Введение к работе
Актуальность работы. Основной объем подземной добычи полезных ископаемых обеспечивается комплексами оборудования о механизированными крепями. В последние годы наблюдается ухудшение технкко-экономических показателей их работы'. Это свяаано в основном с ухудшением горно-геологических условий эксплуатации.
Неполное соответствие конструкции гидросистем гидростоек крепи условиям эксплуатации, а также 'недостаточно эффективное управление горным- давлением приводні к снижению нагрузки на лаву на 10-30 %, производительности труда - на 10-26 %, увеличению себестоимости на 6-40 %, объемов ручного труда на 30 %.
: йуществукж'ле методы разупрочнения трудноуправляемых кровель не .обеспечивают требуемого снижения динамических проявлений горного давления. Повышение; песудей способности крепей приводит к увеличений ач металлоемкости и'удорожанию. Применяемые гидросистемы гидростоек не.позволяют создавать гарантированную величину начального распора, азарпйнуа податливость, повышенную скорость кинематического распора и удовлетворительную защиту крепи от динамического воздействия со стороны выдающих пород. Поэюгу проблема по-; ььЕекиа эффективности работу комплексов ва счет применения гидросистем пищостсек, исюгочающия вкяэ перечисленные недостатки, является актуальной научной задачей.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом НИР я СКР ДО "ІНШІЇ" " Создать н внедрить гидростойку, с дополнительной поодамивостыо и повышенным начальные распором, обеелс-чи-Ейіоау» повышеииз эффективности работы очистного механизированного комплекса в тяж-лих горно-геологических условиях" (И гос. per.: 04S2G61000, ОІС5002000).
Цель р а б о т ц состоит в обосновании параметров гидро
систем гидростоек механизированных крепей с регулируемыми началь
ным -распором, несущей способностью и аварийной податливостью, на
основании разработанных математической подели и зависимостей,
обеспечивающих повьщеяпе скорости .«тематического и силового рас
пора, надёжности взаимодействий крепи с вмещающий породами при
неустойчивых н трудноуправляемых кровлях и эффективность -работы
мехашізііровашікя ікзмплєксов ., .
.---.4 - '..-.-
Идея работы заключается в обеспечении требуемой надежности взаимодействия механизированный крепей с неустойчивыми и труднодоступней кровлями, достигаемой регулированием начального распора, несущей способности, аварийной податливости гидросистем гидростоек ва счет повышенной скорости кинематического распора и контроля технического состояния отдельных элементов гидросистемы для снижения объемов и вероятности нарушений кровли, деформаций и разрушения элементов крепи.
Метод исследований- комплексный, включающий обобщение ранее проведенных исследований по данному вопросу, математическое моделирование переходныхпроцессов.н4 ПЭВМ, производст- ' венно-экспериыентальные исследования с-широким.спектром измерений и наблюдений. Обработка полученных данных 'преходилась методами теории вероятности и математической статистики. .
Научные положения, раэраб о танн ы е соискателем, и и х нови в'н а;
-разработана математическая модель переходных процессов в гидросистемах гидростоек, учитывающая многовариантнеэ сочетание различных конструкций гидроэлементов ( предохранительные клапаны, блоки .клапанов, мультипликаторы и демпфирующие устройства).для обоснования параметров и создания гидросистем гидростоек;
получены зависимости, устанавливающие влияние параметров < гидросистем гидростоек на продолжительность кинематического и си-. лового распора, на величину начального распора, пикового давление
в поршневых полостях гидростоек при динамическом нагруженииі
- определены параметры гидросистем гидростоек на основе исследования переходных процессов в гидросистемах и надежности взаимодействия крепей с вмещающими, породами, реализация которых позво-, лила разработать конструкцию гидростойки о регулируемыми: начальным распором, несущей способностью и аварийной податливостью,
Достоверность научных положений," выводов и рекомендаций подтверждается применением современных методов- аналитического расчета на ПЭВМ, представительным объемом экспериментальных данных, удовлетворительной сходимость» результатов аналитических исследований и экспериментальных данных (расхождение не превышает 14.Х). --. '.-,.-.'.''
Hay ч но е. э на ч е н и е работы состоит в разработке математической модели переходных процессов. в гидросистемах-гидростоек при многовариантном сочетании конструкций гидроэлемен-
- о -топ, исследование которых поэзолило определить параметры гидросистем с учетом надежности взаимодействия механизированных крепей с вмещающими породами.
Практическое в н а ч в н и е заключается в разработке методики расчета параметров гидросистем гидростоек с регулируемыми начальным распором, несущей способностью, аварийной податливостью-и создании их конструкций, защищенных авторскими свидетельствами, обеспечивающих повышение надежности взаимодействия механизированных крепей о Емешакзщими породами и эффективности работы очистных комплексов.
Реализация результатов работы. Ре-
зультати исследований использованы в АО "ПКИУИ" при создании опитних партий гидростоек ГДСЗ, ГСН и ДКО для Ш "Белкалий", АО "Тула-уголь" 'и концерна "Кузнецкуголь", яри создании стенда ресурсных, динамических и импульсных нагрукений секции крепи и ее элементов. Разработанная методика расчета-параметров гидросистемы гидрос.тойки копольвуется в АО "ШКУИ" при проектировании гидросистем комплекса
КМ 700, гидросистем * гидростоек нового технического уровня для комплекта оборудования длиннокамерной системы разработки угля, Разработанная система.повышения начального распора реализована в конструкциях стендов, внедренных- в 'АО "ПНйУЙ", при испытаниях гид-реэлементов на стадии их изготовления, Гидростойки ГСН внедрены на шахте "Подмосковная" АО "Тудауголь", а ГДСЗ, аварийные предохранительные клапаны, блоки-клапанов на руднике первого рудоуправления ПО "Белкалий''. Экономический эффект от внедрения работы составит: 181737 тис, руб, на лаву (в ценах 1990 г.). ,
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили одобрение на VII Всесоюзном семинаре "Рзашсдействие-механизированных крепей с боковыми породами" /г, Новосибирск, 1991 г,/, Всесоюзный отраслевой научно-технической конференции "Проблемы безопаской разработки калийных месторож-деш.'й'Уг. Солигорск, 1988 г./, научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ /г. 'Гула, 1901-96 гг./, еаоеданиях научно-технического совета АО "ЛНИУИ" /г, Новомосковск, ч 1QS0-96 гг./, на совещании в Гипроуглемаше /г. Москвз, 1990 г./.
П у б л и к а ц ;: и. По результатам- диссертационной работы, опубликовано 11 статей, получено б авторских свидетельств.
Структура и о б ъ е м р а 0 о т и. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных
- 6 -на 120 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 156 наименований, 1 приложение.