами и транспортными средствами, которые могут быть представлены железнодорожным, автомобильным транспортом, специальным конвейерными установками или средствами гидромеханизации.

В настоящее время принята следующая классификация отвалов.

По территориальному расположению:

Внешние отвалы, внутренние отвалы (расположенные внутри карьерной выработки), смешанные отвалы.

По способу механизации отвальных работ:

Плужные отвалы, экскаваторные отвалы, бульдозерные отвалы, гидромеханизированные отвалы.

Отвал может организовываться как на новом месте, так и с помощью увеличения количества ярусов действующего отвала

Многоярусные отвалы, состоящие из нескольких отвальных горизонтов, создают в гористой местности, а также при отсутствии резервных площадей. Переход на многоярусные отвалы в равнинной местности сопровождается уменьшением расстояния транспортирования вскрышных пород на отвалы с одновременным увеличением уклона транспортных коммуникаций. Поэтому при выборе высоты и ярусности отвалов необходимо производить технико-экономический анализ и определять оптимальную высоту отвала (а не максимальную, допустимую по условию устойчивости) с учетом расстояния транспортирования, уклона отвальных путей, шага переукладки, стоимости земельного отвода и других факторов.

Отвалообразование пустых пород драглайнами осуществляют при разработке горизонтальных и пологопадающих пластообразных и россыпных месторождений. Драглайн, объединяя в себе функции выемочной и отвалообразующей машины, перемещает горные породы и укладывает их во внутренний отвал полосой, равной ширине заходки. При большой мощности вскрыши и достаточной устойчивости пород в отвале применяют отвалообразование с переэкскавацией драглайном части перемещённых первоначально в отвал пород во 2-й ярус.

Отвалообразование с помощью консольного отвалообразователя в выработанное пространство производится полосами шириной, равной ширине заходки экскаватора. Выполняется в процессе цикличного перемещения отвалообразователя по фронту вслед за экскаватором и отсыпки отвала внутри заходки по радиусу. Отвалообразование мягких и крепких горных пород на внешних отвалах этими же машинами производится 2 ярусами (сначала в нижнем, затем в верхнем) при перемещении вдоль отвального конвейера.

Отвалообразование с помощью транспортно-отвального моста осуществляется в выработанное пространство при разработке горизонтальных пластообразных залежей. Породу в отвал укладывают параллельными фронту работ полосами шириной, равной шагу передвижки транспортно-отвального моста вкрест простирания фронта работ. При неустойчивых горных породах предусматривается отвалообразование с предотвалом, а при большой длине моста — с предотвалом, уплотнённым специальным устройством для расположения на нём отвальной опоры моста.

Отвалообразование абзетцерами (многоковшовые цепные экскаваторы), которые экскавируют разгруженную в траншею породу и укладывают её сначала в нижний ярус, затем в верхний, применяется при перевозке мягкой вскрыши железнодорожным транспортом на внутренние и внешние отвалы.

При использовании для разработки горных пород средств гидромеханизации отвалообразование пустых пород производится на внешних, расположенных в пониженных местах и ограждённых дамбой, гидроотвалах. При доставке горных пород на гидроотвал колёсным транспортом отвалообразование осуществляется смывом её с откоса из специальной накопительной ёмкости или насыщением породы водой на откосе с последующим стеканием пульпы в гидроотвал.

Отвалообразование крепких горных пород одноковшовыми экскаваторами при разработке горизонтальных и пологопадающих залежей производится в выработанное пространство (аналогично отвалообразование мягких горных пород), а при разработке наклонных и крутопадающих залежей — на внешние отвалы. При этом порода, доставляемая железнодорожным транспортом, разгружается в специально подготовленное самим экскаватором углубление, откуда экскаватор перемещает её сначала в нижний, а затем в верхний ярус. Развитие отвала при доставке вскрыши железнодорожным транспортом может быть веерным, параллельным или криволинейным. Отвалообразование отвальным плугом и бульдозером осуществляется сталкиванием под откос отвала доставленной и разгруженной породы.

Расходы на отвалообразование составляют 12-15% себестоимости вскрыши на угольных разрезах, до 15% себестоимости 1 т полезных ископаемых на железорудных карьерах.

Для уменьшения площади отчуждаемых земель отвалообразование ведётся до максимально возможных высот отвалов. Технология отвалообразования обычно предусматривает возможность и эффективность последующей рекультивации поверхности, нарушенной горными работами.

Расчёт устойчивости отвалов.

Устойчивость отвала во многом зависит от основания, на котором он расположен. Различают основания прочные (устойчивые), слабые и слоистые.

Отвалы крепких (скальных и полускальных) пород, не размокающих под влиянием воды, расположенные на прочном горизонтальном или пологом основании, могут достигать практически любой высоты. Углы естественного откоса в этих отвалах принимают равными в среднем 34—36°. При этом опыт показывает, что отвалы крепких пород с остроугольными кусками сохраняют устойчивость и при углах откосов 40—45°.

Отвалы рыхлых пород (глин, суглинков, глинистых песков и др.) допускают углы откоса, равные углам естественного откоса, только до определенной высоты. С увеличением высоты отвалов возрастает давление на отдельные куски породы, наиболее слабые из которых разрушаются и заполняют макропоры, приводя к уплотнению отвалов и их оседанию. Этот процесс длится до тех пор, пока массив отвала не достигает состояния, близкого к двухфазному (породы—вода), при котором дальнейшее уплотнение может происходить лишь за счет отжима воды из области высоких напряжений в область более низких напряжений. Развивающееся при этом поровое давление снижает силы трения, что в определенных условиях (как правило, при достижении напоров по наиболее слабой поверхности, равных 4—5% от значений нормальных напряжений) приводит к возникновению оползня.

Поскольку рыхлые породы в отвалах не могут характеризоваться постоянными значениями j и t_о, сопротивление сдвигу этих пород необходимо определять в лабораторных условиях при различных нагрузках и естественной влажности, не допуская отжима воды. По результатам этих испытаний строят паспорта прочности пород, которые используют при расчете оптимального профиля отвала.

В основе расчетов устойчивости отвалов положены те же принципы, которые используются при оценке устойчивости уступов и бортов карьеров, также сравнивают величины удерживающих и сдвигающих нагрузок по потенциальным поверхностям скольжения, определяют коэффициенты запаса по каждой из поверхностей скольжения. Исходя из этих расчётов выбирают высоту отдельных ярусов отвала, общую высоту отвала и угол наклона его откосов.

Ориентировочные значения углов наклона откосов отвалов и ярусов, полученные на основании обобщения опыта отсыпки отвалов в различных условиях приведены в табл. 22.2.

Ориентировочные значения углов наклона откоса отвалов и ярусов.

Углы наклона откосов, градус.

Высоту отвалов твёрдых пород, отсыпаемых на наклонном слоистом основании принципиально определяют также, как и в предыдущих случаях, но при этом дополнительно учитывают углы наклона слоёв основания отвала.

Особую проблему представляет устойчивость отвалов на крутых склонах. Такие отвалы создают при разработке нагорных карьеров. Крутизна склонов, на которых размещают отвалы пород, достигает иногда 70—80°, т. е. значительно превышает угол естественного откоса пород. Высота же таких отвалов достигает подчас сотен метров, поскольку в условиях гористого рельефа достаточные площадки для размещения отвалов находить весьма сложно. В подобных случаях устойчивость отвалов рассчитывают по специальным методикам с учётом специфики конкретных условий, а отсыпку отвалов ведут под контролем постоянных инструментальных и визуальных наблюдений за деформациями отвалов и смещениями площадок для определения критических скоростей их деформирования.

Раздел 5. Отвалообразование при разработке карьеров

Тема 5.1. Устройство отвалов и расчет их приемной способности

Отвалообразование – это совокупность процессов горного производства по приему и размещению вскрышных пород. Оно включает: разгрузку и укладку пород в отвале, планировку отвальных уступов и перемещение транспортных коммуникаций. В зависимости от месторасположения различают: внутренние (в выработанном пространстве карьера), внешние ( за контуром карьера) и комбинированные отвалы. Для образования внешних отвалов используют склоны возвышенностей, овраги, рвы, выработанное пространство других карьеров Возведение отвала на косогоре начинают с создания горизонтальной площадки для размещения транспортных коммуникаций.

При возведении отвала на равнине сооружают первоначальную насыпь, а ширина поверху составляет 5 – 10 м для нормального размещения транспортных коммуникаций: отсыпку отвалов ведут в один или несколько уступов-ярусов. Высота уступа зависит от горно-технологических свойств пород, несущей способности основания и способа механизации отвальных работ. На устойчивых грунтах основания наибольшая высота уступа на равнине составляет: при отсыпке скальной вскрыши – 30 – 60 м, рыхлых песчаных пород – 15 – 30 м, рыхлых глинистых грунтов – 10 – 20 м. На косогоре высота отвала может составлять 150 – 270 м. Увеличение высоты уступа способствует снижению себестоимости отвалообразования. Углы откоса отвальных уступов практически равны углу естественного откоса размещаемых в отвале пород.

Площадь равнинной местности необходимая для размещения вскрышной породы определяется по формуле:

где — объем породы, который можно разместить на данной площади, м 3 ;

— коэффициент, учитывающий неравномерность отсыпки породы в отвал, равный 0,8 – 0,9;

Р — периметр основания отвала, м;

— высота отвального уступа, м;

— угол откоса отвала, градусы;

— коэффициент разрыхления породы в отвале, равный 1,1 – 1,2.

Часть периметра отвала, на котором происходит прием и размещение вскрышных пород, составляет фронт отвальных работ, который разбивают на отдельные участки (тупики). Это позволяет рассредоточить по фронту основные и вспомогательные работы. Число тупиков определяется грузооборотом карьера по вскрыше и приемной способностью отвального тупика.

Тема 5.2. Экскаваторное отвалообразование

Экскаваторное отвалообразование применяется в основном при железнодорожном транспорте вскрышной породы. В качестве отвального оборудования используют мехлопаты и драглайны. При использовании мехлопат отвальный уступ разделяют на два подуступа. Транспортные пути располагают на кровле верхнего подуступа, а мехлопату – на кровле нижнего (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Отвалообразование мехлопатой

Разгрузку породы из думпкаров ведут в бункер-приямок, создаваемый экскаватором. Его ширина равна 16 – 20 м, а глубина 1 – 2 м. Длина отвального тупика 1 – 2 км. Экскаватор перемещает породу из приемного бункера вперед по ходу в нижний подуступ, сбоку под откос отвала и сзади себя в верхний подуступ. Затем осуществляют перегон экскаватора, переукладку пути на величину « С» и начинают отсыпку новой заходки. Шаг переукладки пути составит:

где R_p – максимальный радиус разгрузки экскаватора, м;

R_ч — максимальный радиус черпания экскаватора, м;

— длина приемного бункера, м.

Планировку трассы на экскаваторных отвалах ведут бульдозерами, а переукладку путей стреловыми кранами на рельсовом или гусеничном ходу, а также с помощью турнодойзера.

Частота переукладки путей может быть значительно снижена при использовании на отвалообразовании драглайнов (рис. 5.2.). Ширина отвальной заходки для экскаваторов ЭШ-10/70, ЭШ-13/50, ЭШ-15/90 может достигать 90-162 м. Недостатки применения драглайнов это меньшая по сравнению с мехлопатами производительность и зависимость от погодных условий.

Рис. 5.2. Схема отвалообразования с использованием драглайна

Драглайны на отвалах целесообразно применять для складирования мягких и мелкораздробленных полускальных и скальных пород.

Тема 5.3. Бульдозерное и скреперное отвалообразование

Бульдозерные работы на отвалах могут проводиться в двух случаях: при транспортировании вскрышной породы автосамосвалами и железнодорожным транспортом. В первом случае процесс отвалообразования включает разгрузку автосамосвалов на верхней площадке отвального уступа, перемещение пород под откос уступа, планировку поверхности отвала, ремонт и содержание автодорог.

Разгрузка автосамосвалов на отвале может производиться прямо под откос или по всей площади отвала. После разгрузки поверхность отвала планируется бульдозером, после чего отсыпается следующий слой. При разгрузке под откос для безопасности у верхней бровки уступа отвала устанавливают упоры для задних колес или отсыпают вал породы высотой 0,5-0,8 м и шириной 2,0 – 2,5, а сама поверхность отвала должна иметь уклон 4 – 5 о в сторону центра отвала.

Бульдозерный отвал обычно состоит из трех участков равной длины по фронту разгрузки ( рис. 5.3).

На первом участке ведется разгрузка, на втором – планировочные работы, третий участок – резервный. По мере развития горных работ назначение участков меняется. Длина фронта разгрузки L_ф.р. (м ) составит:

L_ф.р. = N_a ,

где — ширина полосы по фронту, занимаемая автосамосвалом, равная 18-20 м;

N_a – число одновременно разгружающихся автосамосвалов:

где N_ч — число автосамосвалов, разгружающихся на отвале в течение часа;

t_р.м. – продолжительность разгрузки автосамосвала, равная 1,5 – 2,0 мин:

где П_к.ч. – часовая производительность карьера по вскрыше, м 3 :

k_нер. – коэффициент неравномерности работы карьера, равный 1,25 – 1,5;

V_в — объем вскрыши, перевозимый автосамосвалом за рейс, м 3 .

Рис. 5.3. Схема бульдозерного отвала: L_ф.о., L_ф.р. , L_ф.п. , L_ф.рез. – соответственно

Длина фронта отвала, разгрузки, планировки, резервного.

Длина отвального фронта L_ф.о. будет равна трем величинам фронта разгрузки L_p.

Рабочий парк бульдозеров составит:

где Т – продолжительность смены;

k_з — коэффициент заваленности отвала породой, равный 0,5 – 0,7.

При транспортировании вскрышной породы железнодорожным транспортом отвальный уступ разделяется на два подуступа. Порода разгружается на кровлю нижнего подуступа и бульдозерами перемещается к его откосу.

Отсыпка скреперных отвалов производится горизонтальными или наклонными слоями толщиной от 0,2 – 0,3 до 2 – 3 м. Разгрузка пород на наклонном прямом участке (уклон 10-20%) при максимальной толщине слоев и малой скорости движения скрепера позволяет сократить время разгрузки, избежать сталкивания породы под откос бульдозером и обеспечить устойчивость отвала. Арсентьевым А.И. предложены формулы по которым можно определить ширину В и высоту Н одностороннего отвала на борту карьера:

где L_ф – длина фронта вскрышных работ, м;

Н_у — высота уступа, м;

k_p — коэффициент разрыхления породы в отвале;

— соответственно уклон поверхности и почвы отвала;

— угол откоса отвала, град.

Вопрос использования скрепера на выемке и транспортировке на отвалы вскрышных пород изложен в разделе 3.3.1.

Л и т е р а т у р а

1. Ржевский, В.В. Процессы открытых горных работ / В.В. Ржевский. – 3-е изд. – М.: Недра, 1978. – 511 с.

2. Ржевский, В.В. Открытые горные работы / В.В. Ржевский. – М.: Недра, 1985. – Ч. 1: Производственные процессы. – 549 с.

3. Чирков, А.С. Добыча и переработка строительных горных пород / А.С. Чирков. – М.: МГГУ, 2001 – 622 с.

4. Хронин, В.В. Проектирование карьеров / В.В. Хронин. – М.: Недра, 1993 . – 256 с.

5.Оника, С.Г. Проектирование карьеров / С.Г. Оника. – Минск, Технопринт, 2003. – 153 с.

6. Халявкин, Ф.Г. Лабораторный практикум / Ф.Г. Халявкин. – Минск, БНТУ, 2008. – 53 с.

7. Халявкин, Ф.Г. Процессы открытых горных работ / Ф.Г. Халявкин. – Минск, БНТУ, 2008. – 55 с.

8. Нурок , Г.А. Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ / Г.А. Нурок. – М. Недра, 1979. – 549 с.

9. Томаков, П.И., Наумов, И.К. Технология, механизация и организация открытых горных работ / П.И. Томаков, И.К. Наумов. – М. Недра, 1986. – 312 с.

Р Е Ц Е Н З И Я

на учебно-методический комплекс по учебной дисциплине

«Процессы открытых горных работ»

Национальной стратегией социально-экономического развития страны предусматривается непрерывное повышение эффективности и качества подготовки специалистов, в том числе и для горной промышленности, способных технически грамотно проводить разведочные работы, разрабатывать технические проекты и осуществлять добычу полезных ископаемых.

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Процессы открытых горных работ» позволит облегчить решение поставленной задачи. Он составлен в соответствии с типовой учебной программой по учебной дисциплине для специальности 1-51 02 01 «Разработка месторождений полезных ископаемых (по направлениям).

Комплекс содержит теоретический раздел и материалы для изучения данной дисциплины в объеме, установленном учебным планом по специальности и представлен конспектом лекций из пяти разделов и восемнадцати тем. В них изложены физико-технические свойства и характеристики горных пород, элементы и параметры карьера, процессы подготовки горных пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, перемещение карьерных грузов и отвалообразование.

При создании комплекса использованы различные источники информации по горнодобывающей отрасли. Он широко иллюстрирован графическим и справочным материалом. Его издание в электронном виде позволит увеличить доступность, качество усвоения материала и эффективность изучения предмета.

Замечания по комплексу исправлены в рабочем порядке.

Все вышеизложенное позволяет рекомендовать учебно-методический комплекс по дисциплине «Процессы открытых горных работ» к электронному изданию.

Начальник отдела изысканий и

проектирования открытых горных

разработок РУП «БелНИИтоппроект» Тумашков В.А.

Определение углов наклона рабочей поверхности звукового сканера при прохождении зерен различных культур

Рубрика: Спецвыпуск

Дата публикации: 03.04.2015 2015-04-03

Статья просмотрена: 1460 раз

Библиографическое описание:

Липова, С. В. Определение углов наклона рабочей поверхности звукового сканера при прохождении зерен различных культур / С. В. Липова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 6.5 (86.5). — С. 9-11. — URL: https://moluch.ru/archive/86/16706/ (дата обращения: 24.09.2021).

В зависимости от шероховатости рабочей поверхности и шероховатости зёрен различных культур изменяется угол наклона рабочей поверхности «звукового сканера», при котором начинает движение зерно, поступающее на послеуборочную обработку зерна, что влияет на амплитудную характеристику зерен.

Ключевые слова: шероховатость, звуковой сканер, угол естественного откоса, движение зерновки, наклонная поверхность.

Известно, что при движении по неподвижной наклонной поверхности твердого тела учитывается угол наклона поверхности, коэффициент трения между телом и поверхностью, угол трения движения и покоя.

Целью написания статьи стало определение оптимального угла наклона поверхности устройства звукового сканера (рис.1) при движении зерновок различных культур. Исходя из цели, были поставлены задачи: определение угла естественного откоса, определение угла наклона рабочей пластины, при котором начинается движение зерновки по шероховатой поверхности, определение значения амплитуды движения зерновки по поверхности.

Рис. 1. Фотография устройства «звуковой сканер»

Техническое устройство «звуковой сканер» предназначено для определения параметров зерна, поступающего на послеуборочную обработку. Звуковой сканер состоит из звукоизоляционного корпуса, который расположен на наклонной поверхности, угол наклона, которой регулируется ползуном. Через дозатор осуществляется подача исследуемого материала. Проходя по рабочей поверхности сканера (пластины), датчиками, расположенными в корпусе сканера улавливается звук, который передается на ПК, в котором происходит запись и обработка звуковых колебаний, создаваемых зерновками. Зерно попадает в приемник, из которого поступает на дальнейшую обработку. При помощи шарнира изменяется угол наклона корпуса звукового сканера, угол наклона определяется угломером. Угол наклона корпуса звукового сканера при прохождении зерновок различных культур разный.

Трение между двумя соприкасающимися телами происходит, прежде всего, вследствие шероховатости их поверхностей и наличия сцепления у прижатых друг к другу тел [1, с.197].

При движении зерновки по шероховатой поверхности звукового сканера необходимо учитывать угол наклона поверхности, при котором начинается движение зерна (т.е. угол трения скольжения больше угла трения покоя). Шероховатость поверхности — совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине. Измеряется в микрометрах (мкм). Rz — Высота неровностей профиля по 10 точкам, сумма средних арифметических абсолютных отклонений точек пяти наибольших минимумов и пяти наибольших максимумов профиля в пределах базовой длины [2, Приложение 2].

Шероховатость используемых пластин определена Росстандартом «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Тюменской области, ХМАО автономного округа Югра, ЯНАО. Тюменский отдел метрологии» сертификат о калибровке №28588 и составляет по Rz:

1. Стальная пластина – 53,5 мкм;
2. Алюминиевая пластина – 5,70 мкм;
3. Медная пластина – 20,4 мкм;
4. Деревянная пластина – 20,7 мкм.

Угол трения – наименьший угол, при котором зерновая масса начинает скользить по какой-либо поверхности. При скольжении зерна по зерну этот угол называют углом естественного откоса, или иначе – углом ската. Угол естественного откоса – это угол между диаметром основания и образующей косинуса насыпи, получающегося при свободном падении зерновой массы на горизонтальную плоскость (табл.1) по данным А.Е. Юкиша и Э.С. Хуверса [3, с.29-30].

Угол естественного откоса зерновых масс