автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование параметров и создание средств защиты гидростоек механизированных крепей от резких осадок кровли

РГб од

- 9 яня 23Й

На правах рукописи

ЛОГВИНОВ Виктор Николаевич

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И СОЗДАНИЕ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ГИДРОСТОЕК МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ ОТ РЕЗКИХ ОСАДОК КРОВЛИ

Специальности: 05.05.06 - горные машины;

05.15.02 - подземная разработка месторождений полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 2000

Работа выполнена ь Ку^ба^ском государственном техническом университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Александров Б.А.

Научный консультант

доктор технических наук

Калинин С. А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Горбунов В.Ф.

кандидат технических наук, доцент

Шевелев Ю.А.

Ведущая организация - ОАО «УК Кузбассуголь».

Защита диссертации состоится 30.0 £.2000 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 063.70.01. в Кузбасском государственном техническом университете по адресу: 650026, г.Кемерово, 26, ул.Весенняя, 28. Факс (384-2) 36-16-87.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан 4 2000 года

Ученый секретарь диссертационного < Д 063.70.01., докт. ■ профессор

И1Ч1-5-01,1ь0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы; Значительная часть угойышх пластов Кузбасса характеризуется наличием в кровле трудшобрушаемых пород. Б настоящее время из общего объема промышленных запасов угля около 50% приходится на долго таких пластов: Отработка данных пластов осуществляется системами с обруйейнем' с использованием отечественных-механизированных комплексов. Выемка пластов сопровождается крупноблочным обрушением кровли с резкими осадками пород, что вызывает появление нагрузок на крепь динамического характера и приводит к поломкам элементов крепи и простоям очистного забоя. Чаще всего деформируются непосредственно гидростойки, основания и перекрытия секций крепи. Нагрузка на очистной забой на-участках с трудно-обрушаемой кровлей снижается на 40% и более по сравнению ■ С 'нагрузкой в нормальных условиях. ' ....

В целях снижения вредного влияния резких осадок кровли на эффективность применения механизированных крепей научно-исследовательские работы ведутся по следующим направлениям:

- совершенствуются способы и средства разупрочнения кровли;

- повышаются величины начального распора и рабочего сопротивления крепей;

- разрабатываются эффективные способы и средства обеспечения податливости гидростоек крепи при номинальном сопротивлении в момент резких осадок кровли;

- применяется искусственное разупрочнение кровли (торпедирование, гидрообработка и их сочетание), что снижает интенсивность обрушения кровли и аварийность крепи, однако способ является трудоемким, дорогостоящим и опасным.

Существующее направление по созданию крепей с высокими силовыми параметрами следует считать одним из основных в повышении эффективности отработки пластов с труднообрушаемыми кровлями. Создание крепей с рабочим сопротивлением до 1300 кН/м2 и начальным распором до 580 кН/м2 позволило повысить эффективность отработки пластов, но не исключило появление резких осадок пород кровли, деформацию элементов крепи при динамических нагрузках.

Обеспечение податливости гидростоек крепи в моменты резких осадок кровли решается различными способами: применением аккумуляторов в сочетании с предохранительными клапанами, а также амортизирующих проставок; установкой разрушаемых предохранительных элементов и других устройств; применением ^предохранительных клапанов с высоким расходом. Анализ этих способов позволяет сделать, вывод о том, что создание болыиерасходных и быстродействующих клапанных устройств, обеспечивающих защиту гидростоек от динамических нагрузок, возникающих при резких осадках кровли, является наиболее перспективным направлением. Поэтому тема диссертационной работы по обоснованию параметров и созданию.: надежных средств защиты гидростоек от резких осадок кровли является актуальной. > с

Целью работы является обоснование параметров и разработка предохранительного устройства для защиты гидростоек механизированных крепей от резких осадок кровли.

Идея работы заключается в установлении количественных характеристик резких осадок труднообрушаемых пород кровли для обоснования параметров предохранительного устройства защиты гидростоек механизированных крепей от резких осадок.

- установить особенности взаимодействия механизированных, крепей с трудно-

пооодзми кровли заходом обручения пород

- установить закономерности появления резких осадок кровли и определить количественные характеристики резких осадок кровли;

- оценить возможности существующих отечественных стоечных, предохранительных клапанов по защите гидростоек механизированных крепей от резких осадок кровли; .

- разработать технические требования к предохранительному устройству для надежной защиты гидростоек от резких осадок кровли и конструкцию предохранительного устройства;

- провести испытания предохранительного устройства. Подтвердить работоспособность и обоснованность параметров устройства.

Метотгы исследований.

Применяется комплекс методов, включающий:

- теоретические исследования процессов разрушения пород кровли с использованием основных положений теории хрупкого разрушения;

- лабораторные и стендовые исследования режимов работы предохранительных устройств и серийных клапанов;

- шахтные исследования параметров и характера обрушения труднообрушаемых пород и резких осадок кровли, взаимодействия механизированных крепей с вмещающими породами;

- математические методы обработки результатов наблюдений с использованием основ теории вероятностей и математической статистики.

Научные положения, выносимые на защиту;

- механизм формирования резких осадок кровли определяется склонностью пород к хрупкому разрушению, высокой концентрацией напряжений в максимуме зоны опорного давления и скачкообразным развитием трещины давления в зоне опорного давления; .-.;-':.. ■

- появление резких осадок кровли рассматривается как поток случайных событий, описываемый распределением Пуассона с параметром распределения, представляющим собой число резких осадок, приходящихся на 1 м2 отработанной площади пласта;

- параметры предохранительного устройства определяются характеристиками резких осадок, из которых основными являются скорость проявления осадки и величина резкой осадки;

- относительный условный проход предохранительного устройства, представляющий собой отношение условного прохода к диаметру поршня гидростойки, характеризует защитные качества предохранительного устройства.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается:

- представительными объемами шахтных и лабораторных испытаний (исследование взаимодействия механизированных крепей с кровлей проведено в 30 лавах на 8 пластах);

- хорошей сходимостью результатов теоретических исследований с шахтными. Отклонение результатов шахтных и лабораторных исследований не превышает 20%;

- положительными результатами испытаний предохранительных устройств.

Научная новизна паботы:

- выбран критерий оценки условий возникновения хрупкого разрушения пород кровли, в качестве которого используется коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины, установлены условия, при которых фактический коэффициент интенсивности превышает его критическое значение;

- установлена зависимость степени деформации элементов механизированной крепи при резких осадках кровли от сопротивления крепи;

- установлен закон распределения частоты появления резких осадок кровли и разработан метод прогноза появления резких осадок кровли;

- определены характеристики резких осадок кровли, которые' использовайы для обоснования параметров средств защиты гидростоек крепей от резких осадок кроййи;

- обоснован принцип защиты гидроэлементов механизированной крепи от резких осадок кровли, разработано устройство защиты гидростоек от резких осадок кровли.

Личный вклад автора заключается:

- в определении периодичности обрушения труднообрушаёмых пород кровли и прогнозировании появления резких осадок кровли;' 1 . ' . ; ;

- в установлении последовательности процесса разрушения труднообрушаемых пород кровли на основе положений теории хрупкого разрушения;

- в установлении зависимости между вероятностью появления резких осадок кровли, способных деформировать крепь, и сопротивлением крепи;

- в обосновании принципа действия и параметров средств защиты гидростоек от резких осадок кровли.

Практическая ценность работы:

- определены горно-геологические условия, при которых наиболее вероятны резкие осадки кровли;

- определена область эффективного действия серийных предохранительных клапанов при резких осадках кровли;

- разработано предохранительное устройство, обеспечивающее защиту гидростоек механизированных крепей от резких осадок кровли.

Реализация работы.

Научные результаты и практические рекомендации, разработанные автором, вошли составной частью в нормативно-методические документы:

- «Методические указания по выбору схем и параметров камуфлетного взрывания зарядов при снижении удароопасности пластов», (ОАО «КузНИУИ»);

- «Методические указания по выбору механизированных комплексов для отработки угольных пластов, опасных по горным ударам», (ОАО «КузНИУИ»);

- «Техническое задание на предохранительное устройство ПУ-02-60», (ЗАО «Шахта «Распадская», ОАО «КузНИУИ»).

Разработанные мероприятия по снижению резких осадок кровли И защите механизированных крепей внедрены на шахтах «Распадская», «Усинская» и ряде других.

Ориентировочный экономический эффект от внедрения предохранительных устройств в ценах 1990 г составляет около 2700 тыс.руб; на один очистной забой.

Апробация работы

Основные научные положения диссертации докладашались на техническом совете АО УК «Кузяецкуголь» (г.Новокузнецк, 1990-1998 гг), на технических советах шахты «Распадская», «Усинская» () 990-1998 гт),ка ученом совете ОАО «КузНИУИ» (г.Прокопьевск, 1990-1998 гг), на семинарах КузГТУ (г.Кемерово, 1998, 1999 гг), на Международной конференции «Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых» (г.Новокузнецк, 1999 г).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ.

Структура работа, Диссертационная работа состоит из введения, 6 разделов, заключения, списка литературы из 80 наименований, изложена на 216 страницах, включая 20 таблиц, 62 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Резкие осадки пород характеризуются высокими скоростями смещения, кратковременностью и внезапностью проявления. Существуют различные мнения о причинах возникновения резких осадок кровли и особенно о скоростях их проявления. По данным ИГД им. А.АСкочинского, скорости достигают до 460 мм/с и более, по данным ВНИМИ - до 800 мм/с. Кузбасский политехнический институт в шахтных условиях установил скорость более 1000 мм/с. Польские специалисты считают, что скорость осадок может достигать 3000 мм/с и в несколько раз превышать ускорение свободного падения тел.

При указанных скоростях смещения пород и величине смещения до 200-400 мм существующие предохранительные клапаны не могут обеспечить защиту гидростоек механизированных крепей от аварийных деформаций. При отработке пластов с трудно-обрушаемой кровлей аварийные отказы комплексов составляют 24-36% от времени смены. В связи с этим показатели надежности резко снижаются. Например, коэффициент готовности снижается относительно очистных забоев с нормальной кровлей на 28-46%, наработка на отказ в 1,75-2,5 раза. Соответственно, снижается нагрузка на очистной забой б 2-3 раза.

Анализ отечественного и зарубежного опыта по разработке способов и средств защиты механизированных крепей от резких осадок кровли показывает, что все направления и предложенные средства защиты можно свести в следующие 4 группы:

1.Искусственное разупрочнение пород кровли и за счет этого снижение опасных нагрузок на крепи.

2.Повышение силовых параметров крепи (рабочего сопротивления и начального распора) и за счет этого повышение надежности крепей.

3.Обеспечение необходимой податливости гидростоек и за счет этого уход от нагрузок.

4. Защита механических элементов крепи.

Разработок существует достаточно много. Особенно необходимо отметить активность в этом вопросе следующих организаций: ИГД им. А.А.Скочинского, ИГД СО РАН, КузГТУ, КузНИУИ, ПНИУИ. Однако, большинство разработок в лучшем случае представляют собой оформленные и запатентованные изобретения, не прошедшие ни лабораторные, ни, тем более, серьезные стендовые и производственные испытания.

Анализ существующих направлений по защите гидроетоек механизированных крепей от резких осадок кровли показывает,„что наиболее перспективным направлением з создают средств гяцятн гидростоек с™?ду<?т от.итзть'яа'яадбо'пго и внегшение быстродействующих и большерасходных предохранительных клапанов. Необходимо отметить," что большой вклад внесли в исследование параметров резких осадок кровли и в создание средств защиты гидростоек от резких осадок следующие ученые: доктора технических наук Александров Б.А., Кузнецов С.Т., Коршунов А.Н., Мышляез Б.К., Хорин В.Н., Самохвалов Ю.Л., Пономаренко Ю.Ф., Фролов Б А, Калинин СИ., Клшшш В.И.; кандидаты технических наук,Бобров Г.Н., Городилов Н.Н., Леконцев, Ю.М., Микляев Е.И., Санин С.А., Садыков Н.М, и др. . . .

Исследованиями установлено, что труднообрушаемые породы кровли при их подработке обрушаются поэтапно с зависанием на площадях до 10000 м2 при первичных осадках и до 6000 м2 при вторичных, обрушение происходит крупными блоками. Периодичность обрушения слоев кровли происходит с различным шагом."Первоначально отслаиваются и обрушаются нижние слои кровли на высоту 8-10 м с шагом от 4-5 до 1012 м. Верхние слои, оказывающие заметное влияние на очистные и подготовительные выработки, обрушаются с шагом 28-64 м на высоту 16-20 м и более. Обрушение происходит таким образом, что на один шаг обрушения верхних слоев кровли приходится до 5-6 шагов обрушения нижних слоев. Наиболее тяжелые ситуации по проявлению горного давления имеют место при одновременном обрушении блока вышележащих пород и блока нижележащих слоев. В таких случаях формируются максимальные нагрузки со стороны пород на механизированные крепи. Обрушение как нижних, так и верхних слоев пород кровли происходит с образованием заколов в кровле впереди забоя с опережением забоя на 1,2-4,6 м при обрушении нижних слоев и на 2,5-7 м при обрушении верхних слоев. В момент образования заколов, а также при их вскрытии очистным забоем возникают резкие осадки пород, создающие нагрузки на механизированные крепи динамического характера Наибольшее влияние на очистные и подготовительные выработки оказывают слои пород, находящиеся в пределах активной кровли. Мощность активной кровли зависит от мощности отрабатываемого пласта, она кратна 4-6 вынимаемым мощностям пласта. Подтверждено, что со стороны пород кровли на механизированную крепь формируются нагрузки статического и динамического характера. Статические нагрузки формируются при монотонном смещении пород со скоростью 3-50 мм/ч, динамические нагрузки - при больших скоростях. При скоростях смещения более 50 мм/с динамические нагрузки являются опасными. Нагрузки динамического характера появляются в момент образования заколов в кровле (момент разрушения пород), при обнажении закола очистным забоем и срыве блоков на поддерживающую или оградительную часть крепи, в моменты одновременного обрушения блоков нижнего слоя и верхнего слоя, когда краевая часть пласта разрушается.

Длительные шахтные исследования взаимодействия механизированных крепей с труднообрушаемыми породами кровли позволили уточнить горно-геологические условия, способствующие появлению резких осадок кровли. Эти условия характеризуются следующими показателями:

- высокой прочностью пород активной кровли, сопротивление пород на одноосное сжатие не менее 70 МПа;

- отсутствием или малой мощностью легкообрушаемых пород в нижних слоях активной кровли, отношение мощности легкообрушаемых слоев кровли к мощности пласта менее 3-х;

- склонностью пород активной кровли к хрупкому разрушению.

За основные деформационные характеристики пород приняты модуль упругости, модуль спада, модуль сдвига и модуль всестороннего сжатия. В лабораторных условиях установлены предельные значения деформационных характеристик для пород шахты «Распадская», при которых возможно хрупкое разрушение пород и появление резких осадок кровли.

Хрупкое разрушение пород чаще всего происходит при образовании заколов в . кровле. Большие зависания пород в выработанном пространстве вызывают в зоне опор- -ного давления повышенные концентрации напряжений, превышающие напряжения в нетронутом массиве в 6-8 раз (рис. 1). Коэффициент концентрации напряжений в зоне опорного давления при этом формируется за счет статических и динамических нагруже-ний массива:

(3 = кс • kg, (1)

где кс - коэффициент концентрации напряжений при статических режимах нагруже-ния, его величина составляет 1,5-3,0; kg- коэффициент концентрации напряжений-при

динамическом нагружении (при разрушении пород кровли),его величина составляет 2-3.

Под действием сжимающих напряжений в зоне опорного давления возникают трещины давления, которые развиваются под действием изгибающего момента зависающих пород в трещины отрыва. При хрупких породах развитие трещин отрыва происходит почти мгновенно. Условие, при котором происходит хрупкое разрушение пород в зоне опорного давления, определяется следующим неравенством: ■

к1(рас)>кГ(кр)' (2)

где к1(рас)>к1(кр)" расчетный и критический коэффициенты интенсивности напряжений в вершине трещины, МПам"2.

Расчетное значение коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины определяется следующим образом

( 1\И2

klM=£(s)7U ч' (3)

где t^j -шаг зависания пород активной кровли (или рассматриваемого слоя кровли), м;

h - мощность активной кровли (или слоя пород активной кровли), м; у - объемный вес пород, т/м3; q- безразмерный коэффициент, учитывающий изменение потенциальной энергии в зависающем слое при изменении мощности слоя. При толщине слоя 6 м принимается 0,3, при толщине слоя Юм- 0,4, при толщине 17-18 м - 1,1, при толщине 2022 м -1,25.

Критическое значение коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины для каждого типа пород является величиной постоянной. В лабораторных условиях определены критические значения коэффициентов интенсивности напряжений для пород шахты «Распадская» (табл. 1).

Рис.1. Схема формирования опорного давления впереди очистного забоя в зависимости от изменения длины конслли зависающих пород кровли: 1, 2, 3, 4 - текущие положения кривой опорного давления

Т.-«.,...... i

Наименование пород !- / \ МПа'ч»1'2 "|| К'!? t»......... \ * /

Алевролит среднезернистый 0,53

Алевролит мелкозернистый 0,84

Песчаник среднезернистый 0,44-1,1

Песчаник мелкозернистый - 1,1-1,4

Установлено, что хрупкое разрушение в зоне опорного давления происходит при условии, когда зависшие породы в выработанном пространстве создают за счет изгиба такие напряжения, при которых в вершине зародившейся трещины давления коэффициент интенсивности напряжений достигает значений больше критической величины. Резкие осадки кровли наблюдаются именно в периоды разрушения пород и при взаимодействии механизированных крепей с разрушенными породами (в периоды обнажения заколов, при срывах блоков при передвижке крепи).

При хрупком разрушении пород происходит разгрузка массива от высоких напряжений. В этот момент возникают упругие волны, обладающие большой энергией. Проявление этой энергии выражается внезапными и мощными сотрясениями массива, опрокидыванием и деформацией забойного оборудования, секций механизированных крепей.

При срывах и проскальзываниях крупных блоков пород кровли проявление резких осадок определяется массой блока, высотой падения блока, ускорением падения. В этом случае резкие осадки создают на крепи ударные нагрузки, величина которых определяется по формуле:

Pq=Y(h(6)^(6)-b(S))-(l-fctga)^., (4)

'рез

где h^, I ^ - соответственно, высота, длина и ширина падающего блока, м;

а - угол, под которым происходит опускание блока (80-85°); f - коэффициент трения на контакте крепи с блоком; Vpej- скорость просадки гидростойки при резких осадках

кровли, м/с; tpe3 - время просадки гидростойки ,с.

Сравнение энергии,; реализуемой гидростойкой при ударе блоков, с потенциальной динамической энергией гидростойки показывает, что потенциальная энергия стоек часто значительно меньше фактической, создаваемой при падении блоков:

" ' Ag > А„ • g, (5)

где Ag т фактическая энергия удара при обрушении блоков.

Ag = Pg • hpe3, (6)

(7)

где hpe3 - просадка гидростойки при резкой осадке, мм; R ст - расчетное сопротивление гидростойки, кН; ÄP - допустимый «заброс» давления в поршневой полости гидростойки, кН/м2; кж - коэффициент жесткости гидростойки, кН/м3.

Факгичссхне значения энергия удара достигают 100-140 кДж, а потенциальная динамическая энергия гидростоек с сопротивлением 1500-2000 кН составляет 72-96

Вероятность появлегои резких осадок кровли оценивалась по принятой удельной характеристике осадок, представляющей собой количество резких осадок,1 приходящихся на 100 м2 отрабатываемой площади тш'аста. Установлено, что распределение вероятности появления резких'осадок кровли удовлетворительно описывается распределением Пуассона:

Рт= — е~\ . (8) ,

т!

где % - параметр распределения Пуассона (в данном случае среднее число резких осадок, приходящихся на-100 м2 отрабатываемой площади пласта); т - число случаев появления резкой осадки.

Исходя из этого появление, резких осадок кровли предлагается рассматривать как дискретный поток случайных событий, наступающий с постоянной интенсивностью к. В этом случае математической ожидание потока событий выражается следующей функцией:

а = А • 8, . (9) .

где 8 - площадь участка с труднообрушаемой кровлей, на котором ожидается появление резких осадок.

Исследованиями установлено, что интенсивность появления резких осадок кровли составляет для пластов мощностью 1,7-2,5 м 0,012 осадки на 1 м2, для пластоз мощностью 3-4,5 м - 0,02 осадки на 1 м2. ■

За основные параметры резких осадок кровли приняты: величина осадки, скорость проявления, длительность действия.

Величина резких осадок по минимальному значеншо ограничена 50 мм. Резкие осадки, величина которых менее, 50 мм, не оказывают существенного влияния на гидростойки. Максимальные значения величины резких осадок составили 300 мм. Опасность резких осадок увеличивается с ростом их.величины. Максимальная скорость резких осадок составила 670 мм/с. С увеличением скорости резких осадок возрастает опасное их действие на гидростойки. Нижний предел опасной скорости осадки принят 70 мм/с. Деформации секций крепи начинают возрастать при скорости осадки 120 мм/с и более. Длительность действия резких осадок изменяется от 0,05 с до 2.2 с. При длительности действия осадки 0,1 с и более наблюдаются случаи деформации секций крепи. Среднее время действия резкой осадки составило 0,41 с. осадки с длительностью более 2 с появляются редко. ■

Исследованиями взаимодействия механизированных крепей с'резкими осадками кровли, установлено, что при резких осадках происходят «забросы» давления в поршневых полостях гидростоек, превышающие давление настройки предохранительных клапанов на 6,3-188%. Например, максимальная величина «забросов» Давление в стойках крепи 2УКП достигала 70 МПа, при среднем значении 17 МПа.

Приращение реакции крепей с рабочим сопротивлением 700-1300 кН/м2 при «забросах» давления в стойках изменяются от 120 до 3700 кН. Результаты исследований подтверждают, что условия взаимодействия механизированных крепей с резкими осадками кровли являются чрезвычайно тяжелыми. Повышение рабочего сопротивления крепи снижает деформацию крепи резкими осадками. Установлена зависимость вероят-

ТТ.-Л "ТТ.Г

лення резких осадок кровли, способных выгнать деформацию квегог. от сопротивления крепи. Эта зависимость выражается уравнением экспоненты вида:

- гхч.

где Р - вероятность появления резкой осадки опасной величины; И - рабочее сопротивление крепи, кН/м2; А, к • постоянные коэффициенты, при о сж пород 90-120 МПа и составляют, соответственно, 1,4 и 0,0045 при мощности пласта 304,5 м и 0,87 и 0,0049 при мощности пласта 1,7-2,5 м.

Граничные значения сопротивления крепи в выражении (10) составляют: при мощности пласта 1,7-2,5 м 320 < К < 900 кН/м2; при мощности пласта 3-4,5 м 400 < Я < 1300 кН/м2.

Увеличение рабочего сопротивления крепи в 2,2 раза на пластах средней мощности обеспечило снижение вероятности появления резких осадок кровли опасной величины в 10 раз. Установленную зависимость (10) рекомендуется использовать для прогнозного определения количества резких осадок опасной величины на отрабатываемом участке пласта с труднообрушаемой кровлей. По общему количеству ожидаемых резких осадок на участке, которое определяется по формуле (9) и по вероятности появления резких осадок опасной величины, которая рассчитывается по формуле (10), определяется количество резких осадок опасной величины по формуле:

п = а Р. (11)

При количестве резких осадок опасной величины 0,5 рекомендуется предусматривать, мероприятия, исключающие появление резких осадок кровли.

Анализ статических и динамических характеристик стоечных предохранительных клапанов, шахтные и стендовые испытания предохранительных клапанов типа КГУЗ-ОЮПР, ГВТН-01, ГВТН-03, КП20-50 показывают, что они не всегда обеспечивают надежную защиту гидростоек от резких осадок кровли. Главными причинами этою являются: недостаточный диаметр условного прохода клапанов, малая пропускная способность, большая их инерционность при срабатывании, длительное время пребывания в открытом положении и длительное время закрывания при снижении давления в гидростойке. Время запаздывания клапанов составляет у клапанов КГУЗ-ОЮПР - 0,01 -0,015 с, у ГВТН10-03 - 0,01 с, а у клапана ЭКЛ достигает 0,02 и более, длительность разгрузки, соответственно, 0,35-0,36 с, 0,44 с и 0,8-0,9 с. Видно, что динамические параметры предохранительных клапанов, характеризующиеся временем их открывания, длительностью разгрузки и временем закрывания, превышают продолжительность действия резких осадок, вследствие чего они не могут обеспечить защиту гидростоек крепи.

Оценка технических возможностей предохранительных клапанов по защите гидростоек при резких осадках кровли показала следующее. Вследствие «забросов» давления в гидростойках пропускная способность предохранительного клапана возрастает в 8-15 раз по сравнению с номинальной. Вследствие этого скорость истечения жидкости через клапан возрастает до 140-200 м/с и превышает расчетную (не более 20 м/с) в 7-10 раз. При таких скоростях истечения жидкости происходит быстрое разрушение элементов клапана. Большие значения «забросов» давления в стойках вызывают преждевременное нарушение элементов уплотнения, а в отдельных случаях деформацию цилиндров гидростоек. «Забросы» давления в гидростойках, вызывающие разрушение уплотнений, возникают при скоростях осадок кровли 240 мм/с и более.

Испытания предохранительных клапанов в шахтных условиях производились с крепями 4М130, М138, 2УКП, М142. Испытания показали, что предохранительные кла-

паны КГУЗ-ОЮПР, ГВТН10-0'1, ГВТНЮ-ОЗ, КГОО не обеспечивают надежную защиту гидростоек от резких осадок кровли.

При исследовании работы предохранительных клапанов с различными гидростойками оыло установлено, что рациональный режим работы гидростойки зависит от соотношения диаметра условного прохода клапана и диаметра поршня гидростойки. Рациональный режим работы определяется следующим соотношением:

(0,09 - 0,1)ПСТ, (12)

где йу.п, - диаметр условного прохода клапана; Вст - диаметр поршня гидростойки.

Для гидростойки с диаметром поршня, например, 250 мм необходимо, чтобы предохранительный клапан имел диаметр условного прохода 22-23 мм.

Результаты исследований параметров резких осадок кровли, возможностей предохранительных клапанов по защите гидростоек от резких осадок позволили разработать технические требования к предохранительным устройствам, обеспечивающие надежную защиту гидростоек от резких осадок (табл.2).

Таблица 2

Наименование параметра и требование к параметру Величина параметра

1. Время открывания. Должно быть меньше или равно времени нарастания давления в гидростойке до 1 25 Р 1>г"' 1 ном 2.Время закрытия. Должно исключать возможность посадки гидростоек «нажестко» ^тк = 1>8 мс *зак = 5мс

3.Время задержки. Определяется инерционность клапана Цап=0,7мс

4. Скорость нарастания давления в гидростойке. Должна ограничиваться предохранительным устройством У„ардав2 7000МПа/с

5.Расход клапана >2500-3000 л/мин

б.Давление настройки на открытие. Должно быть повышенным Ротк =40-60 МПа

7,Давление закрытия. Не должно отличаться от давления открытия более чем на 10% ГРотк~Рзяк 1-100 >10% 1 Ротк )

8.Остаточное давление в гидростойке Рост — 0975РОТ|С

9.Заброс давления в стойке при открытии ДР — 1,2Р

В разработанном предохранительном устройстве использован принцип дальнейшего совершенствования предохранительных клапанов золотникового шла. Предохранительное устройство объединяет в единой схеме рабочий с большим расходом золотниковый клапан и малогабаритный управляющий клапан (рис.2).

Работа предохранительного устройства происходит следующим образом.

С приложением нагрузки к гидростойке 1 в ее поршневой полости возрастает давление, воздействующее на торец цилиндрической части клапана 9, который, сжимая пружину 14, открывается, при этом он перекрывает канал 13, что предотвращает переток жидкости из полости гидростойки 1 в клапанную полость 10 при последующем открытии золотника 5. Жидкость из уравновешивающей полости 8 через канал 12 сливается, что нарушает равновесие сил, действующих на золотник 5, который начинает смещаться в сторону крышки 4, обеспечивая слив жидкости из полости гидростойки 1 через отверстие 3, в то же время золотник 5 своей радиальной расточкой 6 соединяет канал 13 с полостью гидростойки 1. Дальнейшее открытие золотника 5 будет продолжаться до тех пор, пока давление в гидростойке 1 снизится до уровня настройки регулировочного клапана 9, который под действием пружины 14 закрывается, а канал 13 соединится с клапанной полостью 1, а жидкость из полости гидростойки 1 будет поступать через радиальную расточку 6, канал 13, клапанную полость 10, канал 12 в; уравновешивающую полость 8, что приведет к выравниванию давления в этих полостях, и золотник 5 под действием пружины 7 закроется. При наибольшем расчетном ходе золотника 5 его радиальная расточка 6 соединяется с сегментообразным вырезом 11, вследствие чего давление в уравновешивающей полости 8 сравнивается с давлением в гидростойке 1, предотвращая удар золотника 5 в крышку 4. При очередном нагружении гидростойки цикл работы предохранительного устройства повторяется.

Видно, что защита гидростойки обеспечивается при любом режиме нагружения гидростойки, быстрота срабатывания обеспечивается за счет того, что золотник выполнен полым и своей полостью постоянно соединен с поршневой полостью гидростойки, а с началом открывания регулируемого клапана 9 включается параллельно в работу непосредственно предохранительное устройство, соединяя поршневую полость со сливным каналом 3.

Экспериментальные образцы предохранительного устройства были изготовлены на Томском приборном заводе. Испытания предохранительного устройства проводились на динамическом стенде КузНИУИ. При испытании устанавливалась работоспособность устройства и уточнялись параметры устройства. Устройство испытывалось при давлении срабатывания (открытия) 30 и 40 МПа. Расходная характеристика устройства представляет собой параболу вида'

ДР = 0,0044О^л, (13)

где ДР - перепад давления, кПа; <2 кл - расход устройства, л/мин.

При давлении 30-40 МПа расход составляет 2600-3000 л/мин. При испытании на динамическом стенде время запаздывания устройства изменялось от 0,8 мс до 1 мс, «забросы» давления от 28,3% до 18,8%. Большим значениям времени запаздывания и «забросам» давления в поршневой полости гидродомкрата соответствует меньшее давление настройки устройства на срабатывание. По 60-ти случаям нагружения гидродомкрата (ударная нагрузка составляла 9 кДж, скорость нагружения 1400 мм/с, жесткость системы 5,9 МПа/мм) средняя величина «забросов» давления была на уровне 21,5%, что

/

Рис.2. Принципиальная схема устройства защиты гидростоек от резких осадок

КрОВЛИ:.

1- гидростойка; 2- корпус;'3- сливное отверстие;'4- крышка; 5- золотник; 6- радиальная расточка в золотнике; 7- силовая пружина; 8- уравновешивающая гидравлическая полость; 9- управляющий клапан; 10- клапанная полость; И- сегменто-образный вырез, 12-13- радиальные- каналы; 14- настроечная пружина; 15- регулировочная гайка

Рис.3. Изменение давления в поршневой полости цилиндра гидродомкрата при ударном нагружении гидро.оомкрага (давление открывания 40 МПа):

1- в начальный период испытаний; 2- через 15 циклов нагружения; 3- через 25 циклов нагружения; 4, 5, 6- кривые перемещения цилиндра гидродомкрата, соответственно, в начальный период испытаний, через 15 циклов и через 25 циклов нагружения, (ГГУ №2)

практически соответствует величине «забросо«». заложенной з техническом требовании. Давление'закрывания предохранительного устройства было меньше давления настройки на открывание, разброс составил при давлении настройки 30 МПа 16,6-83%, при давлении 40МПа -12,5-62,5%, средний' разброс составил, соответственно, • 42%' и 31%. Эти значения превысили заложенную в технических требованиях величину' 10% (рис.3).

Видно, что с повышением давления настройки на открывание разброс в давлениях снижается. Следовательно, при рекомендуемом давлении настройки 50-60 МПа разброс может снизиться и не превышать 10%. Скорость нарастания давления в поршневой полости гидродомкрата составила 5000-6000 МПа/с при давлении настройки 30 МПа и 4300-5700 МПа/с при давлении 40 МПа При нагружении гидродомкрата ударными нагрузками и срабатывании предохранительного устройства случаев посадки гидродом-крага «нажестко» не было. Среднее значение просадки штока составило 25 мм, при этом запас раздвижности оставался на уровне 50%. Быстродействие защиты оценивалось тремя показателями: временем запаздывания при открывании, временем открывания и временем закрывания. Время запаздывания изменялось от 0,6 до 1,4 мс при среднем значении 1,02 мс, что превышает заложенное в технических требованиях время задержки на 0,32 мс. Время открывания изменялось от 1,5 до 4,5 мс при среднем значении 3,15 мс, что соответствует заложенному времени в технических требованиях (3,2 мс). Время закрытия изменялось в пределах от 3 мс до 7 мс, среднее значение составило 5,4 мс, оно превысило на 0,4 мс величину времени закрытия, предусмотренную в технических требованиях.

Испытания предохранительного устройства на динамическом стенде подтвердили работоспособность конструкции и принцип действия, использующего сочетание в единой схеме рабочего золотникового клапана и малогабаритного управляющего клапана. По результатам исследований разработано техническое задание на предохранительное устройство ПУ02-60, скорректирована рабочая документация на опытные образцы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе даны решения актуальной научной задачи по защите гидростоек механизированных крепей от резких осадок кровли, реализация которых повышает'эффективность и безопасность отработки угольных пластов с труднообру-шаемой кровлей и вносит существенный вклад в ускорение научно-технического прогресса на угольных шахтах.

Основные научные и практические результаты выполненной работы заключаются в следующем.

1,Установлены закономерности разрушения труднообрушаемых пород кровли, и механизм возникновения резких осадок кровли:

- резкие осадки кровли являются случайными величинами, их появление представляет собой простейший Пуассоновский поток. Установлено, что интенсивность потока зависит от мощности пласта и составляет 0,02 осадки/м2 при вынимаемой мощности 3-4,5 м и 0,012 осадки/м2 при мощности 1.7-2.5 м;

- резкие осадки разделяются га два вида: осадки, возникающие в периоды хрупкого разрушения пород и образования заколов в кровле; осадки, возникающие при проскальзывании, срыве, развороте сформировавшихся при разрушении пород кровли крупных блоков.

2.Ддя оценки резких осадок кровли использованы следующие характеристики: скорость осадки, величина осадки, длительность осадки. Максимальная величина резких осадок при отработке пластов мощностью от 1,7 до 5 м достигает 250-300 мм. Опасность для механизированных крепей представляют осадки величиной 50 мм и более.

Скорость резких осадок достигает 670 мм/с, которые являются предельными для основных типов отечественных серийных гидростоек.

Время .действия резких осадок изменяется от 0,05 до 2,2 с. Установлено, что большей длительности соответствуют большие по величине резкие осадки. Опасными являются осадки, время действия которых более 0,1 с. С наибольшей вероятностью появляются осадки длительностью 0,4 с.

3.Оценка защитных возможностей серийных предохранительных клапанов при отработке пластов с труднообрушаемой кровлей механизированными крепями позволила установить следующее:

- всем типам стоечных предохранительных клапанов свойственна инерционность при срабатывании и низкая пропускная способность, в результате чего ими не обеспечивается защита гидростоек крепей от резких осадок;

- при динамических нагрузках гидростоек, когда «забросы» давления в поршневой полости превышают 30-40 МПа, расход клапанов возрастает в 9-13 раз относительно номинального, а скорость истечения жидкости - в 8-15 раз, достигая значений 140200 м/с, Высокая скорость истечения жидкости через клапан является главной причиной их разрушения, а большая длительность задержки клапана до срабатывания - основной причиной «забросов» давления в поршневой полости гидростоек.

Установлено, что наиболее благоприятный режим работы гидростоек при динамическом нагружении создается, когда диаметр условного прохода клапана принимается равным (0,09-0,1) от диаметра цилиндра гидростойки.

4.Результаты исследования параметров резких осадок кровли, параметров гидростоек и предохранительных клапанов явились базой для разработки технических требований к предохранительным устройствам защиты гидростоек от резких осадок кровли. Наиболее важные из них состоят в следующем:

-устройство должно быть болыперасходным и быстродействующим: расход не менее 2500-3000 л/мин, время задержки при открывании 0,7 - 1 мс, время открытия не более 3,2 мс, время закрытия не более 5 мс, давление настройки на срабатывание в пределах 40-60 МПа, давление закрывания - не менее 10% от давления открытия, диаметр условного прохода не менее 30 мм.

5.Разработано предохранительное устройство, которое использует принцип сочетания в единой схеме основного рабочего клапана и вспомогательного управляющего клапана. Применение малогабаритного управляющего клапана обеспечивает быстродействие устройства, а золотникового рабочего - большой расход

Испытания экспериментальных образцов предохранительных устройств на динамическом стенде подтвердили их работоспособность, возможность защиты гидростоек от резких осадок.

Установлено, что устройство исключает «забросы» давления в поршневой полости при резких осадках, превышающие давление срабатывания более чем на 22%. Расход жидкости через устройство при давлении в поршневой полости 30-40 МПа составляет 2500-3000 л/мин, время задержки при срабатывании не превышает 1-1,2 мс, время от-

крывания 3,5 мс, время закрывания 5,4 мс. Устройство исключает посадку стоек при

Предохранительное устройство защищено авторским свидетельством на изобретение, на устройство имеется патент РФ.

Применение предохранительных устройств для защиты гидростоек механизированных крепей типа 20КР-70, 4М-130 дает годовой экономический эффект по одному очистному забою 2700 тыс. руб. при окупаемости устройств 8 месяцев.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Логвинов В.Н., Калинин С.И., Александров Б.А. Особенности взаимодействия механизированных крепей с кровлей при резких осадках// Механизация горных работ: Сб. науч. тр./Кузбас. госуд.техн.ун-т. -Кемерово,1997. -С. 3 0-31.

2. Логвинов В.Н., Василенко Н.К., Калинин С.И. Механизм возникновения и проявления резких осадок кровли при отработке пластов с труднообрушаемой кровлей// Теория и практика отработки угольных пластов: Сб.науч.тр./КузНИУИ.-Прокопьевск, 1997.-С. 67-76..

3. Логвинов В.Н., Лудзиш B.C., Сурков A.B., Василенко Н.К. Требования, предъявляемые к механизированным крепям при отработке удароопасных пластов с труднообрушаемой кровлей// Совершенствование технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых: Сб.науч.тр. №12/Асс. «Кузбассуглетехнология».-Кемерово, 1997. -С. 3 8-41.

4. Логвинов В.Н., Агудалин Б.П., Демин H.H., Калинин С.И.Прогноз резких осадок кровли// Совершенствование подземной отработки угольных пластов Кузбасса: Сб. науч. тр./КузНИУИ.-Прокопьевск, 1998.-С. 94-98.

5. Логвинов В.Н.,Калинин С.Й., Кукушкин Г.У. Оценка работоспособности и перспективы применения предохранительных устройств гидростоек механизированных крепей от резких осадок кровли, использующих инерционный принцип действия// Теория и практика отработки угольных пластов: Сб. научлр./КузНИУИ.-Прокопьевск, 1997,-С.38-48.

6. Логвинов В.Н.,Калинин С.И., Кукушкин Г.У. Основные технические требования к средствам защиты гидростоек от резких осадок кровли и выбор принципа действия средств защиты// Теория и практика отработки угольных пластов: Сб. науч. тр./КузНИУИ. -Прокопьевск, 1997. -С. 3 4-3 7.

7.А.с. № 2065058 СССР. МКИ Е 21 Д 15/54, 23/16. Гидравлическая стойка шахтной крепи/В.Н.Логвинов, С.И.Калинин, Г.У.Кукушкин.-Опубл.10.08.96, Бюл. №22.

8.Логвинов В.Н., Герасимов В.М., Калинин С.И. Исследование параметров отжима угля в очистных забоях// Совершенствование технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых: Сб.науч.тр. №12/Асс. «Кузбассуглетехнология».-Кемерово,1997.-С.38-41.

9.Логвинов В.Н., Егоров П.В., Калинин С.И. и др. Методические указания по выбору механизированных комплексов для отработки угольных пластов, опасных по горным ударам/ КузНИУИ.-Прокопьевск, ] 997,- 27 с.

10.-Логвинов В.Н., Егоров П.В., Калинин С.И. и др. Методические указания по выбору схем и параметров камуфлетного взрывания зарядов при снижении ударосчшс-ностиугольных пластов/КузНИУИ.-Прокопьевск, 1997,- 34 с.

П. Логвинов В.Н.,Калинин С.Й., Кукушкин Г.У., Александров Б.Л Поььппение безопасности и эффективности отработки угольных пластов с труднообрушаемыми породами и резкими осадками кровли за счет применения быстродействующих: й больше-расходных стоечных защитных устройств/ТНетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых.Тр. междунар. конф.-Новокузнецк, 1999.-С.179-181.

Разделы

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ РАБОТЫ. ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ГИДРОСТОЕК МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ ОТ РЕЗКИХ ОСАДОК КРОВЛИ

1.1. Обоснование необходимости создания средств защиты гидростоек механизированных крепей от резких осадок кровли.

1.2. Анализ существующих направлений создания средств и способов защиты механизированных крепей от резких осадок кровли

1.3 Повышение начального распора и рабочего сопротивления гидростоек крепи.

1.4. Обеспечение податливости гидростоек в моменты резких осадок кровли.

1.5. Защита элементов крепи от резких осадок кровли.

Выводы.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ГИДРОСТОЕК

ОТ РЕЗКИХ ОСАДОК КРОВЛИ.

2.1. Методы исследования средств защиты гидростоек от резких осадок кровли на стенде.

2.2. Методы исследования взаимодействия механизированных крепей с породами кровли.

2.3. Средства для измерения параметров резких осадок кровли

2.4. Обработка результатов наблюдений и измерений.

Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ С ВМЕЩАЮЩИМИ ПОРОДАМИ ПРИ ОТРАБОТКЕ

ПЛАСТОВ С ТРУДНООБРУШАЕМОЙ

КРОВЛЕЙ.

3.1. Характеристика горно-геологических условий исследований

3.2. Исследование параметров и характера обрушения кровли

3.3. Исследование взаимодействия механизированных крепей с труднообрушаемыми породами кровли.

Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРА ПРОЯВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

РЕЗКИХ ОСАДОК КРОВЛИ.

4.1. Уточнение горно-геологических и технологических условий, способствующих появлению резких осадок кровли.

4.2. Исследование параметров резких осадок кровли

4.3. Оценка вероятности появления резких осадок кровли

4.4. Исследование влияния сопротивления механизированной крепи на аварийность крепи при резких осадках кровли

4.5. Механизм возникновения и проявления резких осадок кровли

Выводы.

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОСИСТЕМ СТОЕК МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ С СЕРИЙНЫМИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫМИ

КЛАПАНАМИ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ

5.1. Характеристика существующих предохранительных клапанов

5.2. Исследование параметров предохранительных клапанов при динамическом нагружении гидростоек.

5.3. Исследование параметров гидростойки при динамическом нагружении.

5.4. Исследование предохранительных клапанов в шахтных условиях при отработке пластов с труднообрушаемыми породами кровли

Выводы.

6. РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ГИДРОСТОЕК МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ ОТ РЕЗКИХ ОСАДОК

КРОВЛИ

6.1. Технические требования к устройствам защиты гидростоек от резких осадок кровли.

6.2. Выбор принципа действия предохранительных устройств для защиты гидростоек от резких осадок

6.2.1.Оценка работоспособности предохранительных устройств с инерционным принципом действия

6.2.2.Оценка результатов испытаний предохранительных устройств с инерционным принципом действия на динамическом стенде

6.2.3. Анализ результатов испытаний предохранительного устройства с клапанным взводом

6.3. Предохранительное устройство с гидравлически уравновешенным золотником и регулирующим клапаном

6.4. Конструкция предохранительного устройства с гидравлически уравновешенным золотником и регулирующим клапаном

6.4.1, Основные элементы конструкций предохранительного устройства

6.4.2. Область применения, техническая характеристика и общий вид предохранительного устройства ПУ-02

6.5. Стендовые испытания предохранительного устройства ПУ-02-60 с уравновешенным золотником и регулирующим (управляющим) клапаном

6.5.1. Определение расходной характеристики предохранительного устройства.

6.5.2. Определение "заброса" давления в поршневой полости гидродомкрата при ударном нагружении.

6.5.3. Определение величины давления закрытия предохранительного устройства

6.5.4. Величина просадки гидродомкрата при срабатывании предохранительного устройства

6.5.5. Определение времени открывания и закрывания предохранительного устройства при срабатывании

ВЫВОДЫ

Актуальность работы. Значительная часть угольных пластов Кузбасса характеризуется наличием в кровле труднообрушаемых пород. В настоящее время из общего объема промышленных запасов угля около 50% приходится на долю таких пластов. Отработка данных пластов осуществляется системами с полным обрушением кровли, с использованием отечественных механизированных комплексов.

Выемка пластов сопровождается крупноблочным обрушением кровли с резкими осадками пород, что вызывает появление нагрузок на крепь динамического характера и приводит к поломкам элементов крепи и простоям очистного забоя. Чаще всего деформируются непосредственно гидростойки, основания и перекрытия секций крепи. Нагрузка на очистной забой на участках с труднообрушаемой кровлей снижается на 40% и более по сравнению с нагрузкой в нормальных условиях.

В целях снижения вредного влияния резких осадок кровли на эффективность применения механизированных крепей научно-исследовательские работы ведутся по следующим основным направлениям: совершенствуются способы и средства разупрочнения кровли; повышаются величины начального распора и рабочего сопротивления крепей, разрабатываются эффективные способы и средства обеспечения податливости гидростоек крепи при номинальном сопротивлении в момент резких осадок кровли.

Применяется и искусственное разупрочнение кровли- «торпедирование», гидрообработка и их сочетание, что снижает интенсивность обрушения кровли и аварийность крепи, однако способы являются трудоемкими, дорогостоящими и опасным.

Существующее направление по созданию крепей с высокими силовыми параметрами следует считать одним из основных в повышении эффективности отработки пластов с труднообрушаемыми кровлями. Однако создание крепей с

9 О рабочим сопротивлением до 1300 кН/м и начальным распором до 580 кН/м 6 не исключает появления резких обрушений пород кровли, деформацию элементов крепи при динамических нагрузках и требуют создания средств защиты механизированных крепей от резких осадок кровли. Обеспечение податливости гидростоек крепи в моменты резких осадок кровли предлагается обеспечивать различными способами:

-применением аккумуляторов в сочетании с предохранительными клапанами, а также амортизирующих проставок, установкой разрушаемых предохранительных элементов и других устройств; применением предохранительных клапанов высокого расхода. В настоящее время развитие средств защиты крепей пошло по пути обеспечения возможности просадки гидростоек с большой скоростью за счет выброса части рабочей жидкости из стойки в течение действия резкой осадки кровли.

Силовые параметры механизированных крепей возросли в 5-6 раз, пропускная способность предохранительных клапанов в 7-10 раз. Соответственно увеличилась прочность металлоконструкций крепей. Однако при резких осадках труднообрушаемых пород продолжаются поломки элементов крепи и аварийные простои забоев. Поэтому создание болыперасходных и быстродействующих клапанных устройств гидростоек, обеспечивающих защиту механизированных крепей от предельных нагрузок возникающих при резких осадках кровли является актуальной задачей.

Диссертационная работа является составной частью научно-исследовательских работ ОАО "КузНИУИ": 0592565000 "Повысить надежность работы гидроэлементов механизированной крепи при отработке пластов с труднообру-шаемой кровлей".

0592592000 "Разработать технические и технологические предложения по эффективной и безопасной технологии отработки пластов, склонных к горным ударам на шахтах Южного Кузбасса»; № 125-97 «Изготовить и провести стендовые и шахтные испытания предохранительного устройства гидростоек от резких осадок кровли". 7

Цель работы - обосновать параметры и разработать предохранительное устройство для защиты гидростоек механизированных крепей от резких осадок кровли.

Идея работы заключается в установлении количественных характеристик резких осадок труднообрушаемых пород кровли для обоснования параметров предохранительного устройства защиты гидростоек механизированных крепей от резких осадок.

Задачи исследований:

- определить количественные характеристики резких осадок труднообрушаемых пород кровли;

- установить закономерность разрушения труднообрушаемых пород, механизм возникновения резких осадок кровли;

- определить особенности взаимодействия механизированных крепей с труднообрушаемыми породами кровли при различных типах предохранительных клапанов;

- разработать технические требования к предохранительному устройству для защиты гидростоек от резких осадок кровли и обосновать его параметры;

- оценить работоспособность и подтвердить обоснованность параметров предохранительного устройства.

Методы исследований. Применяется комплекс методов, включающий :

- теоретические исследования процессов разрушения пород кровли с использованием основных положений теории хрупкого разрушения;

- лабораторные и стендовые исследования режимов работы предохранительных устройств и серийных клапанов;

- шахтные исследования параметров и характера обрушения подрабатываемых труднообрушаемых пород, взаимодействия механизированных крепей с вмещающими породами;

- аналитические методы описания и раскрытия взаимосвязей параметров физических процессов разрушения пород и формирования резких осадок кровли;

§

- математические методы обработки результатов наблюдений с использованием основ теории вероятностей и математической статистики.

Научные положения, выносимые на защиту.

- механизм формирования резких осадок кровли определяется склонностью пород к хрупкому разрушению, высокой концентрацией напряжений в максимуме зоны опорного давления и скачкообразным развитием трещины давления в зоне опорного давления;

- появление резких осадок кровли рассматривается как поток случайных событий, описываемый распределением Пуассона с параметром распределения, представляющим собой число резких осадок, приходящихся на 1м2 отработанной площади пласта;

- параметры предохранительного устройства определяются характеристиками резких осадок, из которых основными являются скорость проявления осадки и величина резкой осадки;

- относительный условный проход предохранительного устройства, представляющий собой отношение условного прохода к диаметру поршня гидростойки характеризует защитные качества предохранительного устройства.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается:

- представительными объемами шахтных и лабораторных испытаний; отклонение результатов шахтных и лабораторных исследований не превышает 20%; положительными результатами испытаний предохранительных устройств.

Научная новизна работы:

- установлен критерий оценки условий возникновения хрупкого разрушения пород кровли, в качестве которого используется коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины, установлены условия, при которых фактический коэффициент интенсивности превышает его критическое значение:

- установлена зависимость степени деформации элементов механизированной крепи при резких осадках кровли от сопротивления крепи; 9

- установлен закон распределения частоты появления резких осадок кровли и разработан метод прогноза появления резких осадок кровли;

- определены характеристики резких осадок кровли, которые использованы для обоснования параметров средств защиты гидростоек крепей от резких осадок кровли;

- обоснован принцип защиты гидроэлементов механизированной крепи от резких осадок кровли, разработано устройство защиты гидростоек от резких осадок кровли.

Личный вклад автора заключается: в установлении последовательности процесса разрушения трудно-обрушаемых пород кровли на основе положений теории хрупкого разрушения; в установлении зависимости между вероятностью появления резких осадок кровли, способных деформировать .крепь и сопротивлением крепи; в определении периодичности обрушении труднообрушаемых пород кровли и прогнозировании появления резких осадок кровли. в научном обосновании принципа действия и параметров средств защиты гидростоек от резких осадок кровли;

Практическая ценность работы:

- определены горно-геологические условия, при которых наиболее вероятны резкие осадки кровли;

- определена область эффективного действия серийных предохранительных клапанов при резких осадках кровли;

- разработано предохранительное устройство, обеспечивающее защиту гидростоек механизированных крепей от резких осадок кровли.

Реализация работы. Научные результаты и практические рекомендации разработанные автором, вошли составной частью в нормативно-методические документы:

10

- "Методические указания по выбору схем и параметров камуфлетного взрывания зарядов при снижении удароопасности пластов" (ОАО "КузНИУИ");

- "Методические указания по выбору механизированных комплексов для отработки угольных пластов, опасных по горным ударам". (ОАО "КузНИУИ");

- "Техническое задание на предохранительное устройство ПУ-02-60, (ЗАО шахта "Распадская", ОАО "КузНИУИ").

Разработанные мероприятия по снижению резких осадок кровли и защите механизированных крепей внедрены на шахтах "Распадская", "Усинская"и ряде других.

Расчетный экономический эффект от внедрения предохранительных устройств в ценах 1990 г составляет около 2700 тыс.руб. на один очистной забой.

Апробация работы. Основные научные положения диссертации докладывались на техническом совете АО УК "Кузнецкуголь" (г. Новокузнецк 1990-1998 гг), на технических советах шахты "Распадская", "Усинская" (1999-2000 гг), на ученом совете ОАО "КузНИУИ" (г. Прокопьевск, 1990-1999 гг), на семинарах КузГТУ (г.Кемерово 1998, 1999, 2000 гг), на IV Международной конференции "Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых" (г. Новокузнецк. 1999 г).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 разделов, заключения, списка литературы из 80 наименований, изложена на 215 страницах, включая 20 таблиц, 62 рисунка.

4. Результаты исследования параметров резких осадок кровли, параметров гидростоек и предохранительных клапанов явились базой для разработки технических требований к предохранительным устройствам защиты гидростоек от резких осадок кровли. Наиболее важные из них состоят в следующем:

- устройство должно быть болыперасходным и быстродействующим: расход не менее 2500-3000 л/мин, время задержки при открывании 0,7-1 мс, время открывания не более 3,2 мс, время закрытия не более 10 мс, давление настройки на срабатывание в пределах 40-60 МПа, давление закрывания не менее 10% от давления открывания, диаметр условного прохода не мене 30 мм;

- из большого числа технических предложений по защите гидростоек от резких осадок кровли, использующие различные принципы действия, выбраны два наиболее перспективных направления: первое использует для создания средств защиты инерционные принципы действия, второе развивается на основе совершенствования существующих конструкций предохранительных клапанов. Установлено, что предохранительные устройства, использующие инерционный принцип действия позволяют достичь необходимого быстродействия, исключают "забросы" давления в поршневой полости стойки, обеспечивают расход жидкости до 5000 л/мин и более. Однако им присущи следующие недостатки: большая масса, сложность и трудоемкость настройки на нужное давление срабатывания, длительное время закрывания и опасность посадки стоек "нажестко" при срабатывании.

5. Более перспективным является предохранительное устройство, разработанное на основе совершенствования существующих предохранительных клапанов, которое использует принцип сочетания в единой схеме основного рабочего клапана и вспомогательного управляющего клапана. Применение малогабаритного управляющего клапана обеспечивает быстродействие устройства, а золотникового рабочего - большой расход.

205

Испытания экспериментальных образцов предохранительных устройств на динамическом стенде подтвердили их работоспособность, возможность защиты гидростоек от резких осадок.

Установлено, что устройство исключает "забросы" давления в поршневой полости при резких осадках, превышающие давление срабатывания более чем на 20%. Расход жидкости через устройство при давлении в поршневой полости 30-40 МПа составляет 2250-3000 л/мин, время задержки при срабатывании не превышает 1-1,2 мс, время открывания 3,5 мс, время закрывания 5,4мс. Устройство исключает посадку стоек при срабатывании "нажестко".

Предохранительное устройство защищено авторским свидетельством на изобретение, на устройство имеется патент РФ, [77].

Применение предохранительных устройств для защиты гидростоек механизированных крепей типа 20КП-70, 4М-130 дает годовой экономический эффект по одному очистному забою 2700 тыс. руб. при сроке окупаемости устройств 8 месяцев [68].

206

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе даны решения актуальной научной задачи по защите гидростоек механизированных крепей от резких осадок кровли, реализация которых повышает эффективность и безопасность отработки угольных пластов с труднообрушаемой кровлей и вносит существенный вклад в ускорение научно-технического прогресса на угольных шахтах.

Основные научные и практические результаты выполненной работы заключаются в следующем.

1. Установлены закономерности разрушения труднообрушаемых пород кровли и механизм возникновения резких осадок кровли:

- резкие осадки кровли являются случайными величинами, их появление

- представляет собой простейший Пуассоновский поток. Установлено, что интенсивность потока зависит от мощности пласта и составляет 0,02

2 2 осадки/м при вынимаемой мощности 3-4,5 м и 0,012 осадки/м при мощности 1,7-2,5 м; резкие осадки возникают в периоды хрупкого разрушения пород и образования заколов в кровле; при проскальзывании , срыве, или развороте сформировавшихся при разрушении пород кровли крупных блоков;

- установлена целесообразность использования для описания процесса хрупкого разрушения силового критерия Ирвина, представляющего собой коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины. Получена математическая зависимость силового критерия Ирвина от шага обрушения, мощности и прочности пород, позволяющая определять фактические значения коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины при отработке пластов. л л л

ОА

В лабораторных условиях для характерных пород Южного Кузбасса установлены значения коэффициента интенсивности напряжений, которые рекомендуется принимать как критические;

- энергия, реализуемая гидростойками крепи при смещении блоков, определяется просадкой стойки и величиной ударной нагрузки. Для расчета ударной нагрузки получено математическое выражение, в котором в качестве входных величин используются параметры блока, скорость смещения блока, угол смещения, коэффициент трения пород с крепью и длительность смещения. Устойчивая работа гидростоек обеспечивается при условии, когда потенциальная динамическая энергоемкость стойки превышает энергию, реализуемую стойкой при резкой осадке. Потенциальная динамическая энергоемкость стойки определяется ее рабочим сопротивлением, допустимым "забросом" давления в поршневой полости стойки и коэффициентом жесткости стойки;

2. Для оценки резких осадок кровли установлены следующие характеристики: скорость осадки, величина осадки, длительность осадки.

Максимальная величина резких осадок при отработке пластов мощностью от 1,7 до 5 м достигает 250-300 мм. Опасность для механизированных крепей представляют осадки величиной 50 мм и более.

Скорость резких осадок достигает 670 мм/с. Опасные ситуации возникают при скоростях осадок 140-200 мм/с, которые являются предельными для основных типов отечественных серийных гидростоек.

Время действия резких осадок изменяется от 0,05 до 2,2 с.

Установлено, что большей длительности соответствуют большие по величине резкие осадки. Опасными являются осадки, время действия которых более 0,1с. С наибольшей вероятностью появляются осадки длительностью 0,4с. л л л из

3. Оценка защитных возможностей серийных предохранительных клапанов при отработке пластов с труднообрушаемой кровлей механизированными комплексами позволила установить следующее:

- всем типам стоечных предохранительных клапанов свойственна значительная инерционность при срабатывании и низкая пропускная способность, в результате чего ими не обеспечивается защита гидростоек крепей от резках осадок;

- установлены предельные параметры предохранительных клапанов, определяемые их номинальным давлением открывания, пропускной способностью, скоростью истечения жидкости и инерционностью;

- при динамических нагрузках гидростоек, когда "забросы" давления в поршневой полости превышают 30-40 МПа, расход жидкости через клапан возрастает в 8-15 раз относительно номинального, а соответственно и скорость истечения жидкости , достигая значений 140-200 м/с. Высокая скорость истечения жидкости через клапан является главной причиной их разрушения, а большая длительность задержки клапана до срабатывания - основной причиной "забросов" давления в поршневой полости гидростоек;

- установлено, что предельная скорость просадки штока гидростойки зависит от расхода клапана и внутреннего диаметра цилиндра гидростойки.

При расходе клапана 40-320 л/мин и давлении настройки клапана на срабатывание 30-40 МПа, предельная скорость просадки штока гидростойки серийных механизированных крепейх составляет 90-240 мм/с;

- режим работы гидростойки при динамическом нагружении зависит от соотношения диаметра условного прохода предохранительного клапана и диаметра цилиндра (поршня) гидростойки. Установлено, что наиболее благоприятный режим создается, когда диаметр условного прохода клапана принимается равным (0,09-0,1) от диаметра цилиндра гидростойки.

204

1. Разупрочнение труднообрушаемых кровель угольных пластов. /С.Т. Кузнецов, Ю.А. Семенов, В.П. Шишкин, М,М. Мукушев. С.И.Калинин и др. -М : "Недра",- 1987.- 196 с.

2. В.Е. Брагин, С.И. Калинин. Применение средств комплексной механизации для отработки пологих и наклонных угольных пласто в Кузбассе. /Академия инженерных наук. Кузбасский Научный Центр- Кемерово: Кемеровское кн. изд-во. -19,85,- 172 с.

3. Методические указания по выбору механизированных комплексов для отработки пологих пластов с тяжелой кровлей на шахтах Кузбасса и мероприятий по повышению эффективности их работы. Кемерово,- 1985,- 86 с.

4. Инструкция по выбору способов и параметров разупрочнения кровли на выемочных участках,- JI. : 1991,- 99 с.

5. А.Н. Коршунов, Б.А. Александров, Ю.М. Леконцев. Повышение работоспособности механизированных крепей в условиях кровель, склонных к резким осадкам. // Вопросы горного давления. /СО АН СССР ИГД,- Новосибирск,-1979.-С.60-65.

6. Управление горным давлением при разработке пологих пластов с труд-нообрушаемой кровлей на шахтах Кузбасса. /С.И. Калинин, А.Ф. Лютенко, П.В. Егоров, С.Г. Дьяконов Кемерово: Кемеровское кн. изд-во, 1991. - 247 с.

7. A.C. 752030 СССР. Секция механизированной крепи. Кузбасский политехнический институт./В.Л.Михайлов, Н.Ф.Денискин ; Заявл. №28.02.75(21)2110793/22-03; Опубл. В БИ №28(53),УДК 622.284(388.8).-1980.207

8. A.C.524919 СССР Гидравлическая стойка шахтной крепи. / A.J1. Младенцев, В.Г. Николаев, С.А. Санин, В.А. Сорожкин. В.Г. Бриллиантов; Заявл. 04.05.73(21) I9I9443/22-3; Опубл. Бюллетень № 30 (53) УДК 622.84.54 (088.8).-1976.

9. Р.П. Журавлев. Исследование и совершенствование гидросистем механизированных крепей: /Автореферат канд. диссерт,- Кемерово, 1982.-15с.

10. Калинин С.И. Повышение эффективности разработки пологих и наклонных пластов с труднообрушаемой кровлей. /Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук/. Кемерово. 1993.-50с.

11. Ю.А. Коровкин, Е.И. Микляев. Величина рабочего сопротивления механизированных крепей для пластов с трудноуправляемой кровлей. М.: ИГД им A.A. Скочинского, № 137. -1976.-С.15-22.

12. Ю.А. Коровкин. Исследование и обоснование основных параметров механизированной крепи для пологих пластов о трудноуправляемой кровлей./Авторе -фератканд. диссерт. М.ИГД им. A.A. Скочинского, 1974.-22с.

13. Е.И. Микляев, Ю.А. Коровкин, З.К.Дьяченко. Исследование взаимодействия механизированной крепи повышенного сопротивления с трудноуправляемой кровлей. "Уголь", № 3.-1974.-С.5-8.

14. Е.И. Микляев, Ю.А. Коровкин, В.А. Куцанкин. Результаты исследований параметров динамического смещения кровли и нагружений гидроопор механизированных крепей. М., ИГД им. A.A. Скочинского, № 149.-1977.-С.22-27. !

15. Санин С.А. Гидростойка повышенного рабочего сопротивления. М., ИГД им. A.A. Скочинского, № 150.-1977.-С.32-36.

16. Е.И. Микляев, Ю.А. Коровкин. Обоснование параметров механизированных крепей. М.: ИГД им. A.A. Скочинского, №160.-1978.-С.4-8.

17. Е.И. Микляев, Ю.А. Коровкин. Методика определения рационального рабочего сопротивления механизированных крепей для пластов с трудно•-Ч r\ г»1. ZUÖуправляемой кровлей. // Вопросы горного давления. /СО АН СССР. ИГД, №37.- Новосибирск,- 1979.-С.8-11.

18. Провести приемочные испытания опытного образца механизированного комплекса 2УКП : /Отчет по научно-исследовательской работе. № Г.Р. 81052642,- Прокопьевск, 1981. - 62 с.

19. Принять участие в приемочных испытаниях опытного образца комплекса оборудования 1УКП. /Отчет по научно-исследовательской работе, № Г.Р. 79045527. Прокопьевск,- 1979,- 76 с.

20. Повысить надежность работы гидроэлементов крепи при отработке пластов с труднообрушаемой кровлей./ Отчет по научно-исследовательской работе. Прокопьевск,- 1996. - 111 с. Арх. № 6213./

21. Расчет и конструирование гидроприводов механизированных крепей Ю.Ф. Пономаренко, A.A. Баландин, Н.Т. Богатырев и др. под общей редакцией Ю.Ф. Пономаренко,- М: Машиностроение, -1981. 260 с.

22. C.A. Санин. Исследование и разработки средств и способов защиты гидросистемы стойки механизированных крепей от динамических нагрузок| / Автореферат диссертация на соискание ученой степени канд. технич. наук,- М.: -1979.-24С.

23. А.С.735785 /СССР/, Гидравлическая стойка шахтной крепи /КузПИ: В.А. Дубов, Г.Д. Буялич, А.Н. Коршунов и Б.А. Александров; Заявл. 21.04.78. № 2608520/22-03; опубл.25.05.80г.л л/л

24. A.C. 7173360/СССР/.Шахтная гидравлическая стойка./А.Л.Младенцев, С.А.Санин, Н.И.Яковлев, В.А.Сорожкин и Н.С.Буйный ;3аявл.23.08.76.и2399046/22-03; 0публ.25.02.80.

25. A.C. 754080 /СССР/. Шахтная гидростойка. /КузНИУИ; Р.П. Журавлев, Ю.Н. Мосунов, B.C. Баринов, Н.Я. Макаров, Л.И. Федоров ; Заявл. 12.04.78 № 2603298/22-03; Опубл. 07.08.80.

26. Пат. 88846 /ПНР/. Крепь для пластов, опасных по горным ударам

27. Podgozski Bronislaw Rlonowski Zbigneew, cieslikJerzj, Pacrka Zbigneew,Cludowa do pokladow tapiazjch (Centralnj Oskodek Projektowo Konstrukcujnj Maszjch, Komag) КлЕ 21 Д 15/32; Заявл. 31.05.74. № 171568; Опубл. 15.03.77.

28. С.А.Санин.Предохранительное устройство для гидростоек мех. крепей, работающих при динамических сдвижениях боковых пород. //"Научные сообщения института горного дела им. A.A. Скочинского", № 174.-1979.-С. 1821.

29. Б.А. Александров, A.B. Коршунов, А.И. Шундулиди и др. Расширение технологических возможностей механизированных крепей. /Кузбассвузиздат. -Кемерово,- 1991.-371 с.210

30. Самохвалов Ю.Л. Долгов Э.П. Шахтный самопишущий манометр с уплотненным плунжером М-66А. /М., ИГД им. A.A. Скочинского, 1968,- 17 с.

31. Приборы для исследования горных машин: /Каталог-справочник ЦНИЭИуголь; Составитель A.A. Кораблев,- М.: ЦНИЭИуголь. 1974. -160 с.

32. Самохвалов Ю.Л., Долгов Э.П., Сасов В.В. Манометр самопишущий комбинированный К2ДВ. / Руководство по применению,- М.: ИГД им. A.A. Скочинского,- 1983,- 19 с.

33. Самохвалов Ю.Л., Долгов Э.П. Самопишущий шахтный прибор СП-65 для регистрации перемещений во времени.- М.: ИГД им. A.A. Скочинского,-1968,- 12 с.

34. Садыков Я.М., Орлов A.A. Работа гидравлических опор крепи при разных осадках кровли. / Уголь, -1977, № 1,- С.41-44.

35. Александров Б.А., Леконцев Ю.М. К вопросу изучения скоростных параметров резких осадок кровли,- В кн.: Механизация горных работ: Сб. науч. тр. /Кузбасский политехнич. институт,- Кемерово,- 1975. вып. № 75. -C.I2I-I23.

36. Александров Б.А., Леконцев Ю.М., Фролов С.С. Определение параметров прибора, регистрирующего резкие осадки кровли. -В кн.: Механизация горных работ: Межвуз. сб. науч.работ /Кузбасский политехнич. институт,- Кемерово,- 1977. вып. 1. -C.78-8I.

37. Логвинов В.Н., Калинин С.И. Александров БА. Особенности взаимодействия механизированных крепей с кровлей при резких осадках. /Механизация горных работ,- Кемерово,-1997,- С.30-31.

38. Пугачев B.C. Введение в теорию вероятностей. Наука.-1969. 350 с.

39. Л.Н. Гапанович, С.И. Калинин, Г.П. Мирошников. Исследование закономерностей горного давления в условиях труднообрушаюгцейся кровли.1. Уголь, №2,- 1989,- С.6-9.

40. Методические указания по выбору механизированных комплексов для отработки угольных пластов, опасных по горным ударам. Прокопьевск,-1997.-27 с.

41. Венцель Е.С. Теория вероятностей. М,-1965. 450 с .

42. Логвинов ВН, А гудалин БП., Демин НД., Калинин С.И. Прогноз резких осадок кровли /Совершенствование подземной отработки угольных пластов Кузбасса: Сб. науч.тр. //КузНИУИ,- Прокопьевск,- 1998.-С.40-75.

43. Г.А. Михайлов. Особенности импульсного воздействия пород кровли на механизированную крепь. /Вопросы горного давления. ИГД СО РАН,- Новосибирск, 1989,- Вып. 47: Управление горным давлением в комплексно-механизированных забоях,-С. 8 5-8 8.

44. Шубин В.Ф. Исследование условий формировация и возможностей ограничения критических давлений в цилиндрах гидроопор механизированных крепей. /Автореферат кандидатской диссертации. -М -1980 16 с.

45. Гольдсмит В. Удар. М.: Стройиздат,- 1965 . 200 с.

46. Савельев И.Б. Курс общей физики, М.: Наука,- 1976. Т.1.- 280 с.

47. И.В. Баклашов. Деформирование и разрушение породных массивов .М.: Недра, 1988.-271 с.

48. С.И. Калинин. Надёжность механизированных комплексов при отработке пластов с труднообрушаемой кровлей на шахтах Кузбасса. /Научно-технические проблемы развития шахт: Сб. науч.тр./ /КузПИ,- Кемерово. -1999г.-С.78-83.

49. В.М. Шик, Я.А. Бич. Динамическое воздействие пород основной кровли на выработки. /Уголь, № 4 1987.- С. 18-20 .

50. Справочное пособие для служб прогноза и предотвращения горных ударов на шахтах и рудниках. /П.В. Егоров, В.В. Иванов, В.В. Дыр дин и др. -Недра,- Москва, 1985,- 239 с.

51. Расчет и конструирование гидроприводов механизированных крепей /Ю.Ф. Пономаренко, A.A. Баландин, Н.Т. Богатырев и др. Под общей редакцией Ю.Ф. Пономаренко. М.: Машиностроение.-1981. -327 с.

52. Хорин В.Н. Расчет и конструирование механизированных крепей.1. М.: Недра,- 1988 .-255 с.

53. Хорин В.Н. Объемный гидропривод забойного оборудования 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Недра , - 1980. - 415 с.

54. Садыков Н.М, Ялышев Э.И, Поляков С. В. Динамические нагруже-ния крепи в очистных выработках В кн. : Управление горным давлением и борьба с горными ударами. /Труды ВНИМИ -1980 - С. 27-31.213

55. Л.И. Кузнецов. Результаты стендовых испытаний предохранительных клапанов гидростоек механизированных крепей. Параметры и надежность машин для подземной добычи угля .//Научные сообщения ИГД им. A.A. Скочинского М.: - 1984, вып. 223,- С. 16-20.

56. Гидравлика и гидропривод. / В.Г. Гейер, B.C. Дулин, А.Г. Борумен-ский. А. Н. Заря.- М.:- Недра,- 1981,- 295 с.

57. Ю.М. Леконцев. Исследование режимов работы механизированных крепей в условиях трудноуправляемых кровель. /Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук,- Кемерово,- 1977. 242 е./

58. Испытать отечественные предохранительные клапаны. Разработать техническое задание на предохранительное устройство. Отчет по научно-исследовательской работе,- Прокопьевск, 1998. -91 с. Арх. № 6227.

59. Гидравлическая стойка шахтной крепи /H.H. Городилов, Г.Н. Бобров, С.И. Калинин и др. (СССР) №3922634/22-03; Заявл. 04.07.85; Опубл. I5.0I.87r. Бюл. № 2/ /Открытия. Изобретения. -1987,- № 2,- с.26.

60. A.C. 1286779 СССР МКИ Е21Д15/44. Гидростойка шахтной крепи /H.H. Городилов, Г.Н. Бобров, С.И. Калинин и др. (ССССР) -№ 3907816/22-03; Заявл. 29.04.85; Опубл. 30.01.87. Бюл.№ 4//Открытия; Изобретения -1987.№ 4.

61. A.C. 1384776 СССР. МКИ Е21Д15/44. Гидравлическая стойка шахтной крепи /Г.У. Кукушкин, H.H. Городилов, Г.Н. Бобров, С.И. Калинин (СССР).-.№ 4124009/22-03; Заявл. 24.06.86; Опубл. 30.3.88. Бюл. № 12,/Открытия. Изобретения 1988,- 12 с.

62. Патент № 2065058 на изобретение "Гидравлическая стойка шахтной крепи". Авторское свидетельство на изобретение № 2065058. МКИ Е21Д 15/54, 23/16. Калинин С.И., Кукушкин Г.У., Логвинов В.Н. Бюл. № 22. 10.08.96.

63. Герасимов В.М, Логвинов В.Н, Калинин С.И. Исследование параметров отжима угля в очистных забоях. /Совершенствование технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых: Сб.науч.тр, № 12 Кемерово, 1997 - С.38-41.