Разработка систем гидравлических вибраторов для воздействия на угольный пласт через вмещающие породы

Разработка систем гидравлических вибраторов для воздействия на угольный пласт через вмещающие породы

Наведено технологічні схемі для систем гідравлічних вібраторів, за допомогою яких виконується дія на вугільний пласт через вміщуючі породи. Розглянуто різноманітні конфігурації схем для створення різних частот дії....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2012
Hauptverfasser: Житленок, Д.М., Крышнев, А.С., Власенко, В.В.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2012
Schriftenreihe:Геотехническая механика
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54295
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Разработка систем гидравлических вибраторов для воздействия на угольный пласт через вмещающие породы / Д.М. Житленок, А.С. Крышнев, В.В. Власенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 105. — С. 113-121. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-54295
record_format dspace
spelling irk-123456789-542952014-01-31T03:12:25Z Разработка систем гидравлических вибраторов для воздействия на угольный пласт через вмещающие породы Житленок, Д.М. Крышнев, А.С. Власенко, В.В. Наведено технологічні схемі для систем гідравлічних вібраторів, за допомогою яких виконується дія на вугільний пласт через вміщуючі породи. Розглянуто різноманітні конфігурації схем для створення різних частот дії. The technological schemes for systems of hydraulic vibrators to perform influence on coal bed through the host rocks. Considered various configurations of schemes to create different frequencies of influence. 2012 Article Разработка систем гидравлических вибраторов для воздействия на угольный пласт через вмещающие породы / Д.М. Житленок, А.С. Крышнев, В.В. Власенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 105. — С. 113-121. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54295 622.234.5(088.8) ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Наведено технологічні схемі для систем гідравлічних вібраторів, за допомогою яких виконується дія на вугільний пласт через вміщуючі породи. Розглянуто різноманітні конфігурації схем для створення різних частот дії.
format Article
author Житленок, Д.М.
Крышнев, А.С.
Власенко, В.В.
spellingShingle Житленок, Д.М.
Крышнев, А.С.
Власенко, В.В.
Разработка систем гидравлических вибраторов для воздействия на угольный пласт через вмещающие породы
Геотехническая механика
author_facet Житленок, Д.М.
Крышнев, А.С.
Власенко, В.В.
author_sort Житленок, Д.М.
title Разработка систем гидравлических вибраторов для воздействия на угольный пласт через вмещающие породы
title_short Разработка систем гидравлических вибраторов для воздействия на угольный пласт через вмещающие породы
title_full Разработка систем гидравлических вибраторов для воздействия на угольный пласт через вмещающие породы
title_fullStr Разработка систем гидравлических вибраторов для воздействия на угольный пласт через вмещающие породы
title_full_unstemmed Разработка систем гидравлических вибраторов для воздействия на угольный пласт через вмещающие породы
title_sort разработка систем гидравлических вибраторов для воздействия на угольный пласт через вмещающие породы
publisher Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate 2012
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54295
citation_txt Разработка систем гидравлических вибраторов для воздействия на угольный пласт через вмещающие породы / Д.М. Житленок, А.С. Крышнев, В.В. Власенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 105. — С. 113-121. — рос.
series Геотехническая механика
work_keys_str_mv AT žitlenokdm razrabotkasistemgidravličeskihvibratorovdlâvozdejstviânaugolʹnyjplastčerezvmeŝaûŝieporody
AT kryšnevas razrabotkasistemgidravličeskihvibratorovdlâvozdejstviânaugolʹnyjplastčerezvmeŝaûŝieporody
AT vlasenkovv razrabotkasistemgidravličeskihvibratorovdlâvozdejstviânaugolʹnyjplastčerezvmeŝaûŝieporody
first_indexed 2025-07-05T05:39:10Z
last_indexed 2025-07-05T05:39:10Z
_version_ 1836784236942589952
fulltext 113 Д-р техн. наук Д.М. Житленок, инж. А.С. Крышнев (ГП «Дзержинскуголь») инж. В.В. Власенко (ИГТМ НАН Украины) РАЗРАБОТКА СИСТЕМ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ВИБРАТОРОВ ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА УГОЛЬНЫЙ ПЛАСТ ЧЕРЕЗ ВМЕЩАЮЩИЕ ПОРОДЫ Наведено технологічні схемі для систем гідравлічних вібраторів, за допомогою яких ви- конується дія на вугільний пласт через вміщуючі породи. Розглянуто різноманітні конфігу- рації схем для створення різних частот дії. ELABORATION HYDRAULIC SYSTEMS VIBRATORS FOR INFLUENCE ON COALBED THROUGH HOST ROCKS The technological schemes for systems of hydraulic vibrators to perform influence on coal bed through the host rocks. Considered various configurations of schemes to create different frequencies of influence. При разработке гидравлических схем систем вибраторов было выбрано направление, связанное с использованием гидравлического оборудования, вы- пускаемого промышленностью СНГ, для добычи угля. Это связано с мини- мальными затратами и временем, необходимым для изготовления систем гид- равлических вибраторов и их отработки. Рассмотрим несколько схем систем гидравлических вибраторов, включаю- щих гидравлические стойки крепи «Спутник», гидрораспределители ЭРА-1М, маслостанцию СНУ-5 и т.д. В приведенных гидравлических схемах системы вибраторов содержат: гид- равлические стойки со встроенными в них гидрозамками, односторонний гид- розамок М-4 КУ-32/320, серийно выпускаемый Грязинским заводом гидрообо- рудования, крановый восьмипозиционный девятилинейный распределитель ти- па ЭРА-1М, в котором подвод жидкости к крану осуществляется по централь- ному каналу, а отвод к исполнительным механизмам – через одно из восьми пе- риферийных отверстий, подводящие и сливные магистрали. Питаются системы вибраторов от маслостанции СНУ-5. Рассмотрим принцип работы гидравлической схемы системы вибраторов, представленной на рис. 1. Золотник гидрораспределителя ЭРА-1М приводится во вращение двигате- лем с числом оборотов ω = 5 об/с. В поршневых полостях стоек давление жид- кости создается при подаче ее через отверстие к, ж, и гидрораспределителя и рабочие (обратно-разгрузочные) клапаны ЭКОР, размещенные в гидрозамках стоек. При дальнейшем движении золотника подача жидкости в поршневые по- лости стоек прекращается. Поршневые полости стоек сообщаются с гидрозам- ком управления гидросхемой через предохранительные клапаны ЭКП, разме- щенные в гидрозамках стоек. Эти клапаны настроены на 2030 МПа и служат для создания постоянного распора гидростоек. 114 1 – маслотанция, 2 – шаровой кран, 3 – напорная гидромагистраль, 4 – сливная гидромагистраль, 5 – гидрораспределитель, 6 – гидростойка, 7 - гидрозамок стойки, 8 – гидрозамок управления Рис. 1 – Гидравлическая схема системы вибраторов с частотой колебаний до 5 Гц Сброс давления в поршневых полостях стоек осуществляется при подаче жидкости в отверстие гидрораспределителя. При этом создается давление в гидрозамке управления гидросхемой, в результате чего срабатывает его запор- ный клапан и жидкость из поршневых полостей стоек поступает в сливную ма- гистраль. При дальнейшем вращении золотника цикл создания давления в поршневых полостях стоек и его сброс повторяется с частотой 5 Гц. Принцип работы гидравлической схемы, показанной на рис. 2, аналогичен рассмотренному. Частота колебаний, f = 15 Гц достигается за счет использова- ния обратных клапанов гидрораспределителя. Давление в поршневых полостях стоек создается при подаче жидкости в отверстие к, в, д, ж, и гидрораспредели- теля, сброс давления – при подаче жидкости в гидрозамок управления через от- верстия б, г, е гидрораспределителя. При использовании двух гидрораспределителей ЭРА-1М, двигателя с чис- лом оборотов ω = 5 об/с и редуктора, обеспечивающего асинхронность враще- ния золотников гидрораспределителей, частота колебаний в системе вибрато- ров достигает f = 30 Гц. Такая гидравлическая схема показана на рис. 3. В этой схеме один гидрораспределитель создает давление в поршневых полостях сто- ек, а второй – сбрасывает это давление путем подачи жидкости в гидрозамок управления гидросхемой. Использование гидрораспределителя ЭРА-1М (для секций крепи М-87) упрощает гидравлическую схему системы вибраторов за счет уменьшения ко- личества каналов в гидроблоке. 115 1 – маслотанция, 2 – шаровой кран, 3 – напорная гидромагистраль, 4 – сливная гидромагистраль, 5 – гидрораспределитель ЭРА-1М, 6 – гидростойка, 7 – гидрозамок стойки, 8 – гидрозамок управления Рис. 2 – Гидравлическая схема системы вибраторов с частотой колебаний до 15 Гц 1 – маслотанция, 2 – шаровой кран, 3 – напорная гидромагистраль, 4 – сливная гидромагистраль, 5 – гидрораспределитель , 6 – гидростойка, 7 – гидрозамок стойки, 8 – гидрозамок управления Рис. 3 – Гидравлическая схема системы вибраторов с частотой колебаний до 30 Гц На рис. 4 представлена гидравлическая схема системы вибраторов с часто- той колебаний f = 10 Гц. Принцип работы схемы следующий. Золотник гидро- распределителя ЭРА-1М приводится во вращение со скоростью ω = 5 об/с. В поршневых полостях гидростоек давление создается при подаче жидкости че- 116 рез отверстия и, в, г, е, ж гидроблока и рабочие (обратно-разгрузочные) клапа- ны ЭКОР, размещенные в гидрозамках стоек. При дальнейшем движении зо- лотника подача жидкости в поршневые полости стоек прекращается, а через от- верстия и, в, д жидкость поступит в гидрозамок управления гидросхемой, в ре- зультате чего давление в поршневых полостях стоек уменьшается до 2,0- 3,0 МПа. Такое давление создается на клапаны ЭКП, размещенные в гидрозам- ках стоек, что обеспечивает распор последних. При дальнейшем вращении зо- лотника гидрораспределителя циклы создания напора в поршневых полостях стоек и сброс давления повторяются с частотой. 1 – маслотанция, 2 – шаровой кран, 3 – напорная гидромагистраль, 4 – сливная гидромагистраль, 5 – гидрораспределитель ЭРА-1М, 6 – гидростойка, 7 – гидрозамок стойки, 8 – гидрозамок управления Рис. 4 – Гидравлическая схема системы вибраторов с частотой колебаний до 10 Гц При использовании гидрораспределителя ЭРА-1М частоту колебаний в си- стеме вибраторов можно увеличить до 15 Гц. Такая гидравлическая схема пока- зана на рис. 5. В этой схеме давление в поршневых полостях стоек создается при подаче жидкости в отверстия гидрораспределителя и, в, д, ж, а сброс дав- ления – при подаче жидкости в отверстия и, б, г, е. 117 1 – маслотанция, 2 – шаровой кран, 3 – напорная гидромагистраль, 4 – сливная гидромагистраль, 5 – гидрораспределитель ЭРА-1М, 6 – гидростойка, 7 – гидрозамок стойки, 8 – гидрозамок управления Рис. 5 – Гидравлическая схема системы вибраторов с частотой колебаний до 15 Гц Частота колебаний f = 30 Гц достигается при использовании в гидросхеме двух гидрораспределителей ЭРА-1М и редуктора, обеспечивающего асинхрон- ность вращения золотников. Такая гидравлическая схема аналогична схеме, по- казанной на рис. 3. Все рассмотренные гидравлические схемы выполнены с использованием только поршневых полостей стоек. Если в этих схемах вместо гидрозамка управления применить гидрораспределитель типа Р102АИ14Д, то появляется возможность использования в системе вибраторов, как поршневые, так и што- ковые полости стоек. Для примера возьмем гидравлическую схему, изображенную на рис. 4, и за- меним в ней гидрозамок управления на гидрораспределитель типа Р102АИ14Д, в котором: А – отверстие для выхода рабочей жидкости под давлением; В, Е – отверстия для входа потока управления; С, Д – дренажные отверстия; Г, К – от- верстия для подсоединения к гидростойкам; Г – к штоковым полостям; М – от- верстие для выхода рабочей жидкости. В новой гидросхеме, показанной на рис. 6, используются поршневые и штоковые полости гидростоек. Частота ко- лебаний в системе вибраторов определяется схемой подключения гидрораспре- делителя ЭРА и в данном случае составляет 10 Гц. Принцип работы такой гид- равлической схемы следующий. 118 1 – маслотанция, 2 – шаровой кран, 3 – напорная гидромагистраль, 4 – сливная гидромагистраль, 5 – гидрораспределитель Р102АИ14Д Рис. 6 – Гидравлическая схема системы вибраторов с частотой колебаний до 10 Гц Золотник гидрораспределителя ЭРА-1М приводится во вращение со скоро- стью ω = 5 об/с. Втулка золотника одновременно перекрывает два отверстия малого диаметра или е, и. В полости управления В и Е гидрораспределителя Р102АИ14Д жидкость поступает поочередно через группы отверстий гидрорас- пределителя ЭРА-1М: в, г – Е; б – В; е, и – Е; д – В. При поступлении жидкости в отверстие В золотник гидрораспределителя Р102АИ14Д перемещается и открывается доступ жидкости в поршневые поло- сти стоек. Одновременно открывается выход жидкости из штоковых полостей стоек в сливную гидромагистраль. При поступлении жидкости в отверстие Е золотник перемещается в другую сторону и создается давление в штоковых по- лостях стоек. При этом жидкость из поршневых полостей поступает в сливную магистраль. Схема системы управления работой гидростоек в режиме вибратора автоко- лебательным пульсатором, представлена на рис. 7. Она содержит гидростойки крепи «Спутник», распределительный штуцер, автоколебательный пульсатор, маслостанцию и гидрораспределитель ЭРА-1М. Автоколебательный пульсатор выполнен на базе гидрозамка М-4КУ 32/320 и представлен на рис. 8. 119 1 – гидростойка, 2 – дросселирующий распределитель, 3 – автоколебательный пульсар, 4 – маслостанция, 5 – гидрораспределитель Рис. 7 – Схема системы управления работой гидростоек автоколебательным пульсатором 1 – корпус, 2 – входной канал, 3 – выходной канал, 4 – золотник, 5 – клапан, 6 – управляющий канал, 7 – золотниковый распределительный механизм, 8 – седло, 9 – канал, 10 – регулирующий винт Рис. 8 – Автоколебательный пульсатор Пульсатор содержит корпус 1 с выходным 2 и входным 3 отверстиями и установленными в его цилиндрических расточках золотника 4 и клапана 5, под- кладная полость «а» сообщается отверстием 6, с входным отверстием 3. Клапан 5 поджат пружиной 7 к седлу 8. Подзолотниковую «б» и надклапанную «в» по- лости соединяют выходящим к седлу 8 клапана 5 каналом 9. Площадь сечения канала 9 регулируется специальным винтом 10. Золотник 4 и клапан 5 выполнены таким образом, что рабочая площадь се- 120 чения золотника 4 больше рабочей площади сечения клапана 5 (F3> Fкл ~ в 1,5 раза). Управление работой гидростоек в автоколебательном режиме осуществля- ется следующим образом. Рабочая жидкость маслостанцией, в течение всей ра- боты гидростоек, подается через гидрораспределитель в поршневую полость гидростоек, создавая в ней усилие предварительного распора 470 кН. Далее ра- бочая жидкость от маслостанции поступает в полость 3, затем через отверстие 6 в подклапанную полость «а». Под действием пружины 7 и давления в полости «а» клапан 5 закрыт. Из надклапанной полости «в» жидкость по каналу 9 по- ступает в подзолотниковую полость «б» до выравнивания давления в указан- ных полостях. Золотник 4, под действием силы давления рабочей жидкости, возникающей вследствие разности рабочих площадей золотника и клапана, пе- ремещаясь, открывает клапан 5, при этом сообщаются отверстия 2 и 3, проис- ходит слив рабочей жидкости из гидростоек. При сливе жидкости через расточ- ку между надклапанной и подзолотниковой полостями скорость течения жид- кости увеличивается. Согласно уравнению Бернулли: .2 2 P const   Для случая потерь напора при внезапном сужении потока следует: ,)( 2 P 2'    где ρ – плотность жидкости; υ ’ – скорость течения жидкости на участке сужения; υ – скорость течения жидкости до участка сужения. Соответственно статическое давление у седла 8 клапана 5 уменьшается, в результате чего уменьшается давление в подзолотниковой полости «б». Клапан 5 под действием пружины 7 и давления в подклапанной полости «а» закрывает- ся. Далее следует автоматическое повторение циклов работы до выключения насоса. Таким образом, обеспечивается пульсирующее давление рабочей жид- кости в гидростойках. Регулировочным винтом 10 осуществляется регулирова- ние частоты колебаний пульсатора в широком диапазоне. Схема вибрационной установки с управлением от вращающегося гидрорас- пределителя представлена на рис. 9. Она включает в себя гидравлические стой- ки крепи «Спутник», электродвигатель (или гидродвигатель), маховик, кулису, гидравлический распределитель, маслостанцию, дросселирующие распредели- тель и гидрораспределитель ЭРА-1М. Управление гидрораспределителем осуществляется через кулису, маховик и переходную муфту электродвигателем (гидродвигателем). 121 1 – гидростойка, 2 – электродвигатель (пневмодвигатель), 3 – маховик, 4 – кулиса, 5 - вращающийся гидрораспределитель, 6 – маслостанция, 7 - дросселирующий распределитель, 8 – ручной гидрораспределитель типа ЭРА-1М Рис. 9 – Схема вибрационной установки с управлением от вращающегося гидрораспределителя В начальный период рабочая жидкость маслостанцией подается через гид- рораспределитель в поршневые полости гидростоек, создавая в них усилие предварительного распора, после этого поршневые полости запираются. Вращением от электродвигателя (гидродвигателя) через переходную муфту передается на маховик, на котором по разным радиусам, в зависимости от кру- говой частоты, находятся отверстия, где могут располагаться пальцы, взаимо- действующие с кулисой. Кулиса, вращая рукоятку распределителя, поочередно сообщает поршневые полости гидростойки то с впуском рабочей жидкости, то со сливом, задавая таким образом вибрационный режим работы гидростоек. Такая схема обеспечивает получение нагрузки до 470 кН, частоты до 25 Гц и амплитуды до 10 -3 м. Рассмотренные технологические схемы, работоспособны и могут быть ис- пользованы в промышленных условиях. Использование оборудования, произ- водимого предприятиями стран СНГ, делает, рассмотренные гидравлические схемы, наиболее доступными и наименее материалозатратными. 122 УДК 622.245.542.3 Д-р техн. наук Л.М. Васильев, канд. техн. наук В.С. Демченко, инженеры С.В. Демченко, В.Е. Мальцева, (ИГТМ НАН Украины) инженеры А.А. Потапенко, И.Ф. Чугунков (ОАО «Краснодонуголь») ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОГО ДИАМЕТРА ЩЕЛИ, ОБРАЗУЕМОЙ СКВАЖИННЫМ ЩЕЛЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, ДЛЯ ГИДРОРАЗРЫВА ГОРНЫХ ПОРОД Розроблена методика визначення основних параметрів шпариноутворювача для направ- леного гідророзриву порід крівель, що важко обрушуються. Наведений приклад розрахунку цих параметрів. THE DETERMINATION OF THE MAXIMUM DIAMETER OF THE GAP FORMED BY THE HOLE GAP CREATOR FOR HYDRAULIC FRACTURING OF ROCKS The technique for determination the main parameters of gap creator for directional fracturing rocks of the hard caving ground roofs. There is the example of the calculation of these parameters. С увеличением глубины шахт значительно растет число труднообрушаю- щихся кровель, являющихся серьезным осложняющим фактором. При больших площадях зависания таких кровель повышается нагрузка на крепь и существен- но увеличиваются напряжения в очистном забое, что может спровоцировать внезапные выбросы угля и газа. Резкое опускание основной кровли может со- провождаться поломкой крепи и оборудования, завалом лав, что приводит к снижению производительности труда и объемов добычи угля. Следовательно, разработка способов эффективного управления труднообрушающимися кров- лями в очистных выработках является основной из важных задач по повыше- нию производительности и безопасности труда. В настоящее время для борьбы с отрицательными явлениями в лавах с труд- нообрушающимися кровлями применяются различные традиционные методы разупрочнения основной кровли [1-3]. Это прежде всего гидрообработка кров- ли, передовое торпедирование и их сочетание. Эти все мероприятия направле- ны на уменьшение шага посадки основной кровли в выработанном простран- стве лавы. Применение указанных выше методов сдерживается невозможностью направленно управлять процессом разупрочнения пород кровли, что приводит к неравномерному перераспределению напряжений в кровле и угольном пласте и поэтому негативно сказывается на ведении очистных работ. При сравнении легко- и труднообрушающихся кровель можно заметить, что структурное различие между составляющих их породами заключается в том, что породы легкообрушающихся кровель имеют слоистость со сравнительно слабыми контактами между слоями. Породы труднобрушающихся кровель, наоборот, являются монолитными и лишены выраженных послойных трещин.

Ähnliche Einträge