Введение к работе
Актуальность работы. С ухудшением горно-геологических ус:. товий в угольных бассейнах, особенно при отработке угольнь.х пластов :о слабыми.почвами, наблюдается постоянное снижение эффективности применения серийных механизированных креііей.
Крепи теряюг устойчивость, ухудшается режим их нагруженил, зызывающий поломки и деформации элементов металлоконструкции с разрушением сварных швов. Эю узеличи^ет объем непроизводительных ручных работ, связанный с правкой секций, заменой и ремонтом разрушенных элементов,
Прозедэнный анализ в ЦЭММах А.О. Тулауголь показал, что 70% вышедших из строп крепен имеют значительные деформации элементов с разрушением сварных швов. А наблюдения за работой крепей в лавах Сафоновского месторождения, проведенные в течение 9 мес-.цев, показали, что в течение отработки выемочного столба длиной 500 м до 30% траверс 4-х звенного механизма разрушаются и до 10% оснований получают большие остаточные Деформации.
Поэтому дальнейшее изучение взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами, в условиях слабых почв, участвующих в формировании проявления горного давления на крепь, актуально, и связано как с прочностью, так и с устойчивостью конструкций. В связи с этим способствование формированию проявления горного давления на крепь является важнейшей задачей, решение которой связано с дальнейшим совершенствованием существующих механизированных крепей и созданием новых.
Настоящая работа подготовлена автором на основе обобщения результатов исследований, выполненных им в соответствии с научными исследованиями ТулГТУ:
- по хозяйственному договору между ТулГТУ и ИГД им.
А.Л.Скочинского №86-428 "Разработать методы построения режимов
кагружения и критерия устойчивости секций механизированных крепей"
(номер государственной регистрации 01Б60077432).
- по госбюджетной теме №58-91 "Исследование работы и прогнозирова
ния надежности механизированных крепей для пологих пластов" 'номер
государственной регистрации 01910046422).
Целью работы является повышение надежности механизирован
ных крепей, обеспечивающих эффективную работу на слабых почвах
введением гидравлических податливых элементов, формирующих прояв
ление горного давления.
Идея работы заключается в обеспечении надежности механизированных крепей установкой гидравлических податливых элементов, способствующих формированию проявления горного давления на несущие элементы крепей в условиях слабых почв!
Метод исследований - комплексный, включающий аналитические исследования, базирующиеся на механике горных пород, на методах теории упругости и пластичности, производственные испытания опитной партии механизированных крепей с применением для обработки экспериментальных данных методов математической статистики.
Научные положения, выносимые на защиту.
Установлена закономерности потери устойчивости и режима иа-гружения механизированной крепи с учетом разрушения угольного пласта впереди очистного забоя, и его взаимовлияние с крепью в процессе выемки угля и передвижки секции в условиях слабых почв.
Разработана методика расчета элементов четырехяьенного механизма механизированных крепей с учетом взаимодейств^? основания секции со слабой почвой-
Установлена зависимость ресурса секций от характера распределения и уровня контактных давлений по опорной поверхности основания секции, позволяющая прогнозировать срок службы крепц.
Установлено рлияние податливых элементов, введенных в конструкцию, на кинематику и режим нагружения.»
Достоверность научных цолбжзций, врізодоц и рекомендаций,' содержащихся в диссертации, подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальнцх исследований (расхождение не превышает 20%), достаточным объемом экспериментальных данных, применением современных средств измерений и методов исследований.
Научное значение диссертационной работы состоит р разработке механизма потери устойчивости и режима нагружения механизированной крепи в'прочессе подвигання очистного забой, в условиях слабых почв.
Практическое значение работы:
- усовершенствована методика прочностного расчета элементов
секций, позволяющая повысить надежность крепи;
- разработана, изготовлена и испытана конструкция секции крепи,
с введенными гидравлическими поца^-ливыми элементами, автоматически
формирующими проявление горного давления, позволяющей повысить
устойчивость и надежность крепи.
Реализация работы. Основные результаты использованы при' проектировании и создании опытной партии экспериментальных образцов секций крепч ЮКПД.
Годовой экономический эффект от внедрения одного комплекса с механизированными крепями ЮКПД в ценах 1989 года составляет 119730 руб.
Апробация работы. Основные положения диссертационной оабо-ты докладывались на VI Всесоюзном семинаре "Взаимодействие механизированных крепей с боковыми породами" ИГД СО \Н СССР (г.Новосибирск, 1983 г.), на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного технического университета (г.Тула, 1986-1995 г.г.), ьа заседании кафедры "Горные машины и комплексы" (г.Тула, 1995 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных ра бот н получено 2 авторских свидетельства.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,' пяги разделов, заключения, списка использованной литературы из 90 наименований и содержит 122 страницы машинописного текста, 34 рисунка, 5 таблиц и приложения.