Параметры нетрадиционной технологии применения пневматических конструкций в очистных забоях угольных шахт
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Физико-технические проблемы горного производства |
|---|---|
| Datum: | 1999 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України
1999
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/189695 |
| 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: | Параметры нетрадиционной технологии применения пневматических конструкций в очистных забоях угольных шахт / С.С. Гребенкин, А.И. Ильин, С.Д. Керкез // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 1999. — Вип. 2. — С. 63-67. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-189695 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Гребенкин, С.С. Ильин, А.И. Керкез, С.Д. 2023-04-20T16:59:54Z 2023-04-20T16:59:54Z 1999 Параметры нетрадиционной технологии применения пневматических конструкций в очистных забоях угольных шахт / С.С. Гребенкин, А.И. Ильин, С.Д. Керкез // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 1999. — Вип. 2. — С. 63-67. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 2664-17716 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/189695 622.831.325 ru Інститут фізики гірничих процесів НАН України Физико-технические проблемы горного производства Параметры нетрадиционной технологии применения пневматических конструкций в очистных забоях угольных шахт Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Параметры нетрадиционной технологии применения пневматических конструкций в очистных забоях угольных шахт |
| spellingShingle |
Параметры нетрадиционной технологии применения пневматических конструкций в очистных забоях угольных шахт Гребенкин, С.С. Ильин, А.И. Керкез, С.Д. |
| title_short |
Параметры нетрадиционной технологии применения пневматических конструкций в очистных забоях угольных шахт |
| title_full |
Параметры нетрадиционной технологии применения пневматических конструкций в очистных забоях угольных шахт |
| title_fullStr |
Параметры нетрадиционной технологии применения пневматических конструкций в очистных забоях угольных шахт |
| title_full_unstemmed |
Параметры нетрадиционной технологии применения пневматических конструкций в очистных забоях угольных шахт |
| title_sort |
параметры нетрадиционной технологии применения пневматических конструкций в очистных забоях угольных шахт |
| author |
Гребенкин, С.С. Ильин, А.И. Керкез, С.Д. |
| author_facet |
Гребенкин, С.С. Ильин, А.И. Керкез, С.Д. |
| publishDate |
1999 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физико-технические проблемы горного производства |
| publisher |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України |
| format |
Article |
| issn |
2664-17716 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/189695 |
| citation_txt |
Параметры нетрадиционной технологии применения пневматических конструкций в очистных забоях угольных шахт / С.С. Гребенкин, А.И. Ильин, С.Д. Керкез // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 1999. — Вип. 2. — С. 63-67. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT grebenkinss parametrynetradicionnoitehnologiiprimeneniâpnevmatičeskihkonstrukciivočistnyhzaboâhugolʹnyhšaht AT ilʹinai parametrynetradicionnoitehnologiiprimeneniâpnevmatičeskihkonstrukciivočistnyhzaboâhugolʹnyhšaht AT kerkezsd parametrynetradicionnoitehnologiiprimeneniâpnevmatičeskihkonstrukciivočistnyhzaboâhugolʹnyhšaht |
| first_indexed |
2025-11-26T00:12:45Z |
| last_indexed |
2025-11-26T00:12:45Z |
| _version_ |
1850596687698984960 |
| fulltext |
Рис. 5. График изменения абсолютной величина ускорения
конвергенции вмещающих пород по длине лавы
Значение ускорения конвергенции вмещающих пород явля
ется геомеханическим критерием оценки протяженности концевых
участков лавы. На этих участках необходимо применять специаль
ные крепи с плавно нарастающим сопротивлением и бесступенча
той податливостью [3], или другие нетрадиционные средства креп
ления.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Антипов И.В., Поважный С.Ф. Шахтные исследования особен
ностей взаимодействия механизированных крепей с вмещаю
щими породами // Известия вузов. Горный журнал.- 1994.-
№ 3,- С. 45-50.
2. Антипов И.В. Стратегия и критерии принятия решений.- Про
блемы экологии: ДонГТУ, 1999.- № 1,- С. 70-75.
3. Антипов И.В., Кравченко В.Е. Шахтные испытания механизи
рованной крепи нового уровня / / Известия Донецкого горного
института.- 1999.- № 3,- С. 47-51.
УДК 622.831.325
ПАРАМЕТРЫ НЕТРАДИЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ
ПНЕВМАТИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ В ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ
УГОЛЬНЫХ ШАХТ
д.т.н. Гребенкин С.С., к.т.н. Ильин А.И. (Комплексный научно-
исследовательский и проектно-конструкторский институт по
проблемам Центрального района Донбасса (ДонНИИ),
к.т.н. Керкеэ С.Д. (Территориальное управление Госнадзорохран-
труда по Луганской области)
Основой шахтных пневматических конструкций является си
ловой элемент, состоящий из мягкой оболочки, напряжённой избы
точным давлением сжатого воздуха.
63
Применение пневматических конструкций, заполненных
сжатым воздухом, в качестве специальной крепи очистных забоев
позволяет трансформировать известный способ управления горным
давлением "плавное опускание" в способ управления горным давле
нием - "упорядоченное опускание пород кровли" по всей длине ла
вы.
Однако, имеется большое количество очистных забоев, где
требуется повышенная несущая способность специальной крепи,
более жёсткая её рабочая характеристика, что вызывает необходи
мость применения других рабочих тел в силовых её элементах. В
качестве такого рабочего тела может быть использована вода или
водо-воздушная смесь.
Применение воды в качестве рабочего тела в пневматиче
ских конструкциях весьма редко. Однако, известен опыт использо
вания воды при испытаниях пневматических костров на заводе-
изготовителе. Кроме того, имеются единичные случаи изменения
оболочек, заполненных водой в выработках на Соколовском рудни
ке, Запорожском железнорудном комбинате и
ГХК "Лисичанскуголь".
Выполненными исследованиями доказана возможность при
менения пневматических костров типа 6ПМ-3 повышенной жест
кости и несущей способности для охраны подготовительных выра
боток [1].
Применение пневматических конструкций, заполненных во
дой, позволит значительно упростить технологические схемы, ис
пользуемые в очистных забоях, исключив дорогостоящие конструк
ции из лесных материалов (органная крепь, кусто-костры, костры,
как обычные, так и накатные, костры из шпального бруса и другие
виды специальных крепей).
Для пневматических конструкций, заполненных водой нет
необходимости иметь на шахте компрессорное хозяйство, посколь
ку рабочее тело - вода - может быть использована из шахтной во
дяной магистрали, избыточное давление в которой достаточно для
обеспечения предварительного распора несущего элемента.
В результате аналитических исследований, выполненных ав
торами статьи установлена аналитическая зависимость для опреде
ления несущей способности крепи из мягких оболочек, заполнен
ных водой, с учётом её предварительного распора и приращения
несущей способности при смещении боковых пород от объёмного
состава рабочей жидкости и воздуха, имеющая вид [2].
Р' = Рпр+ Л Г = Р - 10- ^ + - ^ - . ( то- т) - 2 к Р ■
“ * И,и
̂ а
где Рпр - предварительный распор, кН;
(1)
64
Р - приращение несущей способности крепи при смещении
боковых пород, кН;
Р - избыточное давление рабочего тела в оболочке, МПа;
1о - ширина оболочки, м;
ш - мощность пласта, м;
Пп - количество полостей в оболочке типа 6ПМ, шт.;
то -начальная высота оболочки, м;
к - коэффициент, характеризующий изменения размера
краевой зоны взаимодействия оболочки с боковыми по
родами (для оболочек типа 6ПМ - к=0,079);
а - соотношение содержания остаточного объема воздуха в
оболочке, заполненной водой (а<1, например, если 50%
объема оболочки составляет воздух, тогда а=0,5);
ДЬ - величина смещения боковых пород, м.
С целью определения технических и технологических воз
можностей применения мягких оболочек, заполненных водой, в
качестве средств крепления и управления горным давлением в
очистных забоях угольных шахт, проведены их лабораторные
(стендовые) исследования в условиях стенда ДонНИИ - СМ О. До
пустимая нагрузка стенда составила 5000 кН (500 тс).
При имитации прессами сближения боковых пород произве
дены измерения его величины ЛЬ, сопротивления крепи Р, избы
точного давления в мягкой оболочке Р.
Для сопоставимости характера изменения несущей способно
сти Р от изменения режимных параметров, полученные аналитиче
ским и экспериментальным путем данные этих исследований обра
ботаны графо аналитическим методом. На рис. 1 штриховыми ли
ниями показаны результаты лабораторных, а сплошными линиями
аналитических исследований.
Расхождение результатов лабораторных и аналитических ис
следований несущей способности пневматических конструкций с
рабочим телом различного состава не превышает 6-8%.
Для установления характера взаимодействия мягких оболо
чек с породами кровли использовался достаточно апробированный
метод моделирования на основе фотомеханики, с помощью которо
го определялся возможный характер распределения касательных
напряжений в боковых породах при их взаимодействии с крепями.
Установлено, что для обеспечения устойчивости пород кровли
пневматические конструкции не должны устанавливаться на рас
стоянии более, чем 3,6 м от угольного забоя (пятая крепь). При этом
за оболочками формируется зона распределения касательных на
пряжений в кровле пласта, превышающих допустимые, что способ
ствует их обрушению.
65
Величина смещения ЛИ, мм
Рис. 1. Изменение несущей способности крепи Р в зависимо
сти от смещения боковых пород ДЬ и коэффициента объемного со
става рабочего тела к
сплошная линия - аналитические данные
пунктирная линия - экспериментальные данные
Аналитическими исследованиями определено рациональное
расстояние между пневматическими конструкциями по падению
пласта, заполненными водо-воздушной смесью с учетом характера
66
контактного взаимодействия опор с боковыми породами, а также
рациональные величины их предварительного распора.
Установлено, что условия безопасного поддержания пород
кровли выполняются при шаге расстановки пневматических кон
струкций по падению пласта, заполненных водо-воздушной сме
сью, - 1,0-2,Ом при избыточном давлении рабочего тела более
0.5.МПа, а при шаге установки более 3,0 м - избыточное давление в
опоре должно быть увеличено до 0,7 МПа.
Выводы:
Применение пневматических конструкций с водо-воздушной
смесью позволяет значительно упростить технологические схе
мы, используемые в очистных забоях.
Изменением рабочего тела мягких оболочек расширяется об
ласть и объем применения существующих пневматических кон
струкций, позволяющие качественно изменить рабочую харак
теристику специальной крепи.
Установлены аналитические зависимости для определения си
ловых параметров мягких оболочек, заполненных водо
воздушной смесью, при конвергенции боковых пород.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ильин А.И., Николенко Н.А., Теросипов В.М. Охрана подготови
тельных выработок. //Известия ВУЗов. Горный журнал. - 1998.
-№ 2 (8 ).- с . 40-41.
2. Регламентные положения по эффективному применению пнев
матических костров повышенной жесткости в качестве специ
альной крепи очистных забоев и охране сопряжений очистных
выработок с подготовительными для условий наклонных и кру
тонаклонных угольных пластов Донбасса: Утв. Минуглепромом
Украины 08.09.99. /Минуглепром Украины, Донецк. - Киев-
Донецк, 1999. - 16 с.
67
|