Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка прогрессивных технологических решений по повышению эффективности струговой выемки угля по восстанию пластов Лущик Александр Григорьевич

Разработка прогрессивных технологических решений по повышению эффективности струговой выемки угля по восстанию пластов
<
Разработка прогрессивных технологических решений по повышению эффективности струговой выемки угля по восстанию пластов Разработка прогрессивных технологических решений по повышению эффективности струговой выемки угля по восстанию пластов Разработка прогрессивных технологических решений по повышению эффективности струговой выемки угля по восстанию пластов Разработка прогрессивных технологических решений по повышению эффективности струговой выемки угля по восстанию пластов Разработка прогрессивных технологических решений по повышению эффективности струговой выемки угля по восстанию пластов Разработка прогрессивных технологических решений по повышению эффективности струговой выемки угля по восстанию пластов Разработка прогрессивных технологических решений по повышению эффективности струговой выемки угля по восстанию пластов Разработка прогрессивных технологических решений по повышению эффективности струговой выемки угля по восстанию пластов Разработка прогрессивных технологических решений по повышению эффективности струговой выемки угля по восстанию пластов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Лущик Александр Григорьевич. Разработка прогрессивных технологических решений по повышению эффективности струговой выемки угля по восстанию пластов : Дис. ... канд. техн. наук : 25.00.22 Москва, 2005 154 с. РГБ ОД, 61:06-5/95

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса, цель и задачи исследований 8

1.1. Существующие решения и направления развития технологии отработки угольных пластов по восстанию 8

1.2. Цель и задачи исследований 20

Выводы 21

2. Исследование возможности работы струговых комплексов по восстанию 24

2.1. Исследование особенностей поведения угольного забоя лавы . 24

2.2. Поведение боковых пород пласта в очистных забоях 37

2.3. Работоспособность струговых установок 49

2.4. Особенности работы механизированной крепи 52

Выводы 67

3. Результаты исследования работоспособности стругового комплекса при отработке пласта по восстанию 69

3.1. Программа, методика и результаты стендовых исследований 69

3.2. Программа и методика шахтных исследований работоспособности стругового комплекса 70

3.3 Исследование влияния изменения угла падения пласта на состояние кровли 74

3.4. Исследования работоспособности механизированной крепи 79

3.5. Исследование трудоёмкости процесса крепления очистного забоя 86

3.6. Исследования системы подачи струговой установки на забой 89

3.7. Поведение угольного массива в забое 89

3.8. Исследование работы струговой установки по восстанию 90

3.9. Сравнительный анализ технологии отработки пласта по

простиранию и восстанию методом экспертных оценок 92

Выводы 97

4. Анализ технико-экономических показателей очистных забоев при различных направлениях отработки угольных пластов 101

4.1. Сравнительный анализ технико-экономических показателей работы очистных забоев по восстанию и простиранию 101

4.2. Экономическая эффективность эксплуатации стругового комплекса по восстанию 103

4.3. Экономико-математические модели для сравнения показателей работы очистных забоев по восстанию и простиранию 104

Выводы 107

5. Технические решения, повышающие эффективность отработки угольных пластов по восстанию струговыми комплексами 112

5.1. Техническое решение по безопасному креплению призабойного пространства лавы 112

5.2. Способы рационального повышения распора гидростоек

5.3. Управление направленным перемещением комплектов крепи и прямолинейностью забоя 124

Выводы 126

Заключение 128

Литература

Введение к работе

Актуальность работы. На современном этапе реструктуризации угольной отрасли, характеризующемся возрастающими объёмами строительства новых и реконструкции действующих шахт, весьма важной задачей является техническое и технологическое обеспечение широкого применения погоризонтной подготовки запасов угольных пластов с отработкой их лавами по восстанию, при которой достигается значительное снижение первоначальных капитальных затрат и срока строительства, значительно удешевляются и упрощаются схемы транспорта, вентиляции и водоотлива, уменьшается объём охранных угольных целиков.

Область применения погоризонтной подготовки и отработки запасов угольных пластов выемочными столбами по восстанию ограничивается по углу их залегания, так как при этом имеет место ряд существенных отличий по сравнению с отработкой запасов выемочных столбов по простиранию, обусловленных, в частности, необходимостью обеспечения поперечной устойчивости выемочных машин, производительностью забойного конвейера, удержанием работающего комбайна в забое и смазкой редукторов.

В то же время отличительные особенности струговой технологии в сравнении с комбайновой и опыт эксплуатации струговых установок убедительно показали большие перспективы использования их при выемке лавами по восстанию. Недостаточная изученность вопроса обоснования возможности эффективной эксплуатации струговых механизированных комплексов в лавах, движущихся по восстанию, позволяет с должной объективностью квалифицировать исследования, направленные на решение этой важной задачи, как весьма актуальные.

Идея работы заключается в реализации системного подхода к разработке геотехнологических моделей взаимодействия функциональных элементов механизированных комплексов с углевмещающим массивом, адекватно отображающих специфику проявлений внешней среды и характеристик изменений

пространственной ориентации их при отработке запасов выемочных столбов по восстанию.

Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий научное обобщение и анализ производственного опыта, аналитические методы исследования с применением математической статистики и теории вероятности, а так же корреляционный и регрессионный анализ, натурные исследованиях использованием апробированных и разработанных автором методик.

Основные научные положения:

-обеспечение высокопроизводительных и безопасных условий эксплуатации струговых комплексов в очистных забоях выемочных столбов по восстанию достигается за счёт направления потока угля на конвейерный став или в призабойное пространство между конвейером и лавою при любом варианте характера обрушения верхней пачки угольного пласта;

негативное влияние поперечного наклона струговой установки на работу механизированного комплекса может компенсироваться регулированием высоты завального борта става конвейера без потери его производительности;

предотвращение сползания нижних слоев непосредственной кровли в выработанное пространство лавы при выемке по восстанию обеспечивается за счёт превышения начальным распором крепи величины, определяемой в соответствии с геотехнологической моделью механизма взаимодействия механизированной крепи с кровлей пласта;

выбор схем подготовки пластов и параметров технологии струговой выемки угля в лаве по критериям эффективности и безопасности работ следует производить с учётом приоритета технологии струговой выемки по восстанию пластов с углами падения до 18.

Достоверность и обоснованность научных положений выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждаются:

- представительным объёмом шахтных исследований технологии струго
вой выемки угля на шахтах Восточного Донбасса;

- удовлетворительной сходимостью результатов теоретических исследо
ваний и стендовых испытаний с данными практики (расхождение не превышает
15%);

-положительными результатами промышленной апробации технологии струговой выемки угля лавами по восстанию.

Научная новизна работы заключается в следующем:

установлено, что при любом варианте характера обрушения верхней пачки угольного пласта возможно обеспечение высокопроизводительных и безопасных условий эксплуатации струговых комплексов в очистных забоях выемочных столбов по восстанию до 18;

доказано, что при поперечном наклоне конвейеров серийных струговых установок до 18 не происходит потери их расчётной производительности.

обоснована возможность исключения разрушения кровли и образования породных блоков, склонных к сдвижению в выработанное пространство, при превышении уровня распора гидростоек в зависимости от типа крепи 0,65 -0,85 от величины сопротивления в конце цикла.

Практическое значение работы состоит:

  1. Проведенными исследованиями доказана возможность эксплуатации струговых механизированных комплексов в лавах, отрабатывающих по восстанию угольные пласты с углами падения до 18 при местных увеличениях до угла падения 24.

  2. Разработаны и запатентованы 5 способов управления уровнем распора мехкрепи в зависимости от проявлений горного давления.

  3. Разработано и запатентовано перекрытие крепи способное ликвидировать зависания верхней пачки угля.

  4. Разработан и запатентован способ управления направленностью движения механизированной крепи.

  5. Разработаны методики расчёта основных параметров струговых механизированных комплексов при отработке угольных пластов по восстанию.

Реализация работы в промышленности. Результаты исследований автора использованы при проектировании струговых механизированных комплексов 2МКС125 и 2МКС 216, что обеспечивает расширение области их применения для отработки запасов угольных пластов с углами падения до 18 лавами по восстанию.

Существующие решения и направления развития технологии отработки угольных пластов по восстанию

Системы разработки угольных пластов длинными столбами по восстанию применялась в Донецком бассейне уже в начале двадцатого века [1]. В 1911 году их удельный вес в добыче составлял - 7,8%; длинные столбы по простиранию - 38,4% [2]. В 20-30-е годы прошлого века Л.Д. Шевяковым были разработаны и описаны несколько вариантов систем разработки длинными столбами по падению и восстанию [3].

С шестидесятых годов в ДонУГИ совместно с ДЛИ совершенствуется технология отработки пластов по восстанию [4]. В семидесятые годы ДонУГИ была предпринята первая в СССР попытка создания специального комбайнового комплекса для пластов пологого (до 12) падения вынимаемой мощностью от 1,0 до 2,0 м, отрабатываемых лавами по восстанию [5]. В восьмидесятые годы проводились испытания двух опытных образцов комплексов КМВ88, отрабатывающих по восстанию пласты мощностью 1,0-1,3 м с углом падения до 18 [6].

Расчёт технико-экономической эффективности внедрения комбайнового мехкомплекса, способного отрабатывать по восстанию угольные пласты мощностью 1,15-1,9 м с углом падения до 12, выполненный ДонУГИ, показал существенное снижение себестоимости угля (12,7%). В целом возможный экономический эффект от внедрения комбайновых комплексов, отрабатывающих угольные пласты по восстанию на углах до 18 мог составить только по Украинской части Донбасса 38 млн. руб. в год (в ценах 1972 года) [7].

Погоризонтный способ подготовки имеет ряд существенных преимуществ перед панельным и этажным, поэтому нормативные документы Минуг-лепрома СССР [8, 9] предписывали отдавать ему предпочтение при подготовке шахтных полей. В справочниках, в учебниках, в монографиях этот способ также признавался наиболее прогрессивным, и приводились многочисленные варианты схем погоризонтной подготовки [10, 11, 12, 13, 14, 15]. Очень большая работа проведена по изучению и определению оптимальных параметров при вскрытии и подготовке шахтных полей, отрабатываемых по восстанию (падению) [16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24]. Постоянно велась работа по совершенствованию и модернизации технологических схем, например: для глубоких газовых шахт [25, 26], для участков со спаренными лавами [27, 28, 29, 30], для порядка отработки блоков [31], пластов в свите [32], горизонтов [33], выемочных участков [34, 35, 36], для диагонального расположения столбов [37], для системы разработки в целом [38, 39, 40, 41, 42].

Имелся большой опыт работы лав по восстанию (падению), как у нас в стране [43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52], так и за рубежом: в ПНР [53], во Франции и ФРГ [54]. Имеется много рекомендаций по расширению области применения данной технологии [55, 56, 57], однако даже на пластах с углом падения до 10 она не получила подавляющего распространения и остаётся как бы нетрадиционной. Как справедливо отмечалось в [58] не существует даже единой терминологии.

Поэтому необходимо более подробно остановиться на недостатках и отличительных особенностях данной технологии: - увеличение объёма наклонных подготовительных горных выработок; - изменение схем транспорта, вентиляции, водоотлива; - работа забойного оборудования при поперечном угле наклона.

Погоризонтный способ подготовки угольных пластов отличается от других способов подготовки полным отсутствием наклонных горных выработок, незначительным увеличением относительной длины капитальных горизонтальных горных выработок и расположением участковых горных выработок вдоль линии падения пласта (участковые ходки).

Проходческое оборудование позволяет проходить наклонные выработки: комбайновыми комплексами "Кузбасс" (КН5Н) до 35, "Союз 19" до 40, ком байнами серии ГПКС - 20 по восстанию и до 25 по падению, погрузочными машинами 1ПНБ2У и ППН7 до 25 и ППН5У до 18 [59, 60, 61], а скреперными погрузчиками СКУ1, СКМ600 - выработки с углами падения до 35 [62].

Разработано технологическое обеспечение проведения наклонных выработок, оконтуривающих выемочные столбы. Проведены многочисленные научно-исследовательские работы: по определению наиболее рациональных форм и размеров сечения выработок [63], по совершенствованию технологии проведения [41, 64, 65, 66] и охраны горизонтальных и наклонных подготовительных выработок [67, 68, 69, 70, 71, 72].

При сравнении стоимостных параметров поддержания подготовительных ходков и штреков некоторые авторы считают, что они практически равны [73, 74], другие, что намного дешевле в эксплуатации ходки [4, 47, 67, 75, 76].В основном стоимость охраны и ремонта горных выработок зависит от горногеологических и горнотехнических условий, например, от угла между направлением кливажа пород кровли и осью выработки [77].

Необходимый объём проведения выработок при погоризонтном способе подготовки, значительно ниже, чем при панельном. В Карагандинском бассейне удельная протяжённость проводимых подготовительных выработок на 1000 т угля при погоризонтном способе подготовки меньше, чем при панельном, в 1,41 раза, охраняемых в 1,73 раза, в Печорском бассейне соответственно в 1,69 и в 3,3 раза, в Донбассе в 1,2 ив 1,16 раз [15].

В пользу погоризонтного способа свидетельствует также тот факт, что при панельной подготовке у штреков, пройденных без нарушения кровли пласта, значительно искажается заданное поперечное сечение. Перепад высот у боков штрека шириной 4 м составит 0,85 м при угле падения пласта 12 и 1,3 м при 18.

Поведение боковых пород пласта в очистных забоях

При рассмотрении особенностей поведения боковых пород в очистных забоях, движущихся по восстанию, рассматривались следующие вопросы: влияние устойчивости непосредственной кровли на безопасность и производственные процессы; условия, при которых возможно сползание боковых пород из призабойного пространства лавы в выработанное; процессы обрушения пород кровли в выработанном пространстве.

Как отмечалось выше, при работе по восстанию возрастают проявления отжима угля, вследствие чего возрастает площадь обнажения незакреплённой крепью зоны непосредственной кровли у линии очистного забоя, к тому же снижается несущая способность угольного пласта. Это отрицательно сказывается на устойчивости кровли.

Исходя из принципов и условий, принятых в п. 2.1, безопасность от об рушающихся у линии очистного забоя пород кровли обеспечивается при выполнении следующего неравенства: b + А (т - hK) tga +13 - 0,5 dn, (2.16) где 13 - расстояние от линии очистного забоя до передней кромки консоли перекрытия секции крепи, м; dn — размер обрушающихся в призабойном пространстве породных блоков, м.

Так как для струговых крепей 13 не должно превышать 0,93 м, a dn из приведенных ранее условий можно принять равным 0,1 м, то безопасные условия будут сохраняться при угле падения пласта: для УСВ2 - 6, С075 - 0, СН75 - 17, УСТ2М - 0 (при максимальной по технической характеристике обслуживаемой ими мощности пласта). Поэтому применение струговых установок по условию устойчивости непосредственной кровли нужно ограничить кровлями средней устойчивости, (если не применять специальные мероприятия или специальные механизированные крепи). А при ремонте и обслуживании частей комплекса, находящихся перед первым рядом стоек, необходимо устанавливать временную предохранительную крепь, исключающую возможность травмирования рабочих обрушающейся породой кровли.

По данным Л. И. Барона [129] минимальное значение коэффициента трения породы о породу составляет 0,15-0,18. Это означает, что при угле падения пласта 8-10 возможно самопроизвольное скольжение куска породы по поверхности почвы.

Реальная опасность возможна при её склонности к пучению, в очистных забоях, закрепленных крепью с малой площадью основания типа МК97 или индивидуальной, при угле падения пласта, превышающем значение арктангенса коэффициента трения породы почвы.

В выработанном пространстве лавы, движущейся по восстанию, обрушение пород кровли происходит в более благоприятном режиме, чем при движении по простиранию или падению. Это связано с тем, что падение обрушаю щихся пород кровли происходит по вертикали, а не по нормали пласта, с увеличением расстояния от забоя, на котором происходит подбучивание пород кровли, что способствует раскрытию трещин и, как следствие, уменьшению величины зависающей за крепью консоли кровли.

При работе по восстанию уменьшается опасность от обрушающихся в выработанном пространстве пород кровли. Это позволяет применять в крепях задние ограждения легкого типа.

При движении лавы по восстанию нет необходимости регламентировать направление порядка передвижки секций крепи. (При движении лавы по простиранию, в случае передвижки в первую очередь вышерасположенной секции крепи возникает возможность засыпания задней части нижерасположенной секции, обрушающейся в выработанном пространстве породой кровли, а при крупноблочном обрушении это может привести к зажатию секции или её поломке). Поэтому можно практически без ограничений применить шахматную расстановку и порядок передвижки секций крепи.

Возможность сползания пород непосредственной кровли из призабойного в выработанное пространство рассмотрена в подразделе 2.4.

Коренным отличием условий работы по восстанию лавного оборудования является его эксплуатация с поперечным наклоном, в отличие от продольного при отработке по простиранию. Поэтому для определения работоспособности струговых установок в лавах, движущихся по восстанию, устанавливалось следующее: влияние поперечного наклона на условия смазки редукторов струговых установок; работоспособность конвейера при поперечном его наклоне; влияние наклона на устойчивость струга.

В редукторах серийных струговых установок применяется картерный способ смазки. При этом конструкция редуктора должна обеспечивать нормальную смазку зубчатых колёс и подшипников при всех возможных положениях привода [135], а перегрев масла в ванне при рабочем режиме редуктора не должен превышать 40 С сверх температуры окружающего воздуха [137]. Картерный способ смазки ограничивает возможность эксплуатации редуктора на больших углах наклона, так как при наклоне редуктора смазка под действием сил тяжести стекает в нижнюю часть редуктора, а оголившиеся зубчатые пары и подшипники выходят из строя.

Программа и методика шахтных исследований работоспособности стругового комплекса

В целом за период шахтных исследований в лавах № 5 и № 7 состояние призабойной кровли можно оценить как удовлетворительное. Образующиеся трещины давления не оказывали влияния на производственные процессы, не увеличивали трудоёмкость работ в лавах и не вызывали аварийности и простоев оборудования комплексов. Уступы в кровле, связанные с проявлением горного давления, отсутствовали полностью. Образование вывалов было связано с входом лав в зоны горно-геологических нарушений. Работа лав в зонах с более высоким значением угла падения пласта не приводила к изменению характера проявления горного давления в призабойном пространстве. Изменение значений коэффициентов было, в основном, связано с изменением структуры, текстуры и мощности пород кровли и входом лав в зоны горно-геологических нарушений (так, площадь вывалов в эти периоды достигала 20,6%, а удельный объём - 0,21 м /м ).

Величина зависания пород непосредственной кровли за крепью в лаве № 5 составляла от 0 до 8 м, в среднем 3,8 м, а у охранных бутокостров она возрастала до 10-25 м. В лаве № 7 при углах падения пласта 9-12 зависания кровли составляли от 0 до 9 м (в среднем 2,5 м), при увеличении угла падения более 12 наблюдалось некоторое уменьшение величины зависания кровли - от 0 до 6 м, при средней 1,34 м.

Характер обрушения пород кровли в выработанном пространстве менялся от послойного к блочному и обратно, как по длине лавы, так и по длине выемочных столбов, и не зависел от угла падения пласта. Обрушение происходило слоями мощностью 0,1-0,3 м или крупными блоками 2 на 2 ми более в плоскости напластования и до 1,5-2 м по мощности. Повреждений крепи и засыпания её задних частей основания обрушавшейся в выработанном пространстве породой кровли не наблюдалось. При углах падения пласта более 8 расстояние от основания крепи до обрушенной породы составляло 0,1-0,5 м. Причём с увеличением угла падения и мощности пласта вероятность попадания пород кровли из зоны выработанного пространства в рабочую зону лавы, движущейся по восстанию, снижалась, в отличие от лав, работающих по простиранию, в которых наблюдается обратный процесс.

Параметры конвергенции боковых пород определялись на станции наблюдений при углах падения пласта от 7 до 12 на подвиганий очистного забоя 20 м, от 5 до 14 - 40 м и третий участок 45 м при углах падения пласта от 9 до 16.

Численные значения величин скоростей конвергенции боковых пород по диапазонам угла падения пласта представлены в приложении 2. В процессе исследований, влияния угла падения пласта на величину конвергенции не выявлено. Вполне возможно, что это влияние в исследуемом диапазоне углов отсутствует или не существенно.

Кроме определения величины конвергенции боковых пород, в процессе исследований определялась и траектория опускания пород кровли для выявления составляющей движения в плоскости пласта.

В результате проведенных исследований было установлено, что сближение пород кровли и почвы происходит по различным направлениям: от направления с отклонением от нормального в сторону забоя до направления по вертикали и даже с отклонениями от вертикали к завальной стороне. А в среднем (и в большей части замеров) направление сближения пород было между нормалью к пласту и вертикалью.

За время исследований механизированная крепь работала, в основном, в режиме нарастающего сопротивления. По лаве № 5 на этот режим пришлось 83,7% от суммарного времени работы секций за время наблюдений, лишь в 18,6% от исследованных рабочих циклов крепи наблюдался выход её на уровень номинального сопротивления. По лаве № 7 в диапазоне углов падения пласта от 9 до 12 эти величины составили соответственно 91,2% и 18,9%, а на углах более 12 - 80,8% и 22,8%.

При этом в лаве № 5 податливость гидростоек крепи не превышала 25 мм за цикл и составила в среднем по переднему ряду стоек - 5,8 мм, по заднему -3,9 мм. В лаве № 7 в диапазоне углов падения пласта от 9 до 12 податливость была не более 35 мм и составила в среднем по переднему ряду - 5,6 мм, по заднему - 6,6 мм. На углах более 12 эти величины соответственно составили 23 мм; 5,0 мм; 5,9 мм.

Экономическая эффективность эксплуатации стругового комплекса по восстанию

На основании теоретических и шахтных исследований, проведенных автором, были определены следующие основные направления по повышению эффективности отработки угольных пластов струговыми комплексами по восстанию: 1. Решение вопросов по безопасной ликвидации возможных зависаний верхней, не разрушаемой стругом пачки угля. 2. Организация своевременного крепления призабойного пространства в лавах с зонами малоустойчивой и нарушенной непосредственной кровлей. 3. Решение вопроса по управлению направленным перемещением секций крепи. 4. Поддержание прямолинейности струговых установок для снижения тяговых усилий и износа струга и конвейера. 5. Решение вопросов обеспечения нормальных условий картерной смазки приводов струговых установок. 5.1. Техническое решение по безопасному креплению призабойного пространства лавы

Устойчивость угольного забоя в лавах, движущихся по восстанию, значительно снижается, поэтому верхняя часть угольного пласта при самообрушении может представлять опасность для оборудования очистного забоя и обслуживающих его рабочих. К тому же, при разрушении верхней части пласта увеличивается площадь обнажения непосредственной кровли, что снижает её устойчивость. С другой стороны, современная струговая технология предусматривает выемку только нижней части угольного пласта, а верхняя, не разрушенная стругом пачка должна обрушаться под действием отжима и собственного веса. При этом, как показали расчёты, выполненные в подразделе 2.1, при слабом проявлении отжима возможны зависания до 1 м и более. Обрушение этих навесов не безопасный и, к тому же, очень трудоёмкий и длительный по времени процесс, снижающий показатели лавы. Для исключения этих явлений было предложено перекрытие секции механизированной крепи по авторскому свидетельству №1446334 [179].

Схема перекрытия показана на рис. 5.1. Секция механизированной крепи состоит из основания 1, гидростоек 2, верхняка 3 с выдвижной частью 4 и гидроцилиндра 5 её подачи. В выдвижной части 4 расположены поперечные домкраты 6, на которых жёстко или шарнирно закрепляются парные скалыватели 7 и 8.

Работа механизированной крепи с таким перекрытием осуществляется следующим образом.

В начале рабочего цикла секция крепи находится в распёртом состоянии, скалыватели 6 и 7 находятся в сдвинутом положении. После выемки нижней пачки угля стругом включается на подачу гидроцилиндр 5, его усилием скалыватели внедряются в подкровельную пачку. Затем включаются на раздвижку поперечные домкраты 6, при этом скалыватели 7 и 8, двигаясь в противоположные стороны, прорезают щель в угольной пачке на глубину подачи. После чего скалыватели 7 и 8 сдвигаются домкратами 6 в исходное положение. Затем выдвижной верхняк 4 под действием домкрата 5 внедряется в эту щель и производит отделение зависающей консоли угля. При необходимости, описанные выше действия, повторяются до тех пор, пока не будет разрушена вся зависающая верхняя пачка угля. После чего секция крепи разгружается, подтягивается к выдвинутой части перекрытия и вновь распирается.

Предложенная конструкция имеет следующие преимущества перед существующими. Во-первых, скалыватели 7 и 8 разрушают уголь не смятием, как обычно, а прорезают узкую щель, а на это требуется значительно меньшие усилия. Во-вторых, усилия резания на скалывателях направлены в противоположные стороны и, замыкаясь, не передаются на перекрытие 3 секции крепи, а, следовательно, не влияют на её работу.

Применение этого перекрытия секции крепи позволит исключить зависание верхней не разрушаемой стругом пачки угля, которая при самообрушении или обрушении вручную могла бы представлять опасность для рабочих и оборудования в лаве. Наличие выдвижной консоли в перекрытии крепи даёт возможность расширить область применения струговых комплексов на пласты с зонами малоустойчивой и нарушенной кровли, так как позволит осуществлять крепление непосредственно вслед за выемкой угля.

Анализ особенностей работы механизированных крепей в лавах, отрабатывающих угольные пласты по восстанию, показал, что к уровню распора предъявляются повышенные требования. Поэтому были предложены технические решения, которые позволяют осуществлять распор стоек давлением, напрямую зависящим от давления в стойке в конце предыдущего цикла её работы [180]. Это с одной стороны, позволяет повысить уровень начального сопротивления крепи без дополнительного расхода энергии и износа гидромагистралей, запорной арматуры и маслостанций. А с другой стороны, в лавах с лёгкими кровлями ив периоды со слабыми проявлениями горного давления на других типах кровель снизить нагрузку на гидростойки, тем самым увеличить ресурс их и их блоков и основных металлоконструкций крепи.

Главной идеей предлагаемых решений было использовать запасённую в предыдущем цикле работы стоек энергию в поршневой полости гидростойки (авторские свидетельства №1652601 [181] и №1735594 [182]) или в специальном гидроаккумуляторе (авторские свидетельства №1461979, №1564354 и №1684517).

Рассмотрим принцип действия гидросистемы механизированной крепи по авторскому свидетельству №1652601, принципиальная схема которой показана нарис. 5.2.

Похожие диссертации на Разработка прогрессивных технологических решений по повышению эффективности струговой выемки угля по восстанию пластов