Обоснование параметров средств защиты гидростоек от динамических нагрузок

• Автор: Тарасик, Татьяна Михайловна
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 124 с.

Содержание
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследований
1.1 Анализ динамических проявлений кровли
при эксплуатации механизированных комплексов
1.2 Обзор существующих способов управления кровлей
2 Оборудование и методика исследований
2.1 Выбор и описание динамического стенда
2.2 Методика стендовых испытаний
2.3 Определение погрешности измерений
3 Анализ результатов стендовых испытаний
3.1 Определение коэффициента жесткости гидростоек
в разных режимах нагружения
3.2 Исследование влияния парамегров нагружения на
работу гидростоек различного исполнения и комплектации
Выводы
4 Обоснование параметров средств защиты гидростоек
4.1 Определение суммарной работы гидростойки при динамическом нагружении
4.2 Расходные характеристики клапанов
4.3 Выбор основных конструктивных характеристик
клапанных уплотнений
Выводы
5 Выбор и разработка средств защиты гидростоек
от динамических нагрузок
5.1 Принципиальная схема и описание гидростоек с безинерционными средствами защиты
5.2 Механическое устройство зашиты гидростойки от динамических нагрузок
5.3 Выбор основных конструктивных параметров
безинерционного устройства защиты
5.4 Инженерная методика расчета механического устройства
защиты гидростойки от динамических нагрузок
Выводы
Заключение
Литература

Введение
Общая характеристика работы
Актуальность проблемы. С ростом глубины горных работ, увеличением длин лав и выемочных участков усложняются горно-геологические и горнотехнические условия отработки угольных пластов, особенно при залегании над ними труднообрушаемой основной кровли. Внезапные, неуправляемые обрушения такой кровли имеют динамический характер, смещения в эти моменты проходят с большими скоростями, длительность действия которых исчисляется сотыми долями секунды, а их воздействия на механизированную крепь воспринимается как удар.
Динамические нагрузки на механизированные крепи вызывают в гидравлических стойках кратковременные и значительные по величине пиковые скачки давления рабочей жидкости, превосходящие в два и более раза номинальные показатели, определяемые настройкой предохранительного клапана. Это приводит к аварийным ситуациям в очистных забоях и преждевременному выходу из строя дорогостоящих и ответственных узлов механизированных крепей.
Труднообрушаемые основные кровли составляют четвертую часть всех отрабатываемых пластов в стране. Основная кровля мощных шахтопластов Кузбасса представлена преимущественно песчаниками (60%) мощностью 10-20 м, реже - до 40 м. Известно, что ряд шахтопластов содержит локальное распространение таких кровель, а также имеет непосредственную кровлю, разрушаемую при повышении несущей способности крепи. Таким образом, выемочные столбы имеют многократно изменяющиеся геомеханические ситуации, каждая из которых требует своего технического решения.
Существующие методы разупрочнения труднообрушаемых кровель, направлены на снижение интенсивности проявлений динамических явлений, и,

несмотря на длительную проверку, дают противоречивые результаты. Повышение несущей способности механизированных крепей приводит, при резком увеличении их металлоемкости, к удорожанию конструкций и, в условиях эксплуатации, к разрушению непосредственной кровли, залегающей между крепью и основной кровлей. Успешное управление кровлей механизированными крепями в значительной степени зависит от степени адаптации ее элементов к условиям нагружения, что можно обеспечить лишь при создании эффективно работающих средств защиты гидростоек в условиях труднообру-шаемых кровель. Этим объясняется интенсивный поиск средств защиты гидростоек как у нас в стране, так и за рубежом, что определяет акгуальность и научно-практическую значимость работы.
В связи с этим, существует необходимость проведения исследований по изучению особенностей работы гидравлических стоек механизированных крепей в условиях динамических нагрузок и разработки для них новых средств защиты.
Исследования выполнены в соответствии с планом НИР и внедрения Института горного дела СО РАН по теме 1.11.14. «Создание и совершенствование горных и строительных машин с различными энергоносителями».
Цель работы — обоснование параметров и разработка средств защиты гидростоек механизированных крепей от динамического нагружения, позволяющих повысить безопасность и эффективность очистных работ в условиях шахт с труднообрушаемой кровлей.
Идея работы заключается в использовании сил трения для демпфирования динамических нагрузок, воздействующих на гидростойку со стороны кровли, и сил инерции для повышения быстродействия предохранительных клапанов прямого действия.
Задачи исследований:
— провести анализ и обобщить научно-технический опыт создания пре-

Рис. 2.1. Схема испытательного стенда К-100 СибНИА (г. Новосибирск)