Разработка метода определения основных параметров исполнительных органов проходческих комбайнов роторного типа для массивов с зональным проявлением выбросов породы

• Автор: Вдовиченко, Владимир Павлович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Днепропетровск
• Количество страниц: 212 c. : ил

РЕФЕРАТ
Диссертация содержит 129 страниц машинописного текста, 7 таблиц, 39 рисунков, список использованных источников из 145 наименований и 12 приложений.
Перечень ключевых слов: проходческий комбайн, исполнительный орган, дисковая шарошка, выбросоопасные породы, напряженное состояние, призабойная зона, форма забоя, показатели сопротивляемости, параметры разрушения, метод расчета.
Диссертация посвящена исследованию процесса взаимодействия исполнительного органа комбайна, оснащенного дисковыми шарошками, с напряженным массивом горных пород.
Целью работы является разработка метода расчета и рекомендаций по совершенствованию исполнительных органов проходческих комбайнов роторного типа для проведения выработок в массивах с зональным проявлением выбросов породы и газа.
Методы исследований включают анализ и обобщение известных и полученных при выполнении данной работы результатов, аналитические, лабораторные и шахтные исследования, планирование экспериментов и математическую статистику.
В результате проведенных исследований разработан метод расчета исполнительных органов комбинированной формы с учетом степени напряженности и нарушений сплошности разрушаемых ими пород; определены рациональные параметры и режимы работы исполнительного органа комбайна,обеспечивающего безопасное и эффективное проведение выработок в массивах с зональным проявлением выбросов породы и газа.
Результаты исследований и метод расчета использованы при разработке технического задания на проходческий комплекс КРТ. Ожидаемый экономический эффект от внедрения комплекса составит 568870 руб. в год.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА,ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Краткие сведения о средствах проведения подготовительных выработок в массивах с зональным проявлением выбросов породы и газа
1.2. Современные направления интенсификации процесса разрушения крепких, в том числе выбросоопасных
пород
1.3. Анализ основных закономерностей процесса разрушения горных пород механическими инструментами
1.4. Задачи исследований
2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА СПЛОШНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ГОРНЫХ МАССИВОВ С ЗОНАЛЬНЫМ ПРОЯВЛЕНИЕМ ВЫБРОСОВ ПОРОДЫ И ГАЗА
2.1. Основные положения методики оптического моделирования напряженного состояния пород призабойной зоны
2.2. Результаты оптического моделирования напряженного состояния пород призабойной зоны
2.3. Исследование устойчивости пород призабойной
зоны выработки
2.4. Обоснование рациональной формы исполнительного
органа комбайна
2.5. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ НАПРЯЖЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОД ДИСКОВЫМИ ШАРОШКАМИ
3.1. Методика проведения лабораторных исследований,
стенды и аппаратура
3.2. Исследование показателей сопротивляемости напряженных горных пород механическому разрушению
3.3. Зависимость сопротивляемости горных пород разрушению от степени их напряженности и нарушений сплошности
3.4. Влияние напряженного состояния на показатели эффективности разрушения горных пород дисковыми шарошками

3.5. Определение силовых параметров процесса разрушения напряженных горных пород
3.6. В ы в о д ы
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ НАПРЯЖЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОД ПРОХОДЧЕСКИМИ КОМБАЙНАМИ РОТОРНОГО ТИПА
4.1. Методика шахтных исследований
4.2. Распределение показателей контактной прочности напряженных горных пород по площади забоя выработки
4.3. Влияние показателей сопротивляемости напряженных пород на силовые параметры исполнительного органа комбайна
4.4. В ы в о ды
5. ОСНОВНЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ
5.1. Методика расчета
5.1.1. Выбор геометрии исполнительного органа
5.1.2. Определение сопротивляемости напряженных горных пород разрушению
5.1.3. Определение рациональной скорости проведения выработок
5.1.4. Расчет силовых и энергетических параметров
5.2. Расчет основных параметров исполнительного органа комбайна KFT
5.3. Рекомендации по совершенствованию исполнительного органа комбайна, предназначенного для проведения выработок в массивах с зональным проявлением выбросов породы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПЛ. Акт использования результатов НИР по комбайну "Яеиноватец-2" Ясиноватским машиностроительным заводом
П.2. Акт приемки НИР по комбайну КРТ

зом. Принимаем глубину проведения подготовительных выработок Нв = 500 - 1000 м, усредненный объемный вес налегающих пород
х 104 Н/м3. Вертикальное давление в центре выработки до ее проведения определяется по формуле / 104
(6г-^Нв (2.1)

и составляет <^2 = (1,30 - 2,60) х 10 Па. Далее полагаем, что выработка проводится в песчанике, предел прочности которого равен I" (о J = 7,5 х 107 Па.
Тогда коэффициент напряженности для песчаника будет иметь следующие значения
К = -—--- = СО,173 - 0,346)
[&п]
Далее по известным значениям К и пределу прочности материала моделей [<3эм] = 5,3 х 107 Па находим напряжения, которые должна испытывать модель в процессе ее нагружения при соблюдении силового подобия:
[&Л'К = (0,92 - 1,84) х ХО7 Па
Нагружение моделей производилось на специальном стенде (рис.2.2), состоящем из нагрузочного устройства I, источника света 2, поляризатора 3 и анализатора 4.
В процессе экспериментов напряжения в моделях изменялось в

пределах (1,06-4,24) х 10 Па, а коэффициенты напряженности К -от 0,2 до 0,8. Параметры нагружения моделей приведены в табл.2.1. Картины полос, возникающие в нагруженных моделях при просвечивании их монохроматическим светом, фотографировались и подвергались анализу. При этом величина напряжений, создаваемых в моделях, не превышала предел пропорциональности метилметакрилата.