Теоретическое обоснование и определение параметров машины для щелевой разгрузки массива

• Автор: Соколов, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 212 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 Факторы, влияющие на устойчивость выработки
1.1.1 Горно-геологические условия проведения
выработок
1.1.2 Управляемость кровли в выработках
1.1.3 Способы управления свойствами и состоянием массива
1.1.4 Объемы и перспективы применения
способов разгрузки массива пород
1.1.5 Объемы и перспективы применения способов разупрочнения кровли
1.2 Напряженно-деформированное состояние массива
вокруг горных выработок
1.2.1 Методы оценки геомеханического состояния выработки
1.2.2 Напряжения вокруг выработки
1.2.3 Влияние разгрузочных полостей на напряжения
в приконтурном массиве
1.3 Выводы
1.4 Цель и задачи исследований
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ЩЕЛЕВОЙ РАЗГРУЗКИ МАССИВА
2.1 Качественное влияние разгрузочной щели на напряженно-деформированное состояние массива
2.1.1 Выбор модели
2.1.2 Постановка задачи
2.1.3 Сходимость метода конечных элементов
2.1.4 Анализ результатов моделирования
2.2 Обоснование и определение параметров средства щелевой разгрузки массива
2.2.1 Лабораторные исследования параметров машины
2.2.2 Соотношение физических параметров выемочно-доставочной машины и ее модели

2.3 Выводы
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ УПРАВЛЕНИЯ МАШИНОЙ В ТУПИКОВОМ ЗАБОЕ ЩЕЛИ
3.1 Анализ кинематических и силовых параметров
гибкого става
3.1.1 Геометрические свойства движений точек
гибкого става
3.1.2 Условия выпрямления гибкого става
3.1.3.Тяговое усилие каната при равновесии става
3.1.4 Тяговое усилие каната при движении става
3.2 Расчет тягового каната
3.2.1 Поперечные колебания каната
3.2.2 Продольные колебания каната
Собственные колебания каната
Вынужденные колебания каната
3.3 Расчет тарельчатой пружины
3.3.1 Определение оптимальных параметров пружины
3.3.2 Анализ устойчивости пружины
3.4 Алгоритм расчета гибких элементов става машины
3.5 Выводы
4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СДВОЕННОГО ВИНТОВОГО КОНВЕЙЕРА ГИБКОГО СТАВА ЩЕЛЕНАРЕЗНОЙ МАШИНЫ
4.1 Дифференциальные уравнения движения частицы
в кожухе гибкого става
4.2 Выбор геометрических и режимных параметров
для погрузки - удаления разрушенного угля
4.3 Выбор геометрических и режимных параметров
доставки- выгрузки закладочного материала
4.4 Влияние кривизны гибкого става на транспортирующую способность винтового конвейера
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. С ростом глубины разработки угольных шахт увеличивается горное давление и вместе с ним возрастает актуальность проблем, связанных с управлением состоянием массива пород вокруг выработок. Эффективность горных работ в значительной степени зависит от состояния подземных горных выработок, поддержание которых в безопасном эксплуатационном состоянии требует выполнения трудоемких и дорогостоящих работ.
Горнотехнические факторы в значительной степени влияют на механизм и интенсивность проявлений горного давления и газовыде-ления. Изменяя технологию или технологические параметры ведения горных работ, можно управлять геомеханическими процессами: изменением напряжений, деформаций, смещений и разрушений в горных породах, примыкающих к подготовительным и очистным выработкам.
Повышение устойчивости выработок может быть достигнуто путем рационального их расположения, выбора способов охраны и поддержания выработок, обеспечивающих минимальные затраты на их ремонт, и применения мероприятий по повышению прочности пород и снижению напряжений. Методы повышения устойчивости выработок разнообразны и диктуются большим диапазоном горно-геологических и горнотехнических условий.
Важность правильного выбора, совершенствование способов и средств активного управления горным давлением в приконтурном массиве с целью повышения устойчивости выработки в сложных горно-геологических условиях обусловлена рядом причин, характеризующихся все более ощутимыми экономическими последствиями, а также катастрофическими событиями, сопровождающимися нередко человеческими жертвами.
Выбор рационального способа или сочетания способов управления горным давлением выполняется на базе прогноза устойчивости пород в горных выработках. Характерной особенностью горных пород Кузбасса является то, что в исследованных массивах более 60% пород относятся к породам средней и выше средней прочности. Высокие упругие свойства подавляющего большинства углевме-

зочных пазов и щелей; бурение коротких опережающих дегазационных скважин; торпедирование призабойной части угольного пласта; камуфлетное взрывание.
Основными мероприятиями предотвращения горных ударов при проведении подготовительных выработок являются:
расположение выработок вне зоны опорного давления или в зонах, предварительно разгруженных от опасного опорного давления путем опережающей отработки защитных пластов;
разгрузка пород в окрестности выработок буровыми скважинами и щелями;
увлажнение угольных массивов через скважины;
придание выработкам наиболее устойчивых форм поперечного сечения;
применение рациональных типов крепи, имеющих высокую устойчивость;
разгрузка массива камуфлетным взрыванием.
1.1.5. Объемы и перспективы применения способов разупрочнения кровли
Наибольшее число пластов с тяжелыми кровлями насчитывается в Кузнецком и Донецком бассейнах и составляет соответственно 53 и 58. Вынимаемая мощность этих пластов колеблется от 0,7 до 4,6 м, то есть охватывает весь диапазон разрабатываемых в настоящее время угольных пластов существующими и вновь создаваемыми средствами комплексной механизации выемки угля.
Разработанная ВНИМИ дополнительная типизация угольных пластов с труднообрушаемыми породами кровли в зависимости от их прочностных свойств и отношения п /т является основой выбора типов механизированных крепей с необходимой величиной рабочего сопротивления и в комплексе с ними способов разупрочнения для обеспечения эффективной и безопасной работы комплексномеханизированных очистных забоев (табл. 1.4).
При применении механизированных крепей повышенного сопротивления разупрочнение кровли для снижения интенсивности и