автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Научное обоснование рациональных межструктурных связей очистных механизированных комплексов для обеспечения их безаварийных многоцикличных перемещений в сложных горно-геологических условиях

На правах рукописи

ВИННИКОВ Евгений Иванович

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ МЕЖСТРУКТУРНЫХ СВЯЗЕЙ ОЧИСТНЫХ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИХ БЕЗАВАРИЙНЫХ МНОГОЦИКЛИЧНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В СЛОЖНЫХ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Специальность 05.05.06 - Горные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2006

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ведущее предприятие - НИИ ПечорНИИпроект.

Защита диссертации состоится 22 ноября 2006 г. в 14 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.07 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д. 2, ауд. 7212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 19 октября 2006 г.

Постоев ИЛ.

доктор технических наук, профессор

Красников Ю.Д.

доктор технических наук, профессор

Тарасов Ю.Д.

диссертационного совета д.т.н., профессор

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Повышение эффективности подземной угледобычи в решающей степени зависит от создания более производительных совершенных очистных механизированных комплексов, эксплуатирующихся в постоянно усложняющихся горногеологических условиях. Проблемы создания работоспособных машин для осуществления комбайновой, струговой и агрегатной технологий очистных работ были решены в первой половине 70-х годов, что доказало возможность и целесообразность развития комплексной механизации очистных работ именно в этих направлениях и в результате привело к повышению нагрузки на забой, концентрации горных работ и повышению их эффективности. Однако, начиная с 1975г. наметилось снижение эффективности проведения очистных работ.

Совершенствование очистных механизированных комплексов сопровождалось увеличением металлоемкости и повышением надежности работы механизмов и их элементов, однако надежность работы комплексов в целом осталась на том же уровне, а при эксплуатации в сложных горно-геологических условиях даже снизилась. Структурные схемы наиболее эффективных очистных механизированных комплексов как отечественных, так и зарубежных на протяжении трех поколений практически не претерпевали существенных изменений. Вопросы управляемости и приспосабливаемости комплексов в плоскости пласта, от решения которых в большей степени зависит их эффективность работы, теоретически так и не были решены. А именно они являются основными сдерживающими факторами в создании современных очистных комплексов. Постоянное искривление базовой балки и линии фронта крепи, сползание комплексов по падению, вспучивание става забойного конвейера, рассогласование линии фронта крепи и линии забоя, изменение зазоров между секциями крепи, отсутствие возможности управления механизированными комплексами относительно подготовительных выработок приводит к заклиниванию секций механизированной крепи в процессе их передвижения, к порывам соединительных элементов рештачного става забойного конвейера, к опрокидыванию секций и т.д. А уменьшение зазоров между секциями крепи с целью увеличения ко-

эффициента затяжки кровли в ряде случаев приводили к полной неработоспособности механизированных комплексов и их демонтажу из очистных забоев.

Разработкой и созданием очистных механизированных комплексов занимались практически все научно-исследовательские и проектные институты угольного машиностроения бывшего СССР. Были созданы и успешно прошли шахтные испытания очистные комплексы КМ 137, КМ 138, 1КМ 103М, МКД 90, КМ 130, 2КМ 142, КМ 144, ЛФК и другие, однако существенных изменений в структурных схемах не произошло.

В руководствах по эксплуатации механизированных комплексов и научной литературе отсутствуют разделы по способам управления комплексов в условиях залегания пластов, и нет теоретических обоснований к формированию рациональных структурных схем. Стремление повысить надежность и эффективность работы комплексов заменой элементов структурных связей методом конструктивного поиска без достаточных теоретических обоснований не привело к устойчивости технологического процесса и надежности работы комплексов.

Вопросам исследования структурных схем очистных механизированных комплексов и их управляемости в условиях залегания плоскости пласта посвящено большое количество работ. Существенный вклад в разработку очистных механизированных комплексов внесли ученые В.В. Аксенов, В.Н. Гетопанов, Н.Г. Гордиенко, Б.М. Дельцов, A.A. Зиглин, И.Ф. Иванов, В.И. Ивко, Ю.А. Коровкин, Б.К. Мышляев, В.И. Распопов, М.С. Сафохин, В.И. Солод, A.B. Топчиев, В.Н. Хорин и др.

На основе результатов анализа работ, можно сделать вывод, что до настоящего времени окончательно не разработана общая теория определения рациональных межструктурных управляемых связей очистных механизированных комплексов, а это затрудняет создание комплексов, способных работать в сложных горногеологических условиях. Создание общей теории построения структуры и определения рациональных связей механизированных комплексов, адаптивных к сложным горногеологическим условиям очистных забоев, обеспечивающих их надёжную работу при многократных перемещениях, является весьма актуальной проблемой, решение

которой позволит повысить работоспособность и снижение аварийности работы очистных механизированных комплексов.

Целью работы являются научное обоснование и разработка метода построения структурных схем очистных механизированных комплексов, обеспечивающих адаптивность к сложным горногеологическим условиям, и повышение их эффективности.

Идея работы. Структурная схема очистных механизированных комплексов рассматривается состоящей из двух взаимозависимых подсистем: механизированной крепи (основной) с межсекционными управляемыми связями с гарантированными межсекционными зазорами и базовой балки (второстепенной), что обеспечивает нахождение условий многошаговых перемещений очистных механизированных комплексов без заклиниваний и сползания, и, следовательно, повышение эффективности их работы.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

— провести теоретическое исследование процесса многократных передвижений структурных элементов механизированных комплексов и разработать математическую модель этого процесса;

— разработать имитационную модель многосекционной механизированной крепи очистного комплекса для исследования многошаговых перемещений секций при отработке длинных столбов;

— разработать методику измерений пространственных перемещений элементов механизированных комплексов в шахтных условиях;

— провести экспериментальные шахтные исследования для выявления основных причин рассогласования положений структурных элементов системы, приводящих к отказам в очистных механизированных комплексах и снижению устойчивости технологического процесса;

— разработать метод и методику выбора рациональных структурных схем очистных механизированных комплексов;

— провести техническую оценку области возможного применения очистных механизированных комплексов с рациональными

структурными связями и определить экономическую эффективность от их внедрения.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Процесс циклического перемещения очистных механизированных комплексов с последовательной пошаговой передвижкой секций крепи представлен обобщенной моделью, в которой структурная схема крепи принимается основной, а схема базовой балки -второстепенной, при этом процесс перемещения комплекса оценивается по конечным положениям секций в квазистатическом состоянии, суммирующим результаты действия внешних и внутренних факторов на структурные элементы системы в каждом шаге, а готовность к циклу передвижения каждой секции оценивается наличием гарантированных межсекционных зазоров.

2. Математическая модель механизированной крепи с межсекционными связями включает систему рекурентных соотношений координат последовательно перемещающихся секций и межсекционных зазоров с учётом влияния межсекционных связей, как сумм неточностей конечных положений в рассматриваемом и предыдущем шаге передвижки каждой секции, что позволяет осуществить моделирование перемещений крепи, при этом необходимые критериальные условия пошаговых многоциклических перемещений секций и комплекса вцелом без заклинивания и сползаний достигается заменой поворотных связей активными скользящими.

3. В структурных схемах крепи с активными скользящими связями очистных механизированных комплексов величина зазоров определяется из соотношений параметров фактической криволиней-ности подготовительных выработок, гипсометрии пласта и неточностей изготовления связей структурных элементов крепи, а управляемость комплексом в плоскости пласта оценивается коэффициентом, равным отношению величины максимального смещения секций крепи, задаваемого опорным комплектом, к шагу передвижки.

4. Процесс циклического передвижения крепи очистных механизированных комплексов со скользящими связями без заклинивания секций и сползания крепи рассматривается в виде пространственной структурной модели крепи и обеспечивается поддержанием гарантированных межсекционных зазоров путем раздвижки управ-

ляемых связей по перекрытиям и основаниям секций в каждом шаге передвижки, а направление движения линейных секций, задается установкой опорных комплектов по среднему углу падения пласта и направлению подготовительных выработок, что обеспечивает адаптивность механизированных комплексов к изменяющимся горногеологическим условиям.

Методы исследований. При решении поставленных задач использовался комплексный метод исследований, включающий:

— системный анализ опубликованных в открытой печати результатов теоретических и экспериментальных исследований очистных механизированных комплексов и агрегатов;

— экспериментально-аналитический метод исследования структурных схем очистных механизированных комплексов с поворотными и скользящими связями активного действия;

— математическое моделирование и синтез структурных схем очистных механизированных комплексов на основе реальных размеров межструктурных связей при их многократных шаговых перемещениях с последующим моделированием на ЭВМ;

— шахтные экспериментальные исследования очистных механизированных комплексов с рациональными структурными связями.

Научная новизна результатов выполненной работы заключается:

— в обосновании метода исследований анализа и синтеза структурных схем очистных механизированных комплексов с рациональными связями между структурными элементами;

— в разработке математической модели очистных механизированных комплексов с многократными шаговыми перемещениями.

Научные результаты выполненной работы заключаются:

— в создании методики анализа и синтеза структурных схем очистных механизированных комплексов с управляемыми связями для сложных горно-геологических условий;

— в разработке рациональных структурных схем очистных механизированных комплексов на основе реальных размеров и конструкций их элементов;

— в обосновании способа управления многошаговыми перемещениями очистных механизированных комплексов в плоскости пласта.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

— результатами испытаний в шахтных условиях серийных, опытных и экспериментальных комплексов;

— адекватностью математических и физических структурных схем, которые с точностью до 90% описывают процесс многократных шаговых передвижений;

— опытом практического использования результатов теоретических исследований и разработок, осуществленных в экспериментальных образцах очистных механизированных комплексов, испытанных на шахтах ПО "Артемуголь", ПО "Дзержинскуголь", шахтах Донбасса;

— экспертными заключениями институтов ДонУГИ, Донги-проуглемаш, МГИ, комиссии экспертов из ведущих отраслевых институтов угольной отрасли России, корпорации "Уголь России" и НТГА.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

— разработана методика выбора и расчета параметров структурных схем очистных механизированных комплексов с рациональными связями;

— разработаны рациональные структурные схемы очистных механизированных комплексов;

— разработана методика и измерительные приборы для определения действительного положения крепей и их элементов в шахтных условиях;

-разработан, изготовлен и испытан опытный образец комплекса КГ с рациональной структурной схемой.

Реализация результатов исследований:

— комплекс КГ с рациональной структурной схемой с базовой балкой для крутых пластов испытан институтом «Донгипроуглемаш»

на шахте «Артема» ПО «Артемуголь»;

— результаты исследований и рекомендаций использовались при модернизации очистных механизированных комплексов при совместной работе институтов Донгипроуглемаш, ДонУГИ, ИГД им. А.А.Скочинского;

— основные результаты исследований использованы при разработке технических требований к экспериментальному образцу фронтального комплекса модульного исполнения для выполнения проектных работ по договору с НТГА;

— результаты исследований используются в учебном процессе Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета) при подготовке по специальности 150402 "Горные машины и оборудование".

Личным вкладом являются:

— разработка математических моделей нескольких типов механизированных комплексов;

— постановка задач теоретических и экспериментальных исследований, разработка методики их проведения, руководство и участие на всех этапах выполнения работы;

— разработка технических предложений, реализующих результаты теоретических исследований.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались, обсуждались и были положительно оценены на технических совещаниях ведущих специалистов Минуглепрома СССР, институтов Гипроуглемаш, М1ТИ, Донгипроуглемаш, ДонУГИ, ПНИУИ, Автомашгормаш, ИГД им. А.А.Скочинского, и других организаций по тематике данной диссертации. Отдельные вопросы темы исследований докладывались на научной отраслевой конференции в ИГД им. А.А.Скочинского в 1976 г., на V Московской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов угольной промышленности (г. Москва, 1976 г.), на научном симпозиуме «Неделя горняка» 2002...2005 г.г. в Московском государственном горном университете. .. . .......

Публикации. Результаты исследований и основные положения диссертации отражены в 36 научных работах, в том числе 1 монографии, 25 статьях, 9 изобретениях.

Структура и объем диссертационной работы.

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, изложенных на 274 страницах текста, содержит 102 рисунка, 10 таблиц, списка использованных источников из 126 наименований и приложения.

В главе 1 выполнен анализ теоретических работ по структурным схемам очистных механизированных комплексов. Сформулированы цель, идея, задачи и методы исследований, научная новизна, практическая ценность и реализация результатов работы.

В главе 2 приведены аналитические исследования структурных схем очистных механизированных комплексов, и, на примере крепей с однотипными и комбинированными связями с последовательной стыковкой секций, сделаны расчеты, которые позволили воспроизвести процесс многократного передвижения рекуррентными уравнениями с заданными начальными условиями, в которые входят действительные размеры межсекционных связей.

В главе 3 рассматривается математическое моделирование структурных схем крепей с однотипными и комбинированными связями при их многократном передвижении в плоскости пласта. Составлены алгоритмы решения кинематических схем этих крепей. Разработана блок-схема моделирующего алгоритма, для компьютерного исследования их движения.

В главе 4 рассмотрены результаты шахтных исследований процесса передвижения крепей с однотипными и комбинированными связями и факторы, влияющие на их передвижку, в том числе — передвижение опорных комплектов, определяющих движение крепей в целом.

В главе 5 обоснованы и разработаны рациональные структурные схемы механизированных комплексов как с последовательной стыковкой секций без базовой балки, так и с базовой балкой.

В главе 6 произведен расчет экономического эффекта от применения рациональных структурных схем.

В заключении обобщены результаты исследований и даны

рекомендации по разработке рациональных кинематических схем очистных механизированных комплексов и агрегатов, адаптируемых к сложным горно-геологическим условиям.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ НА УЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Процесс циклического перемещения очистных механизированных комплексов с последовательной пошаговой передвижкой секций крепи представлен обобщенной моделью, в которой структурная схема крепи принимается основной, а схема базовой балки — второстепенной, при этом процесс перемещения комплекса оценивается по конечным положениям секций в квазистатическом состоянии, суммирующим результаты действия внешних и внутренних факторов структурные элементы системы в каждом шаге, а готовность к циклу передвижения каждой секции оценивается наличием гарантированных межсекционных зазоров.

Принимая системный подход в качестве основного методологического принципа исследований процесс многоцикличных перемещения ОМ К рассматривается в виде обобщенной модели, в которой учтено влияние на процесс внутренних и внешних факторов, причем влияние части факторов может быть учтено детерминированными зависимостями, а других — случайными (рисЛ.а). Обобщенная модель основывается на механико-технологической схеме, которая представляет собой множество объектов А со множеством существующих между ними отношений Я (рис.1.6):

МТС={АД};

А=<ВС,ОМК>, где ВС — внешняя среда.

ВС=<3, БП, ОП, ПВ>,

а) б)

Рис.1. Обобщенная модель процесса многоцикличных перемещений очистных механизированных комплексов

где 3 - забой;

БП — боковые породы; ОП — обрушенные породы; ПВ — подготовительные выработки; ОМК — очистной механизированный комплекс. ОМК=<К,КС,(Б,МК)>, где К — очистной комбайн;

КС - крепи сопряжений;

Б — балка (рештачный став скребкового конвейера); МК - механизированная крепь.

МТС структурно представлена механизированной крепью, состоящей из отдельных секций с последовательной или групповой схемой передвижки и базовой балки, состоящей из отдельных звеньев (рештаков, рештачных звеньев, балки и т.п.), перемещающихся фронтально одновременно или волной (изгибающейся передвижкой). В целом МТС зависит от большого количества внешних и

внутренних факторов (свойств боковых пород, технологических, силовых и конструктивных параметров и т.д.).

Горно-геологические и технологические условия воздействуют на МТС (процесс) как внешнее пространственно-временное случайное множество значений, находящихся в определенных диапазонах значений.

Система Б, МК, входящая в МТС, представляет собой сложный, противоречивый, малоизученный процесс цикличного многошагового перемещения очистных механизированных комплексов с посекционной (групповой, фронтальной) передвижкой крепи в шахтных условиях.

Опытная эксплуатация, замеры и наблюдения подтвердили, что воздействия ВС существенного влияния на поведения МТС не имеют. Поэтому от рассмотрения системы МТС можно перейти к рассмотрению вторичной для нее системы ОМК с отношениями Я , являющимися свободными сужениями отношений II на множестве ОМК. В свою очередь объекты К и КС являются либо обособленными, либо зависимыми от основной механической системы (МК, Б). Причем, в случае зависимости, отношения, имеющиеся в системах ОМК и (МК, Б), коррелируют между собой. Вследствие этого отношения в системе (МК, Б) могут рассматриваться как аналогии (сужения) отношений, существующих в системе ОМК.

Система

8*=<(МК,Б)Д*>

должна быть полностью адаптирована к внешним факторам и выполнять свои функции в этих условиях.

Основным показателем ее работоспособности является наличие свободных зазоров между составляющими системы. Отсутствие таковых приводит к аварийной ситуации и невозможности ее дальнейшего функционирования.

В процессе перемещения система может находиться в одном из множества состояний:

(МОи (Зг, <2п),

причем переход из одного состояния в другое происходит последовательно, и состояние <2„ зависит от состояния <Зп-1. Каждое состояние 0П определяется состоянием С?п,ь составляющих систему элементов. Решение многовариантной задачи перемещения системы и анализ ее

состояний Оп , составляет предмет теоретических исследований данной работы. Метод замены сложной многовариантной задачи более простым на каждом цикле перемещения на основе изучения параметров состояния <3П1 из рекуррентных соотношений

«Зп.гЩСЗи.и; (}„,,) является целью данных исследований.

Современные ОМК по структурной схеме в основном являются агрегатными. Их можно разделить на две основные группы: структурная схема крепи без межсекционных связей и с межсекционными структурными связями (рис.2.). Вторая структурная схема может иметь несколько типов структурных связей. Это в основном так называемые связи поворотного и скользящего типа. Для перемещения секций обеих групп необходимо наличие свободных зазоров между секциями крепи (для 1-ой группы) или свободного хода в межсекционных связях (для 2-ой группы).

В структурных схемах крепей без межсекционных связей зазор между элементами секции (перекрытиями и основаниями) формируется случайными факторами и не может быть определен детерминированными зависимостями. Зазоры распределены по проекту между секциями вдоль забоя и условно названы «распределенными» зазорами. В структурных схемах крепей с межсекционными связями зазор образуется при перемещении первой секции в связях поворотного типа, определяемый между дном цилиндра и поршнем. Далее при перемещении остальных секций зазор в связях последовательно от нижних связей переходит к верхним от передвигаемой секции. Такой зазор условно назван «бегущим».

Случайные неопределенные зазоры между секциями крепей в агрегатных ОМК зависят от состояния базовой балки, так как соединены в конкретных точках става скребкового конвейера. Координаты става конвейера при многократных перемещениях комплекса теоретически не могут быть определены и его состояние оценивается визуально, а иногда с применением натянутой вдоль забоя нити.

Отсюда следует, что критерием перемещения секции без закли-ваний является зазор между структурными элементами секций, измеряемый в одном случае свободным ходом в межсекционных связях, в другом - свободнообразуемый межсекционный зазор.

Группа

Подгруппа

Критерий оценки передвижки секций без заклинивания

Характеристика критерия

1-я группа

Структурная схема крепи без межсекционных структурных связей

Распределенный зазор

Случайный неопределенный

2-я группа

Структурная схема крепи с межсекционными структурными связями

Структурная схема крепи с поворотными связями

«Бегущий» зазор поворотные связи

Характеризуется детерминированными и случайными ч составляющими

ч.

Структурная схема крепи со скользящими связями

Распределенный гарантированный зазор Связи скользящие активные

Характеризуется детерминированными и случайными составляющими

«Бегущий» зазор /т = /П ± ^ А/а - характеризует последовательное изменение свободного хода в межсекционных связях, при последовательной передвижки секций крепи.

Распределенный зазор = /Р П - опосредованно харак-

теризует изменение межсекционных зазоров в крепях без межсекционных связей.

Рис.2. Классификация структурных схем ОМК и метод их оценки.

Таким образом, системный подход в изучении процесса многоцикличных многошаговых передвижек ОМК на основе обобщенной модели с учетом детерминированных и случайных составляющих процесса, который оценивается критериям перемещения без заклинивания и сползания секций крепи в виде «бегущего зазора и распределенного гарантированного зазора позволяет решать задачи анализа и синтеза структурных схем ОМК.

2. Математическая модель механизированной крепи с межсекционными связями включает систему рекурентных соотношений координат последовательно перемещающихся секций и межсекционные зазоры с учётом влияния межсекционных связей, как сумм неточностей конечных положений в рассматриваемом и предыдущем шаге передвижки каждой секции, что позволяет осуществить моделирование перемещений крепи, при этом необходимые критериальные условия пошаговых многоциклических перемещений секций и комплекса в целом без заклинивания и сползаний достигается заменой поворотных связей активными скользящими.

Предмет исследования представлен механико-технологический схемой структурных элементов ОМК (рис.3), а его функционирование - моделью процесса многоцикличного пошагового передвижения ОМК в сложных горно-геологических условиях (рис.4).

Так как за основную систему принята механизированная крепь, то в исходном положении она изображена с начальными параметрами, а связи между секциями крепи заменены рекуррентными соотношениями, образуя математическую модель.

Каждое уравнение математической модели описывает промежуточные и конечные положения структурных элементов и их связей в системе.

Направленное движение механизированных комплексов без заклинивания секций крепи осуществляется при наличии гарантированных зазоров /, которые могут обеспечиваться структурными элементами: гидроштангами, домкратами, гидропатронами и т.п. с параметрами Ь — длины гидроштанг, Н — длины домкратов передвижения, а — углов наклона связей к оси у.

Внутренние факторы

ш

Нсточяост« «пполшп

Krtmuociu »пвлушцюшш

«пшш.

Нпеишше факторы Гврночшюппшше условия ;

Г«|иотянчша№ушАМ

Рис.3 Механико-технологическая схема

EX3ES

Ut. fij. lu. U„

От Ht, 1 «w. Htj

Циклическое авршмтщтниё QI4K «don* ç/палбл

Рис. 4. Модель процесса многошагового циклического передвижения ОМК

Эти параметры для каждой секции в каждом шаге передвижки крепи изменяют свои значения под действием внутренних и внешних факторов.

Из всего множества ОМК за основу исследований были выбраны комплексы, работающие на крутых пластах, как комплексы с наиболее сложными структурными схемами, т.к. в них решаются не только вопросы основных технологических операций, но и, дополнительно, устойчивость секций крепи и сползание комплексов в целом.

В приведенной схеме крепи (рис. 5) каждая передвигаемая линейная секция, за исключением первой, размещается между двумя соседними секциями, находящимися в состоянии покоя, то есть распертыми между кровлей и почвой. Движение секции крепи на протяжении шага передвижки хаотично и непредсказуемо, несмотря на периодический характер движения.

Исходное положение крепи рассматривается как структурная схема с начальными координатами в декартовой системе координат. Секции крепи (в количестве /) передвигаются в новое положение с учетом фактических размеров связей, которые в процессе многократных передвижек (и), изменяют свои размеры Ь, Н, / в конечных положениях.

В начале составляются рекуррентные уравнения для одного ряда гидроштанг на основании расчетной схемы (рис. 5). В промежуточном положении секций в процессе передвижения определяется зазор / для каждой секции /, в каждом последовательном шаге п передвижения крепи из предположения, что все параметры элементов структурной схемы для разных секций различны по величине:

кп =

¡-1 Л2

+

^Ь^.! • сое сс; п_, + ■ СОБ аы пЧ + £ у„

+ [ны,„ - (кп-1 • яп + „_, • бш о,.^, Д2

(1)

-Т' -Т'

где Г — свободный ход домкрата (зазор), который образуется при движении секций между дном цилиндра штанги и поршнем в положении, когда штанги в процессе передвижения находятся на одной прямой;

а) б)

Рис. 5. Схема крепи с однотипными связями: а) структурная; б) расчетная

Ь, Ь - длина сложенных штанг соответственно по забойному и завальному рядам;

а - угол наклона штанг в плоскости пласта к линии падения;

Н - шаг передвижения секций по оси X;

У} п — неточности положения центров шарниров штанг по

оси у.

Шаг секций по оси х определяется из уравнений для нечетных секций (рис. 6):

Рис. 6. Расчетная схема для определения шага передвижки секций крепи.

н™ = л/(Б + Н° - )2 - + У •♦и- + £ У».» 1 -

¡=1

|(з + 3;+1>п_, )2 - (я + у1+и_, + 2 ум )

для четных секции:

Н™ = ^(Б + Н* - 6,.и - У - (V + у,,., + Х у,„

(3)

где Но — номинальный ход домкратов передвижения;

Б — номинальный размер полностью сокращенного домкрата передвижения;

Я — номинальное расстояние между осями шарниров домкрата передвижения по оси у;

5; п — величины «отдачи» (величина ошибки хода домкрата

зависимости от заданной величины) домкратов передвижения в конечном положении шага передвижки после распора секций.

Положение секций в конце шага определяется по углу а и неточности положения центров шарниров штанг:

^¡-1 ,П-1 • -Н; ей а ы>п = --эт а ¡^----; (4)

Ц-1.П ^¡-1,11

Уй, сова^.! -ЬЫп -сова^,п. (5)

В конце шага производится проверка на рассогласование положения секций по оси х:

i Г ,

Чп-1 ■ COS ai,n-l + Z У«.п + (Hi,n ~ 4-

(6)

где P - ход штанг.

Если неравенство (6) не выполняется, т.е. верхняя штанга (от передвигаемой секции) ограничивает шаг секции определяемый ходом домкрата передвижения, то вычисляется возможный шаг секции из уравнения (6) и уточняется конечное положение секций по уравнениям (4) и (5) с измененным шагом Н^.

Рекуррентные уравнения (1)—(6) справедливы также для второго ряда штанг передвигаемой секции с той лишь разницей, что положение секций во втором ряду штанг в конце шага определяется с учетом дополнительных неточностей из-за разности длин межсекционных связей параллелограммного механизма с привлечением теории точности механизмов.

Для крепей с комбинированным типом межсекционных связей, например, крепей типа MKT (рис. 7), имеющие в структурной схеме связи в виде поперечных домкратов (управления) и без домкратов с опорой секций друг на друга с относительным скольжением во время передвижения по основаниям и перекрытиям.

Основным параметром структурной схемы крепей с комбинированными связями, имеющим такое же значение, как и зазор в штангах крепей с однотипными связями, для процесса свободного передвижения секций являются зазор между дном цилиндра и поршнем домкратов управления и зазор между основаниями и верхними перекрытиями соседних секций:

/

i-i у

kn-l • COS Pi + L;.^ ■ COS PM,n4 + АЖ; П + £ y; n +

1=1 У

(Н;-,.п - Lu_, ■ sinpj n_, - LM n4 . sinPM n_, - DO, n J

Т/

'¡-1,п "-"¡.n»

Рис. 7. Схема крепи с комбинированными связями: а) структурная; б) расчетная

где р - угол наклона домкратов управления в плоскости пласта к линии падения.

Сравнивая уравнения (1) и (Щ, можно сделать вывод, что принципиальных отличий в них нет и, следовательно, изменение зазоров fi n в процессе многократных передвижений крепей с комбинированными связями зависит по существу от тех же параметров, как и для крепей с однотипными связями.

Особенностью структурной схемы крепей с комбинированными связями является то, что конечные положения четных секций определяются по рекуррентным уравнениям, не зависящим от положения фронта крепи.

Конечные положения нечетных секций определяются по рекуррентным уравнениям (4), (5), как и для крепей с однотипными связями, при углах наклона домкратов управления р до 15°, при которых эти домкраты участвуют в определении конечных положений секций. При р>15° конечные положения нечетных секций определяются другими рекуррентными уравнениями. Это подтверждает принципиальные отличия структурной схемы крепи с комбинированными связями от крепи с однотипными связями. Кроме того, домкраты не ограничивают шаг секций по оси х, а приводят к угловому развороту секций.

Проверка на рассогласование четных секций крепи по оси jc проводится по уравнению:

(Ч„ +fi>n)2 +[нГ„ -Lu-.-M^-i-i, +Pi.n-.Î ^ (8)

^(Чп+Pj2,

где а — угол наклона оси секций к линии простирания;

Нос — шаг секции вдоль своей оси.

Если условие проверки (10) не выполняется, то определяется величина расстыковки секций Si>n, вызванная наложением дополнительной связи от полностью раздвинутого домкрата управления:

Si,n - L[>n + f; n -

-л1(Ц,0 +pj2 -te - Lu-, -sinfoc^ +Pi>nJ]2.

24

Далее определяются конечные положения четных секций с учетом величины 8;>п.

Заклинивание секций крепей с комбинированными связями, как и у крепей с однотипными связями, происходит при Я,„<0.

Из результатов анализа математического моделирования следует, что основной причиной заклинивания секций крепи с однотипными и комбинированными связями с последовательной стыковкой секций является наличие между секциями поворотных связей в виде штанг и домкратов управления. Для устранения заклинивания секций крепи межсекционные связи должны необходимо заменить активными, скользящими, например, с гидропатронами (рис. 8), при этом система рекуррентных уравнений будет следующей:

У,п =Ни(к|>п -К1+и.1)+8|>п(с08в!>|1 -созб^); (12) ¿в;-¿в,

где у,_п - неточности положения секции по оси у в конце шага;

f — величина хода гидропатронов;

6 — углы взаимного перекоса оснований соседних секций в профильной плоскости;

Б, Б' - интервалы между секциями соответственно по забойному и завальному рядам гидропатронов;

Ь - расстояние между гидропатронами по оси секций.

Принципиально новый подход к созданию математических моделей структурных схем очистных механизированных комплексов

Уг.п ~ п ■ К,й, ;

(10)

(П)

(13)

а) в)

Рис. 8. Схема крепи с рациональными связями: а) структурная; б) расчетная; в) диапазон изменения зазоров

с изменяемыми параметрами (S, L, Н, a, f) при многократных перемещениях, в которых принято, что механизированная крепь с опорными комплектами и линейными секциями является основной, а другая - балка - зависимой (второстепенной), позволил создать математическую модель, которая полностью описывает процесс многократных передвижений крепи вследствие того, что в рекуррентные уравнения вносятся действительные величины параметров структурной схемы, а имитационная процесса передвижки с физической с достаточной точностью оценивается на основании шахтных экспериментальных исследований и замеров.

3. В структурных схемах крепи с активными скользящими связями очистных механизированных комплексов величина зазоров определяется из соотношений параметров фактической криволинейности подготовительных выработок, гипсометрии пласта и неточностей изготовления связей структурных элементов крепи, а управляемость комплексом в плоскости пласта оценивается коэффициентом, равным отношению величины максимального смещения секций крепи, задаваемого опорным комплектом, к шагу передвизкки.

На основании результатов математического моделирования была составлена методика шахтных экспериментальных исследований, предусматривающая шахтные наблюдения с измерениями фактических положений структурных элементов комплексов, что позволило установить основные факторы и условия влияющие на эффективность ОМК с однотипными и комбинированными связями.

В процессе работы крепей типа КГД и MKT шахтные замеры показали, что при распоре секций этих крепей в результате силового взаимодействия с боковыми породами происходит отдача домкратов передвижения (рис. 9). Диапазон разброса хода домкратов достигает 14% от номинального, происходят несокращения гидроштанг и расстыковка секций по основаниям и перекрытиям.

Изменение взаимного расположения секций при эксплуатации очистных механизированных комплексов в условиях выемочного пространства разрабатываемого пласта возникают: при монтаже секций крепи, при неполном шаге передвижения секций из-за отдачи домкратов передвижения в процессе распора секций, из-за неточностей установки опорного комплекта и при согласовании линии фронта

0,25 «,20 ! 0,1« 0,10

0,63

дет (п • 121В, а * 48 ми,

-Ьз

Ь.Зй «.23

!

«ЛЬ

«,«з

32,3 ЗТ.З 42,3 47,3 82,$ 5"», 5 «2,8 <7,3

поршневая полость

»М <* • Ш1, • ■ » ш, • » 1,1 ио

гп

ч

р-1

17.1 22,1 21,« 12,1 2?,С и,» Л1.»

штоковая полость

Рис. 9. Изменение хода домкрата передвижки при распоре секций: а) схема взаимодействия; б) плотность распределения отдачи домкрата

крепи и линии забоя. Они являются основными причинами искривления фронта крепи в процессе многократных передвижек, что приводит к уменьшению межсекционных зазоров / и, как результат, к заклиниванию секций. Количество циклов передвижения до заклинивания секций зависит в основном от диапазона отдачи домкратов передвижения при распоре секций.

Алгоритм вычисления математической модели изменяющихся параметров структурной схемы крепей с рациональными связями в виде гидропатронов составлен из условия влияния неточностей изготовления кинематических звеньев, разброса хода домкратов передвижения и влияния неровностей боковых пород (расчётная схема, рис. 7, б).

Из системы рекуррентных уравнений (10-13) следует, что в них отсутствуют параметры, которые входили в уравнения крепей с однотипными и комбинированными связями: размеры межсекционных связей и углы их наклона. Следовательно, угол наклона забоя и длина гидропатронов на процесс перемещения крепи не влияет.

Структурные схемы крепей с рациональными межсекционными связями разработаны применительно к двум способам устранения рассогласования линии забоя и фронта крепи: без связи и с кинематической связью комбайна с крепью. Имитационная модель вычисления и рекуррентные уравнения для обеих схем одинаковы. При решении системы уравнений, более чем для 300 циклов передвижения крепи получены результаты, которые подтверждают, что изменение размеров £ и Б' в диапазоне ±5 мм (с учётом возможных неточностей изготовления) приводит к уменьшению хода гидропатронов до 5 мм, при диапазоне разброса хода домкратов передвижения до 70 мм (рис.7в).

Гарантированные зазоры между секциями крепи могут быть обеспечены при условии, что в конце шага передвижения секций гидропатроны активно участвуют в восстановлении максимальной их раздвижки.

В математическую модель со скользящими связями вводились исходные данные шахтных замеров влияния криволинейности забоя, гипсометрии пласта и неточностей изготовления межсекционных связей (результаты приведены на рис.7в).

При проектном зазоре 50 мм диапазон его уменьшения в

сумме составляет 16%. Однако от шага к шагу этот диапазон не меняется даже при 300 и более циклах передвижения крепи. Это приводит к идее о возможности использования гарантированного зазора для управления очистного комплекса в плоскости пласта.

Гарантированный зазор может быть использован для управления крепью в плоскости пласта двумя способами. Первый способ предполагает ступенчатое смещение опорной секции на каждом шаге передвижки крепей, а второй способ — с угловым разворотом опорного комплекта. Отношение величины смещения опорной секции (опорного комплекта) к величине шага называется коэффициентом маневренности:

где / - величина гарантированного зазора;

Н - шаг передвижки секций крепи.

Коэффициент маневренности структурных схемы ОМК должен соответствовать фактической криволинейности подготовительных выработок.

Изложенное доказывает, что введение активных скользящих связей очистных механизированных комплексов вместо поворотных делает эти схемы нечувствительными к искривлениям линии фронта забоя, что может повысит надежность работы комплексов не только с ограниченными изменениями линии фронта забоя, но и допускает ввести в технологию работы комплекса целесообразные искривления линии фронта по технологическим причинам, что расширяет область эффективного применения ОМК и для сложных горно-геологических условиях.

4. Процесс циклического передвижения крепи очистных механизированных комплексов со скользящими связями без заклинивания секций и сползания крепи рассматривается в виде пространственной структурной модели крепи и обеспечивается поддержанием гарантированных межсекционных зазоров путем раздвижки управляемых связей по перекрытиям и основаниям секций в каждом шаге передвижки, а направление движения линейных секций, задается установкой опорных комплектов по среднему углу падения пласта и направлению подготовительных

выработок, что обеспечивает адаптивность механизированных комплексов к изменяющимся горно-геологическим условиям.

Секции механизированных крепей ОМК представляют собой пространственную конструкцию. В структурных схемах с однотипными поворотными связями устойчивость секций крепи от опрокидывания решена за счет связей, без контактирования оснований и верхних перекрытий. Анализируя три структурные схемы можно сделать вывод, что наиболее рациональной схемой является расположение скользящих связей и по основаниям и перекрытиям.

Проектирование и эксплуатация очистных механизированных комплексов с однотипными и комбинированными связями подтвердили, что одним из основных элементов в структурной схеме является опорный комплект, который позволяет для линейных секций задавать направление движения и управлять их движением относительно подготовительных выработок.

В результате теоретических исследований влияния гипсометрии пласта и неровностей боковых пород на изменение положения опорной секции получена аналитическая зависимость в упрощенном виде (рис. 10).

L-sina,-siny. — а-cosy,-cos0°

sin ОС 2 =-■ (14)

siny2-yJL + (а • cosYj) - 2a • L • sina1 -siny, • cosy,

где a 2, oci - углы наклона основания опорной секции в плоскости пласта к линии простирания соответственно при наличии и отсутствии неровностей;

у2. Yi ~ углы наклона основания опорной секции по падению соответственно при наличии и отсутствия неровностей;

L - длина опорной поверхности секций;

а — величина неровностей почвы от передней кромки основания опорной секции перпендикулярно плоскости основания.

На основании результатов анализа полученной зависимости сделан вывод, что даже небольшие местные нарушения по почве (а=50 мм) приводят к значительным изменениям угла наклона секции в плоскости пласта (1 ° - 2° в зависимости от угла падения). Так как в шахтных условиях трудно определить причину изменения показаний угломера опорной секции (местные нарушения или изменения направления про

а)

б)

Рис. 10. Влияние неровностей боковых пород на угол установки опорной секции в плоскости

пласта

стирания пласта), то единственным способом ориентирования концевой опорной секции является расстояние до подготовительной выработки.

В структурной схеме с рациональными связями опорный комплект определяет положение и линейных секций в профильной плоскости. Это обеспечивается установкой аналогичных скользящих связей, как и в линейных секциях крепи. При этом оси линейных секций устанавливаются параллельно оси опорного комплекта в профильной плоскости согласованным действием активных межсекционных связей по перекрытиям и основаниям секций крепи.

Ось опорного комплекта устанавливается перпендикулярно среднему значению угла падения пласта в пределах очистного забоя.

Результаты математического моделирования многократного передвижения крепей указанного типа подтвердили, что наличие эксплуатационных неточностей (углы взаимного перекоса 0<±4°, разность Б-Б <11 мм) существенного негативного влияния на стабильность гарантированных зазоров не оказывают.

Силовые взаимодействия секций крепи с боковыми породами в следствие сближения почвы и кровли опосредованно учитываются в смещении элементов секций в квазистатическом состоянии, координаты которых учитываются детерминированными зависимостями в виде рекуррентных уравнений. Отклонения от средних значений координат, вызванные случайными действиями сил, реакций балки, резкими смещениями секций при динамических нагрузках учитываются не случайными характеристиками (математическое ожидание, дисперсия, среднеквадратические отклонения) случайных процессов. Эти параметры случайных процессов вводятся генератором случайных величин в рекуррентные соотношения в виде исходных данных как начальные условия. Законы распределения случайных величин определяются на основе экспериментальных исследований в конкретных горногеологических условиях (рис.11).

В современных комплексах типа КМ138, КМ144, КД-90 и т.д. уже применены гидропатроны (гидродомкраты), которые обеспечивают устойчивость в вертикальной плоскости, постоянство интервалов между секциями по завальным ограждениям, а также обеспечивают свободное передвижение секций крепи, эксплуатация которых в шахтных условиях подтверждает правильность выбранного направления развития

КГУ(|)-9«0, о- 2.5)

\

1 * 3 4 9 « Д&,М

КГУ<п «960, 0.04. сг~ 1.5)

I 0,*

> ел

N1

-4 «*, м « » » > « в

а)

МКТ{П-1020. ст-4.4)

"Тк

а • » 1» в,мм

МКТ(а «* 1020, т- 0.02, о -2.2)

-«-»з-а 1 а .. л з * 5 в

б)

Рис. 11. Влияние гипсометрии пласта на положение связей ОМК с различными их типами

структурных схем со скользящими связями.

Таким образом, обеспечивается не только передвижение без заклинивания секций крепи, но и управляемость комплексом в плоскости пласта. Такой комплекс может работать во всем диапазоне углов падения угольных пластов. Отмеченные преимущества позволяют обеспечить технологическую устойчивость работы комплексов и, следовательно, повысить эффективность эксплуатации ОМК и агрегатов в сложных горно-геологических условиях.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬ ТА ТЫ РАБОТЫ

В диссертации, представляющей собой законченную научную работу, приведены разработанные автором теоретические положения, которые в совокупности можно квалифицировать как решение научной проблемы - разработка теории построения структурных схем ОМК, что является теоретической основой для создания новых унифицированных механизированных комплексов, (с возможностью их работы на пластах с углом падения от 0 до 90° и полностью автоматическом режиме), внедрение которых в горнодобывающую промышленность вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса, обладающих существенно большей эффективностью.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Разработана математическая модель структурной схемы комплекса, где механизированная крепь, состоящая из опорных и линейных секций (основная подсистема), а другая - балка (зависимая), в виде системы рекуррентных уравнений с заданными начальными условиями. Каждое уравнение математической модели описывает промежуточные и конечные положения элементов и параметров системы на каждом шаге передвижения.

2. Разработана методика шахтных исследований механизированных комплексов, в которой учитываются криволинейность фронта крепи, неточности перемещения домкратов передвижения, опорных секций и базы, что обеспечивает количественную оценку влия-

35

ния различного рода отклонений на промежуточные и конечные положения секций крепей и на величину гарантированных зазоров между секциями, значения которых могут быть задействованы в систему автоматической корректировки положением секций.

3. Замена поворотных связей управляемыми связями скользящего типа позволит сохранить постоянными значения зоны гарантированных зазоров, в пределах которых может эффективно действовать система управления положением элементов структурной схемы при многократных передвижках очистных механизированных комплексов даже в условиях с искривленной линией фронта забоя.

4. Поддержание постоянными предельных значений параметров зоны гарантированных зазоров в пределах 50...100 мм, в зависимости от мощности пласта, по перекрытиям и основаниям обеспечивается:

— установкой скользящих связей и по перекрытиям секций;

— установкой вертикальной оси опорного комплекта перпендикулярно среднему значению угла падения пласта в пределах очистного забоя, при этом вертикальные оси линейных секций устанавливаются параллельно оси опорного комплекта согласованным действиям активных межсекционных связей по перекрытиям и основаниям секций крепи, что обеспечит управляемость очистного механизированного комплекса при его шаговых перемещениях при переменных углах наклона пласта.

5. Механизированные комплексы с параллельными скользящими связями и гарантированными межсекционными зазорами, выбранными по наибольшей кривизне подготовительных выработок, обеспечивают управляемость в плоскости пласта и повышение эффективности работы комплексов во все усложняющихся горногеологических условиях.

6. Предложенные измерительные приборы обеспечивают определение действительных положений крепей и их элементов в шахтных условиях и защищены патентами.

7. Механизированные крепи со связями скользящего типа по своим техническим возможностям могут работать во всем диапазоне углов падения пластов, что позволяет полностью унифицировать их как для комплексов, так и агрегатов.

8. Внедрение очистных механизированных комплексов с ра-

циональными структурными схемами создает реальные условия для полной автоматизации процесса передвижки, что потребует дополнительной разработки систем автоматического управления и совершенствования гидравлической системы комплекса.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих научных работах:

1. Винников Е.И. Математическое моделирование кинематических схем очистных механизированных комплексов - Монография. ИВЦ г.Воркута: 2001. - 120 с.

2. Винников Е.И. Механизированный комплекс для фронтальной отработки угольных пластов/ Е.И.Винников, Э.А.Загривный, Ю.Н.Смирнов, Н.М.Иванов//«Уголь», №7, 1998, с.22-23.

3. Винников Е.И., Аксенов В.В. Влияние неровностей по почве на угол установки опорной секции крепи в плоскости пласта. — В сб. «Разработка угольных пластов в сложных горно-геологических условиях» (научные сообщения, вып. 148). Москва, ИГД им.

A.А.Скочинского, 1977, с.46-50.

4. Винников Е.И. Исследования передвижения опорного комплекта крепи MKT, - в сб. «Развития и совершенствование технологии и средств комплексной механизации при разработке угольных месторождений». Тезисы докладов на V Московской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов в угольной промышленности. Москва., ИГД им. А.А.Скочинского, 1976. -С. 24-26.

5. Винников Е.И. Анализ и выбор рациональных кинематических связей механизированных комплексов / Е.И.Винников, Ф.Р.Сабируллов // Горный информационно-аналитический бюллетень №1. - М.: МГГУ, 2003. - С. 228-229.

6. Винников Е.И. Блок-схема моделирующего алгоритма кинематических схем механизированных крепей / Е.И.Винников,

B.Ф.Тужиков // Горный информационно-аналитический бюллетень №1. -М.: МГГУ, 2003. - С. 229-230.

7. Винников Е.И. Алгоритм решения кинематических систем с однотипными поворотными связями / Е.И.Винников, В.В. Габов И

Горный информационно-аналитический бюллетень №1. — М.: МГТУ,

2003.-С. 231-232.

8. Винников Е.И. Кинематический анализ стержневого механизма механизированных крепей / Е.И.Винников, Л.А.Банников // Горный информационно-аналитический бюллетень №4. — М.: МГГУ,

2004.- С. 257-258.

9. Винников Е.И. Исследование влияния боковой устойчивости секций на кинематику крепи в плоскости пласта // Горный информационно-аналитический бюллетень №7. - М.: МГГУ, 2005 - С. 294-296.

10. Винников Е.И. Исследования передвижения линейных секций крепей типа КГД и MKT / Е.И.Винников, А.П.Валуев // Горный информационно-аналитический бюллетень №9. — М.: МГГУ,

2005.- С. 303-307.

11. Винников Е.И. и др.Очистной комплекс для фронтальной отработки угольных пластов / Е.И.Винников, В.В.Габов, Э.А.Загривный, Н.М.Иванов // Сб. трудов межвузовской конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера». — Воркута: 1998. -т.7, № 2 - с. 354-356.

12. Винников Е.И. Математическая модель кинематических схем крепей с комбинированными межсекционными связями II Сб. трудов 3-ей Республиканской конференции «Человек на Севере в XXI веке: горное дело, экология, народонаселение». - Воркута: 2001. -часть II.-С. 273-276.

13. Винников Е.И. Математическая модель кинематической системы механизированных крепей с последовательными однотипными межсекционными связями / Е.И.Винников, О.И.Черемушкина, Е.Г.Булдакова // Сб. трудов 3-ей Республиканской конференции «Человек на Севере в XXI веке: горное дело, экология, народонаселение». - Воркута: 2001. - часть II. - С. 279-282.

14. Винников Е.И., Габов В.В. Основные принципы формирования структуры фронтальных модульных комплексов // Сб. трудов 3-ей Республиканской конференции «Человек на Севере в XXI веке: горное дело, экология, народонаселение». — Воркута: 2001. — часть II. - С. 286-290.

15. Патент РФ № 2185514, МПК Е21Д23/00. Очистной механизированный комплекс / Е.И.Винников, В.Ф.Тужиков, В.В.Габов;

Открытое акционерное общество по добыче угля «Воркутауголь» (Россия). - Заявка № 2001104267/03; Заявлено 14.02.2001; Опубл. 20.07.2002. Бюл. № 20. - 4 е.: ил.

16. Патент РФ № 2224111, МПК Е21Д23/00. Фронтальный очистной агрегат / Е.И.Винников, В.В.Габов, Э.А.Загривный, Н.М.Иванов, В.Ф.Тужиков; Открытое акционерное общество по добыче угля «Воркутауголь» (Россия). — Заявка № 2002115877/03; Заявлено 13.06.2002; Опубл. 20.02.2004. Бюл. №5.-5 е.: ил.

17. Патент РФ №2224513, МПК Е21Д11/36. Механизированная крепь сопряжения лавы со штреком / Е.И.Винников, В.В.Габов, Э.А.Загривный; (Россия). - Заявка № 2005119752/03; Заявлено 24.06.2005; Опубл. 26.06.2006. Бюл. №4 - 5 е.: ил.

18.Винников Е.И., Коломоец Г.И. Перспективы повышения производительности современных очистных механизированных комплексов // Журнал «Народное хозяйство Республики Коми». — Воркута-Сыктывкар-Ухта: 2004. - Т. 13. - № 1 -2. - С. 125-127.

19. Винников Е.И. и др. Математическое моделирование структурных схем очистных механизированных комплексов / Е.И.Винников, С.А.П1тединг, Г.И.Коломоец // Сб. трудов 4-й межрегион. научно-практич. конф. «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения». - Воркута: 2006. - Т. 1. - С .254-261.

20. A.C. № 627310. Устройство для измерения угла наклона плоскостей / Е.И.Винников, Ю.В.Бродский, В.В.Аксенов. — Опубл. 05.10.1978. Бюл. № 37.- 2 е.: ил.

21. A.C. № 939777. Защитное устройство механизированной крепи / Е.И.Винников, Л.Г.Могилевский, В.А.Овчаренко, Х.М.Дубров, В.И.Распопов, В.В.Белов. - Опубл. 30.06.1982. Бюл. № 24. - 2 е.: ил.

22. A.C. № 941612. Базовый комплект механизированной крепи для крутых и крутонаклонных пластов / Е.И.Винников, Х.М.Дубров, Л.Г.Могилевский, В.А.Овчаренко, С.М.Арутюнян, В.В.Белов, В.И.Распопов. - Опубл. 07.07.1982. Бюл. № 25. - 3 е.: ил.

23. A.C. № 1021787. Выемочный комплекс для крутых пластов / Е.И.Винников, В.В.Белов, Л.Г.Могилевский, С.М.Арутюнян, В.И.Распопов, Х.М.Дубров, В.А.Овчаренко.-Опубл. 07.06.1983. Бюл. №21.-3 е.: ил.

24. A.C. № 1232599. Датчик негабаритных грузов узкозахват-

ного комбайна / Е.И.Винников, Ю.П.Уфуков, В.В.Толмачев, Ф.М.Аккерман, А.Р.Агранат. - Опубл. 23.05.1986. Бюл. № 19. - 2 е.: ил.

РИЦСПГГИ. 16.10.2006. 3.444. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Анализ развития очистных механизированных комплексов для отработки крутых пластов.

1.2. Структурные схемы очистных механизированных комплексов с однотипными связями.

1.3. Структурные схемы очистных механизированных комплексов с комбинированными связями.

Выводы 1.

Глава 2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ КРЕПЕЙ С ОДНОТИПНЫМИ И КОМБИНИРОВАННЫМИ СВЯЗЯМИ.

2.1. Анализ исследований структурных схем очистных механизированных комплексов

2.2. Системный подход, характеристика объекта и метод исследований.

2.3. Силовое и контактное взаимодействие механизированных крепей в сложных горногеологических условиях.

2.4. Связи структурных схем крепей.

2.5. Математическая модель крепей с однотипными межсекционными связями.

2.6. Математическая модель крепей с комбинированными межсекционными связями

Выводы 2.

Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ

ОЧИСТНЫХ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ НА ЭВМ.

3.1. Алгоритм решения структурных схем с однотипными межсекционными связями

3.2. Алгоритм решения структурной схемы с комбинированными межсекционными связями.

3.3. Блок-схема моделирующего алгоритма.

3.4. Результаты математического моделирования на ЭВМ.

Выводы 3.

Глава 4. ШАХТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ КРЕПЕЙ С

ОДНОТИПНЫМИ И КОМБИНИРОВАННЫМИ СВЯЗЯМИ.

4.1. Приборы для шахтных исследований.

4.2. Исследование передвижения опорных секций крепей.

4.3. Исследования передвижения линейных секций крепи.

4.4. Рассогласование линии фронта крепи и линии забоя.

4.5. Ориентирование крепей в плоскости пласта.

4.6. Боковая устойчивость секций.

Выводы 4.

Глава 5. ОБОСНОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ

СХЕМ ОЧИСТНЫХ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ С РАЦИОНАЛЬНЫМИ СВЯЗЯМИ.

5.1. Анализ и выбор рациональных межсекционных связей.

5.2. Требования к крепям с рациональными межсекционными связями.

5.3. Структурная схема крепи с рациональными связями.

5.4. Исследование влияния боковой устойчивости секций на структурную схему крепи в плоскости пласта.'.

5.5. Управление крепью с рациональными связями в плоскости пласта.

5.6. Структурная схема очистного механизированного комплекса с рациональными связями.

Выводы 5.

Глава 6. РАСЧЁТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА.

6.1. Обоснование исходных данных.

6.2. Объём работ на смену.

6.3. Затраты по материалам на смену.

6.4. Экономический эффект.

Выводы 6.

Повышение эффективности подземной угледобычи во все усложняющихся горно-геологических условиях в решающей степени зависит от создания более производительных совершенных . очистных механизированных комплексов. Основополагающие проблемы комплексной механизации очистных работ, а именно, проблемы в создании комплекса работоспособных машин для осуществления комбайновой, струговой и агрегатной технологий очистных работ были решены в первой половине 70-х годов, что доказало возможность и целесообразность создания комплексов для механизации очистных работ именно в этих направлениях и в результате привело к повышению нагрузки на забой, концентрации горных работ и повышению их эффективности. Однако, начиная с конца семидесятых годов XX века, наметилось снижение темпов повышения эффективности ведения очистных работ.

Совершенствование очистных механизированных комплексов сопровождалось увеличением металлоемкости и повышением надежности работы механизмов и их элементов, однако надежность работы комплексов в целом осталась на том же уровне, а при эксплуатации в сложных горногеологических условиях даже снизилась. Структурные схемы наиболее эффективных очистных механизированных комплексов как отечественных, так и зарубежных на протяжении трех поколений практически не претерпевали существенных изменений. Вопросы управляемости и приспосабливаемости (адаптивности) комплексов к сложным условиям отрабатываемых пластов, от решения которых в большей степени зависит эффективность их работы, так и не были решены. Недостаточная адаптивность очистных комплексов опосредованно проявляется в процессе искривлением базовой балки и линии фронта крепи, заклиниванием секций механизированной крепи при их передвижении, сползанием комплексов по падению, вспучиванием става забойного конвейера и порывами соединительных элементов рештачного става, рассогласованием линии фронта крепи и линии забоя, опрокидыванием секций и изменением зазоров между секциями крепи, отсутствием возможности управления направленного движения механизированных комплексов относительно подготовительных выработок. Попытки уменьшения межсекционных зазоров крепи с целью увеличения коэффициента затяжки кровли в ряде случаев приводили к их частым заклиниваниям и полной неработоспособности механизированных комплексов, и дальнейшему демонтажу из очистных забоев.

Разработкой и созданием очистных механизированных комплексов занимались практически все научно-исследовательские и проектные институты угольного машиностроения бывшего СССР. Были созданы и успешно прошли шахтные испытания очистные комплексы КМ 137, КМ 138, 1КМ 103М, МКД 90, КМ 130, 2КМ 142, КМ 144, АФК и другие. Однако в структурных схемах существенных изменений не произошло.

В руководствах по эксплуатации механизированных комплексов и научной литературе отсутствуют разделы по способам управления комплексами в сложных условиях залегания пластов, и нет теоретических обоснований и формирования их рациональных структурных схем.

Стремление повысить надежность и эффективность работы комплексов заменой структурных элементов и их связей методом конструктивного поиска без достаточных теоретических обоснований не привело к устойчивости технологического процесса и надежности работы комплексов.

Вопросам исследования структурных схем очистных механизированных комплексов и их управляемости в условиях залегания плоскости пласта посвящено большое количество работ. Существенный вклад в разработку очистных механизированных комплексов и агрегатов внесли ученые В.Н. Хорин, В.В. Аксенов, Ю.А. Коровкин, Н.Г. Гордиенко, В.И. Ивко,

Б.М. Дельцов, И.Ф. Иванов, A.A. Зиглин, В.И. Распопов, М.С. Сафохин, A.B. Топчиев, В.И. Солод, Б.К. Мышляев, В.Н. Гетопанов и др.

Анализируя их работы, можно сделать вывод, что до настоящего времени отсутствует общая теория определения рациональных межструктурных управляемых связей очистных механизированных комплексов, способных работать на пластах с изменяющейся гипсометрией пласта и различными свойствами боковых пород, а также с искривляющейся линией очистного забоя и изменяющегося угла падения пласта, что создает основную проблему в создании управляемых очистных механизированных комплексов нового технического уровня. Поиск методов и способов решения указанной проблемы, поиск рациональных межструктурных связей и структурных схем являются необходимыми этапами исследований для разработки теоретических основ создания адаптирующихся к изменяющимся горно-геологическим условиям комплексов и агрегатов и повышения эффективности процесса добычи угля в комплексно механизированных очистных забоях.

Цель работы - научное обоснование и разработка метода построения структурных схем ОМК и выбора рациональных структурных связей, обеспечивающих адаптивность их к сложным горно-геологическим условиям.

На основе результатов выполненных исследований сформулированы следующие научные положения:

1. Процесс циклического перемещения очистных механизированных комплексов с последовательной пошаговой передвижкой секций крепи представлен обобщенной моделью, в которой структурная схема крепи принимается основной, а схема базовой балки - второстепенной, при этом процесс перемещения комплекса оценивается по конечным положениям секций в квазистатическом состоянии, суммирующим результаты действия внешних и внутренних факторов на структурные элементы системы в каждом шаге, а готовность к циклу передвижения каждой секции оценивается наличием гарантированных межсекционных зазоров.

2. Математическая модель механизированной крепи с межсекционными связями включает систему рекуррентных соотношений координат последовательно перемещающихся секций и межсекционные зазоры с учетом влияния межсекционных связей, как сумм неточностей конечных положений в рассматриваемом и предыдущем шаге передвижки каждой секции, что позволяет осуществить моделирование перемещений крепи, при этом необходимые критериальные условия пошаговых многоциклических перемещений секций и комплекса вцелом без заклиниваний и сползаний достигается заменой поворотных связей активными скользящими.

3. В структурных схемах крепи с активными скользящими связями очистных механизированных комплексов величина зазоров определяется из соотношений параметров фактической криволинейности подготовительных выработок, гипсометрии пласта и неточностей изготовления связей структурных элементов крепи, а управляемость комплексом в плоскости пласта оценивается коэффициентом, равным отношению величины максимального смещения секций крепи, задаваемого опорным комплектом, к шагу передвижки.

4. Процесс циклического передвижения крепи очистных механизированных комплексов со скользящими связями без заклинивания секций и сползания крепи рассматривается в виде пространственной структурной модели крепи и обеспечивается поддержанием гарантированных межсекционных зазоров путем раздвижки управляемых связей по перекрытиям и основаниям секций в каждом шаге передвижки, а направление движения линейных секций, задается установкой опорных комплектов по среднему углу падения пласта и направлению подготовительных выработок, что обеспечивает адаптивность механизированных комплексов к изменяющимся горногеологическим условиям.

Работа выполнялась на протяжении 30 лет в институте Донгипроуглемаш, ИГД им. Скочинского, ВГИ - филиале СПГГИ (ТУ).

Зарубежные теоретические работы по критериям и методам разработки рациональных межструктурных связей очистных механизированных комплексов не обнаружены.

Автор выражает свою признательность работникам институтов Донгипроуглемаш, ДонУГИ, Печорниипроект, ИГД им. А.А.Скочинского, СПГГИ (ТУ), МакНИИ и др., участвовавших в разработке и внедрении проектов очистных механизированных комплексов на протяжении 30 лет с 1971 по 2005 гг. Искренняя благодарность профессорам - Загривному Э.А., Габову В.В., Тимофееву И.П., конструкторам - Могилевскому Л.Г., Овчаренко В.А., Дуброву Х.М., главному механику ОАО «Воркутауголь» Тужикову В.Ф. и всем участникам совместных работ по созданию очистных механизированных комплексов и разработке теории создания рациональных структурных схем.

Выводы 6

1. Экономический эффект от внедрения в производство крепей с рациональными (поступательными) межсекционными связями вместо крепей с однотипными и комбинированными связями только от устранения сползания составит 714 тыс.у.е. в год.

2. Экономический эффект от применения очистных механизированных комплексов с рациональными структурными схемами на пластах со слабыми боковыми породами составит 156 тыс.у.е. в год от одного лавокомплекта.

Заключение

В диссертации, представляющей собой законченную научную работу, приведены разработанные автором теоретические положения, которые в совокупности можно квалифицировать как решение научной проблемы -разработка теоретических основ структурных схем комплексов, работающих в сложных горно-геологических условиях при их многократных шаговых перемещениях, что является базой для создания новых унифицированных механизированных комплексов (с возможностью их работы на пластах с углом падения от 0 до 90° и полностью автоматическом режиме), внедрение которых в горнодобывающую промышленность вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса, обладающих существенно большей эффективностью.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем.

1. Разработаны математические модели структурных схем комплексов, где механизированная крепь, состоящая из опорных и линейных секций (основная подсистема), а другая - балка второстепенная (зависимая), в виде системы рекуррентных уравнений с заданными начальными условиями. Каждое уравнение математической модели описывает промежуточные и конечные положения элементов и параметров структурной схемы в каждом шаге передвижения.

2. Разработана методика шахтных исследований механизированных комплексов, в которой учитываются криволинейность фронта крепи, неточности перемещения домкратов передвижения, опорных секций и базы, что обеспечивает количественную оценку влияния различного рода отклонений на промежуточные и конечные положения секций крепей и на величину свободных зазоров между секциями, значения которых могут быть задействованы в систему автоматической корректировки положением секций.

3. Замена вращательных связей управляемыми поступательными связями позволит сохранить постоянными значения зоны гарантированных зазоров, в пределах которых может эффективно действовать система управления положением элементов структурной схемы при многократных передвижках очистных механизированных комплексов даже в условиях с искривленной линией фронта забоя.

4. Поддержание постоянными предельных значений параметров зоны гарантированных зазоров в пределах 50. 100 мм, в зависимости от мощности пласта, по перекрытиям и основаниям обеспечивается:

- установкой поступательных связей и по перекрытиям секций;

-установкой вертикальной оси опорного комплекта перпендикулярно среднему значению угла падения пласта в пределах очистного забоя, при этом вертикальные оси линейных секций устанавливаются параллельно оси опорного комплекта согласованным действиям активных межсекционных связей по перекрытиям и основаниям секций крепи, что обеспечит управляемость очистного механизированного комплекса при его многошаговых перемещениях при переменных углах наклона пласта.

5. Механизированные комплексы с поступательными активными связями, обеспечивающие гарантированные межсекционные зазоры, выбранными по наибольшей кривизне подготовительных выработок, обеспечивают управляемость в плоскости пласта и повышение эффективности работы комплексов во все усложняющихся горно-геологических условиях.

6. Предложенные измерительные приборы обеспечивают определение действительных положений крепей и их элементов в шахтных условиях.

7. Экономический эффект от внедрения в производство очистных механизированных комплексов с управляемыми поступательными связями составит только от устранения сползания крепей на пластах со слабыми боковыми породами - 156 тыс.у.е. в год от одного лавокомплекта.

8. Механизированные крепи с поступательными связями по своим техническим возможностям могут работать во всем диапазоне углов падения пластов, что позволяет полностью унифицировать их как для очистных механизированных комплексов, так и агрегатов.

9. Внедрение очистных механизированных комплексов с рациональными структурными схемами создает реальные условия для полной автоматизации процесса передвижки, что потребует дополнительной разработки систем автоматического управления и совершенствования гидравлической системы комплекса.

1. Аксенов B.B. Очистные угольные агрегаты АКД и АПД для пластов крутого и пологого падения Донбасса // Техническая информация / ИГД им. A.A. Скочинского. -М: 1960.

2. Аксенов В.В., Макаренко П.Г. Совершенствование фронтально передвигаемых баз очистных агрегатов и комплексов с механизированными крепями // Научные сообщения / ИГД им. A.A. Скочинского. М.: 1970. -Вып. 70.

3. Аксенов В.В. и др. Оптимальные параметры системы разработки крутых пластов очистными агрегатами и эффективность агрегатной выемки // Краткий научный отчёт / ИГД им. A.A. Скочинского. М.: 1963.

4. Аксенов В.В. и др. Стендовые испытания струговой установки агрегата АКД для крутых пластов // Краткий научный отчёт / ИГД им. A.A. Скочинского. -М.: 1966.

5. Артоболевский И.И. Политехнический словарь. Советская энциклопедия.-М.: 1976.

6. Баранов В.Г., Южанин И.А. К вопросу о направленности движения механизированных комплексов на пластах наклонного падения // Горное давление и горные удары. Л.: ВНИМИ, 1971. - Вып. 82.

7. Баурин В.Г., Толстолобое Н.И. Переходные процессы в системе поддержания прямолинейности базовой балки с четырёхпоточным делительным клапаном // Тр. ин-та / КузНИУИ. Прокопьевск: 1972. -Вып. 24.

8. Баурин В.Г. Устойчивость гидравлической системы поддержания прямолинейности базовой балки крепи с четырёхпоточным делительным клапаном // Тр. ин-та / КузНИУИ. Прокопьевск: 1972. - Вып. 24.

9. Богданов В.Т., Загороднюк В.Т. и др. Исследование параметров систем дистанционного управления гидрорапределителями и автоматическогоконтроля прямолинейности механизированных крепей // Тр. ин-та / КузНИУИ. -Прокопьевск: 1972. Вып. 24.

10. Балаганский B.C. Исследование и выбор рациональных параметров систем передвижения механизированных крепей: Автореф. канд. техн. наук. -М.:1973.

11. П.Богданов Ю.В., Рябов Ю.И. и др. Применение лазера для контроля прямолинейности очистных комплексов // Горные машины и автоматика / ЦНИЭИуголь. М.: 1971. - Сб. № 6.

12. Бахурин И.М. Курс маркшейдерского дела. М.: Высшая школа, 1962.

13. Будник В.М. Аналитические исследования базы крепи. // Исследования по вопросам механизации и организации добычи и использования угля / ПНИУИ. М.: 1966. - Вып. 10.

14. Балацкова-Подольскова С.И., Булько И.М., Цагельский В.И. Фортран ЭВМ Минск-32 // Статистика. М.: 1975.

15. Бруевич Н.Г. Точность механизмов. М.: Гостехиздат, 1946.

16. Виницкий В.И. Исследование перемещения баз струговых агрегатов в плоскости пласта: Дис. канд. техн. наук. М.: ИГД им A.A. Скочинского, 1974.

17. Винников Е.И., Сабируллов Ф.Р. Анализ и выбор рациональных кинематических связей механизированных комплексов // Конференция «Неделя горняка». М.: МГГУ, 2002.

18. Винников Е.И, Тужиков В.Ф. Блок-схема моделирующего алгоритма кинематических схем механизированных крепей // Конференция «Неделя горняка». М.: МГГУ, 2002.

19. Винников Е.И. Алгоритм решения кинематических систем с однотипными поворотными связями // Конференция «Неделя горняка». М.: МГГУ, 2002.

20. Винников Е.И. Алгоритм решения кинематической системы с комбинированными связями // Конференция «Неделя горняка». М.: МГГУ, 2002.

21. Гордиенко Н.Ф. Разработка конструкции и исследование работы секционной механизированной крепи с телескопическими связями для условий крутых пластов: Дис. канд. техн. наук. Донецк: ДНИ, 1976.

22. Гусев Н.В. Маркшейдерско-геодезичесие инструменты и приборы. -М.: Недра, 1968.

23. Гусев М.И. Курс маркшейдерского дела. М.: Углетехиздат, 1954.

24. Геодезия и маркшейдерское дело. М.: Углетехиздат, 1954.

25. Дельцов Б.М., Колесников М.А. Управление механизированной крепью на крутых пластах // Уголь. 1972. - № 9.

26. Дубинский М.И. Эффективность применения узкозахватных комплексов ДУ-1 и УМК-1 с механизированной передвижкой конвейеров на шахтах Донбасса. М.: Недра, 1960.

27. Зиглин JT.A. Исследования и разработка технологии и средств комплексной механизации очистных работ на пологих пластах средней мощности применительно к условиям Подмосковного бассейна: Дис. докт. техн. наук. М.: МГИ, 1970.

28. Зильберман A.M. и др. О направленном передвижении механизированной крепи в плоскости крутого падения // Уголь Украины. -Киев: МЗ, 1971.

29. Иванов И.Ф., Гордиенко Н.Ф. Пути совершенствования механизированных крепей для крутых тонких пластов // Уголь Украины. -Киев: 1976.-№4.

30. Иванов И.Ф., Курепин В.И., Курицин Б.И. и др. Механизированные крепи в лавах тонких крутых пластов Донбасса // Донбасс. Донецк: 1970.

31. Иванов И.Ф., Беренской Д.А., Ткаченко В.Д. Испытания опытно-промышленного образца механизированной крепи ЗКГД // Уголь Украины. -Киев: 1976.-№ 12.

32. Ивко В.И. Ориентирование механизированных крепей в плоскости пласта. -М.: Недра, 1971.

33. Ивко В.И. Оценка устойчивости и управляемости движения механизированных крепей // Уголь. М.: 1973. - № 4.

34. Ивко В.И. Результаты исследования процесса последовательной стыковки секций в механизированной крепи MKT для тонких пластов // Уголь. -М.: 1971. -№ 12.

35. Ивко В.И. Исследование устойчивости движения кинематических систем механизированных крепей в плоскости пласта: Дис. канд. техн. наук. -М.: ИГД им A.A. Скочинского, 1969.

36. Ивко В.И. Направленность движения и управляемость щитового агрегата АДК // Уголь. М.: 1975. - № 4.

37. Ильюша A.B. и др. Методика математического моделирования перемещения баз очистных комплексов и агрегатов // Научные сообщения. -М.: ИГД им A.A. Скочинского, 1972. Вып. 84.

38. Ильюша A.B. и др. Основные принципы статического исследования систем автоматического обеспечения прямолинейности баз очистных комплексов и агрегатов // Научные сообщения. М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1972. - Вып. 96.

39. Ильюша A.B. и др. Формализация и алгоритмическое описание перемещения гибкой базы очистного комплекса в плоскости пласта // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1973. - Вып. 6.

40. Кордонский Х.Б. Приложение теории вероятностей в инженерном деле. -М.: Физматгиз, 1963.

41. Картавый Н.Г., Шаев J1.M. Скручивание конвейерных ставов (баз) угледобывающих комплексов и агрегатов // Научн. тр. МГИ. М.: 1968.

42. Краткий справочник маркшейдера шахты. М.: Госгортехиздат, 1962.

43. Кузьминский С.П. Основы геодезии и маркшейдерии. М.: Металлургиздат, 1956.

44. Куракин А.И. Навалка угля базой угледобывающего комплекса // Тр. ПНИУИ. М.: Недра, 1972. - № 12.

45. Макаренко П.Г. Выбор контролируемого параметра для устройств автоматического контроля и поддержания прямолинейности очистных комплексов и агрегатов // Научные сообщения. М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1968. - Вып. 44.

46. Макаренко П.Г., Долгов Э.Н. К анализу работы базовых элементов механизированных крепей и основные способы контроля за их состоянием в процессе эксплуатации // Горнорудные машины и автоматика. М.: Недра, 1965.-Вып. 1.

47. Макаренко П.Г. Об автоматическом контроле прямолинейности очистных комплексов и агрегатов в плоскости пласта // Научные сообщения. -М.: ИГД им. A.A. Скочинского,1968. Вып. 57.

48. Макаренко П.Г. и др. Оценка погрешности задающего элемента прямолинейности угледобывающих комплексов // Научные сообщения. М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1971. - Вып. 81.

49. Макаренко П.Г. Анализ изгиба базы очистного комплекса в плоскости пласта // Научные сообщения. М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1968. -Вып. 56.

50. Маркшейдерское дело. М.: Недра, 1970.

51. Маркшейдерское дело в социалистических странах. М.: Недра,1964.

52. Материалы XXV съезда КПСС. Политиздат. М.: 1976.

53. Петров Н.С. Маркшейдерское дело. М.: Госгортехиздат, 1960.

54. Проблемы горного дела. Разработка системы автоматического обеспечения прямолинейности стругового агрегата. М.: Недра, 1974.

55. Распопов В.И. и др. Промышленные испытания механизированной крепи КДЗ-1 // Уголь Украины. Киев: 1969. - № 3.

56. Рудановский A.A. Смиттен Н.К. Исследование статистических характеристик микрорельефа угольных пластов. М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1968.

57. Сафохин М.С., Баурин В.Г. и др. Испытание системы поддержания прямолинейности базы крепи // Горные машины и автоматика. М.: ЦНИЭИуголь, 1972. -№ 8.

58. Солод В.И. и др. Результаты исследования базы агрегата // Горные машины и автоматика. М.: ЦНИЭИуголь, 1973. - № 6.

59. Сафохин М.С. и др. Система поддержания прямолинейности жесткой базовой балки механизированной крепи для крутого падения // Тр. ин-та / Кузбасский политехи, ин-т-Кемерово: 1970. Вып. 21.

60. Справочник маркшейдера. M.: Металлургиздат, 1953.

61. Справочник по маркшейдерскому делу. М.: Недра, 1973.

62. Топчиев A.B., Солод В.И. Методика определения производительности выемочных комплексов и агрегатов // Горнорудные машины и автоматика. -М.: Недра, 1966.-Вып. И.

63. Фирсов В.П., Притужалов В.Я. Анализ управляемости механизированных крепей на пластах наклонного и крутого падения.

64. Федоров Б.Д., Славоросов А.Х. Основы геодезии и маркшейдерского дела. Госгортехиздат, 1962.

65. Флипский А.Х. Экспериментальные и теоретические исследования систем направленного движения механизированной крепи в плоскости крутого пласта: Автореф. канд. техн. наук. Днепропетровск: ДЛИ, 1971.

66. Хорин В.Н., Ивко В.И. К вопросу ориентации секций механизированных крепей в плоскости пласта // Уголь. М.: 1969. - № 5.

67. Хорин В.Н., Мамонтов C.B., Гейхман И.Л. Вопросы расчета и надежности шахтных гидравлических крепей. М.: Наука, 1970.

68. Шаровар И.И. Исследование влияния горно-геологических и горнотехнических факторов на управление механизированной крепью на наклонных пластах средней мощности: Дис. канд. техн. наук. -М.: МГИ, 1975.

69. Широков А.П. и др. Испытания системы поддержания прямолинейности базовой балки механизированной крепи для крутых пластов // Горные машины и автоматика. М.: 1972. - № 11.

70. Шкворец Ю.Ф. Анализ схем передвижки и конструкции механизированных крепей для крутых пластов по технико-экономическим критериям // Уголь Украины. Киев.: 1968. - № 3.

71. Южелевский И .Я. и др. Исследования искривления става конвейеров угледобывающих комплексов. Машины и оборудование для подземных работ. -М.: 1972.

72. Юрищев И.И., Левшин А.И. Результаты лабораторных и шахтных исследований величины недодвигания базы комплекса 1МК до забоя // Тр. инта / ПНИУИ. М.: Недра, 1972. - Вып. 12.

73. Яровой C.B. Методы экономической оценки механизированных крепей с учетом производственно- технических параметров: Дис. канд. техн. наук. -М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1971.1. ОТЧЕТЫ

74. Исследование движения кинематической системы крепи MKT / Донгипроуглемаш. Арх. № А/3188. - Донецк: 1970.

75. Обоснование структуры кинематической системы промышленного образца MKT / Донгипроуглемаш. Арх. № А/3945. - Донецк: 1974.

76. Оценка кинематических свойств механизированных крепей КГТ и КМЗК / Донгипроуглемаш. Арх. № А/983. - Донецк: 1976.

77. Акт приемки и протокол приемочных испытаний опытно-промышленного образца механизированной крепи MKT / Донгипроуглемаш. -Донецк: 1974.

78. Анализ кинематической схемы крепи КДЗ / Донгипроуглемаш Арх. № А/2832.-Донецк: 1966.

79. Совершенствование существующих механизированных крепей. Теоретические и экспериментальные исследования кинематической и гидравлической систем крепей КГД, MKT, КГК / ДонУГИ Арх. № . -Горловка: 1975.

80. Исследования влияния изгиба базы крепи агрегата АК-3 на ее управляемость в пласте / ИГД им. A.A. Скочинского. № 226. - М.: 1976.

81. Отраслевая методика определения экономической эффективности новой техники и совершенствование производства в угольной промышленности / ЦНИЭИуголь. М.: 1975.

82. Методика определения оптовых цен на новую продукцию производственно-технического назначения. -М.: 1974.

83. Методика определения оптовых цен на новое горнорудное оборудование. М.: 1971.

84. Постановление ЦК КПСС СМ СССР «О предоставлении дополнительных льгот работникам угольной и сланцевой промышленности и шахтного строительства». М.: 1976.

85. Клорикьян С.Х., Старичнева В.В., Сребный М.А. и др. Машины и оборудование для шахт и рудников: Справочник М.: МГГУ, 1994. - 471 с.

86. Сафохин М.С., Александров Б.А., Нестеров В.И. Горные машины и оборудование. М.: Недра, 1995. - 463 с.

87. Коровкин Ю.А. Механизированные крепи очистных забоев. М.: Недра, 1990.-414 с.

88. Потапенко В.А., Куракин А.И., Грицаюк Б.И., Казак Ю.Н. Способы и средства управления движением очистных комплексов и агрегатов. М.: ЦНИЭИуголь, 1989.-61 с.

89. Кочнов А.П., Голод A.B., Матвеев В.А. К вопросу совершенствования средств управления в вертикальной плоскости базой струговых установок скользящего типа // Струговая выемка антрацитов. Шахты: ШахтНИУИ, 1982.-С. 31-37.

90. Бекман К. Современное состояние и перспективы струговой выемки угля // Глюкауф. 1987. - №21. - С. 3-11.

91. Бекман К. Выемка лавами на шахтах США // Глюкауф. 1988. - №18, -С. 12-18.

92. Материалы симпозиума в Москве, организованного фирмой «Клекнер-Бекорит». М.: 1988.

93. Рекламные проспекты фирмы «Клекнер-Бекорит» / Фонды ПНИУИ.1989.

94. Грицаюк Б.И. Исследования и разработки, повышающие эффективность применения механизированных крепей в условиях Подмосковного бассейна: Отчет 0493019001 / ПНИУИ. Новомосковск: 1986.

95. Топичев A.B., Солод В.И., Картавый Н.Г. и др. Результаты исследований и испытаний способов управления струговым агрегатом // Расчет и конструирование горных машин и комплексов. М.: Недра, 1977. - С. 74-81.

96. Портнов A.A., Куракин А.И. Механизмы управления движением очистных агрегатов по почве пласта // Горные машины и автоматика. М.: Недра, 1967.-С. 5-7.

97. Дубовский Ю.П., Потапенко В.А. Испытание поддерживающего элемента оградительно-поддерживающей крепи для неустойчивой кровли // Уголь. 1984. - №5. - С. 30-32.

98. Олейников О.В., Булат А.Ф., Иванов И.И. Средства крепления и технология управления горным давлением в комплексно-механизированных забоях тонких крутых пластов. М.: ЦНИЭИуголь, 1991. - С. 126.

99. Батыгин С.П., Аверкиев ВИ. Вляние ширины выемочной полосы на технико-экономические показатели работы щитовых агрегатов // Уголь Украины. 1976. - №3. - С. 13-14.

100. Бурачков A.C., Зыков В.М. Оптимизация системы разработки на угольных пластах. М.: Недра, 1977. - 198 с.

101. Временные технологические схемы монтажа и демонтажа механизированных комплексов КГУ и щитовых агрегатов 1АЩМ и АНЩ для пластов крутого падения / ДонУГИ. Донецк: 1980. - 34 с.

102. Грицко Г.И., Власенко В.В., Миронов В.Е. Прогноз концентрации опорного давления при отработке угольного пласта с гидрозакладкойвыработанного пространства // Вопр. горн, давления. Новосибирск: 1978. -Вып. 26. - С. 3-8.

103. Грицко Г.И., Фролов Е.А., Клишин В.И. Принципы аналитического построения и расчета схем адаптирующихся гидравлических крепей для пластов с труднообрушаемыми кровлями // Вопр. горн, давления. -Новосибирск: 1979. Вып. 37. - С. 82-85.

104. Давидянц В.Т. Совершенствование способов и средств управления кровлей на шахтах Донбасса. М.: Недра, 1969. - С. 227.

105. Давидянц В.Т., Козелев Г.Л. Исследование проявления горного давления в очистных забоях при новых видах крепей. М.: Углехетиздат, 1960. -205 с.

106. Докукин A.B., Фролов А.П., Позин Е.З. Выбор параметров выемочных машин. М.: Недра, 1976. - 310 с.

107. Зильберман А.И., Кияшко И.А., Кушнир С.Я. О влиянии схемы передвижения механизированных крепей на напряженное состояние боковых пород крутых пластов // Уголь Украины. 1969. - №13. - С. 8-10.

108. Зильберман А.И. Исследование некоторых конструктивных элементов механизированной крепи «Днепр» для лав крутых пластов // Горн, машины и автоматика. М.: Недра, 1969. - Вып. 5. - С. 67-91.

109. Иванов И.Ф. Комплексная механизация разработки тонких крутых пластов. Киев: Техника, 1981. - 117 с.

110. Иванов И.Ф. Физико-технические основы управления горным давлением в комплексно-механизированных забоях тонких крутых угольных пластов: Автореф. д-ра техн. наук. Донецк: 1983. - 23 с.

111. Катков Г.А., Журилов A.A. О механизме формирования горного давления и взаимодействия крепей с труднообрушаемой кровлей // Вопр. горн, давления. Н.: 1979. - Вып. 37. - С. 28-31.

112. Методика определения экономической эффективности использования в угольной промышленности новой техники, изобретений ирационализаторских предложений. М.: Минуглепром СССР, 1979. -Т. 1-3. -300 с.

113. Методика определения оптимальных нормативов использования основного горно-шахтного оборудования. М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1977.-28 с.

114. Методические указания по определению потребности в основном забойном оборудовании / ДонУГИ. Донецк: 1977. - 28 с.

115. Потураев В.Н. Научные основы управления горным давлением при механизированной выемке тонких крутых пластов // Тезисы докл. УП Всесоюз. конф. по механизации горных работ. -М.: 1981. С. 93-94.

116. Степанович Г.Я., Иванов И.Ф. Состояние и перспективы развития механизированной выемки угля на тонких крутых пластах Донбасса. М.: ЦНИЭИуголь, 1978.-36 с.

117. Типовые паспорта по управлению кровлей и креплению в очистных забоях и на сопряжениях лавы с подготовительными выработками при комплексной механизации работ на крутых пластах / Донуги. Донецк: 1977. -49 с.

118. Иванов И.Ф., Лепихов А.Г., Курепин В.И. и др. Управление горным давлением в лавах крутых пластов Донбасса. Донецк: 1972. - 148 с.

119. Шемякин Е.И., Ван Л. Капойи. Механика горных пород и механизированные крепи. Новосибирск: Наука. Сиб. отд. АН СССР, 1985. -241 с.

120. ШикВ.М. Перспективы создания унифицированных механизированных крепей для разработки крутых и крутонаклонных пластов // Вопр. горн, давления. 1981. - № 39. - С. 15-77.

121. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1988.

122. Александров Б.А., Буянич Т.Д., Антонов Ю.А., Шейкин В.И. Контактное и силовое взаимодействие механизированных крепей с боковыми породами / Томский университет. Томск: 2003. - 129 с.