автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование рациональных динамических параметров гидропривода механизма резания выемочного модуля

На правах рукописи

ЗАДКОВ Денис Александрович

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОПРИВОДА МЕХАНИЗМА РЕЗАНИЯ ВЫЕМОЧНОГО МОДУЛЯ

Специальность 05.05.06 - Горные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2005

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте

имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научный руководитель -

доктор технических наук, доцент

В.В.Габов

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Б.С.Маховиков,

кандидат технических наук

Ю.Н.Смирнов

Ведущее предприятие - институт «Печорниипроект» ОАО «Воркутауголь».

Защита диссертации состоится 20 декабря 2005 г. в 14 ч 15 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 18 ноября 2005 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета д.т.н., профессор

юо с -4 а

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время одной из важнейших задач, стоящих перед угольной промышленностью, остается повышение эффективности очистных работ при подземной добыче угля. При ее решении основная роль отводится повышению эффективности процесса отделения угля от массива горными выемочными машинами.

Здесь необходимо выделить три основных направления:

- снижение энергоемкости добычи, следовательно, снижение расхода энергии и улучшение качества добываемого угля по гранулометрическому составу;

- снижение неравномерности нагрузок и, как следствие, повышение ресурса горных машин и устойчивой мощности привода;

- повышение интенсивности процесса отделения угля от массива и, следовательно, повышение производительности горновыемочных машин.

Снижение удельного расхода энергии и неравномерности нагрузок - задачи взаимосвязанные. Без их решения невозможно значительно повысить интенсивность процесса отделения угля от массива. Известно, что энергоемкость резания снижается при увеличении толщины среза. Но увеличение толщины среза вызывает быстрый рост неравномерности нагрузок, что снижает надежность механизмов резания: увеличивается частота отказов и уменьшается ресурс.

Известны выемочные гидравлические механизмы резания института ПНИУИ, фронтальные комплексы модульного исполнения для избирательного отделения угля от массива, обеспечивающие большие толщины срезов и лучший гранулометрический состав добываемого полезного ископаемого. Но не разработана теория обоснования и выбора рациональных параметров их механизмов резания, обеспечивающих снижение удельного расхода энергии увеличением толщины среза с одновременным снижением неравномерности нагрузок, что является актуальной научной задачей.

Цель работы - обоснование и выбор рациональных динамических и силовых параметров гидропривода механизма резания выемочного модуля фронтального комплекса и снижение неравномерности нагрузок на резцы для повышения эффективности отделения

угля от массива.

Идея работы: снижение неравномерности нагрузок на резце в процессе резания углей достигается увеличением запаса потенциальной энергии привода, продолжительности действия нагрузки при уменьшении инерционной массы механизма резания, что позволяет увеличить толщину среза и снизить удельный расход энергии при добыче угля.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

1. Выполнить теоретические исследования процесса резания углей с позиции кинетической теории разрушения хрупких материалов и механики возникновения и развития магистральных трещин.

2. Разработать физическую и математическую модели механизма резания унифицированного выемочного модуля с одиночным резцом и объемным гидроприводом, создать на их базе стенд для проведения экспериментальных исследований;

3. Провести комплекс экспериментальных исследований для определения влияния:

~ времени действия нагрузок на величину максимальных значений статической силы резания;

- величины движущейся массы и запаса потенциальной энергии в приводе резания на характер протекания процесса резания углей.

4. Разработать рекомендации для выбора рациональных параметров привода механизма резания унифицированного выемочного модуля.

• Защищаемые научные положения:

1. Экспериментально установлено, что в момент начала скола значение максимальной статической нагрузки на эталонный резец, с увеличением продолжительности ее действия уменьшается от эталонного значения для данного типа угля на величину, равную произведению натурального логарифма времени действия нагрузки и коэффициента пропорциональности, характеризующего хрупко-пластические свойства и трещиноватость углей.

2. Экспериментально установлено, что увеличение запаса потенциальной энергии в приводе резания и уменьшение его кинетической энергии путем снижения массы движущих частей сопровожда-

ется снижением неравномерности силы резания и увеличением неравномерности скорости резания, при этом физическая сущность процесса отделения угля от массива отдельными сколами сохраняется, а эффективность процесса (производительность) повышается.

Методы исследования. В работе использован комплексный метод исследований, включающий анализ и обобщение теории резания углей, кинетической теории прочности материалов и механики образования и распространения трещин, экспериментальные исследования на физических моделях, математической статистики и спектрального анализа, математическое моделирование.

Научная новизна диссертационной работы заключается в установлении экспоненциальной зависимости максимальной статической силы резания хрупких трещиноватых улей от времени приложения нагрузки, и в установлении эффекта снижения неравномерности сил резания углей одиночным резцом при отделении стружки отдельными сколами с увеличением запаса потенциальной энергии и уменьшением кинетической энергии за счет уменьшения массы движущихся деталей механизма резания.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, разработанных в диссертации, подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных, полученных на физической полноразмерной модели при резании угля эталонным резцом; устойчивостью корреляционных связей установленных зависимостей (значение индексов корреляции находятся в пределах 0,96-0,99); корректным применением метода спектрального анализа случайных процессов при обработке и анализе экспериментальных данных.

Практическое значение работы:

- экспериментально доказана возможность снижения неравномерности нагрузок на резцы и привод выемочной машины при использовании гидравлического привода снижением его инерционной составляющей и увеличением емкости пневмогидроаккумулятора;

- разработан пакет прикладных программ для определения рациональных параметров механизма резания, спектрального анализа нагрузок и моделирования процесса;

- разработан, изготовлен и испытан стенд для изучения процесса резания углей выемочными модулями с объемным гидравличе-

ским приводом с широким диапазоном изменения параметров, как механизма резания, так и свойств разрушаемых углей;

- даны рекомендации для выбора рациональных параметров гидропривода унифицированного выемочного модуля добычного комплекса;

- разработано техническое решение унифицированного выемочного модуля фронтального комплекса для условий шахты «Вор-кутинская» ОАО «Воркутауголь и методика определения его производительности.

Связь темы диссертации с научно-техническими программами

Работа выполнена по планам госбюджетной НИР филиала СПГГИ (ТУ) «Воркутинский горный институт», по отраслевым планам компании «Росуголь» Министерства топлива и энергетики России.

Реализация результатов работы:

- созданы стенд для динамических испытаний моделей приводов механизмов резания выемочных модулей и устройство для определения сопротивляемости угольных пластов резанию в шахтных условиях при толщинах среза до 300 мм;

- результаты работы используются в учебном процессе Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета) и при дипломном проектировании по специальности 150402 «Горные машины и оборудование».

Личный вклад автора. Сформулированы задачи исследования, разработаны методы их решения, созданы экспериментальные стендовые установки, получены зависимости средне-пиковых (максимальных) сил резания от времени приложения нагрузки к эталонному резцу, разработана математическая модель процесса резания угля выемочным модулем, разработаны рекомендации для выбора рациональных параметров привода механизма резания выемочных устройств.

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались на Республиканской конференции «Человек на Севере в XXI веке: горное дело, ТЭК» (Воркута, апрель 2001г.); на ежегодной научной конференции молодых ученых «Полезные ископаемые России и их освоение» (Санкт-Петербургский

государственный горный институт (технический университет), Санкт-Петербург, апрель 2002г.); на международном симпозиуме «Неделя горняка» (Московский государственный горный университет, январь 2003г.); на 3-й межрегиональной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения» (Воркута, апрель 2005г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 9 статьях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа общим объемом 123 страницы состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 85 наименований и 1 приложения. Содержит 51 рисунок, 8 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации.

В главе 1 представлены анализ этапов развития способов отделения угля от массива и обобщение современных научных представлений процесса разрушения углей резанием. Определены основные цели и задачи исследований.

В главе 2 приведены результаты теоретического анализа особенностей процесса трещинообразования при разрушении хрупких массивов резанием с позиций кинетической теории разрушения и механики возникновения и развития трещин. На основе теоретических исследований процесса отделения угля от массива разработаны требования к физической модели механизма резания одиночным резцом с объемным гидравлическим приводом.

В главе 3 описаны экспериментальные стенды, методики проведения экспериментальных исследований и установлена зависимость времени ожидания скола от пиковых значений сил резания. Показана реальная возможность снижать неравномерность сил резания при отделении стружки отдельными сколами за счет увеличения запаса потенциальной и уменьшения кинетической энергий в приводе резания.

В главе 4 разработана и реализована программными средствами математическая модель механизма резания унифицированного выемочного модуля с одиночным резцом и гидравлическим приво-

дом.

В главе 5 представлены техническая реализация выемочного модуля и ожидаемая оценка эффективности от внедрения модульного комплекса в условиях шахты «Воркутинская» филиала ОАО «Воркутауголь».

В заключении сформулированы обобщенные выводы в соответствии с поставленной целью и решенными задачами.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ НА УЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Экспериментально установлено, что в момент начала скола значение максимальной статической нагрузки на эталонный резец, с увеличением продолжительности ее действия уменьшается от эталонного значения для данного типа угля на величину, равную произведению натурального логарифма времени действия нагрузки и коэффициента пропорциональности, характеризующего хрупко-пластические свойства и трещинова-тость углей.

В результате длительных исследований отраслевыми институтами, многими учеными и инженерами-практиками была создана современная теория резания углей - основа отраслевых методик расчета нагрузок горных машин, но в ней не учитывается зависимость показателя сопротивляемости угля резанию от времени приложения нагрузки.

Определение зависимости сопротивляемости угля резанию от времени приложения нагрузки на период создания первых очистных комбайнов не было актуальным, так как вся экспериментально-статистическая теория резания углей создавалась под традиционные типы режущих органов выемочных машин, которые работают с постоянными скоростями резания. При этом необходимо отметить, что постоянная скорость движения резцов не соответствует характеру разрушения хрупких трещиновато-слоистых массивов, так как их разрушение всегда сопровождается последовательными сколами, при этом скорость распространения трещин в разные моменты времени различна.

Временная зависимость прочности материалов при статической нагрузке наблюдалась многими исследователями:

- в соответствии с кинетической теорией прочности время t, необходимое для отрыва частиц материала, связано с его напряженным состоянием зависимостью:

t = A- е~аар, (1)

где А ка- константы данного материала, <з р - сопротивление растяжению, Па. Справедливость формулы хорошо подтверждена опытами по разрушению равномерно растянутых твердых тел (полимеров);

- экспериментально подтверждена зависимость длительной прочности глин сгдл от времени t:

Ъдл^Ъсж^ВА > (2)

где осж- сопротивление сжатию, Па; В - константа, характеризующая стойкость породы;

- известна попытка снизить пиковые нагрузки при резании угольных пластов увеличением времени приложения нагрузки использованием подпружиненных резцов (A.B. Докукин и А.Г. Фролов), встраиванием в кинематическую цепь резец - ротор двигателя различных упругих связей, в виде, например, уже испытанных ком-пенсационно-демпфирующих устройств ИГД им. А. А. Скочинского.

Сравнивая особенности свойств материалов, учитываемых постоянными А, а, В в (1) и (2), свойства хрупких трещиновато-слоистых углей, а так же условия возникновения и развитие магистральных трещин, сформулирована гипотеза — аналогичная зависимость свойственна процессу разрушения, угля резанием, и эта зависимость существенна и может иметь практическое значение.

Учитывая генетические и структурные особенности углей, формирование среза отдельными сколами, многообразие видов силовых характеристик отдельных сколов (ИГД им. A.A. Скочинского выделяет 16 преимущественно реализуемых форм), достоверный результат можно получить только экспериментальными исследованиями на угольном блоке с эталонным полноразмерным резцом. При этом должны быть исследованы параметры характеристик отдельного скола. А сопротивляемость угля резанию наиболее достоверно может быть оценена сопротивлением массива в момент начала появления магистральной трещины, то есть - максимальным значением статической силы резания.

Экспериментальные исследования проведены на специально созданном стенде (рис.1). Срезы (сколы) осуществлялись на угольном блоке 7 эталонным резцом 1 с усилием, обеспечиваемым набором грузов 2, при этом рычаг 3 свободно перемещался на встроенном во втулку подшипнике по стойке 4 до упора 5, который устанавливался на максимальную (ожидаемую) длину единичного скола.

Рис. 1. Лабораторный стенд для исследования зависимости

максимальных статических сил резания от времени ожидания скола

Методикой проведения экспериментальных исследований предусматривалось:

- форма среза щелевая, как более устойчивая, обеспечивающая постоянство условий эксперимента;

- измерение силы резания проводилось в момент образования магистральной трещины, то есть измерялось ее максимальное значение.

Необходимое количество опытов, обеспечивающее получение достоверных результатов, определялось методом малой выборки.

Известно, что чем меньше толщина среза, тем менее рельефно реализуется силовая характеристика отдельных сколов. Поэтому,

*

Угольный блок из пласта «Мощный» п14 шахты «Комсомольская» ОАО «Воркутауголь» марки Ж без явной слоистости и локальных твердых включений. Размер угольного блока 420x3 60x290 мм.

если будет доказана зависимость среднемаксимальных (пиковых) значений от времени для малых толщин среза, то эта зависимость будет тем более верна для больших толщин среза.

Проведено более 700 экспериментов. Обработка экспериментальных данных велась экспресс методом статистической обработки е вычислением средней арифметической величины после исключения так называемых «выскакивающих» вариантов. В результате обработки экспериментальных данных на персональном компьютере были получены аппроксимированные зависимости максимальных статических сил резания от времени ожидания скола (рис. 2) с толщиной среза к, соответственно, 3,4, 5, 6 мм при щелевой форме срезов.

2,5

2

1 1.5

0,5

0

О 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 время, с

Рис. 2. Зависимость максимальных статических сил резания от времени ожидания скола: ♦ к =3мм, ■ И =4мм, А А =5мм, х к =6 мм

Зависимости значений статических сил резания, действующих на резец при соответствующих толщинах среза от времени ожидания скола описываются экспоненциальными функциями с величиной коэффициентов корреляции от 0,96 до 0,99:

1. 2п = 1,0957-(1-0,1358111(0)-дляЗмм;

2. 2п =1,356 • (1 - 0,11421п(?)) - для 4мм;

3. 2п =1,765 ■ (1 - ОД 2971п(/)) - для 5 мм.

4. 2п =2,1356 • (1 - 0,13241п(/)) - для 6 мм.

Здесь Z„- среднемаксимальная статическая сила резания (средне-пиковая сила - по терминологии в теории резания).

В общем виде зависимости можно представить выражением:

1-л-1п(0), (3)

где Ъп э - средне-пиковое эталонное значение силы резания, кН; ( - время до начала скола, с; X - коэффициент, характеризующий хрупко-пластические свойства и трещиноватость углей.

Полученные зависимости необходимо учитывать при выборе рациональных параметров гидропривода выемочных модулей фронтальных модульных комплексов при заданной их производительности и гранулометрическом составе (сортности) добываемого угля можно определить время запаздывания / и соответствующую нагрузку на исполнительный орган выемочного модуля. При этом неизбежные «стопорные» режимы не являются аварийными состояниями процесса, что свойственно современным горным машинам.

2. Экспериментально установлено, что увеличение запаса потенциальной энергии в приводе резания и уменьшение его кинетической энергии путем снижения массы движущих частей сопровождается снижением неравномерности силы резания и увеличением неравномерности скорости резания, при этом физическая сущность процесса отделения угля от массива отдельными сколами сохраняется, а эффективность процесса (производительность) повышается.

Тенденция развития современных горных машин (очистных и проходческих комбайнов, стругов) характеризуется увеличением мощности, металлоемкости, скоростей подачи и резания, при этом толщина среза изменяется мало и не превышает 80-100 мм, неравномерность нагрузок на резцы растет, удельный объем выхода мелких классов углей и штыба сохраняется на уровне 60 %. Однако такой негативный факт нельзя признать как неизбежный, если осуществить переход на способ отделения угля с толщинами среза 100-300 мм, что соответствует предпочтительному режиму работы выемочных модулей фронтальных комплексов.

Рассматривая особенности процесса единичного скола и последовательности сколов при резании с позиций механики возникновения и развития магистральных трещин и кинетической теории разрушения хрупких массивов, можно отметить, что передний фронт нарастания силы резания формируется с ростом толщины среза, смятием угля на передней поверхности резца и ростом числа мелких трещин вокруг ядра уплотнения, а крутизна спадающей части характеристики определяется особенностями развития магистральной трещины, длина которой зависит от толщины среза и напряжения в полюсе трещины. Если согласовать скорость движения резца со скоростью распространения магистральной трещины, то усилие на резце будет определяться только предельным напряжением в полюсе трещины, то есть крутизна спадающей части элементарного скола уменьшится.

На основании изложенного была сформулирована гипотеза: если уменьшить на несколько порядков кинетическую энергию уменьшением массы движущихся деталей в приводе и скорости резания и создать запас потенциальной энергии в гидроприводе больший, чем требуется для одного среза, то при резании угля одиночным резцом можно стабилизировать силу резания (2), а скорость резания (V) будет изменяться аналогично изменению силы при резании с постоянной скоростью (рис.3).

Рис.3. Идеализированные осциллограммы сил (2) и скорости (V) резания:

а) при постоянной скорости резания;

б) при переменной скорости резании.

При комбайновом способе отделения угля, от_массива время нарастания усилия больше времени его спада (Тх > Т2), а скорость резания постоянна (рис.3, а). При использовании форсированного гидропривода время нарастание скорости должно быть меньше времени ее спада (Тг < Т2), в то время, как сила резания должна быть постоянной (рис.3, б).

Учитывая большое количество факторов, влияющих на формирование процесса резания, проверка гипотезы осуществлялась на основе экспериментальных исследований.

Методикой исследований предусматривалось следующее:

- для сравнимости результатов экспериментов с общеизвестными срезы проводились эталонным резцом на угольном блоке при толщинах, свойственных работе очистных комбайнов;

- в качестве привода использовался гидроцилиндр со средней скоростью движения не более 0,5 м/с, что позволило существенно снизить влияние кинетической энергии на процесс формирования характеристики среза;

- запас потенциальной энергии в приводе создавался большим необходимого для осуществления единичного среза;

- срезы осуществлялись в одинаковых условиях (парные):

а) при постоянной скорости резания без запаса потенциальной энергии в приводе (с отключенными пневмогидроаккумулятора-ми);

б) с запасом потенциальной энергии, скорость резания переменная (пневмогидроаккумуляторы включены).

Созданная стендовая установка (рис.4) является физической моделью механизма резания выемочного модуля и позволяет исследовать динамику процесса резания при изменении параметров привода в широких пределах.

Механическую характеристику привода можно формировать изменением емкости пневмогидроаккумуляторов и давлением их зарядки.

Для измерения давления в гидросистеме и силы резания использованы потенциометрические датчики типа МД-80Т и МП-100 на рабочие давления, соответственно, 8 и 10 МПа. Для контроля перемещения рабочего органа применен потенциометрический датчик ПЦ-375. Скорость движения резца определялась дифференцировани-

ем сигнала датчика перемещения. Питание датчиков осуществлялось от импульсного стабилизатора напряжением 2,9 В. Преобразование аналогового сигнала датчиков в цифровую форму для дальнейшего ввода и записи в персональный компьютер осуществлялось при помощи модуля ЦАП/АЦП Е-440 (Ь-САЮЭ).

1 - насосная станция; 2 - блок управления;

3 - пневмогидроаккумуляторный блок; 4 - механизм резания

Срезы проводились на блоке угля марки Ж из пласта «Мощный» пачки Пи, П1з шахты «Комсомольская» ОАО «Воркутауголь». Среднее значение сопротивляемости угля резанию А=180 кН/м .

Осциллограммы процесса щелевых по форме сечения срезов (/г=10 мм) без пневмогидроаккумуляторов (с постоянной скоростью резания Ур ) (рис.5, а) и с пневмогидроаккумуляторами (рис.5, г) четко отражают принципиальное их различие;

- первая подтверждает классический характер процесса с Ур =сопб1 и высокой динамикой силы резания 2\

- вторая - постоянное значение силы резания и неравномерность скорости резания, что подтверждается характером ковариационных функций (рис.5, б - усилий на резце, д - скорости резания) и видом соответствующих спектров (рис. 5, в, е).

Таким образом, результаты экспериментальных исследований полностью соответствуют сформулированной гипотезе.

Необходимо отметить, что частота сколов при подключении

пневмогидроаккумуляторов уменьшается, а шаг увеличивается А = 1//, что благоприятно сказывается на уменьшении выхода мелких классов угля и пыли. Уменьшение выхода мелких классов уменьшает их суммарную вновь образующую площадь и, следовательно, в соответствии с гипотезой Риттингера, снижает расход энергии. При этом по-прежнему уголь отделяется периодическими сколами.

Наличие запаса потенциальной энергии в пневмогидроакку-муляторах обеспечивает снижение динамики сил резания за счет адекватного возрастания или снижения скорости резания.

Для более широкого рассмотрения спектра решаемых задач разработана математическая модель процесса резания углей, исходя из баланса расхода жидкости в гидроприводе, которая представлена совокупностью дифференциальных уравнений первого порядка:

1. Уравнение баланса расхода жидкости при закрытом предохранительном клапане:

-ÎPn(t)-Pa(l))Sig„<P„(t) р

dt 1 -адьрп^п

~(Pa(t) - PM{t))sign{Pa{t) - PM(t))) - аРн(1))Еж (4)

Р

1 _1

SMX{t) + Wc + Woa{\-pbpa{t) *)

2. Уравнение движения гидроцилиндра:

m^- = PM(t)b~a-Fc(t); (5)

d(t)

3. Уравнение механического движения электропривода:

dt ^Щгмн

4. Уравнение электромагнитных процессов электродвигателя в зоне линейной механической характеристики:

Тэ^~ + Мэ(0 = кэ(\-(Он({)); (7)

5. Уравнение пневмогидроаккумулятора:

В)

1).....1 Э X/ Г8 5\ ? о/ V/ 4 0 5

г 1

/ Ч/\

) 2 Л 0 £ В/

Рис. 5. Осциллограммы процесса резания (а, г, ж), ковариационные функции (б, д, з) и спектральные плотности (в, е, и) процесса

Р^Ш ИР ГА В

к т у р (В)

~ Р1й \signiPait) - Рм(0)^(Ра0) - Рмт

6. Уравнение связи скорости с перемещением резца:

¿Щ о

(9)

ш

В уравнениях (4)-(9) Р„(£) - давление в линии нагнетания, Па; ди - рабочий объем насоса, м3; со н (0 - угловая скорость насоса, с"1;

Мэ(/) - момент на валу электродвигателя, Нм; г, (2од-р ~ параметр

регулирования и расход, м3/с дроссель-регулятора; Зм - активная площадь поршня, м2; У(Г) - скорости движения поршня, м/с;

Р9 > > Р11 - 1 ~ коэффициенты расхода и площади проходного сечения, м2 соответственно клапана и дросселя; р - плотность рабочей жидкости, кг/м3; Ра{{) - давление в пневмо-гидроаккумуляторе, Па; Рм(1) - давление в гидроцилиндре, Па; ау - суммарный коэффициент утечек; Еж — модуль упругости жидкости, Па; Шс — объем сети, м^; Жоа - полный объем пневмо-гидроаккумулятора, м3; Х{{) - величина хода штока гидроцилиндра, м; Р3 - давление газа в пневмо-гидроаккумуляторе при зарядке, Па; к - показатель адиабаты; т -масса подвижных частей, приведенная к штоку гидроцилиндра, кг; а, Ь ~ постоянные коэффициенты, зависящие от конструкции гидроцилиндра; Рс({) - сила сопротивления резанию, Н; У - момент инерции вращающихся масс, приведенный к валу насоса, Н-м2; цн,ч\тн - рабочий объем, м3 и гидромеханический к.п.д. насоса; Тэ - электромагнитная постоянная времени двигателя; кэ - коэффициент жесткости механической характеристики электродвигателя.

Для того чтобы моделировать различные условия, в математическую модель введены уравнения зависимости сил на резце от свойств разрушаемого массива, которые, как известно, имеют идеализированные диаграммы форм сколов, повторяющихся во времени. При введении в модель с пневмогидроаккумулятором силовой харак-

теристики среза пилообразной формы была получена осциллограмма с постоянным усилием и переменной скоростью (рис.5, ж).

Результаты спектрального анализа осциллограммы подтверждают ( см. рис.5, з, и) идентичность отражаемого моделью процесса реальному процессу резания при включенном пневмогидроаккуму-ляторе (рис.5, д, е), полученному на полноразмерной физической модели. Следовательно, математическая модель процесса адекватна реальному процессу. Имея набор форм сколов, или получая новые и включая их в модель, можно анализировать процессы в приводе для разных условий, как с одиночным резцом, так и с исполнительными органами, оснащенными набором резцов или скалывателей.

На основе результатов исследований разработан унифицированный выемочный модуль фронтального комплекса для условий шахты «Воркутинская» ОАО «Воркутауголь», предназначенный для отделения угля от массива избирательным способом и осуществляющим срезы по напластованию пласта. Аналитически выведены формулы для определения технической производительности выемочного модуля (10) и фронтального модульного комплекса (И);

Чм '1Р-н-урм

(10)

Я

Т-у-8'К.

К,

I •V

1 р г х

н

(И)

в ;

В формулах (10), (11) 1Ь - длина локального забоя, м; 1р - длина скола, м; Н - мощность пласта, м; Тц - время цикла, с; Т - время работы выемочного модуля, с; у - удельная плотность угля в массиве, т/м3 ; 5 -площадь забоя, м2; Кза - коэффициент активной площади забоя; к -толщина среза, м; Ур - скорости движения резцовой коронки при осуществлении сколов, м/с; Ух - скорость движения резцовой коронки при позиционировании, м/с; Ксх- коэффициент, характеризующий схему передвижки секций крепи; Укр - скорость передвижки секции крепи, м/с; Нв - мощность пласта, обрабатываемая исполнительным органом, м.

Проведена оценка технологической эффективности очистных работ с использованием фронтального комплекса модульного испол-

нения, которая показала возможность увеличения технической производительности до 18000 т/сут. При этом, если принять равными коэффициенты машинного времени при комбайновой технологии и модульной то нагрузка на забой в условиях пласта «Тройной» шахты «Воркутинская» ОАО «Воркутауголь» увеличиться с 2400 до 7200 т/сут.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, представляющей собой законченное научное исследование, на базе выполненных теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная научная и практическая задача повышения производительности и ресурса выемочных модулей выбором их рациональных динамических параметров, обеспечивающих снижение неравномерности нагрузок на резцах и многократного увеличении толщины среза, что является важным для горной отрасли.

Основные научные выводы и практические рекомендации заключаются в следующем:

1. Экспериментально установлено, что при резании хрупких трещиноватых углей значение максимальной статической нагрузки на эталонный резец уменьшается по экспоненциальному закону с увеличением продолжительности ее действия.

2. Снижение неравномерности сил резания достигается уменьшением массы движущихся частей механизмов резания и увеличением запаса потенциальной энергии в их приводе, при этом энергоемкость процесса разрушения угля и выход его мелких классов снижаются.

3. Разработана математическая модель процесса отделения угля от массива унифицированными выемочными модулями, которая позволяет, изменяя в широких пределах параметры модуля и свойства разрушаемого массива, определять рациональные значения конструктивных параметров модуля и режима его работы.

4. Разработана методика определения производительности фронтального модульного комплекса, укомплектованного унифицированными выемочными модулями, осуществляющими срезы по напластованию.

5. Нагрузка на забой при применении предлагаемого фронтального модульного комплекса в условиях пласта «Тройной» шахты

«Воркутинская» ОАО «Воркутауголь» может быть увеличена с 2400 до 7200 т/сут.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Задков Д.А. Влияние гидропривода с мягкой механической характеристикой на процесс резания углей [Текст] / Д.А. Задков, В.В. Габов // Народное хозяйство республики Коми. - Воркута-Сыктывкар-Ухта: 2001.- ТЛ0, №1-2.- С.51-54. - ISSN 0204-3343.

2. Задков Д.А. Влияние свойств привода на нагрузки выемочных машин [Текст] // Записки СПГГИ (ТУ). - СПб.: 2002.- Т. 152. - С.166-168. - ISBN 5-94211-070-0.

3. Задков Д.А. Выбор структуры и параметров выемочных модулей фронтальных комплексов [Текст] / Д.А. Задков, В.В. Габов, В.П. Докукин, // Горный информационный аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 2002. - Т.10. - С.222-223. - ISSN 0236-1493.

4. Задков Д.А. Классификация способов отделения угля от массива выемочными модулями [Текст] / Д.А. Задков, В.В. Габов, В.Ф. Тужиков // Горный информационный аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 2003. - Т.6. - С.147-150. - ISSN 0236-1493.

5. Задков Д.А. Кинематические схемы механизмов резания выемочных модулей фронтальных комплексов [Текст] / Д.А. Задков, В.Ф. Тужиков // Горный информационный аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 2003. - Т.5 . - С.142-144. - ISSN 0236-1493.

6. Задков Д.А. Математическая модель механизма резания выемочного модуля с объемным гидравлическим приводом [Текст] / Д.А. Задков, О.В. Кабанов, В.В. Габов // Горный информационный аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 2004. - №9.- С.319-322.

7. Задков Д.А. Экспериментальные исследования процесса разрушения углей выемочными модулями с объемным гидроприводом / Д.А. Задков, В.В. Габов, В.Е. Большаков [Текст] // Народное хозяйство республики Коми. - Воркута-Сыктывкар-Ухта, 2005 -Т.14, №1-2.- С.344-348. - ISSN 0204-3343.

8. Задков Д.А. Развитие способов отделения угля от массива добычными машинами / Д.А. Задков, В.В. Габов, С.Л. Иванов, A.A. Банников [Текст] // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 2005. - №7.- С.297-302. - ISSN 0236-1493.

9. Zadkov D. Mining machinery: enhancing cutting efficiency /D. Zadkov, V. Bolshakov // Russian mining. - M.: 2005.-№l.~P. 19-21.

РИЦ СПГГИ. 14.11.2005. 3.476. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

РНБ Русский фонд

2006-4 25517

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Анализ развития способов отделения угля выемочными машинами.

1.2. Анализ современных представлений процесса разрушения углей резанием.

1.2.1. Теоретические основы процесса резания.

1.2.2. Анализ процесса резания углей с позиций кинетики роста трещин.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ УГЛЯ РЕЗЦОМ С ОБЪЁМНЫМ ГИДРОПРИВОДОМ.

2.1. Цель и задачи теоретических исследований.

2.2. Влияние времени приложения нагрузки на максимальные значения силы резания.

2.3. Требования к физической модели стенда и процессу исследования временного фактора.

2.4. Влияние свойств привода на процесс резания.

2.5. Требования к физической модели стенда и исследуемому процессу.

ВЫВОДЫ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ УГЛЕЙ.

3.1. Общие положения методики исследования.

3.2. Экспериментальные исследования зависимости средних пиковых значений сил резания от времени приложения нагрузки.

3.2.1. Лабораторный стенд.

3.2.2. Последовательность проведения экспериментальных исследований.

3.2.3. Обработка результатов эксперимента.

3.3. Экспериментальные исследования влияния параметров гидропривода на процесс резания углей.

3.3.1. Лабораторный стенд и измерительная аппаратура.

3.3.2. Методика проведения экспериментальных исследований.

3.3.3. Методика обработки и результаты экспериментальных исследований.74 ВЫВОДЫ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ.

ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ.

4.1. Цель и задачи математического моделирования.

4.2. Разработка математической модели процесса резания.

4.3. Результаты компьютерного моделирования.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА УНИФИЦИРОВАННОГО ВЫЕМОЧНОГО МОДУЛЯ И ОЖИДАЕМАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.

5.1. Выбор способа обработки забоя и механизма резания.

5.2. Техническое решение и выбор параметров выемочного модуля.

5.3. Гидропривод выемочного модуля.

5.4. Определение производительности модуля и фронтального комплекса.

Современная технология подземной добычи угля длинными очистными забоями базируется в основном на применении механизированных очистных комбайновых и струговых комплексов, а также выемочных агрегатов. Принцип действия всех этих выемочных машин основан на механическом способе разрушения угольного массива резанием. Этот способ и в дальнейшем остаётся приоритетным для подземной добычи угля.

Основными факторами, сдерживающими эффективность подземной добычи угля, органически присущими существующим комбайновым и струговым технологиям, являются: высокая энергоёмкость процесса отбойки угля, низкое качество добываемого угля по гранулометрическому составу и зольности, недостаточная устойчивость технологического процесса в лаве. Проблема снижения удельного расхода энергии по добычи угля возникла с момента создания первых очистных комбайнов, а необходимость улучшения гранулометрического состава угольной массы особенно актуальной стала с начала массового применения узкозахватных очистных комбайнов с роторными исполнительными органами, осуществляющими отделение полезного ископаемого от массива серпообразными срезами.

В настоящее время одной из важнейших задач, стоящих перед угольной промышленностью, остается повышение эффективности очистных работ при подземной добыче угля. При ее решении основная роль отводится повышению эффективности процесса отделения угля от массива горными выемочными машинами.

Здесь необходимо выделить три основных направления: снижение энергоемкости добычи, следовательно, снижение расхода энергии и улучшение качества добываемого угля по гранулометрическому составу; снижение неравномерности нагрузок и, как следствие, повышение ресурса горных машин и устойчивой мощности привода; повышение интенсивности процесса отделения угля от массива и, еледовательно, повышение производительности горно-выемочных машин.

Снижение удельного расхода энергии и неравномерности нагрузок - задачи взаимосвязанные. Без их решения невозможно значительно повысить интенсивность процесса отделения угля от массива. Известно, что энергоемкость резания снижается при увеличении толщины среза. Но увеличение толщины среза вызывает быстрый рост неравномерности нагрузок, что снижает надежность механизмов резания: увеличивается частота отказов и уменьшается ресурс.

Известны выемочные гидравлические механизмы резания института ПНИУИ, фронтальные комплексы модульного исполнения для избирательного отделения угля от массива, обеспечивающие большие толщины срезов и лучший гранулометрический состав добываемого полезного ископаемого. Но не разработана теория обоснования и выбора рациональных параметров их механизмов резания, обеспечивающих снижение удельного расхода энергии увеличением толщины среза с одновременным снижением неравномерности нагрузок, что является актуальной научной задачей.

Работа базируется на теории резания углей (М.М.Протодьяконовы (старший и младший), А.И.Берон, В.Г.Гетопанов, Е.З.Позин), на результатах исследований динамики горных машин (А.В.Докукин, Ю.Д.Красников, А.Г.Фролов, Е.З.Позин, З.Я.Хургин, Н.А.Киклевич, Б.С.Маховиков, Ю.Н.Смирнов и др.), а также на отдельных научных и экспериментальных исследованиях нетрадиционных средств добычи угля, в частности, разработках агрегатов: АГК-8 (ПНИУИ, Ю.Н.Наместников), АФГ (ПНИУИ, А.И.Куракин; МГИ, В.И.Солод, Е.К.Заикин), КФМ (СПГГИ (ТУ) ВГИ, В.В. Габов, Э.А. Загривный) и некоторых других работах.

Идея работы: снижение неравномерности нагрузок на резце в процессе резания углей достигается увеличением запаса потенциальной энергии привода, продолжительности действия нагрузки при уменьшении инерционной массы механизма резания, что позволяет увеличить толщину среза и снизить удельный расход энергии при добыче угля.

Защищаемые научные положения:

1. Экспериментально установлено, что в момент начала скола значение максимальной статической нагрузки на эталонный резец, с увеличением продолжительности ее действия уменьшается от эталонного значения для данного типа угля на величину, равную произведению натурального логарифма времени действия нагрузки и коэффициента пропорциональности, характеризующего хрупко-пластические свойства и трещиноватость углей.

2. Экспериментально установлено, что увеличение запаса потенциальной энергии в приводе резания и уменьшение его кинетической энергии путем снижения массы движущих частей сопровождается снижением неравномерности силы резания и увеличением неравномерности скорости резания, при этом физическая сущность процесса отделения угля от массива отдельными сколами сохраняется, а эффективность процесса (производительность) повышается.

Методы исследования. В работе использован комплексный метод исследований, включающий анализ и обобщение теории резания углей, кинетической теории прочности материалов и механики образования и распространения трещин, экспериментальные исследования на физических моделях, математической статистики и спектрального анализа, математическое моделирование.

Научная новизна диссертационной работы заключается в установлении экспоненциальной зависимости максимальной статической силы резания хрупких трещиноватых улей от времени приложения нагрузки, и в установлении эффекта снижения неравномерности сил резания углей одиночным резцом при отделении стружки отдельными сколами с увеличением запаса потенциальной энергии и уменьшением кинетической энергии за счет уменьшения массы движущихся деталей механизма резания.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, разработанных в диссертации, подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных, полученных на физической полноразмерной модели при резании угля эталонным резцом; устойчивостью корреляционных связей установленных зависимостей (значение индексов корреляции находятся в пределах 0,96-0,99); корректным применением метода спектрального анализа случайных процессов при обработке и анализе экспериментальных данных.

Практическое значение работы: экспериментально доказана возможность снижения неравномерности нагрузок на резцы и привод выемочной машины при использовании гидравлического привода снижением его инерционной составляющей и увеличением емкости пневмогидроаккумулятора;

- разработан пакет прикладных программ для определения рациональных параметров механизма резания, спектрального анализа нагрузок и моделирования процесса; разработан, изготовлен и испытан стенд для изучения процесса резания углей выемочными модулями с объемным гидравлическим приводом с широким диапазоном изменения параметров, как механизма резания, так и свойств разрушаемых углей; даны рекомендации для выбора рациональных параметров гидропривода унифицированного выемочного модуля добычного комплекса;

- разработано техническое решение унифицированного выемочного модуля фронтального комплекса для условий шахты «Вор кути некая» ОАО «Вор-кутауголь и методика определения его производительности.

Связь темы диссертации с научно-техническими программами

Работа выполнена по планам госбюджетной НИР филиала СПГГИ (ТУ) «Воркутинский горный институт», по отраслевым планам компании «Росуголь» Министерства топлива и энергетики России.

Реализация результатов работы:

- созданы стенд для динамических испытаний моделей приводов механизмов резания выемочных модулей и устройство для определения сопротивляемости угольных пластов резанию в шахтных условиях при толщинах среза до 300 мм; результаты работы используются в учебном процессе Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета) и при дипломном проектировании по специальности 150402 «Горные машины и оборудование».

Личный вклад автора. Сформулированы задачи исследования, разработаны методы их решения, созданы экспериментальные стендовые установки, получены зависимости средне-пиковых (максимальных) сил резания от времени приложения нагрузки к эталонному резцу, разработана математическая модель процесса резания угля выемочным модулем, разработаны рекомендации для выбора рациональных параметров привода механизма резания выемочных устройств.

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались на Республиканской конференции «Человек на Севере в XXI веке: горное дело, ТЭК» (Воркута, апрель 2001г.); на ежегодной научной конференции молодых ученых «Полезные ископаемые России и их освоение» (Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет), Санкт-Петербург, апрель 2002г.); на международном симпозиуме «Неделя горняка» (Московский государственный горный университет, январь 2003г.); на 3-й межрегиональной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения» (Воркута, апрель 2005г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 9 статьях.

ВЫВОДЫ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ

1. Экспериментально установлено, что в момент начала скола значение максимальной статической нагрузки на эталонный резец с увеличением продолжительности ее действия уменьшается от эталонного значения для данного типа угля на величину, равную произведению натурального логарифма времени действия нагрузки на коэффициент пропорциональности, характеризующего хрупко-пластические свойства и трещиноватость углей.

2. Экспериментально установлено, что увеличение запаса потенциальной энергии в приводе резания и уменьшение его кинетической энергии путем снижения массы движущих частей сопровождается снижением неравномерности силы резания и увеличением неравномерности скорости резания, при этом физическая сущность процесса отделения угля от массива отдельными сколами сохраняется, а эффективность процесса повышается.

3. С увеличением запаса потенциальной энергии и уменьшением массы движущихся частей в гидроприводе УВМ при резании хрупких массивов со скоростью 0,1.0,5 м/с приводит:

- к стабилизации сил резания и, следовательно, к уменьшению скорости расходования ресурса;

- к увеличению выхода крупных классов угля, следовательно, к уменьшению удельного расхода энергии и повышению качества добываемого угля по гранулометрическому составу.

4. Полученные зависимости необходимо учитывать при выборе рациональных параметров гидропривода выемочных модулей фронтальных модульных комплексов. При заданной производительности КФМ и гранулометрическом составе (сортности) добываемого угля можно определить время запаздывания t и соответствующую нагрузку на исполнительный орган выемочного модуля. При этом неизбежные «стопорные» режимы не являются аварийными состояниями процесса, что свойственно современным горным машинам.

5. Для других горно-геологических условий и конструктивных параметров возможны другие зависимости, следовательно, необходимо создать математическую модель для исследований и выбора рациональных конструктивных параметров для широкого спектра условий.

ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ

4.1. Цель и задачи математического моделирования

Физические модели создаются для исследования реальной физической сущности процесса, которая сложна, недостаточно изучена и уникальна, под конкретные параметры механизмов резания выемочного модуля.

При решении практических задач особенно на стадии исследований и проектирования возникает необходимость поиска рациональных конструктивных параметров и их приводов, так и параметров привода в зависимости от крепости углей, наличия твёрдых включений, нагрузки на забой и других факторов. Следовательно, целесообразно разработать математическую модель процесса резания, чтобы на ней можно было менять перечисленные параметры в широких пределах, что позволит при разработке типоразмерного ряда модулей отказаться от изготовления нескольких типов экспериментальных и опытных образцов механизмов резания, ускорить решения задач и снизить затраты.

Проверить адекватность математической модели реальному механизму можно для случая параметров физической полноразмерной модели механизма резания, представленного в главе 3. Поэтому целью разработки математической модели процесса резания угля адекватной физической полноразмерной модели механизма резания выемочного модуля является создание такой модели, которую можно использовать для поиска рациональных параметров механизмов и и привода резания для широкого спектра горно-геологических условий.

Так как физическая модель полноразмерная, то адекватность процесса получена в математической модели будет адекватной процессу разрушения углей для реального унифицированного выемочного модуля.

Задачами математического моделирования являются:

1. Составление математического описания вариантов привода механизма резания выемочного модуля.

2. Моделирование процесса резания угля с включённым и выключенным пневмогидроаккумулятором при стандартных пилообразных характеристиках последовательных сколов.

3. Оценка степени адекватности математической модели реальному процессу резания угля.

4.2. Разработка математической модели процесса резания

На рис. 4.1 представлена схема гидропривода физической модели механизма резания выемочного модуля. Отличие её от рассматриваемого в главе 3 стенда - наличие регулируемого дросселя в линии гидроцилиндр - пневмогид

Рис. 4.1. Схема гидравлическая приципиальная гидропривода механизма резания УВМ роаккумулятор. Гидравлическая схема привода включает электродвигатель 1, нерегулируемый насос постоянной производительности 2, предохранительный клапан 3, регулятор давления 4, фильтр 5, распределитель 6, краны 7, 8, 16 и 17, обратный клапан 9, пневмо-гидроаккумулятор 10, регулируемый дроссель 11, силовой гидроцилиндр резания 12 и маслобак 13. Кроме того, на схеме показаны эталонный резец 14 и угольный блок 15.

Основные параметры привода механизма резания УВМ представлены в

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, представляющей собой законченное научное исследование, на базе выполненных теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная научная и практическая задача повышения производительности и ресурса выемочных модулей выбором их рациональных динамических параметров, обеспечивающих снижение неравномерности нагрузок на резцах и многократного увеличении толщины среза, что является важным для горной отрасли.

Основные научные выводы и практические рекомендации заключаются в следующем:

1. Экспериментально установлено, что при резании хрупких трещиноватых углей значение максимальной статической нагрузки на эталонный резец уменьшается по экспоненциальному закону с увеличением продолжительности ее действия.

2. Снижение неравномерности сил' резания достигается уменьшением массы движущихся частей механизмов резания и увеличением запаса потенциальной энергии в их приводе, при этом энергоемкость процесса разрушения угля и выход его мелких классов снижаются.

3. Разработана математическая модель процесса отделения угля от массива унифицированными выемочными модулями, которая позволяет, изменяя в широких пределах параметры модуля и свойства разрушаемого массива, определять рациональные значения конструктивных параметров модуля и режима его работы.

4. Полученные зависимости необходимо учитывать при выборе рациональных параметров гидропривода выемочных модулей фронтальных модульных комплексов. При заданной производительности КФМ и гранулометрическом составе (сортности) добываемого угля можно определить время запаздывания t и соответствующую нагрузку на исполнительный орган выемочного модуля. При этом неизбежные «стопорные» режимы не являются аварийными состояниями процесса, что свойственно современным горным машинам.

5. Разработана методика определения производительности фронтального модульного комплекса, укомплектованного унифицированными выемочными модулями, осуществляющими срезы по напластованию.

6. Нагрузка на забой при применении предлагаемого фронтального модульного комплекса в условиях пласта «Тройной» шахты «Воркутинская» ОАО «Воркутауголь» может быть увеличена с 2400 до 7200 т/сут.

114

1. А.с. SU 1490271 СС МКИ4 Е21С 27/16. Фронтальный агрегат / Г.И. Картавых. (СССР). - Заяв. 08.04.87; опубл. 30.06.89; Бюл. №24.

2. А.с. SU. 1493793 СССР, МКИ4 Е21С 27/00. Выемочный фронтальный агрегат / В.В.Габов, Э.А.Загривный, Г.И.Коршунов, С.П.Гонтарь (СССР). Заяв. 02.03.87; опубл. 15.07.89; Бюл №26.

3. Агрегат фронтальный гидравлический: Отчет о НИОКР / ПНИУИ. Новомосковск: 1976. - 64 с.

4. Аммасов И.И., Еремин И.В. Трещиноватость углей. Новосибирск: АН СССР, 1960.

5. Асатур К.Г. Механика динамического разрушения. СПб.: СПГГИ (ТУ), 1997.-84 с.

6. Асатур К.Г. Механика разрушения горных пород высоконапорными струями: Учебное пособие. JL: ЛГИ, 1985. - 84 с.

7. Ашмарин И.П., Васильев Н.Н., Амбросов В.А. Быстрые методы статистической обработки и планирование экспериментов. JL: ЛГУ, 1975. - С.79.

8. Барон Л.И. Горнотехническое породоведение. М.: Наука, 1977. - С. 323.

9. Барон Л.И. О познавательной ценности экспериментально-статистического метода в науке о разрушении горных пород // Научные труды — М.: ИГД им.А.А.Скочинского, 1973.-Вып. 113, С.3-21.

10. Барон Л.И. Основные научно-методические вопросы разрушения горных пород механическими способами // Научные труды М.: ИГД им.А.А.Скочинского, 1964. - С.3-20.

11. Берон А.И., Казанский А.С., Лейбов Б.М. и др. Резание угля. М.: Гос-гортехиздат, 1962.

12. Берон А.И., Позин Е.З. Об оценке энергетического баланса процесса резания углей. / В кн.: Подземная разработка угольных пластов. 1972. - С. 10-20.

13. Бойко Н.Г., Игнатов В.И. Формирование усилий на передней гране резца при разрушении массива // Известия высших учебных заведений. — М.: Горный журнал, 1983.-№7, С.77-79.

14. Бойко Н.Г., Кочергин Е.В. Формирование усилия на задней гране резца при разрушении массива и определение его параметров // Известия высших учебных заведений. М.: Горный журнал, 1984. -№ 3, С.84-88.

15. Борисов Б.М., Пальянова Н.В. Экгардт В.И. Математическое моделирование и расчет систем управления технологическими объектами. Учебное пособие. СПб: СПГГИ (ТУ), 1996. - 46 с.

16. Бумберс А.Т., Габов В.В. Ефимов И.А. и др. Резание угля выемочным модулем с гидроприводом. Народное хозяйство республики Коми. Сыктывкар: 1998.-Т.7, №1, С.23-25.

17. Виброактивное разрушение горных пород проходческими комбайнами / В.А.Бреннер, И.П.Кавыршин, В.А.Кутлунин и др. Тула: Тульский полиграфист, 2000. - 203 с.

18. Габов В.В. Возможности повышения интенсивности очистных работ при освоении избирательных способов обработки забоя: Тр. межвуз. конф. // Освоение минеральных ресурсов Севера. Воркута: 1998. -Т.1, С.150-156.

19. Габов В.В. Разработка и теоретическое обоснование модульных комплексов избирательного действия для добычи угля: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук: 05.05.06 / СПГГИ (ТУ).- СПб.: 1999. -320 с.

20. Габов В.В. Способы разрушения угля для создания модульных комплексов // Монография СПб.: СПГГИ (ТУ), 1999.- 103 с.

21. Габов В.В., Ефимов И.А., Кальм Э.А. Оценка эффективности способов отделения угля от массива // Зап. СПГТИ (ТУ). СПб.: 1997. - Т.2 (143), С.41-51.

22. Габов В.В., Кабанов О.В., Задков Д.А. Математическая модель выемочного модуля с объемным гидроприводом. «Неделя горняка» // Горный информационный аналитический бюллетень. М.: МГГУ, 2004. - №9, С.222-226.

23. Габов В.В., Тужиков В.Ф., Задков Д.А. Классификация способов отделения угля от массива выемочными модулями. «Неделя горняка» // Горный информационный аналитический бюллетень. М.: МГГУ, 2003. - Т.6, С. 147-150.

24. Гудилин Н.С., Кривенко, Е.М, Маховиков Б.С. и др. Гидравлика и гидропривод. М.: МГГУ, 2001. - 520 с.

25. Гетопанов В.Н. Некоторые закономерности процесса разрушения горных пород резцовым инструментом. Научные труды. М.: МГТИ, 1957. - №21, вып. 1, с.77-107.

26. Гетопанов В.Н., Казак Ю.Н., Солод В.И. Механизм разрушения горных пород инструментом выемочных горных машин. Научные труды, сб.№17. М.: МГТИ, 1956.

27. Гидроабразивное резание горных пород / В.А. Бреннер, А.Б. Жабин, А.Е. Пушкарев и др. М.: МГГУ, 2003. - 279 с.

28. Гидроструйные технологии в промышленности. Гидромеханическое разрушение горных пород / В.А. Бреннер, А.Б. Жабин, А.Е. Пушкарев и др. М.:

29. Академия горных наук, 2000. 343 с.

30. Графов JI.JI., Кидерман А.Д., Киклевич Ю.Н. и др. Перспективы безлюдной выемки угля на основе роботизации: Обзор / ЦНИЭИуголь. 1983. - 66 с.

31. Добров Г.М. История советских угледобывающих комбайнов. — М.: Уг-летехиздат, 1958. 280 с.

32. Докукин А.В., Фролов А.Г. Совершенствование машин для добычи угля на основе положений кинетической теории прочности. В сб. «Научные сообщения». М.: ИГД им.А.А.Скочинского, 1977. - Вып. 149, С.33-41.

33. Докукин А.В., Фролов А.Г. Создание и развитие угледобывающих ком* байнов. М.: Недра, 1984. - 160 с.

34. Журков С.Н. Кинетическая концепция прочности твердых тел // Изв. АН СССР / Неорганические материалы. — 1967. -Т.З, №10, С. 1767-1776.

35. Загривный Э.А., Винников Е.И., Иванов Н.М. и др. Механизированный комплекс для фронтальной отработки угольных пластов. М.: Уголь, 1998. - №7, С.22-23.

36. Зворыкин А.А. Очерки по истории советской горной техники. М.: Изд-во АН СССР, 1950.-539 с.

37. Кабанов О.В., Шмидт В.Э. Влияние гидропневмоаккумуляторов на ди-0 намические характеристики гидроприводов горных машин // Известия высшихучебных заведений. М.: Горный журнал, 2001. - №6, С.32-36.

38. Карленков А.А. Анализ состояния работ по созданию струговых агрегатов для выемки тонких пологих пластов без постоянного присутствия людей в очистном забое // Научные труды. М.: ИГД им.А.А.Скочинского, 1981. -Вып.201, С.39-44.

39. Карленков А.А., Бурдин В.Е., Лотарь В.Н. Математическая модель динамической нагруженности привода струговой установки. Математические методы и вычислительная техника в горном деле: научные сообщения. М.: ИГД им.А.А.Скочинского, 1989.- с.35-41.

40. Ковалевский В.Ф., Железняков Н.Т., Бейлин Ю.Е. Справочник по гидроприводам горных машин. М.: Недра, 1973. - 504 с.

41. Красников Ю.Д., Прушак В.Я., Щерба В.Я. Горные машины: Учеб. пособие. Минск: Высшая школа, 2003. - 148 с.

42. Лавренчик В.Н. Постановка физического эксперимента и статическая обработка его результатов: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1986. -272 с.

43. Маховиков Б.С. Гидротурбинный привод горных машин. — Л.: ЛУ, 1985. 208 с.

44. Маховиков Б.С. Динамика приводов горных машин с гидротурбинными двигателями и стабилизация их нагрузок: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук 05.05.06. М.: МГТИ, 1988. - 30 с.

45. Маховиков Б.С., Кабанов О.В., Ютассен В.В. Гидропривод горных машин. Методическое указание по курсовому проектированию. — СПб.: СПГТИ (ТУ), 1993.-50 с.

46. Менжулин М.Г. Развитие трещин при разрушении горных пород. Тез. докл. международного симпозиума по проблемам прикладной геологии, горной науки и производства. СПб: СПГТИ (ТУ), 1993. - С.39-44.

47. Моделирование разрушения углей режущими инструментами // Монография / Под ред. Ю.Д. Красникова М.: Наука, 1981. - 181 с.

48. Наместников Ю.И., Дементьев А.И. Шахтные испытания агрегата АГК-8. М.: Уголь, 1988. - №1, С.46-49.

49. Некрасов С.С. Сопротивление хрупких материалов резанию. — М.: Машиностроение, 1971. 181 с.

50. Никулин В.А., Роголев П.В. Экспериментальные исследования эластичных резцовых дисков комбайна «Караганда -7/15» // Сб. «Механизация и автоматизация горных работ»: труды Гипроуглемаша. — М.: Машиностроение, 1975. — №9.

51. OCT 12.44.093-77. Комбайны очистные. Расчет максимальных нагрузок. Методика.

52. ОСТ 12.44.258-84. Комбайны очистные. Выбор параметров и расчет сил резания и подачи на исполнительных органах. Методика. — М.: Министерство угольного машиностроения, 1986.

53. Падуков В.А. Горная геомеханика: Учеб. пособие. СПб: СПГГИ (ТУ), 1997.- 134 с.

54. Партон В.З. Механика разрушения: от теории к практике. — М.: Наука, 1990.-240 с.

55. Позин Е.З. Методические основы исследования процессов разрушения угля механическим способом // Разрушение углей и горных пород: научные сообщения. М.: ИГД им.А.А.Скочинского, 1989. - С.4-13.

56. Позин Е.З. Предпосылки развития научных основ разрушения угольных пластов для создания новых поколений выемочных машин // Изв. М.: ИГД им.А.А.Скочинского, 1991.-№1, С.126-129.

57. Позин Е.З. Сопротивляемость углей разрушению режущими инструментами. М.: Наука, 1972. - 240 с.

58. Позин Е.З., Меламед В.З., Азовцева С.М. Измельчение углей при резании. М.: Наука, 1977. - 139 с.

59. Позин Е.З., Туяхов JI.C. Анализ структурных особенностей процесса резания угля применительно к моделированию динамических нагрузок на ЭЦВМ. Научные труды. -М.: ИГД им.А.А.Скочинского, 1973. -Вып.113, С.91-100.

60. Позин Е.З. и др. Разрушение углей выемочными машинами / Е.З.Позин, В.З.Меламед, В.В.Тон. М.: Недра, 1984.-288 с.

61. Протасов Ю.И. Разрушение горных пород. 3-е изд., стер. - М.: МЕТУ, 2002.-453 с.

62. Разумняк Н.Л., Мышляев Б.К. Развитие технологий и средств комплексной механизации очистных работ для отработки пологих угольных пластов. — М.: Уголь, 2001.-№ 1.

63. Рац М.В., Чернышев С.Н. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород. М.: Недра, 1970. - 164 с.

64. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Ю. Кинетическая природа прочности твердых тел. М.: Наука, 1974. - 560 с.

65. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. М.: Недра, 1984. - 359 с.

66. Родин Р.А. Влияние скорости воздействия нагрузки на сопротивляемость разрушению образца горной породы // Известия высших учебных заведений. М.: Горный журнал, 1993. - №1, С.6-12.

67. Родин Р.А. О механизме росте трещины при разрушении упруго-хрупкого тела // Известия высших учебных заведений. М.: Горный журнал, 1991. -№10,С.5-12.

68. Романов П.Д., Малышев В.П., Куракин А.И. и др. Шахтные испытания агрегата АФГ / В кн.: Горные машины и автоматика. М.: ЦНИЭИуголь, 1974. -Вып.8, С.8-12.

69. Солод В.И., Куракин А.И, Шевченко В.И. Определение параметров дос-тавочного органа фронтального агрегата АФГ // Известия высших учебных заведений. М.: Горный журнал, 1977. - №12, С.76-79.

70. Трухин П.М., Ким О.В., Орлов В.Ф. и др. Научно-технический прогресс в области безлюдной выемки угля в СССР: Обзор / ЦНИЭИуголь. 1984. - 34 с.

71. Тужиков В.Ф., Задков Д.А. Кинематические схемы механизмов резания выемочных модулей фронтальных комплексов. // «Неделя горняка», Горный информационный аналитический бюллетень. М.: МГГУ, 2003. - Т.5, С. 142-144.

72. Фролов А.Г. и др. Исследование новых систем и средств механизации узкозахватной выемки полезных ископаемых. М.: 1970. — 90 с.

73. Фролов А.Г. К методике решения задачи увеличения выхода крупных классов и уменьшения пылеобразования при добыче угля // Научные сообщения. — М.: ИГД им.А.А.Скочинского, 1972.-Вып. 100, С.152-161.

74. Фролов А.Г. О влиянии скорости соударения резцов выемочных машин с углем на выход мелких классов и на пылеобразование // Научные труды. М.: ИГД им.А.А.Скочинского, 1973. - Вып. 113, С.68-74.

75. Фролов А.Г., Сорокин В.П. Изменение усилий резания угля в зависимости от направления трещин в массиве // В сб. «Научные сообщения», вып. 125. -М.: ИГД им.А.А.Скочинского, 1974. С.38-41.

76. Фронтальный очистной агрегат: П.И. 2224111 РФ/ Е.И.Винников, В.В.Габов, Э.А.Загривный, Н.М.Иванов, В.Ф.Тужиков. № 2002115877; Заявл. 13.06.02; опубл. 20.02.04. - Бюл. №5, 16 с.

77. Хургин З.Я., Левинц Г.М., Земскова О.П. Методика статистической об-рабтки случайных процессов на ЭВМ. М.: ИГД им.А.А.Скочинского, 1976. -27с.

78. Шкуратник В.Л. Измерения в физическом эксперименте: Учеб. для вузов. М.: Издательство Академии горных наук, 2000. - 256 с.

79. Щербань А.Н. и др. История технического развития угольной промышленности Донбасса: Т. 1-2. Киев: Наукова думка, 1969.

80. Ягодкин Г.И. О влиянии механизации очистных работ на производительность труда // Научные труды. М.: ИГД им.А.А.Скочинского, 1983. -Вып.223, С.75-78.

81. Evans I., Pomeroy C.D. The strenht, fracture and workability of coal. Perga-mon Press Ltd. Oxford: 1968.

82. Gregor M. Der Einfluss von Schnittgeschwindikeit, beim Zerspanen von Kohle. Gluckauf. 1969. -№1.