Постановка задач, поиск решений по оптимизации конструктивных решений и параметров средств механизации крепления, обеспечивающих поддержание кровли и стенок выработки при непрерывной подаче комбайна в рабочем режиме.
 Скачать 134 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Республики Казахстан Карагандинский Государственный Технический Университет Кафедра ТОМиС
Выполнил: Магистранты группы ТМОМ-18-3 Моделина Е.Д. Баронэ Г.Г Жекибаева К.К. Проверил: Синько А.Н. 2019 Как известно, гидрофицированная механизированная крепь предна-значена для крепления кровли в рабочем пространстве лавы, ограждения его от обрушенных пород, управления горным давлением полным обрушепанием, передвижения става скребкового конвейера и удержания его от сползания. Крепь должна защищать призабойное рабочее пространство от проникновения пород кровли и обеспечивать требуемую скорость крепления очистного забоя. Для выемки мощных пластов в один слой ОАО "ПНИУИ" был создан ряд механизированных крепей типа 2УКП оградительно-поддерживающего типа, агрегатированных с забойным конвейером, с однорядным расположением стоек вдоль лавы. Крепь состоит из однотипных линейных секций и двух фланговых, расположенных на сопряжениях лавы
Линейная секция (рисунок 1) состоит из устройства удержания забоя 1, поддерживающего кровлю козырька 2, двух гидростоек 3, оградительного перекрытия 4, гидрооборудования управления 5, основания 6. Козырѐк – телескопический, выдвигается в различных модификациях крепи или механической рычажной системой, или с помощью гидро-цилиндра (крепь УКП5). Козырѐк может быть использован для опережаю-щего крепления кровли, обнажѐнного вследствие отжима или недодвижки, а также в крепи УКП5 для скола пачки угля, остающейся у кровли.  Рисунок 1 - Линейная секция крепи Оградительное перекрытие со стороны забоя опирается на стойки, а со стороны выработанного пространства – на соединитель его с основанием. Соединитель предназначен для ступенчатой механической раздвижки перекрытия по высоте, защиты рабочего пространства от обрушенных по-род в нижней части крепи и гашения высокой динамической нагрузки на перекрытие во время посадки труднообрушаемой кровли (с помощью предварительно напряженного пакета конвейерной ленты, подложенной под соединитель). Устройство для передвижки секции состоит из направляющей балки и гидродомкрата передвижки. Передвижение крепи осуществляется поршневой полостью гидродомкрата. От сползания во время передвижки секция удерживается направляющей балкой и благодаря боковому упору основания в соседнюю секцию, а от бокового крена – благодаря выдвиж-ному из оградительного перекрытия гидроподжимному щиту, устраняю-щему также зазоры между перекрытиями. Секция снабжена механизмом для автоматической компенсации удаления или приближения козырька от забоя при изменении высоты кре-пи, а также щитом, управляемым гидродомкратом для предотвращения отжима угля. Эксплуатация крепей оградительно-поддерживающего типа выяви-ла недостаток конструкции, заключающийся в увеличении незакреплѐнной ширины призабойного пространства при значительном изменении выни-маемой мощности пласта близкой к верхнему конструктивному пределу из-за ненадѐжной работе механизма автоматической компенсации, а также невозможности регулирования расстояния между основанием секции кре-пи и ставом конвейера при изменяющейся мощности пласта. При приме-нении выдвижных козырьков происходит изменение несущей способности секции и перераспределение нагрузки на отдельные элементы крепи [2, 3, 4]. Возможны вывалы пород кровли и обрушение забоя. Раздельное управление операциями технологического цикла приводит к снижению скорости крепления и нагрузки на забой [5, 6]. Для устранения этого недостатка и повышения скорости крепления забоя была разработана гидросистема секции крепи [7], представленная на рис. 2, обеспечивающая автоматическое регулирование положения осно-вания секции относительно конвейера в зависимости от вынимаемой мощ-ности и автоматическое управление распором крепи. Гидросистема включает в себя гидростойки, распределитель, пере-ключатель, следящий домкрат и гидроцилиндр передвижения. Следящий домкрат установлен между основанием и оградительным перекрытием крепи и контролирует угол наклона перекрытия относительно основания. При увеличении вынимаемой мощности увеличиваются угол наклона ограждения и раздвижность следящего домкрата. На гидростойке установ-лен стоечный гидроблок, имеющий предохранительный клапан и гидроза-мок. В штоковой полости гидроцилиндра передвижения установлен до-полнительный подвижный поршень. Гидроцилиндр передвижения имеет три полости: поршневую - для передвижки секции крепи, штоковую - для передвижки конвейера и дополнительную замкнутую полость - длярегули-рования величины хода компенсации. Дополнительная полость гидроци-линдра передвижения соединена с поршневой полостью следящего гидро-домкрата.  Рисунок 2 - Гидросистема секции крепи Гидросистема секции включает в себя также гидропереключатель, гидравлически управляемый через толкатели малого и большого диамет-ров. Гидропереключатель оснащѐн гидроклапаном, осуществляющим его блокировку при неавтоматизированном распоре крепи. Гидропереключа-тель гидролинией соединѐн с замкнутой полостью гидроцилиндра пере-движения. Объѐмное регулирование величины хода компенсации осу-ществляется следящим гидродомкратом. Управление гидроприводом секции крепи осуществляется многопозиционным гидрораспределителем. Гидросистема в режиме регулирования величины компенсации хода работает следующим образом. При изменении вынимаемой мощности пла-ста изменяется угол наклона ограждения и основания крепи. Следящий гидродомкрат изменяет величину своей раздвижности, в результате чего изменяется объѐм его поршневой полости. Следящий гидродомкрат и до-полнительная полость гидроцилиндра передвижения работают по принци-пу сообщающихся сосудов с определѐнным коэффициентом мультиплика-ции. Величина этого коэффициента учитывается при расчѐте хода компенсации гидроцилиндра. При увеличении (уменьшении) вынимаемой мощности пласта объѐм поршневой полости гидродомкрата увеличивается (уменьшается) и, следовательно, уменьшается (увеличивается) объѐм за-мкнутой камеры гидроцилиндра передвижения. В результате этого регули-руется рабочий ход поршня гидроцилиндра передвижения и изменяется положение секции относительно конвейера. Тем самым обеспечивается ав-томатическое постоянство требуемого зазора между козырьком крепи и забоем. После завершения передвижки секции повышенное давление за-мкнутой полости гидроцилиндра передвижения автоматически переводит гидропереключатель из положения I в новое положениеII, при котором происходит отключение гидроцилиндра передвижения и подключение поршневой полости гидростойки. Происходит автоматический распор сек-ции крепи. По достижении требуемой величины распора оператор перево-дит рукоятку блока управления в нейтральное положение и переключатель возвращается в исходное положение. Для обеспечения безаварийной работы и исключения поломок гид-роэлементов необходимо согласовать их конструктивные параметры, с учѐтом подходов, изложенных в [4, 8, 9, 10]: объем поршневой полости следящего гидродомкрата VГД и компен-сационной полости гидроцилиндра передвижения Vк должны быть связаны между собой соотношением VГД VкVсж, где ∆Vсж– объем жидкости, компенсирующий упругое сжатие жидкости в соединяющих рукавах высокого давления, полостях гидроцилиндров и ак- кумулирующую способность рукавов при максимальном рабочем давлении, м3; рекомендуемый угол φ наклона оси следящего гидродомкрата к ос-нованию
 где а и b– расстояния от шарнира секции крепи до точек крепления следящего гидродомкрата соответственно на оградительном перекрытии и на основании секции, м; с – минимальная конструктивная высота гидро-домкрата передвижения в сжатом положении, м; h –ход поршня следящего гидродомкрата, м; конструктивная раздвижность следящего гидродомкрата определяется из выражения h22 ch2 abcosα1cosα20; ход плавающего поршня гидроцилиндра передвижения
где D – диаметр поршня следящего гидродомкрата, м; Dгцп и dгцп – диаметры соответственно поршня и штока гидроцилиндра передвижения, м; α1 и α2– углы между оградительным перекрытием и основанием секции крепи соответственно при минимальной и максимальной вынимаемой мощности пласта, град; для защиты компенсационной полости от избыточного мультипли-цированного давления в конце хода передвижки и ложных переключений при выдвижке конвейера срабатывание переключателя должно происхо-дить при давлении в компенсационной полости не менее 1,15∙Рн.ст, здесь Рн.ст – давление настройки насосной станции, МПа. Приведѐнные основные зависимости позволяют определить требуемые параметры гидроэлементов и произвести их оптимизацию по [4, 5].
Испытания усовершенствованной гидросистемы крепи были прове-дены на шахтах ОАО "Воркутауголь" с положительными результатами по безопасности ведения работ. Зазор между козырьком секции крепи и забо-ем не превышал допустимых значений и колебался в пределах 50 мм при изменении мощности пласта в полном диапазоне. Автоматизированная си-стема распора обеспечиваланоминальную величину распора гидростоек до давления насосной станции. Комплексы типа 2УКП были переданы для се-рийного производства на ПО "Каргормаш" (г. Караганда). Список литературы
живающего типа с кровлей / Б. А. Александров, Г. Д. Буялич, Ю. М. Леконцев, А. С. Фролов // Геомеханические аспекты разработки ме-ханизированных крепей. Вопросы горного давления: сб. науч. тр / Ин-т горного дела СО АН СССР. Новосибирск, 1988. № 46. С. 67–70.
промышленности, строительства и энергетики»: в 2 т. Т. 1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. С. 230 - 234
36 - 42
СССР. Опубл. 07.03.93. Бюл. № 9.  | ||||||||||||||||||||||||||