Новые решения в конструктивно-технологическом обосновании методов крепления очистных забоев

Освітлено питання вдосконалення серійного випуску куткових стійок тертя, що дозволяють стабілізувати робочі характеристики й підвищити робочий опір стійок тертя....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2006
Автори:	Дегтярь, Р.В., Емец, А.П., Семенков, И.Л.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут фізики гірничих процесів НАН України 2006
Назва видання:	Физико-технические проблемы горного производства
Теми:	Прогноз и управление состоянием горного массива
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/107648
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Новые решения в конструктивно-технологическом обосновании методов крепления очистных забоев / Р.В. Дегтярь, А.П. Емец, И.Л. Семенков // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2006. — Вип. 9. — С. 180-185. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-107648
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1076482016-10-24T03:03:06Z Новые решения в конструктивно-технологическом обосновании методов крепления очистных забоев Дегтярь, Р.В. Емец, А.П. Семенков, И.Л. Прогноз и управление состоянием горного массива Освітлено питання вдосконалення серійного випуску куткових стійок тертя, що дозволяють стабілізувати робочі характеристики й підвищити робочий опір стійок тертя. Generally marketed angle friction props improvement problems, which allow stabilizing work parameters and increasing work resistance of friction props are reviewed. 2006 Article Новые решения в конструктивно-технологическом обосновании методов крепления очистных забоев / Р.В. Дегтярь, А.П. Емец, И.Л. Семенков // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2006. — Вип. 9. — С. 180-185. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. XXXX-0016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/107648 622.284.52.001.76 ru Физико-технические проблемы горного производства Інститут фізики гірничих процесів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Прогноз и управление состоянием горного массива Прогноз и управление состоянием горного массива
spellingShingle	Прогноз и управление состоянием горного массива Прогноз и управление состоянием горного массива Дегтярь, Р.В. Емец, А.П. Семенков, И.Л. Новые решения в конструктивно-технологическом обосновании методов крепления очистных забоев Физико-технические проблемы горного производства
description	Освітлено питання вдосконалення серійного випуску куткових стійок тертя, що дозволяють стабілізувати робочі характеристики й підвищити робочий опір стійок тертя.
format	Article
author	Дегтярь, Р.В. Емец, А.П. Семенков, И.Л.
author_facet	Дегтярь, Р.В. Емец, А.П. Семенков, И.Л.
author_sort	Дегтярь, Р.В.
title	Новые решения в конструктивно-технологическом обосновании методов крепления очистных забоев
title_short	Новые решения в конструктивно-технологическом обосновании методов крепления очистных забоев
title_full	Новые решения в конструктивно-технологическом обосновании методов крепления очистных забоев
title_fullStr	Новые решения в конструктивно-технологическом обосновании методов крепления очистных забоев
title_full_unstemmed	Новые решения в конструктивно-технологическом обосновании методов крепления очистных забоев
title_sort	новые решения в конструктивно-технологическом обосновании методов крепления очистных забоев
publisher	Інститут фізики гірничих процесів НАН України
publishDate	2006
topic_facet	Прогноз и управление состоянием горного массива
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/107648
citation_txt	Новые решения в конструктивно-технологическом обосновании методов крепления очистных забоев / Р.В. Дегтярь, А.П. Емец, И.Л. Семенков // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2006. — Вип. 9. — С. 180-185. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
series	Физико-технические проблемы горного производства
work_keys_str_mv	AT degtârʹrv novyerešeniâvkonstruktivnotehnologičeskomobosnovaniimetodovkrepleniâočistnyhzaboev AT emecap novyerešeniâvkonstruktivnotehnologičeskomobosnovaniimetodovkrepleniâočistnyhzaboev AT semenkovil novyerešeniâvkonstruktivnotehnologičeskomobosnovaniimetodovkrepleniâočistnyhzaboev
first_indexed	2025-07-07T20:14:51Z
last_indexed	2025-07-07T20:14:51Z
_version_	1837020523609980928
fulltext	Прогноз и управление состоянием горного массива 180 УДК 622.284.52.001.76 НОВЫЕ РЕШЕНИЯ В КОНСТРУКТИВНО- ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ОБОСНОВАНИИ МЕТОДОВ КРЕПЛЕНИЯ ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ к.т.н. Дегтярь Р.В. (ИФГП НАН Украины), н.с. А.П. Емец, с.н.с. И.Л. Семенков (ДонУГИ) Освітлено питання вдосконалення серійного випуску куткових стійок тертя, що дозволяють стабілізувати робочі характеристики й підвищити робочий опір стійок тертя. NEW SOLUTIONS IN DESIGN TECHNOLOGICAL BASING OF STOPE TIMBERING METHODS Degtyar R., Emets A., Semenkov I. Generally marketed angle friction props improvement problems, which al- low stabilizing work parameters and increasing work resistance of friction props are reviewed. Металлические стойки трения являются основным типом креп- ления очистных забоев, которое используются в угледобывающей промышленности Украины [1]. Сейчас ими поддерживается около 70% очистных забоев. В ближайшее время эта цифра существенно не изменится, так как горно-геологические условия с увеличением глубины разработки беспрерывно ухудшаются. При этих обстоя- тельствах удовлетворительное эксплуатационное состояние очистных забоев может быть обеспечено только при применении металлических стоек трения с соответствующими силовыми и кине- матическими параметрами, которые основываются на общепризнан- ном факте работы крепи и породного массива в режиме взаимовлия- ния [2]. Такой подход получил одобрение в отечественной практике в части номенклатуры типов и параметров применяемых конструк- ций, выбор же которых осуществляется практически на безальтерна- тивном основании. В тот же время конструкции стоек трения, кото- рые серийно выпускаются, за своими силовыми и кинематическими параметрами не отвечают новым условиям их применения, что явля- ется основной причиной многих отказов в эксплуатации при крепле- нии лав. Следствием такого положения являются очень высокие и Прогноз и управление состоянием горного массива 181 неоправданные ресурсозатраты. Перечисленные моменты свиде- тельствуют о высокой актуальности проблемы разработки новых конструкций металлических стоек трения ТУ20 с параметрами, зна- чение которых отвечает новым геомеханическим условиям. Схема нагружения металлических стоек трения ТУ20 характеризуется не- равномерностью смещений контура вмещающих пород лавы и раз- нохарактерностью действующих усилий: возникают усилия, кото- рые близкие к сосредоточенным в кровле. В этом случае критиче- скими элементами конструкции являются замок и выдвижная часть, несущая способность которых оказывается недостаточной. Возни- кающая при этом схема нагружения стойки является специфической особенностью эксплуатации крепи в сложных горно-геологических условиях и должна обязательно учитываться при разработке новых конструкций. Анализируемый прогресс в кардинальном улучшении технико- экономических показателей в креплении очистных забоев ставит вопрос о новых, конструктивно-технологических решениях, которые должны базироваться на следующих принципах [3]: – в условиях устойчивых пород главное требование к сохране- нию и максимальному использованию несущей способности горного массива; – в сложных горно-геологических условиях должна формиро- ваться система "крепь–массив" должно быть контролируемыми и содержать управляемые параметры; – создание ресурсосберегающей технологии крепления должно идти по пути максимального учитывать работу породного массива путем его разгрузки или упрочнения. В отдельных районах в связи с продолжающимися тектоническими процессами и влиянием структурно-механических особенностей мас- сива реальное поле и главные напряжения могут отклоняться от верти- кали и горизонтали и по величине отличаться от γΗ. Крепь находится в сложном взаимодействии с окружающими породами и рассматривается как составная часть единой системы "крепь-массив", состояние которой определяется геомеханическими процессами. Параметры взаимодейст- вия этой системы (эпюра смещений и давлений на контакте крепи и массива) являются геомеханическими параметрами крепи, т.е. отража- ют податливость и несущую способность стойки [2]. Повышение технического уровня крепления вновь вводимых очи- стных забоев, концевых участков лав и сопряжений их с подготови- Прогноз и управление состоянием горного массива 182 тельными выработками должно достигаться применением механи- зированных крепей в виде гид- равлических стоек нового техни- ческого уровня и металлических верхняков. Однако в настоящее время до полного обеспечения всех очистных забоев крепями нового технологического уровня в оп- ределенных условиях (доработка лав, короткие выемочные поля, отработка целиков и т.п.) целе- сообразно применять металли- ческие стойки трения типа ТУ20 [3]. Опыт эксплуатации серийно выпускаемых стоек ТУ20 пока- зал, что они имеют недостатки: нестабильную рабочую характе- ристику, зависящую от внешних факторов; чувствительны к вне- осевым нагрузкам; требуют со- блюдения определенных усло- вий при установке. Конструк- тивные недостатки являются главной причиной выхода стоек ТУ20 из строя. Стойки трения ТУ20 постоянного сопротивле- ния работают по принципу трения с самозатягивающимся устройст- вом и конструктивно состоят из следующих основных частей: кор- пуса, выдвижной части и замкового устройства. В замковое устрой- ство входят: клин горизонтальный, вкладыш, пружина (рис. 1). Рабочее сопротивление стойки ТУ20 создаётся трением рабочих поверхностей угольника и деталей замкового устройства (рис. 2). Рабочая характеристика серийных стоек ТУ20 приведена на рис. 3 (график 1) [2]. Из графика 1 видно, что, при возрастании сопротив- ления до величины 150–170 кН происходит самозатяжка замка (кри- вая поднимается вверх) при остановке вкладыша с последующим движением выдвижной части. Начиная с этой точки графика сопро- Рис. 1. Стойка трения ТУ 20: 1 – верхняя опора; 2 – выдвижная часть; 3 – корпус; 4 – клин горизон- тальный; 5 – вкладыш; 6 – пружина; 7 – клин подъёмный; 8 – стопор; 9 – нижняя опора Рис. 2. Поверхности трения в серийных стойках ТУ20 Прогноз и управление состоянием горного массива 183 тивляемость стойки возрастает примерно на величину, равную раз- ности сил трения на поверхностях замкового устройства, что соот- ветствует силе, которая обеспечивает затягивание вкладыша при проседании выдвижной части. При работе стойки и проседании вы- движной части на 200 мм сопротивление снижается от 180-200 кН до 140-160 кН. Из-за неровностей поверхностей трения замкового устройства силы трения на отдельных участках поверхностей пре- вышаются допустимые пределы рабочей характеристики стойки, что приводит к «задиранию» поверхностей трения. В этом случае работа стойки сопровождается ростом и резкими сбросами сопротивления с звуковым эффектом. Добиться плавной податливости стойки ТУ20 можно за счет высокого качества обработки поверхностей трения. При параллельном их расположении в замке неизбежно постоянное снижение сопротивления. В стойках ТУ20 после разгрузки возника- ет самоторможение. Поэтому во многих случаях выдвижная часть не освобождается и свободно не опускается. Для освобождения вы- движной части от поверхностей трения планок и вкладыша требует- ся нанесение ударов по корпусу замка. Отказ от параллельности по- верхностей трения вкладыша и планок с полками угольника вы- движной части позволило устранить эффект торможения трущихся деталей. Происходит восстановление упругих деформаций полок угольника. Следовательно, после разгрузки стойки ТУ20 устраняется Рис. 3. Рабочие характеристики стойки ТУ20: 1 – рабочая характеристика серийной стойки ТУ20, 2 – рабочая характеристика стойки выполненной с уклонами рабочих поверхностей трения Прогноз и управление состоянием горного массива 184 необходимость нанесения ударов по корпусу замка, уменьшается трудоем- кость крепления. С этой целью разра- ботана конструкция замка (см. рис. 4), в котором поверхности трения планок хомута выполнены с уклоном α в сто- рону нижней опоры стойки. Поверх- ности трения вкладыша с уклоном α, направлены в противоположную сто- рону относительно уклона поверхно- стей трения планок. Вследствие укло- на поверхностей трения вкладыша и планок происходит упругая деформа- ция полок угольника: от оси стоек в верхней части замкового устройства, к оси стойки – в нижней его части. При работе стоек ТУ20 с уклоном поверх- ности трения планок и вкладыша вы- равниваются допуски, неровности из- готовления поверхностей трения угольника, что обеспечило ста- бильность рабочего со - противления по всей величине податливо- сти стойки. Проведенные испытания стоек показали, что наиболее оптимальные результаты получены при уклоне поверхностей трения планок и вкладыша в пределах 1:600 – 1:700. Рабочая характеристи- ка стойки трения ТУ20, у которой рабочие поверхности трения эле- ментов замкового устройства выполнены с уклоном α приведена на рис. 3 (график 2). В отличие от рабочей характеристики, приведен- ной на рис. 3 (график 1) сопротивление стойки в точке перегиба не имеет резкого падения, а плавно выравнивается. По мере проседания выдвижной части ее сопротивление практически постоянно. Резкие сбросы или рост сопротивления отсутствуют. В шахтных условиях на стойку приложена внешняя нагрузка с некоторым экс- центриситетом. Это вызвано рядом причин: деформированными или установленными под углом друг к другу верхняками; установка сто- ек неперпендикулярно плоскостям напластований боковых пород; неровностями почвы и др. Для предотвращения изгиба выдвижной части должно выполняться условие, при котором прочность конст- рукции при максимальной раздвижности выдвижной части должна быть выше допустимого рабочего сопротивления, чем обеспечивает- Рис. 4. Поверхности трения выполненные с уклоном α Прогноз и управление состоянием горного массива 185 ся безаварийная работа стоек при внеосевых нагружениях. У метал- лических стоек трения ТУ20, согласно действующим техническим условиям, допускается предельное отклонение ±20% от номиналь- ного рабочего сопротивления. Запас прочности стойки при макси- мальной раздвижности под нагрузкой предусмотрено равным 1,25 максимально допустимого рабочего сопротивления [2,3]. Макси- мально допустимая нагрузка на стойку ТУ20 составляет 300 кН, что на 50% выше номинального сопротивления [2,3]. Однако эти требо- вания не выдерживаются при эксцентричном их нагружении. На- гружения стоек, установленных с эксцентриситетом, приводят к снижению максимально допустимой нагрузки на стойку. При одно- стороннем эксцентриситете в 5;10 и 30 мм максимально допустимое сопротивление стоек снижается соответственно в среднем на 8,0; 19,0 и 32,3% по сравнению с сопротивлением стойки при осевом на- гружении. Усовершенствование конструкции стоек ТУ20 проведено также в направлении обеспечения самоцентрирования прилагаемой к стойке нагрузки. Предложенные конструкторские решения в металлических стойках трения ТУ20 испытаны на стенде и в произ- водственных условиях. Результаты испытаний подтвердили пра- вильность предложенных технических решений. Таким образом, предложенное конструктивное усовершенство- вание стойки трения ТУ20 эффективны в сложных горно- геологических условиях, что положительно отразится на показате- лях работы очистных забоев. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Управление кровлей и крепление в очистных забоях на угольных пластах с углом падения до 350. Руководство КД 12.01.503-2001 // Изд. офиц-ое. - К.: Минтопэнерго Украины, 2002. - 142 с. 2. Единая инструкция по эксплуатации индивидуальных крепей металлических крепей очистных забоев // Изд. офиц-ое. - До- нецк: ДонУГИ, 1989. - 135 с. 3. Стойки призабойные // Технические условия. - ГОСТ 25843-83.

Новые решения в конструктивно-технологическом обосновании методов крепления очистных забоев

Репозитарії

Схожі ресурси