Определение рациональных параметров гидросистем механизированных крепей с подпором для повышения надежности взаимодействия с кровлей и эффективности работы очистного комплекса

• Автор: Гражданкина, Тамара Васильевна
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 208 с.

1. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ, ГИДРОСИСТЕМ СЕКЦИЙ КРЕПИ, МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ И ОПТИМИЗАЦИИ
1.1. Особенности условий эксплуатации механизированных крепей и гидросистем секций крепи
1.2. Анализ гидросистем передвижения и подпора секций крепи и методов исследования их надежности

1.3.Методы оптимизации и расчета параметров гидросистем

1.4. Выводы

Цель и задачи исследований

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ РЕАЛИЗУЕМОСТИ НАДЕЖНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КрГшй С КРОВЛЕЙ. ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТНОГО КОМПЛЕКСА И РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОСИСТЕМ
2.1.Условия реализуемости надежности взаимодействия крепи с кровлей и эффективности работы комплекса
2.2Исследование влияния разгрузки секций крепи на состояние нижних слоев непосредственной кровли

2.3.Обобщенная математическая модель гидросистемы крепи

2.4.Оптимизация параметров гидросистемы механизированной крепи по технологическим и энергетическим критериям
2.5.Критерии оценки работы гидросистем, условия и ограничения оптимизации
2.6.Исследование обобщенной математической модели и определение рациональных параметров гидросистем
2.7.Вывод ы

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОСИСТЕМ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ
З Л. Планирование эксперимента, стенды и основные положения методики экспериментальных исследований
3.2.Стендовые исследования гидросистем передвижения секции крепи
3.3.Стендовые исследования гидросистем подпора секций крепи
3.4.Вывод ы
4. ШАХТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С КРОВЛЕЙ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ГИДРОСИСТЕМ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ
4.1. Планирование эксперимента, аппаратура и методика исследований
4.2.Исследование надежности взаимодействия крепи с кровлей и эффективности работы очистного комплекса
4.3.Расчет экономической эффективности
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Повышение эффективности подземной добычи угля связано с концентрацией и интенсификацией процессов на основе повышения технического уровня, надежности и эффективности применяемых технологий и техники.
Достижение требуемой эффективности технологических процессов при концентрации очистных и подготовительных работ сдерживается снижением надежности очистных и подготовительных выработок, вызванное ухудшением состояния кровли и ее обрушением в призабойное и рабочее пространство, деформацией сечения выработок и элементов крепи за счет повышенных нагрузок от сил горного давления. Основным производственным процессом, определяющим показатели работы шахты, является очистная выемка, которая в настоящее время еще не полностью механизирована, в связи с чем затраты ручного труда при ведении очистных работ достигают 42,5 % на шахтах Кузнецкого и 29,1 % на шахтах Печорского бассейнов. На участках с неустойчивыми кровлями эффективность очистных комплексов снижается в два и более раза за счет непроизводительных затрат времени на крепление кровли деревом для предотвращения вывалов и дополнительных обнажений кровли, а также зачистку оснований секций от просыпавшейся породы. Трудоемкость этих работ в 1,5 - 2,5 раза превышает трудоемкость работ, связанных непосредственно с добычей угля. Из-за вывалов породы ухудшаются качество и сортность добываемого угля, повышается травматизм, связанный с ведением работ по затяжке кровли. Значительными являются потери угля при оставлении защитной пачки для предотвращения обрушения пород. Из-за несоответствия конструкции механизированных крепей сложным горногеологическим условиям возникает около 60 % времени внутрилавных простоев.
Известно, что традиционные способы создания, изготовления и эксплуатации очистного горно-шахтного оборудования и его гидросистем часто не приносят нужного результата по надежности и эффективности работы, так как не учитывают всего разнообразия нестабильных условий эксплуатации и динамики их изменения, в силу чего нагрузка на лаву не растает и возможности механизированных комплексов используются не полностью.
До последнего времени проблеме создания гидросистем горно-

ния лавы, снижает перепады давления в гидролиниях, потребление и потери энергии, снижает динамические воздействия на элементы гидропривода, повышая их срок службы и снижая затраты на техническое обслуживание и ремонт оборудования.
Цель и задачи исследований.
Цель работы - установить зависимости, определяющие рациональные параметры гидросистем секций крепи с подпором, обеспечивающие улучшение взаимодействия крепи с кровлей, повышение производительности и эффективности работы очистного комплекса, снижение затрат энергии на процесс крепления и управления кровлей.
Цель, идея работы и современное состояние знаний по рассматриваемой проблеме определили необходимость решения следующих задач:
1. разработать обобщенную математическую модель гидросистемы механизированной крепи, позволяющую рассчитывать многовариантные реализации гидросистем подпора и передвижения секции, оптимизировать их по технологическим и энергетическим критериям и требуемому уровню надежности;
2. исследовать процессы в гидроприводе крепи для определения параметров гидросистем подпора и передвижения, обеспечивающих максимальную скорость крепления очистного забоя при минимизации энергетических затрат и повышении надежности;
3. обосновать технологический и энергетический критерии качества гидросистем, учитывающие в комплексе кинематические, силовые и энергетические параметры, требуемый уровень надежности, организацию процессов добычи угля;
4. определить рациональные параметры гидросистем, реализуемые в конструкциях механизированных крепей и гидропривода по требуемому уровню надежности и эффективности, провести экспериментальные исследования и оценить сходимость результатов теоретических и экспериментальных исследований.