Теоретическое обоснование и определение параметров машины для щелевой разгрузки массива

Соколов, Дмитрий Юрьевич

Горные машины

автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Теоретическое обоснование и определение параметров машины для щелевой разгрузки массива

кандидата технических наук: Соколов, Дмитрий Юрьевич
город: Кемерово
год: 2000
специальность ВАК РФ: 05.05.06
цена: 450 рублей

Диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению на тему «Теоретическое обоснование и определение параметров машины для щелевой разгрузки массива»

Автореферат диссертации по теме "Теоретическое обоснование и определение параметров машины для щелевой разгрузки массива"

РГб од

;:: . о

На правах рукописи

СОКОЛОВ Дмитрий Юрьевич

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МАШИНЫ ДЛЯ ЩЕЛЕВОЙ РАЗГРУЗКИ МАССИВА

Специальность 05.05.06 - горные машины

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 2000

Работа выполнена в Кузбасском государственном техническом университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Нестеров В. И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Герике Б. Л.

кандидат технических наук, доцент Шевелев Ю. А.

Ведущая организация - ОАО «КузНИИшахтострой»

Защита диссертации состоится 28.12.2000 г. в 1300 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 Кузбасского государственного технического университета

Автореферат разослан 28 ноября 2000 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета " .

Д063.70.01. ,

доктор технических наук, -

профессор - ' ^Б. А. Александров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. С ростом глубины разработки угольных шахт увеличивается горное давление и вместе с ним возрастает актуальность проблем, связанных с управлением состоянием массива пород вокруг выработок. Эффективность горных работ в значительной степени зависит от состояния подземных горных выработок, поддержание которых в, безопасном эксплуатационном состоянии требует выполнения трудоемких и дорогостоящих работ.

Горнотехнические факторы в значительной степени влияют на механизм и интенсивность проявлений горного давления и газовыделения. Изменяя технологию или технологические параметры ведения горных работ, можно управлять геомеханическими процессами: изменением напряжений, деформаций, смещений и разрушений в горных породах, примыкающих к подготовительным и очистным выработкам.

Повышение устойчивости выработок может быть достигнуто путем рационального их расположения, выбора способов охраны и поддержания выработок, обеспечивающих минимальные затраты на их ремонт, и применения мероприятий по повышению прочности пород и снижению напряжений. Методы повышения устойчивости выработок разнообразны и диктуются большим диапазоном горно-геологических и горнотехнических условий.

Важность правильного выбора, совершенствование способов и средств активного управления горным давлением в приконтурном массиве с целью повышения устойчивости выработки в сложных горно-геологических условиях обусловлена рядом причин, характеризующихся все более ощутимыми экономическими последствиями, а также катастрофическими событиями, сопровождающимися нередко человеческими жертвами.

Выбор рационального способа или сочетания способов управления горным давлением выполняется на базе прогноза устойчивости пород в горных выработках. Характерной особенностью горных пород Кузбасса является то, что в исследованных массивах более 60% пород относятся к породам средней и выше средней прочности. Высокие упругие свойства подавляющего большинства углевмещающих пород бассейна указывают на довольно большую удароопасность в условиях предельного напряженного состояния. С переходом на нижние горизонты следует ожидать значительное повышение удароопасности, особенно при проведении выработок в зоне влияния очистных работ.

Одним из направлений обеспечения устойчивости горных выработок и снижения опасных динамических проявлений горного давления является использование локальных способов управления при отработке призабойной части угольного и породного массива, приводящих к снижению уровня напряжений за счет щелевой разгрузки массива. Существующие локальные способы разгрузки массива из подготовительных и очистных выработок и мероприятия для их реализации имеющимися средствами требуют больших затрат времени и не совмещены с процессами проходки (выемки). Вопросы устойчивости выработок, проводимых в сложных условиях, не решенные на стадии проектирования и проведения, приводят к значительным затратам по их поддержанию в безопасном эксплуатационном состоянии в последующем.

В этой связи представляются актуальными исследования, направленные на разработку специального оборудования по образованию в приконтурном массиве разгрузочных щелей большой длины и высоты, обеспечивающего в комплексе разрушение, погрузку-удаление разрушенной массы из щели, доставку-закладку материала в выработанное пространство щели, проводимые одновременно или с небольшим отставанием (опережением) от проходческих (очистных) работ.

Цель работы- теоретическое обоснование и определение геометрических, кинематических и силовых параметров гибкого става, направленные на создание маши-

ны для щелевой разгрузки массива, обеспечивающей снижение динамических проявлений горного давления на стадии проведения выработки для повышения ее устойчивости .

Идея работы заключается в использовании фронтального способа нарезания щели в тупиковом забое за счет объединения выемочного и доставочного органов машины одной несущей базой в виде управляемого гибкого става, что позволяет в комплексе обеспечить эффективное разрушение, погрузку-удаление разрушенной массы из щели, доставку-закладку материала в выработанное пространство щели на стадии проведения выработки.

Задачи исследований:

установить влияние параметров щелей на напряженное состояние и смещения в приконтурном массиве в конкретных горно-геологических условиях для обоснования расположения, количества и параметров щелей, необходимых для эффективного управления свойствами и состоянием массива с целью снижения уровня напряжений -разгрузки пород;

обосновать и определить геометрические параметры щеленарезной машины, включающей выемочные и доставочные органы, объединенные одной несущей базой, позволяющей образовать в массиве щели большой длины и высоты для реализации различных технологических требований;

исследовать возможности управления щеленарезной машиной фронтального действия в тупиковом забое щели в плоскости пласта и обосновать параметры гибких элементов, осуществляющих подачу гибкого става;

установить особенности транспортирования материала винтовым конвейером в кожухе гибкого става с боковым пазом и обосновать режимные и геометрические параметры, винтов для погрузки-удаления разрушенной массы и доставки-выгрузки закладочного материала.

разработана оригинальная компоновочная схема состоящей из отдельных секций щеленарезной машины, включающей выемочные и доставочные органы, объединенные одной несущей базой в виде гибкого става;

управляемость щеленарезной машины фронтального действия в плоскости пласта в тупиковом забое щели достигается гибкими элементами, позволяющими реализовать необходимую подачу машины на забой щели до 0,3 м и усилие подачи на режущем органе до 30 кН при расчетной нагрузке до 300 кН при технически приемлемых значениях тяговых усилий на канате 7=3400; 2000; 1200 кН и усилий пружин 5=90; 105;

120 кН при длине секции /=1; 2; 3 м, соответственно, для нарезания щели высотой /7=1,0 м и длиной L=10 м;

рациональные режимные параметры винтов выбираются в зависимости от выполняемых операций: равномерное и установившееся движение при погрузке-удалении разрушенного угля возможно при числе оборотов в минуту винта л=90; 130; 100; 90; 80 об/мин; винтовое движение закладочного материала по желобу с последующей выгрузкой через верхние разгрузочные окна возможно при п>300; 210; 180; 150; 140 об/мин для винтов радиуса R=0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0, 5 м, соответственно.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций лодтверждается:

корректной постановкой теоретических задач и строгостью применяемых методов, основанных на классических положениях аналитической механики, теории упругости, математической физики;

полной сходимостью результатов математического моделирования с имеющимся для частных случаев точным аналитическим решением поставленных задач;

использованием современных достижений в области компьютерного моделирования.

Научная новизна работы:

установлено, что разгрузочная щель большой длины L=5; 10; 15; 20 м и высоты /7=0,3-1,0 м полностью снимает напряжения Су по горизонтальной оси выработки на всю длину щели; по вертикальной оси- на расстоянии от контура, равном примерно половине длины щели, независимо от высоты щели;

компоновочная схема щеленарезной машины, состоящей из отдельных секций, включающей выемочный и доставочный органы, объединенных одной несущей базой в виде гибкого става, позволяет использовать машину в широком диапазоне горногеологических и горнотехнических условий и обеспечить непрерывность и эффективность выполнения основных технологических процессов;

впервые установлены аналитические зависимости, необходимые для расчета геометрических и силовых параметров гибких элементов, обеспечивающих управляемость щеленарезной машины фронтального действия в плоскости пласта в тупиковом забое щели;

впервые установлена аналитическая связь ме>еду геометрическими и режимными параметрами винта конвейера, углом наклона оси конвейера к горизонтали, свойствами транспортируемой частицы и углом отклонения ее от плоскости, перпендикулярной оси вращения винта, принятым в качестве критерия транспортирования винтовым конвейером, что позволяет конкретизировать рациональные режимные параметры винта определенной геометрии в соответствии с операциями погрузки-доставки разрушенного угля или доставки-выгрузки закладочного материала и обеспечить эффективную работу винтовых конвейеров машины.

Личный вклад автора заключается в аналитическом обосновании принципа действия и параметров щеленарезной машины. Для этого

установлена аналитическая зависимость тягового усилия каната при равновесии и движении става машины от требуемого усилия подачи на режущем органе, расчетной нагрузки, величины подачи на забой, глубины забоя щели при различной ширине и длине секции гибкого става;

получена аналитическая зависимость удлинения каната от тягового усилия и геометрических параметров каната с учетом его вязкости для определения хода гидроцилиндра, необходимого для достижения требуемой подачи гибкого става на забой щели различной высоты и длины;

выявлена аналитическая зависимость восстанавливающей силы пакета пружин, необходимой для выпрямления машины, от расчетной нагрузки, величины подачи на

забой, глубины забоя щели при различной ширине и длине секции гибкого става;

предложен графический способ определения необходимой толщины диска тарельчатой пружины по заданным значениям диаметра пружины, деформации пакета пружин и общей нагрузки в пакете, полученный на базе аналитических исследований и реализованный методом компьютерного моделирования;

установлена аналитическая зависимость между геометрическими и режимными параметрами винта конвейера, углом наклона оси винта, свойствами транспортируемой частицы и углом отклонения, принятым в качестве критерия транспортирования винтовым конвейером; • „.

определены рациональные режимные параметры винта определенной геометрии в соответствии с операциями погрузки-доставки разрушенного угля или доставки-разгрузки закладочного материала, необходимые для эффективной работы винтовых конвейеров машины. . ...

Практическое значение работы заключается в том, что полученные аналитические зависимости позволяют: ' .

осуществить выбор параметров щеленарезной машины, образующей полости больших размеров, необходимые для эффективного управления свойствами и состоянием массива в конкретных горно-геологических условиях и реализации различных технологических требований;

разработать рациональные компоновочные схемы и создать работоспособные образцы щеленарезной машины в широком диапазоне ее геометрических и силовых параметров;

создать методику расчета геометрических и силовых параметров гибкого става машины;

осуществить выбор режимных параметров винтовых конвейеров при определенных геометрических параметрах для регулирования характера транспортирования материала при выполнении различных операций; возможность транспортирования материала винтовым конвейером, заключенным в закрытый кожух гибкого става, под углом к горизонту позволяет адаптировать машину к условиям применения на наклонных и крутых пластах.

Реализация работы. Результаты исследований включены в рабочие программы курсов «Горные машины и комплексы» и «Проектирование и конструирование горных машин и комплексов»для студентов специальности 170100 «Горные машины и оборудование» и реализованы при эксплуатации экспериментальной лабораторной установки, используемой для исследовательских работ, и в учебном процессе.

Апробация работы. Работа и ее отдельные части докладывались на ежегодных научных конференциях Кузбасского государственного технического университета (г.Кемерово, 1998-2000 гг.), на научно-техническом семинаре по предварительной экспертизе диссертаций КузГТУ (2000 г.). на научном семинаре в Институте угля и углехи-мий СО РАН.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 6 научных работах.

Объем работы. Диссертация изложена на 212 страницах, состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения, содержит 66 рисунков, 40 таблиц и список литературы из 104 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе работы приведен анализ факторов, влияющих на устойчивость горной выработки; обзор способов и средств управления свойствами и состоянием массива; определены объемы и перспективы применения способов разгрузки пород.

Существенный вклад в создание научных основ, разработку способов и средств активного управления горным давлением в массиве внесли И. В. Баклашов, А. А, Борисов, Н. С. Булычев, Г. И. Грицко, А Н. Динник, П. В. Егоров, Ж. С. Ержанов, А. Н. Зо-

рин, Б. А. Картозия, Г. Н. Кузнецов, М. В. Курленя, А. Н. Линьков, И. М. Петухов, Н. Г. Протосеня, Г. Н. Савин, В. С. Сажин, О. И. Чернов, И. Л. Черняк, С. А. Христианович, Е. И. Шемякин, О. Якоби и многие другие.

Проведенный анализ существующих способов и средств активного управления горным давлением показал, что для повышения устойчивости горных выработок применяется наряду с другими и локальная щелевая разгрузка. Локальное управление массивом в целях его разгрузки осуществляется бурением коротких опережающих дегазационных скважин, торпедированием призабойной части пласта, камуфлетным взрыванием, образованием разгрузочных полостей и щелей, гидроотжимом, гидроразрывом.

Влияние щелей, расположенных в почве, кровле, боках выработки, на напряжения в приконтурном массиве изучалось многими исследователями: Г. В. Бабиюк, А. И. Ворожищев, В. А. Винников, Н. 3. Галаев, В.И. Городниченко, В. П. Зубов, Л. А. Исаков, Н. Н. Кайдалов, С. А. Константинова, Т. Ф. Пепеляева, В. А. Полухин, Ю. И. Протасов, В. И. Пискунов, И. Ф. Саврасов, Г. А. Симанович и другие. Для этого использовались аналитические методы в комбинации с моделированием горного давления вокруг поперечного сечения горной выработки электрическими полями на электропроводной бумаге; поляризационно-оптический метод на упругих моделях на основе эпоксидной смолы.

Анализ состояния вопроса показал, что:

щелевой метод снижения концентрации напряжений в приконтурном массиве является эффективным средством при решении вопроса повышения устойчивости выработки, он применяется и для снижения удароопасности;

щель отодвигает максимум напряжений в глубь массива с одновременным увеличением несущей способности пород, уже при глубине щели, равной диаметру выработки, напряжения на контуре выработки снижаются в 10 раз;

осуществление мероприятий по разгрузке приводит к большим затратам времени и не совмещено с процессами проходки (выемки) и погрузки, а, как показывает опыт, вопросы устойчивости выработок, проводимых в сложных условиях, не решенные на стадии проектирования и проведения выработки, приводят к значительным дополнительным затратам по ее подержанию в безопасном эксплуатационном состоянии;

существующие локальные способы разгрузки массива из подготовительных и очистных выработок и мероприятия для их реализации не приносят ожидаемого эффекта в связи с полным отсутствием должных и несовершенством применяющихся средств механизации; специальное оборудование для образования полостей большого диаметра и длины в приконтурном массиве не выпускается;

объем имеющихся исследований влияния размеров разгрузочных полостей на напряжения и смещения в приконтурном массиве недостаточен, а форма полученных зависимостей неприемлема для использования полученных результатов в широком диапазоне горно-геологических и горнотехнических условий проведения подготовительных и очистных выработок.

На основе анализа состояния вопроса была определена цель и поставлены задачи исследований.

Во второй главе работы приведены результаты аналитических исследований по установлению влияния количества, расположения и параметров разгрузочных щелей на величину напряжений и смещений в приконтурном массиве, являющиеся основой для определения геометрических параметров щеленарезной машины.

Определение напряженного состояния в приконтурном массиве, представленном упругой, однородной, изотропной средой, как решение задачи о напряженном состоянии, возникающем в бесконечной невесомой плоскости, имеющей отверстие заданн<зй формы, (соответствующей контуру выработки) при условии, что на бесконечности дей-

ствуют известные 'Сжимающие напряжения, осуществлялось методами линейной теории упругости. .

Математическая модель массива представлялась системой дифференциальных уравнений теории упругости, выражающих взаимосвязь напряжений, деформаций и перемещений упругого тела с теми'или иными силовыми воздействиями. Решение линейных задач напряженно-деформированного состояния среды с линейно-упругой связью напряжений и деформаций обеспечивалось методом конечных элементов (МКЭ). Присоединение физических соотношений к системе уравнений определило условие замкнутости данной системы. Условие сплошности удовлетворено тем, что элементы массива в процессе деформирования области не теряют контакта друг с другом в узловых точках. Размеры массива назначались, исходя из ожидаемого характера напряженно-деформированного состояния таким образом, чтобы задаваемые граничные условия мало влияли на результаты. Было установлено, что увеличение рассматриваемой области не повышает точности решения, так как при разбиении области на конечные элементы на долю границы выработки приходится малое количество элементов и, соответственно, незначительная информация о напряженно-деформированном состоянии на границе выработки. Система и масштаб единиц при задании сил, модулей и плотности выбирались едиными. В этом же масштабе получено и решение. Массив принимался невесомым, а нагрузка от собственного веса пород на отметке расположения оси выработки переносилась на границы области. Система связей (заданных перемещений) исключала свободное движение области в поле координат.

Решение системы дифференциальных уравнений в частных производных, удовлетворяющей заданным граничным и начальным условиям, определило напряженное состояние.среды, находящейся под действием системы внешних сил.

При граничных условиях оу= 12 МПа, с>=6 МПа (коэффициент бокового давления А=0,5), высоте щели, равной 0,4 и 1,0 м, и длине щели 5, 10, 15 и 20 м рассматривались три варианта: две щели расположены симметрично по бокам квадратной выработки; одна щель расположена симметрично относительно кровли и почвы по боку., квадратной выработки; квадратная выработка с разгрузочной щелью, пройденной по верху пласта (всего 26 моделей).

Для проверки сходимости МКЭ рассматривалась область с круглой выработкой^ сопоставлялись результаты численного решения с точным аналитическим решением (Кирш) задачи о.распределении напряжений вокруг круглого отверстия. Сопоставление результатов, подтверждает высокую точность метода.

В результате моделирования напряженного состояния массива вокруг выработки, разгруженной одной или двумя щелями, расположенными по бокам выработки, получены зависимости напряжений и смещений в массиве от параметров щели: высоты 0,4 м и 1,0 м и длины 5,10,15 и 20 м (рис.1). Установлено, что сжимающее напряжение сту=-20 МПа на контуре выработки без щели полностью снимается двумя щелями в боках выработки на расстояниях от контура, равных длине щели. При этом влияние высоты щели, равной 0,4 м или 1,0 м, практически не сказывается на величине напряжений. Смещения на контуре в большей степени зависят от длины щели и с ее увеличением возрастают и в меньшей степени - от высоты.

Анализ результатов моделирования напряженного состояния массива вокруг выработки, разгруженной щелью, позволил сделать следующие выводы:

-.. принятая математическая модель массива, реализуемая методом конечных элементов, имеющим высокую сходимость с точными аналитическими способами расчета, позволяет установить влияние количества, расположения и параметров разгрузочных щелей на величину механических напряжений и смещений в горном массиве;

основная цель щелевой разгрузки массива: ускорение смещений пород и формирование зон пластических деформаций и разрушения - может быть достигнута пра-

3(3 х,м

X, м

ух, мм

-20

-40 -60

-80 Рис.1

30 х, м

2 6 } | 11

<7 / //

4'" У у/ 1

5 Л 9 , }

)х, м

Напряжения и смещения в массиве с квадратной выработкой (кривые 1);

с выработкой, разгруженной двумя горизонтальными щелями; длиной 1=5, 10,15,20 м и высотой Н=0,4 м (кривые 2-5, сплошные); длиной 1=5, 10, 15, 20 м и высотой 1,0 м (кривыеб-Э, штриховые)

вильным подбором способа (расположение, количество и параметры щелей) при наличии соответствующего этим условиям средства разгрузки;

данные моделирования массива можно применять при выборе параметров разгрузочной щели, обусловленных технологической целесообразностью,, которые, в свою очередь, являются основой для определения геометрических параметров средства щелевой разгрузки массива;

чтобы уменьшить напряжения на контуре выработки и, в то же время, избежать возникновения значительных смещений, выемка щели должна производиться с ее одновременной закладкой, такая технология позволяет использовать щель для утилизации разрушенной горной массы;

кутковая часть щели является сильным концентратором напряжений, величина которых зависит от формы кутка; для средства щелевой разгрузки, во избежание возможности защемления " хвостовой" части рабочего органа в отрабатываемом пространстве, следует предусмотреть устройство, оформляющее, куток рациональной формы.

Задача по образованию полости большой высоты и длины должна решаться в комплексе: разрушение массива, погрузка и транспортирование разрушенной массы при необходимости - возможность закладки выработанного пространства щели. Имея такое оборудование можно осуществлять не только разгрузку массива, но и селективную выемку.

Этим условиям отвечает щеленарезная машина, включающая выемочные и доставочные органы, объединенные одной несущей базой в виде гибкого става. Компоновочная схема и принцип действия машины поясняются поперечным сечением ее рабочего органа (рис.2) и расчетной схемой (рис.3). К конструкции машины, предназначенной для работы в режиме послойного фрезерования с возможностью изменения направления выемки, предъявляется дополнительное требование:, симметричность конструкции рабочего органа относительно плоскости, проходящей через ось става и совпадающей с направлением подачи на рабочее пространство. Загрузка винтового конвейера 3 осуществляется четырьмя симметричными отвальными поверхностями корпуса струга 1 и подрезными ножами 5, зачищающими почву под кожухом. Окно, через которое происходит загрузка, расположено между направляющими балками 2 по всей длине става.

Закладка выработанного пространства щели совмещена в технологическом процессе с выемкой благодаря наличию второго винтового конвейера 4, заключенного в кожух гибкого става 6.

Существенное отличие описанной конструкции от струговых выемочных машин на базе скребковых конвейеров заключается в том, что транспортируемый материал перемещается в замкнутом пространстве кожуха гибкого става.

Транспортируемый винтом 3 материал поступает к разгрузочному устью и выгружается на скребковый конвейер 7, расположенный в выработке. Тупиковый торец щели оконтуривается отрезным диском 9, который установлен на оси винта. Отстающий по ходу выемки.винтовой конвейер 4 загружается закладочным материалом, поступающим от конвейера 8 через торцевое окно в кожухе, и подает его в выработанное пространство щели. Наличие продольного паза по всей длине кожуха гибкого става обеспечивает последовательное заполнение выработанного пространства, начиная от устья и до тупиковой части щели.

Привод винтовых конвейеров и струга находятся в корпусе машины 10. Там же расположен гидравлический механизм подачи, обеспечивающий фронтальную передвижку става и управление им в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (по гипсометрии пласта и в плоскости пласта) при помощи гибких натяжителей, размещенных в четырех трубчатых направляющих.

7 10

'55Г

аас*

рг> в-£л» о \ , « О-

«? V

Л?.-

-ео-.

Р с ¡о

Л о . . "С8/'

• О.во'

ео« .с ев-

.01® '.

»Р • о ао\

(В с о-Сроо\

вез

■оо

ьс

■111.1 1^-4! 1:

за:

Рис. 2 Вариант технологической схемы ведения проходческих работ с разгрузкой массива щеленарезной машиной

4 3

7777777

"а \\\

, \

* А1

2 1

А2

\Ф:\

Г<?1 А

Рис. 3Расчетная схема гибкого става

Гибкий став машины (рис. 3) состоит из отдельных секций, шарнирное соединение которых позволяет им поворачиваться друг относительно друга как в плоскости щели, так, при необходимости, и в перпендикулярной к ней плоскости. Такое конструктивное решение позволяет управлять машиной в тупиковом забое щели. Подача машины на забой осуществляется тяговыми канатами 4, пропущенными по трубчатым направляющим 3 вдоль всей длины става. Натяжение канатов осуществляется гидродомкратами, расположенными в выработке. Выпрямление машины происходит за счет восстанавливающих усилий гибких элементов 1, получивших предварительное сжатие при прямом ходе машины. В качестве гибких элементов используются тарельчатые пружины, которые устанавливаются меаду секциями гибкого става.

Схема работы машины создает предпосылки для поточной технологии выемки-закладки при нарезании щели.

В третьей главе представлено аналитическое обоснование принципа действия оригинальной конструкции щеленарезной машины, базой которой является гибкий став. С его помощью осуществляется подача машины на забой щели, транспортирование разрушенного угля и закладочного материала. Недоступность к секциям гибкого става в тупиковом забое щели накладывает определенные требования к точности величин хода штока гидродомкрата для создания необходимой величины подачи машины на забой; усилий тяговых канатов для осуществления требуемого усилия подачи на забой; усилий пружин для выпрямления гибкого става.

На рис. 3 представлена расчетная схема гибкого става машины. Для расширения диапазона применения машины гибкий став можно компоновать из секций различной длины /= 1; 2; 3 м. При натяжении канатов пакет пружин между секциями деформируется на величину Д, а гибкий став подается на забой на величину Л. Аналитически установлена зависимость величины подачи става на забой от длины / и ширины В секции става, угла поворота 91 секций друг относительно друга, количества секций п, необходимых для набора глубины щели, в виде

И = ук-В = 1—^-т ' К -- - 2В Бт {п<р 1 /2) (1)

зт{<Р] /2)

Решить обратную задачу: определить угол поворота р(=Д/В, а, следовательно, деформацию пакетов пружин и величину хода штока гидродомкрата подачи, по заданной величине подачи на забой в символьной форме невозможно. Поэтому задача решалась численно, а результаты решения представлены в виде справочных таблиц по определению величины подачи в широком диапазоне входных параметров: В, I, I, п, Д.

Аналитически установлена величина восстанавливающей силы пакета пружин, необходимая для выпрямления гибкого става в виде

Рупр = / / 2), (2)

тде^ коэффициент трения скольжения;

0=30/8 - расчетная нагрузка;

/С=5/И(П^/2)/5/^/2); со^ а-12 /{¡2+В2} 1%а = В/1.

Ап=и1 + п2зт(ср1 /2)/соэ2а + и2; И1 = п2 + к2 -2пксоз({п-^¡/2),

и2 = и [/£« (яип<р!-п$т<р1)+2 («л2{пер,/2)-зт2

Тяговое усилие каната, необходимое для подачи гибкого става на забой, создания усилия подачи на режущем органе У и на сжатие пружин при равновесии става, определилось в виде

Т = пЕ

упр

2В

.1 .217 + 1 . <£>/ . 2 п 1 , _ . / . . „ .

—-—<р1зт — ~31п —ср1у2в1п (р1!2~пВзгпп(р1

(9)

рдоб = ф!т12

/ 8 ят 2 {<р I /2), (10)

При условии равномерной подачи гибкого става на забой получена добавочная динамическая составляющая усилия каната

Г К дЛ 1 N ~

V ___ V А„

где т- масса секции става. При скорости подачи каната м/мин и глубине щели 1=10 м значения добавочного усилия каната составляют 1,24% при I =2 м и 14% при /=1м от величины Т.

Аналитические расчеты предлагаемой конструкции на основе гибкого става подтвердили, что необходимые подачу на забой и усилие подачи на режущем органе возможно реализовать при технически приемлемых значениях тяговых усилий каната и усилий тарельчатых пружин, осуществляющих выпрямление машины.

Для достижения требуемой подачи гибкого става на забой необходимо знать точную величину хода штока гидроцилиндра, которая складывается из величин сокращения става Л/=лд и удлинения каната и, причем последнее сопоставимо по величине с дI, если не больше его в несколько раз.

Для определения процессов, возникающих при движении гибкого става, канат представлен в виде упруго-вязкого стержня. Вязкость каната // учитывалась внутренним сопротивлением, пропорциональным скорости деформации. Решено дифференциальное уравнение, представляющее продольные колебания горизонтального стержня под действием постоянной вынуждающей силы ^х,, приложенной к его незакрепленному концу и отнесенной на единицу длины, в виде

д\д2и _

&2и

--а

1+Р

дг)дх2

-Л*А

си)

где а = £!РУщ-Е/ р- характеристика каната. Решение уравнения принимает вид и=г/;+иг. Удлинение каната при его собственных колебаниях и* равняется

Г \ г

8пЕР

ег/

х + М-1

-Л + ЙГ/ + /

■- +еф—7=====

рма21) [ у2//а2/

(12)

где еф)- специальная фунция.

Удлинение каната иг при вынужденных колебаниях равняется при р < 41 / аяп ,п=1,3,5...

«¿(^.О =

8Р1 у(-1){п'1}/2

21 1

сох А у,г + —втАм 2у

1Ри М > 41 / апп 8Р1

и2(х,() =

2 ^ „2

ьт-

7ШХ

А ' 1 сИА сМ + — 5 НА Ш 2У

(13)

,(14)

де А = ат/21;у = ф-(^4/2)2 ;со = ]{цА/2)2 -/.

(15-17)

При /¿=0 (упругий канат) получаем удлинение в виде

, ч 8Р1 г (-У)^)72 . та. ,

иД*.0 = 2, -— 2-¡т—-(1-созА1), (18)

Е^Рп п=1,3,5... п* 21

что совпадает с результатами исследований, выполненных для упругого стержня А. Н. Крыловым, В. А. Светлицким, Н. С. Котляковым, и подтверждает, косвенно, установленные аналитические зависимости.

Доля удлинения каната и, за счет собственных колебаний составляет 0,27-0,78% от общего удлинения каната в установившемся положении и при расчетах подачи ею можно пренебречь. Расчеты показали, что при изменении коэффициента ц в широком диапазоне 1,5 - 560}- 1С4 величина удлинения каната практически не изменяется. В установившемся положении удлинение каната с учетом его вязкости больше статического удлинения на 1- 2%. В целом, можно констатировать, что для практических расчетов удлинение каната под действием постоянной силы в установившемся положении можно считать равным статическому удлинению.

Принимаемое для расчета усилие в пружине должно быть достаточным, чтобы возвратить изогнутый гибкий став в прямолинейное положение, не вызывая при этом излишних нагрузок на канате, сила натяжения которого зависит и от создаваемого за счет него усилия сжатия в пружинах (прямой ход).

Диаметр пружины определяется диаметром каната Ь (в силу конструктивных особенностей), поэтому оптимизировалась толщина диска э тарельчатой пружины по установленной зависимости

5 = 0,01 А - 2,083 /А + 0,25, (19)

где А =

[а^у^2 - а2А + 0,5^а3А2 - а4Ь^упрй2 + / А

(20)

щ = 861; а2 = 15625; а3 = 976562500; а4 = 103781250; а5 = 2859381-расчетные коэффициенты.

Для практических расчетов предложен графический способ выбора необходимой толщины диска пружины по заданным значениям диаметра пружины, деформации пакета пружин и общей нагрузки в пакете, полученный на базе аналитических исследований и реализованный методом компьютерного моделирования.

Результаты аналитического обоснования принципа действия предлагаемой конструкции служат предпосылкой для создания экспериментального образца машины и планирования экспериментальных исследований.

Определен алгоритм определения геометрических, кинематических и силовых параметров гибких элементов, являющийся основой для разработки методики расчета управляемого гибкого става машины.

В четвертой главе работы выполнен анализ транспортирующей способности винтовых конвейеров гибкого става.

Гибкий став, являясь базовой несущей основой щеленарезной машины, одновременно служит и кожухом двух винтовых конвейеров. Один из конвейеров осуществляет частичную погрузку и транспортирование из забоя разрушенного угля, другой дос тавляет и выгружает в завал через окна по всей длине конвейера закладочный материал. В качестве критерия процесса транспортирования принимался угол отклонения тела волочения Значение угла отклонения заключается в том, что он определяет место загрузки - выгрузки основной части материала из рабочего пространства винта. Кроме режимных параметров на процесс транспортирования влияют и геометрические параметры винта: радиус Я, шаг лопасти 5, угол наклона образующей лопасти у, угол наклона оси винта р.

[Алгоритм расчета гибких элементов става машины

Горно-геологические Исходные парамет-

и горнотехнические ры: Режущий орган

условия разгрузки L, 6, Q, h, Y

Расчетная Длина Ширина Глубина

нагрузка става става подачи на

Q L=п/ в забой h

Усилие подачи на забой Y

Оптимальная осадка пакета пружин д, _угол поворота секций <Р1_

Расчет восстанавливающего усилия пружины Fynp \ Расчет тягового усилия каната Г

I ! I

Выбор геометрии D/d=2 и жесткости пружины z=f/s=1 i Выбор диаметра каната

Расчет оптимальной толщины _диска s пружины_

Проверка пружины на устойчивость Fynp<PnonH

Расчет удлинения каната _U=Ul+U2_

Расчет хода штока гидроцилиндра подачи машины на забой А1=пА+и

Рассматриваемая конструкция винтового конвейера имеет ряд особенностей, не позволяющих непосредственно использовать известные многочисленные исследования движения материала в нем. Эти особенности рассматривались на основе теорети-^ских исследований движения частицы, представленной несвободной материальной точкой, находящейся на линии пересечения двух шероховатых поверхностей: лопасти зинта и круглого желоба.

Общий случай движения точки по поверхности желоба со скоростью V, при кото-юм отсутствует циркуляция точки по лопасти винта, и точка не соскальзывает на дно келоба из положения, соответствующего углу у/, равному углу отклонения в, представши и численно решен дифференциальным уравнением движения частицы

fV{ctgy-Á)+-ÍR2i{/2 + V2 \(j/R+g cos ¡3 siniyj+ij/3 fR2-y/2 (21)

J 2ix

í(-ctgy + A)sin/3+cosPeos\¡/\-{¿¡R2t¡/2 +V2 sin fi-fVcos/3eos w] - 0,

де k=S/R;B = ctgy; A^^B2 +{k/2zf+1;p = kn/60; V=S&/2x=kRn/60; (22-26)

(ифференциальное уравнение движения несвободной частицы по линии пересечения юпасти винта и желоба гибкого става решалось методом Рунге-Кутта четвертого по-ядка.

Анализировались результаты решения дифференциального уравнения, полученные для различных режимных и геометрических параметров винта (рис.4).

В процессе транспортирования частицы выделено четыре варианта:

1) частица затягивается лопастью на некоторый угол, который остается постоянным во все время движения - равномерное движение частицы;

2) частица при первом обороте лопасти поднимается на некоторый максимальный угол, в последующем скатывается по канавке, образованной кромкой лопасти и желобом, на дно желоба, совершает колебания по дну и возвращается к некоторому установившемуся положению;

6, град 8

а) п=10 об/мин

б, град 500

400

300

200

100

в) п=170 об/мин

10- 20 ь

0,5

1 1,с

б) п=80 об/мин

е, град 500

400 300

г) п=300 об/мин

200 100

0,5

Рис. 4 Изменение угла отклонения частицы 0 во времени (при четырех оборотах винта) для винтов радиуса И^О, 1-0,5 м (кривые 1-5) с шагом лопасти ¿=2Я, углом наклона лопасти у=90°, углом наклона оси винта (3=0: а) при равномерном движении; б) при установившемся движении; в) при переходном режиме движения; в) при винтовом движении

3) частица при первом обороте попасти поднимается на некоторый максимальный угол, что соответствует I! квадранту, и хотя в последствие она возвращается к установившемуся положению, возможен ее отрыв от желоба, перебрасывание ее через зал винта, то есть циркуляция частицы;

4) частица затягивается лопастью в винтовое движение по желобу гибкого става.

Погрузка разрушенного угля осуществляется через загрузочные окна по всей

длине гибкого става щеленарезной машины. Рациональной частотой вращения винта для транспортирования погруженного в кожух гибкого става угля следует считать такую, при которой отсутствует циркуляция разрушенной массы по лопастям шнека.

Из четырех вариантов, возникающих в процессе транспортирования частицы, рекомендуются условия, благоприятные для погрузки и транспортирования угля без его дополнительного переизмельчения:

1) частица затягивается лопастью на некоторый угол в=5°-8°, который остается постоянным во все время движения при п= 10-20 об/мин -равномерное движение частицы;

2) частица при первом обороте лопасти поднимается на некоторый максимальный угол #<90°, в последующем скатывается по канавке, образованной кромкой лопасти и желобом, на дно желоба, совершает колебания по дну и возвращается к положению 0=5°-8° (п=80-190 об/мин),- установившийся режим.

Рациональной частотой вращения винта конвейера щеленарезной машины для транспортирования и выгрузки закладочного материала следует считать такую, при которой частицы поднимаются лопастями на максимальную высоту и выбрасываются через фронтальные разгрузочные окна с возможно большей скоростью в завал Щели.

Этому условию соответствует четвертый вариант транспортирования, при котором частицы затягиваются в винтовое движение по желобу гибкого става. При этом выгрузка материала происходит через разгрузочные окна, которые можно располагать в верхней части желоба - в 3 квадранте, что препятствует обратному пересыпанию материала из завала щели в желоб гибкого става. Число оборотов в минуту винта, достаточное для возникновения такого эффекта, зависит в большей мере от радиуса винта, причем чем меньше радиус, тем большую угловую скорость следует сообщить винту: так при Я=0,1 м необходимое л=300 об/мин; при /?=0,5 м достаточно'л=140 об/мин. Выбором режимных параметров винта при его определенной геометрии можно регулировать характер транспортирования материала, что обеспечивает высокопроизводительную работу винтовых конвейеров машины при погрузке-удалении разрушенного угля и доставке-выгрузке закладочного материала

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе приведено научное обоснование выбора рациональных геометрических, кинематических и силовых параметров управляемого гибкого става и винтовых конвейеров, обеспечивающее создание машины фронтального действия для непрерывного и эффективного выполнения основных технологических процессов по образованию в массиве щели большой длины и высоты, что позволяет проводить мероприятия по разгрузке массива на стадии проведения выработки.

Основные научные результаты и выводы заключаются в следующем.

1. Напряжения ау в массиве, независимо от высоты щели, полностью снимаются по горизонтальной оси выработки на всю длину щели; по вертикальной оси- на расстоянии от контура, равном примерно половине длины щели.

2. Смещения на контуре выработки с увеличением длины щели до 20 м достигают ы=+12 мм, у=-66 мм при высоте щели Л=0,4 м и 1/=-70 мм при высоте Л=1,0 м; избежать возникновения значительных смещений возможно.при выемке щели с ее одновременной закладкой.

3. Кутковая часть щели является сильным концентратором напряжений, величина которых зависит от формы кутка; во избежание возможности защемления «хвостовой» части рабочего органа в отрабатываемом пространстве, следует предусмотреть устройство, оформляющее куток щели рациональной формы.

4. Компоновочная схема машины, состоящей из отдельных секций, возможность совмещения выемочного и доставочного органов, объединенных одной несущей базой в виде гибкого става, позволяет использовать машину на стадии проведения выработки и обеспечить непрерывность и эффективность выполнения основных технологических процессов.

5. Аналитические расчеты предлагаемой конструкции подтвердили, что необходимые подачу на забой и усилие подачи на режущем органе можно реализовать при технически приемлемых значениях тяговых усилий каната \л усилий тарельчатых пружин. Так при глубине щели Юм, высоте щели 1,0 м и расчетной нагрузке Q=300 кН тяговое усилие каната 7=3400; 2000; 1200 кН; усилие пакета пружин Fynp= 90; 105; 120 кН при длине секции/=1,2, 3 м, соответственно.

6. На основе установленной аналитической зависимости предлагается для практических расчетов удлинение вязкого каната под действием постоянной силы натяжения в установившемся положении принимать равным статическому удлинению.

7. Выбор необходимой толщины диска тарельчатой пружины по заданным значениям диаметра пружины, деформации пакета пружин и достаточной для выпрямления става нагрузки в пакете, можно осуществлять графическим способом. Полученные значения толщины диска должны отвечать условиям устойчивости пружины.

8. Для регулирования характера транспортирования материала при выполнении различных операций выбираются режимные параметры винтов:

равномерное и установившееся движение при удалении разрушенного угля возможно при /1=10-190 об/мин для R=0,1 м; л=10-130 об/мин для R=0,2 м;п=10-100 об/мин для R=0,3 м; л=10-90 об/мин для R=0,4 м; /7=10-80 об/мин для R=0,5 м;

винтовое движение закладочного материала по желобу с последующей выгрузкой через верхние разгрузочные окна возможно при л=300 об/мин для R=0,1 м; п=210 об/мин для R=0,2 м; п=180 об/мин для R= 0,3 м; /7=150 об/мин для R=0,4 м; п=140 об/мин для R=0,5 м.

9. При наклонном транспортировании 03=30°) верхняя граница диапазона числа оборотов в минуту винта, при котором возможно установившееся движение, снижается на 10 об/мин (при прочих равных условиях); число оборотов в минуту, достаточное для втягивания частицы в винтовое движение, снижается на 20-30 об/мин;

10. При установившемся движении формирование тела волочения происходит в I квадранте желоба гибкого става, что не препятствует одновременной погрузке разрушенного угля через фронтальные загрузочные окна, находящиеся с противоположной стороны. Достигаемый при этом порог скорости вращения винта достаточно высок, чтобы обеспечить производительную работу конвейера по погрузке и удалению разрушенного угля.

11. Выбор режимных параметров, достаточных для того, чтобы втянуть частицу в винтовое движение, создает благоприятные условия для доставки закладочного материала по желобу с большой скоростью и его выгрузки через верхние разгрузочные окна, что препятствует обратному пересыпанию материала из завала щели в желоб гибкого става и обеспечивает эффективную работу по закладке щели.

12. Результаты аналитического обоснования принципа действия предлагаемой конструкции служат предпосылкой для создания экспериментального образца машины и планирования экспериментальных исследований. Алгоритм определения геометри-

ческих и силовых параметров гибких элементов, может служить основой для разработки методики расчета управляемого гибкого става машины.

Основное содержание работы опубликовано в следующих работах:

1. Вернер В. Н., Соколов Д. Ю. Анализ кинематических и силовых параметров щеленарезной машины./ Вестн. КузГТУ. 1999. №1. С.28-31.

2. Иванов В. В., Соколова Е. К., Соколов Д. Ю. Динамика тягового каната щеленарезной машины. Собственные колебания../ Вестн. КузГТУ. 1999. №4. С.9-13.

3. Нестеров В. И., Соколова Е. К., Соколов Д. Ю. Динамика тягового каната ще-пенарезной машины. Вынужденные колебания../ Вестн. КузГТУ. 1999. №4. С.13-17.

4. Соколов Д. Ю. Выбор упругих элементов гибкого става щеленарезной машины./ Вестн. КузГТУ. 1999. №6. С.9-11.

5. Соколов Д. Ю. К вопросу об устойчивости упругих элементов гибкого става щеленарезной машины./ Вестн. КузГТУ. 2000. №1. С.9-12

6. Нестеров В.Н., Вернер В.Н., Соколова Е.К., Соколов Д.Ю. Движение частиц материала в незамкнутом кожухе гибкого шнекового транспортера//Изв. вузсв. Горный журнал.-2000,- №5,- С.90-95.

ЛР№ 020313 от 23.12. 96г.

Подписано к печати 23.11.2000. Формат 60x84 1/16. Объем У п.л. Тираж 100 экз. Заказ Типография Кузбасского государственного технического университета, 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4а.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Соколов, Дмитрий Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Факторы, влияющие на устойчивость выработки.

1.1.1 Горно-геологические условия проведения выработок.

1.1.2 Управляемость кровли в выработках.

1.1.3 Способы управления свойствами и состоянием массива.

1.1.4 Объемы и перспективы применения способов разгрузки массива пород.

1.1.5 Объемы и перспективы применения способов разупрочнения кровли.

1.2 Напряженно-деформированное состояние массива вокруг горных выработок.

1.2.1 Методы оценки геомеханического состояния выработки.

1.2.2 Напряжения вокруг выработки.

1.2.3 Влияние разгрузочных полостей на напряжения в приконтурном массиве.

1.3 Выводы.

1.4 Цель и задачи исследований.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ЩЕЛЕВОЙ РАЗГРУЗКИ МАССИВА.

2.1 Качественное влияние разгрузочной щели на напряженно-деформированное состояние массива.

2.1.1 Выбор модели.

2.1.2 Постановка задачи.

2.1.3 Сходимость метода конечных элементов.

2.1.4 Анализ результатов моделирования.

2.2 Обоснование и определение параметров средства щелевой разгрузки массива.

2.2.1 Лабораторные исследования параметров машины.

2.2.2 Соотношение физических параметров выемочно-доставочной машины и ее модели.

2.3 Выводы.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ УПРАВЛЕНИЯ МАШИНОЙ В ТУПИКОВОМ ЗАБОЕ ЩЕЛИ.

3.1 Анализ кинематических и силовых параметров гибкого става.

3.1.1 Геометрические свойства движений точек гибкого става.

3.1.2 Условия выпрямления гибкого става.

3.1.3.Тяговое усилие каната при равновесии става.

3.1.4 Тяговое усилие каната при движении става.

3.2 Расчет тягового каната.

3.2.1 Поперечные колебания каната.

3.2.2 Продольные колебания каната.

Собственные колебания каната.

Вынужденные колебания каната.

3.3 Расчет тарельчатой пружины.

3.3.1 Определение оптимальных параметров пружины.

3.3.2 Анализ устойчивости пружины.

3.4 Алгоритм расчета гибких элементов става машины.

3.5 Выводы.

4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СДВОЕННОГО ВИНТОВОГО КОНВЕЙЕРА ГИБКОГО СТАВА ЩЕЛЕНАРЕЗНОЙ МАШИНЫ.

4.1 Дифференциальные уравнения движения частицы в кожухе гибкого става.

4.2 Выбор геометрических и режимных параметров для погрузки - удаления разрушенного угля.

4.3 Выбор геометрических и режимных параметров доставки- выгрузки закладочного материала.

4.4 Влияние кривизны гибкого става на транспортирующую способность винтового конвейера.

4.5 Выводы.

Введение 2000 год, диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению, Соколов, Дмитрий Юрьевич

Актуальность работы. С ростом глубины разработки угольных шахт увеличивается горное давление и вместе с ним возрастает актуальность проблем, связанных с управлением состоянием массива пород вокруг выработок. Эффективность горных работ в значительной степени зависит от состояния подземных горных выработок, поддержание которых в безопасном эксплуатационном состоянии требует выполнения трудоемких и дорогостоящих работ.

Повышение устойчивости выработок может быть достигнуто путем рационального их расположения, выбора способов охраны и поддержания выработок, обеспечивающих минимальные затраты на их ремонт, и применения мероприятий по повышению прочности пород и снижению напряжений. Методы повышения устойчивости выработок разнообразны и диктуются большим диапазоном горногеологических и горнотехнических условий.

Выбор рационального способа или сочетания способов управления горным давлением выполняется на базе прогноза устойчивости пород в горных выработках. Характерной особенностью горных пород Кузбасса является то, что в исследованных массивах более 60% пород относятся к породам средней и выше средней прочности. Высокие упругие свойства подавляющего большинства углевме5 щающих пород бассейна указывают на довольно большую ударо-опасность в условиях предельного напряженного состояния. С переходом на нижние горизонты следует ожидать значительное повышение удароопасности, особенно при проведении выработок в зоне влияния очистных работ.

Цель работы- теоретическое обоснование и определение геометрических, кинематических и силовых параметров гибкого става, направленные на создание машины для щелевой разгрузки массива, обеспечивающей снижение динамических проявлений горного давления на стадии проведения выработки для повышеАия ее устойчивости .

Идея работы заключается в использовании фронтального способа нарезания щели в тупиковом забое за счет объединения выемочного и доставочного органов машины одной несущей базой в виде управляемого гибкого става, что позволяет в комплексе обеспе6 чить эффективное разрушение, погрузку-удаление разрушенной массы из щели, доставку-закладку материала в выработанное пространство щели на стадии проведения выработки.

Задачи исследований; установить влияние параметров щелей на напряженное состояние и смещения в приконтурном массиве в конкретных горногеологических условиях для обоснования расположения, количества и параметров щелей, необходимых для эффективного управления свойствами и состоянием массива с целью снижения уровня напряжений - разгрузки пород; обосновать и определить геометрические параметры щелена-резной машины, включающей выемочные и доставочные органы, объединенные одной несущей базой, позволяющей образовать в массиве щели большой длины и высоты для реализации различных технологических требований; исследовать возможности управления щеленарезной машиной фронтального действия в тупиковом забое щели в плоскости пласта и обосновать параметры гибких элементов, осуществляющих подачу гибкого става; установить особенности транспортирования материала винтовым конвейером в кожухе гибкого става с боковым пазом и обосновать режимные и геометрические параметры винтов для погрузки-удаления разрушенной массы и доставки-выгрузки закладочного материала.

Методы исследований. При выполнении теоретических исследований использовались классические положения аналитической механики, теории упругости, математической физики, теории колебаний, теории оболочек. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния массива вокруг выработки, разгруженной щелью, осуществлялось методом конечных элементов с использованием современных программ. При решении дифференциальных уравнений движения частицы в кожухе винтового конвейера и волнового уравнения в частных производных, представляющего продольные колебания упруго-вязкого стержня, использовались численные методы. Результаты теоретических исследований, полученные в символьной форме, позволили применить метод компьютерного мо7 делирования и получить зависимости искомых параметров от исходных данных в широком диапазоне средствами машинной графики. Основные научные положения, выносимые на защиту: геометрические параметры щеленарезной машины должны определяться на основе рекомендаций, полученных при установлении влияния параметров щелей на напряжения и смещения в приконтур-ном массиве с целью его разгрузки в конкретных горно-геологических условиях; разработана оригинальная компоновочная схема состоящей из отдельных секций щеленарезной машины, включающей выемочные и доставочные органы, объединенные одной несущей базой в виде гибкого става; управляемость щеленарезной машины фронтального действия в плоскости пласта в тупиковом забое щели достигается гибкими элементами, позволяющими реализовать необходимую подачу машины на забой щели до 0,3 м и усилие подачи на режущем органе до 30 кН при расчетной нагрузке до 300 кН при технически приемлемых значениях тяговых усилий на канате 7=3400; 2000; 1200 кН и усилий пружин F= 90; 105; 120 кН при длине секции /=1; 2; 3 м, соответственно, для нарезания щели высотой /7=1,0 м и длиной /=10 м; рациональные режимные параметры винтов выбираются в зависимости от выполняемых операций: равномерное и установившееся движение при погрузке-удалении разрушенного угля возможно при числе оборотов в минуту винта л=190; 130; 100; 90; 80 об/мин; винтовое движение закладочного материала по желобу с последующей выгрузкой через верхние разгрузочные окна возможно при п>300; 210; 180; 150; 140 об/мин для винтов радиуса R=0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0, 5 м, соответственно.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: корректной постановкой теоретических задач и строгостью применяемых методов, основанных на классических положениях аналитической механики, теории упругости, математической физики; полной сходимостью результатов математического моделирования с имеющимся для частных случаев точным аналитическим решением поставленных задач; 8 использованием современных достижений в области компьютерного моделирования.

Научная новизна работы: установлено, что разгрузочная щель большой длины /=5; 10; 15; 20 м и высоты /7=0,3-1,0 м полностью снимает напряжения <ту по горизонтальной оси выработки на всю длину щели; по вертикальной оси- на расстоянии от контура, равном примерно половине длины щели, независимо от высоты щели; компоновочная схема щеленарезной машины, состоящей из отдельных секций, включающей выемочный и доставочный органы, объединенных одной несущей базой в виде гибкого става, позволяет использовать машину в широком диапазоне горно-геологических и горнотехнических условий и обеспечить непрерывность и эффективность выполнения основных технологических процессов; впервые установлены аналитические зависимости, необходимые для расчета геометрических и силовых параметров гибких элементов, обеспечивающих управляемость щеленарезной машины фронтального действия в плоскости пласта в тупиковом забое щели; впервые установлена аналитическая связь между геометрическими и режимными параметрами винта конвейера, углом наклона оси конвейера к горизонтали, свойствами транспортируемой частицы и углом отклонения ее от плоскости, перпендикулярной оси вращения винта, принятым в качестве критерия транспортирования винтовым конвейером, что позволяет конкретизировать рациональные режимные параметры винта определенной геометрии в соответствии с операциями погрузки-доставки разрушенного угля или доставки-выгрузки закладочного материала и обеспечить эффективную работу винтовых конвейеров машины.

Личный вклад автора заключается в аналитическом обосновании принципа действия и параметров щеленарезной машины. Для этого установлена аналитическая зависимость тягового усилия каната при равновесии и движении става машины от требуемого усилия подачи на режущем органе, расчетной нагрузки, величины подачи на забой, глубины забоя щели при различной ширине и длине секции гибкого става; 9 получена аналитическая зависимость удлинения каната от тягового усилия и геометрических параметров каната с учетом его вязкости для определения хода гидроцилиндра, необходимого для достижения требуемой подачи гибкого става на забой щели различной высоты и длины; выявлена аналитическая зависимость восстанавливающей силы пакета пружин, необходимой для выпрямления машины, от расчетной нагрузки, величины подачи на забой, глубины забоя щели при различной ширине и длине секции гибкого става; предложен графический способ определения необходимой толщины диска тарельчатой пружины по заданным значениям диаметра пружины, деформации пакета пружин и общей нагрузки в пакете, полученный на базе аналитических исследований и реализованный методом компьютерного моделирования; установлена аналитическая зависимость между геометрическими и режимными параметрами винта конвейера, углом наклона оси винта, свойствами транспортируемой частицы и углом отклонения, принятым в качестве критерия транспортирования винтовым конвейером; определены рациональные режимные параметры винта определенной геометрии в соответствии с операциями погрузки-доставки разрушенного угля или доставки-разгрузки закладочного материала, необходимые для эффективной работы винтовых конвейеров машины.

Практическое значение работы заключается в том, что полученные аналитические зависимости позволяют: осуществить выбор параметров щеленарезной машины, образующей полости больших размеров, необходимые для эффективного управления свойствами и состоянием массива в конкретных горногеологических условиях и реализации различных технологических требований; разработать рациональные компоновочные схемы и создать работоспособные образцы щеленарезной машины в широком диапазоне ее геометрических и силовых параметров; создать методику расчета геометрических и силовых параметров гибкого става машины;

10 осуществить выбор режимных параметров винтовых конвейеров при определенных геометрических параметрах для регулирования характера транспортирования материала при выполнении различных операций; возможность транспортирования материала винтовым конвейером, заключенным в закрытый кожух гибкого става, под углом к горизонту позволяет адаптировать машину к условиям применения на наклонных и крутых пластах.

Апробация работы. Работа и ее отдельные части докладывались на ежегодных научных конференциях Кузбасского государственного технического университета (г. Кемерово, 1998-2000 гг.), на научно-техническом семинаре по предварительной экспертизе диссертаций КузГТУ (2000 г.), на научном семинаре в Институте угля и углехимии СО РАН.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 6 научных работах.

Заключение диссертация на тему "Теоретическое обоснование и определение параметров машины для щелевой разгрузки массива"

4.5. Выводы

1) Угол отклонения материала от вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения винта, устанавливает однозначную связь между геометрическими и режимными параметрами винта, свойствами транспортируемого материала, что позволяет принять его в качестве критерия транспортирования винтовым конвейером.

2) Основное влияние на величину максимального угла отклонения оказывают число оборотов в минуту винта и его радиус.

3) Выбором режимных параметров винта при его определенной геометрии можно регулировать характер транспортирования материала: а) равномерное и установившееся движение для транспортирования разрушенного угля возможно при

740-190 об/мин для /1=0,1 м;

740-130 об/мин для 11=0,2 м;

740-100 об/мин для [3=0,3 м;

740-90 об/мин для [1=0,4 м; п40-80 об/мин для ¡1=0,5 м; б) винтовое движение закладочного материала по желобу с последующей выгрузкой через верхние разгрузочные окна возможно при

7>300 об/мин для [1=0,1 м;

7>210 об/мин для [1=0,2 м;

7>180 об/мин для Я=0,3 м;

7>150 об/мин для [1=0,4 м;

7>140 об/мин для 11=0,5 м.

4) Значительное изменение геометрических параметров винта определенного радиуса при горизонтальном транспортировании при

193 водит к некоторому уменьшению верхней границы диапазона режимных параметров, благоприятных для установившегося движения, в то же время несколько снижают порог, при котором возможно винтовое движение, предпочтительное для закладки.

5) Величина минимального угла отклонения 0; к которому стремится частица в установившемся движении, практически не зависит от числа оборотов в минуту винта (в границах диапазона п для каждого Я соответственно), а определяется, в основном, геометрией винта: шагом лопасти в, углом наклона образующей лопасти у и углом наклона оси винта Д.

6) При наклонном транспортировании верхняя граница диапазона числа оборотов в минуту винта, при котором возможно установившееся движение, снижается на 10 об/мин (при прочих равных условиях); число оборотов в минуту, достаточное для втягивания частицы в винтовое движение, снижается на 20-30 об/мин.

7) Изменение геометрических параметров (Э, у) винта определенного радиуса при наклонном транспортировании оказывает большее влияние на максимальный угол отклонения частицы <9, чем при горизонтальном транспортировании.

8) При наклонном транспортировании Д>0 изменяется характер движения частицы, для прямого винта установившееся движение достигается ею только после нескольких оборотов винта.

9) Изменение геометрических параметров в и у винта (5-^4/3, у—>л/6) при наклонном транспортировании приводит частицу к колебательному движению, что нежелательно. При транспортировании под углом /3->30° следует использовать прямой винт.

10) При установившемся движении формирование тела волочения происходит в I квадранте желоба гибкого става, что не препятствует одновременной погрузке разрушенного угля через фронтальные загрузочные окна, находящиеся с противоположной стороны. Достигаемый при этом порог скорости вращения винта достаточно высок, чтобы обеспечить производительную работу конвейера по погрузке и транспортированию разрушенного угля.

11) Выбор режимных параметров, достаточных для того, чтобы втянуть частицу в винтовое движение, создает благоприятные условия для выгрузки закладочного материала через верхние разгрузоч

194 ные окна и транспортирования его по желобу с большой скоростью, что обеспечивает высокопроизводительную работу по закладке.

12) Для винтов радиуса Я=0,2- 0,5 м дальность полета частицы равна х=0,5- 2,5 м при л=200 об/мин, х=0,9- 4 м при /7=300 об/мин, что позволяет производить закладку материала в завал щели после нескольких циклов выемки угля. При этом за время одного цикла по выемке угля можно осуществить закладку щели, шириной в несколько раз больше величины подачи става на забой, так как скорость вращения винта при закладке превышает скорость винта при погрузке.

13) Кривизна гибкого става не оказывает существенного влияния на транспортирующую способность винтового конвейера, так как значения угла поворота секций друг относительно друга не превышают конструктивных требований на несоосность.

14) Полученные в результате аналитических исследований режимные параметры винтового конвейера не выходят за рамки диапазона, рекомендуемого ОСТ 12.44.258-84, но позволяют конкретизировать их рациональное значение в соответствии с определенными операциями: погрузка- удаление разрушенного угля или доставка-выгрузка закладочного материала.

195

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные результаты и выводы заключаются в следующем.

1. Напряжения оу в массиве, независимо от высоты щели, полностью снимаются по горизонтальной оси выработки на всю длину щели; по вертикальной оси- на расстоянии от контура, равном примерно половине длины щели.

2. Смещения на контуре выработки с увеличением длины щели до 20 м достигают и=+12 мм, у=-66 мм при высоте щели /7=0,4 м и v=-70 мм при высоте /7=1,0 м; избежать возникновения значительных смещений возможно при выемке щели с ее одновременной закладкой.

5. Аналитические расчеты предлагаемой конструкции подтвердили, что необходимые подачу на забой и усилие подачи на режущем органе можно реализовать при технически приемлемых значениях тяговых усилий каната и усилий тарельчатых пружин. Так при глубине щели 10 м, высоте щели 1,0 м и расчетной нагрузке Q=300 кН

196 тяговое усилие каната Г=3400; 2000; 1200 кН; усилие пакета пружин Рупр-90; 105; 120 кН при длине секции /= 1, 2, 3 м, соответственно.

8. Для регулирования характера транспортирования материала при выполнении различных операций выбираются режимные параметры винтов: равномерное и установившееся движение при удалении разрушенного угля возможно при п= 10-190 об/мин для Я=0,1 м; /7=10-130 об/мин для /?=0,2 м;а?=10-100 об/мин для Я=0,3 м; /7=10-90 об/мин для Я?=0,4 м; /7=10-80 об/мин для Я=0,5 м; винтовое движение закладочного материала по желобу с последующей выгрузкой через верхние разгрузочные окна возможно при г?=300 об/мин для Я?=0,1 м; /7=210 об/мин для Я=0,2 м; /7=180 об/мин для Я=0,3 м; /7=150 об/мин для Я?=0,4 м; /7=140 об/мин для Я=0,5 м.

9. При наклонном транспортировании (Д=30°) верхняя граница диапазона числа оборотов в минуту винта, при котором возможно установившееся движение, снижается на 10 об/мин (при прочих равных условиях); число оборотов в минуту, достаточное для втягивания частицы в винтовое движение, снижается на 20-30 об/мин;

11. Выбор режимных параметров, достаточных для того, чтобы втянуть частицу в винтовое движение, создает благоприятные уело

198

Библиография Соколов, Дмитрий Юрьевич, диссертация по теме Горные машины

1. Технология и механизация проведения подготовительных выработок: Справочник/П. В. Егоров, Г. Г. Штумпф, А. И. Петров и др. -М.: Недра, 1994,- 368с.

2. Егоров П. В., Клыков А. Е., Курзанцев О. С. Расчет крепи и охранных целиков подготовительных выработок. -М.: Недра, 1995,- 126с.

3. Разупрочнение труднообрушаемых кровель угольных пластов/ С. Т. Кузнецов, Ю. А. Семенов, В. П. Шишкин, М. М. Мукушев. -М.: Недра, 1987.- 200с.

4. Борисов А. А. Механика горных пород и массивов.-М.: Недра, 1980.-360с.

5. Черняк И. Л. Предотвращение пучения почвы горных выработок. М.: Недра, 1978,- 237с.

6. Симанович А. М., Сребный М. А. Охрана выработок на глубоких горизонтах. М.: Недра, 1984- 144с.

7. Фисенко Г. Л. Предельные состояния горных пород вокруг выработок. М.: Недра, 1976,- 272с.

8. Якоби О. Практика управления горным давлением. Пер. с нем. -М.: Недра, 1987,- 566с.

9. Руппенейт К. В., Либерман Ю. М. Введение в механику горных пород. М.: Госгортехиздат, 1960.-356с.

10. Манев Г. Д., Андреев Г. Е. Оценка огибающих максимальных кругов Мора при составлении паспорта прочности горных пород.-ФТПРПИ, 1987.- № 1,- С.32-41.

11. Сажин В. С. Упруго -пластическое распределение напряжений вокруг горных выработок различного очертания. М.: Наука, 1968.- 83с.

12. Мусхелишвили Н. И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М.: Изд-во АН СССР, 1954,- 635с.

13. Протосеня А. Г., Ставрогин А. Н., Черников А. К., Тарасов Б.Г. Запредельное состояние горных пород и его связь с задачами неоднородной теории пластичности.- ФТПРПИ, 1979,- №б.- С.3-8.

14. Протосеня А. Г., Ставрогин А. Н., Черников А. К., Тарасов Б.Г. К определяющим уравнениям состояния при деформировании горных пород в запредельной области. ФТПРПИ, 1981,- №3,- С.33-42.

15. Сапожников В. Г. Предельно-напряженное состояние угольного пласта. ФТПРПИ, 1988,-N°3.-С.56-60.199

16. Катков Г. А., Хаимова -Малькова Р. И. Изменение напряженно-деформированного состояния краевой части угольного пласта с увеличением глубины разработки. ФТПРПИ, 1992,- №3,- С.26-29.

17. Грицко Г. И., Цыцаркин В. Н. Определение напряженно-деформированного состояния массива вокруг протяженных пластовых выработок экспериментально-аналитическим методом. ФТПРПИ, 1995,- №з.- С.18-21.

18. Ескалиев А. Д. Использование решений трехмерной теории упругости для анализа напряжений в массиве. ФТПРПИ, 1982,- N°2.-С.14-17.

19. Структурные модели горного массива в механизме геомеханических процессов/ Вылегжанин В. Н., Егоров П. В., Мурашев В. И.Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990,-295с.

20. Зенкевич О. Чанг И. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред. Нью-Йорк, 1967. Пер. с англ. Н. П. Троицкого и C.B. Соловьева под ред. д-ра техн. наук Ю. Н. Зарец-кого. - М.: Недра, 1974,- 240с.

21. Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Теория упругости. М.: Наука, 1979,- 575с.

22. Фадеев А. Б. Метод конечных элементов в геомеханике. М.: Недра, 1987,-221с.

23. Ершов Л. В., Иофис И. М., Нейман И. Б. Математические модели массива горных пород. М.: изд. МГИ, 1983.- 85с.

24. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: Справочник / В.И. Мяченкова. М.: Машиностроение, 1989.-520с.

25. Барбакадзе В. М., Мураками С. Расчет и проектирование строительных конструкций и сооружений в деформируемых средах. -М.: Стройиздат, 1989.-472с.

26. Митчелл Э., Уэйт Р. Метод конечных элементов для уравнений с частными производными. М.: "Мир",1981.- 216с.

27. Зильбершмидт В. Г., Хаит Г. И. Анализ напряженного массива горных пород методом граничных интегральных уравнений. Изв. вузов. Горный журнал, 1985.- N°4.- С.26-29.200

28. Безухов Н. И., Лужин О. В. Приложение методов теории упругости и пластичности к решению инженерных задач. М.: "Высш. школа", 1974,-200с.

29. Бенерджи П., Баттерфилд Р. Метод граничных элементов в прикладных науках: Пер. с англ. М.: Мир, 1984,- 494с.

30. Метод граничных интегральных уравнений. М.: Мир, 1978.

31. Кошелев К. В., Томасов А. Г. Поддержание, ремонт и восстановление горных выработок. М.: Недра, 1985.-215с.

32. Пискунов В. И., Симанович Г.А. О напряженном состоянии боковых пород при щелевом методе охраны выработок. ФТПРПИ, 1976.-№5,-С. 34-40.

33. Городниченко В. И. Образование полостей для снижения напряжений в приконтурном массиве горных пород. Изв. вузов. Горный журнал. - 1988,- №7,- С.44-48.

34. Винников В. А., Городниченко В. И., Протасов Ю. И. Влияние размеров полости в приконтурном массиве на величину напряжений на контуре выработки. -Изв. вузов. Горный журнал. 1990.- №9.- С.29-33.

35. Полухин В. А., Хапилова Н. С. Зависимость длины разгрузочных полостей от глубины проведения горных выработок. Изв. вузов. Горный журнал. - 1989,- № 12.- С.14-19.

36. Каюков М. А., Шаймарданов М. А. Управление напряженным состоянием кровли подготовительных выработок. ФТПРПИ,- 1989,- № 3.- С.11-19.

37. Исаков А. Л. Расчет динамики развития направленных трещин при предварительном щелеобразовании. ФТПРПИ,- 1984,- №3.- С.50-54.

38. Галаев Н. 3., Кайдалов Н. Н., Лабазин В. Г. Деформация пород кровли выработки в зоне влияния разгрузочной щели. Изв. вузов. Горный журнал. - 1987,- №4.- С.12-14.

39. Константинова С. А., Саврасов И. Ф., Кириченко М. В. Влияние разгрузочной щели на устойчивость капитальной выработки в соляных породах. Изв. вузов. Горный журнал. - 1988,- №4.- С.33-35.

40. Константинова С. А., Падерин Ю. А., Саврасов И. Ф. Деформирование и разрушение соляных пород вокруг выработки с вертикальной разгрузочной щелью в кровле. Изв. вузов. Горный журнал.-1992,- №4.-С.19-22.201

41. Саврасов И. Ф., Пепеляева Т. Ф. Устойчивость выработки с вертикальной разгрузочной щелью в кровле, заполненной податливым материалом. Изв. вузов. Горный журнал. - 1995.- N°9.- С.33-35.

42. Бабиюк Г. В. Управление распределением напряжений вокруг горных выработок. Изв. вузов. Горный журнал. - 1076.-N°6.- С. 15-18.

43. Бабиюк Г. В. Исследование распределения напряжений вокруг выработки при щелевой разгрузке. Изв. вузов. Горный журнал.-1977,-N°6.-C.33-36.

44. Николин В. И., Онопчук Б. Н., Александров С. Н. Напряженно-деформированное состояние призабойной части лавы при наличии щели, параллельной очистной линии. Изв. вузов. Горный журнал. -1982,- N°9.- С.18-21.

45. Зубов В. П. Способ управления кровлей в лавах при разработке угольных пластов на больших глубинах. Изв. вузов. Горный журнал,-1980.- N°4.- С.20-25.

46. Зорин А. Н. Управление динамическими проявлениями горного давления. -М.: Недра, 1978.- 175с.

47. Ворожищев А. И. Разработка способа и средства опережающей щелевой разгрузки краевых частей отрабатываемого короткими забоями угольного пласта. -Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. Техн. наук. -Кемерово, 1999.-21 с.

48. International symposium- cum-work-shop on Management and control of high émission and outbursts in undergraund cool mines. 20-24 March, 1995. Wollongong, NSW, Australia.

49. Баклашов И. В., Картозия Б. А. Механика подземных сооружений и конструкции крепей. -М.: Недра, 1984.-415с.

50. Булычев Н. С. Механика подземных сооружений. М.: Недра, 1994,- 381с.

51. Булычев Н. С. Механика подземных сооружений в примерах и задачах: Учебное пособие для вузов. М.: Недра, 1989.-270с.

52. Дырдин В. В., Шиканов А. И., Егоров О. П. и др. Оценка ударо-и выбросоопасности увлажненных зон угольных пластов. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2000. -134с.

53. Петухов И. М., Линьков А. М. Механика горных ударов и выбросов. М.: Недра, 1983.-280с.202

54. Чернов О. И., Пузырев В. Н. Прогноз внезапных выбросов угля и газа, М.: Недра, 1979.- 296с.

55. Механика и физика динамических явлений в шахтах/ А. И. Зорин, В. Г. Колесников, К. К. Софийский и др. Киев: Наукова думка, 1979,- 168с.

56. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа, М.: Изд. ИГД им, А. А. Скочинского, 1989.- 192с.

57. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к горным ударам. П.: Изд. ВНИ-МИ, 1988,-86с.

58. Горное давление в подготовительных выработках угольных шахт/ Г. Г. Штумпф, П. В. Егоров, А. И. Петров и др. М.: Недра, 1996.-352с.

59. Курленя М. В., Попов С. Н. Теоретические основы определения напряжений в горных породах. Новосибирск: Наука, 1983.- 97с.

60. Турчанинов А. И., Иодис М. А., Каспарян Э. В. Основы механики горных пород. Л.: Недра, 1974,- 503с.

61. Инструкция по выбору способа и параметров разупрочнения кровли на выемочных пластах/ ВНИМИ. -Л., 1982,- 120с.

62. Методы и средства решения задач горной геомеханики/ Г. Н. Кузнецов, Н. А. Филатьев, К. А. Ардашев и др. -М.: Недра, 1987,- 246с.

63. Предельное состояние горных пород/ А. Д. Алексеев, Н. В. Недодаев. Киев: Наукова думка, 1982.-200с.

64. Павлова Н. Н. Деформационные и коллекторские свойства горных пород. М.: Недра, 1975.- 240с.

65. Светлицкий В. А., Нарайкин О. С. Упругие элементы машин. -М.: Машиностроение, 1989.-264с.

66. Светлицкий В. А. Механика стержней: Учеб. Для втузов. В 2-х ч. 4.1 Статика. М.: Высш. школа, 1987,- 320с.

67. Светлицкий В. А. Механика стержней: Учеб. Для втузов. В 2-х ч. Ч.И Динамика. М.: Высш. школа, 1987,- 304с.

68. Пономарев С. Д., Андреева Л. Е. Расчет упругих элементов машин и приборов. М.: Машиностроение, 1980.- 326с.

69. Флоринский Ф. В. Динамика шахтного подъемного каната,- М.: Углетехиздат, 1955.-238с.203

70. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./ Ред. В. Н. Челомей. -М.: Машиностроение, 1980- Т.З. Колебания машин, конструкций и их элементов/ Под ред. Ф. М. Диментберга и К. С. Колесникова. 1980.-544с.

71. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./ Ред. В. Н. Челомей (пред.).-М.: Машиностроение, 1981- Т.4. Вибрационные процессы и машины/ Под ред. Э. Э. Лавендела. 1981.- 509с.

72. Огибалов П. М., Колтунов М. А. Оболочки и пластины. М.: изд. МГИ, 1969,-695с.

73. Прочность, устойчивость, колебания: Справочник в трех томах. Т1. / Под ред. И. А. Бергера и Я. Г. Пановко. М.: Машиностроение,1968,- 831с.

74. Прочность, устойчивость, колебания: Справочник в трех томах. ТЗ. / Под ред. И. А. Бергера и Я. Г. Пановко. М.: Машинострое-ние,1968,- 567с.

75. Расчет на прочность деталей машин:/ И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иоселевич. М.: Машиностроение, 1979,- 702с.

76. Основы прикладной теории колебаний и удара/ Я. Г. Пановко. -Л.: Политехника, 1990.-272с.

77. Бидерман В. Л. Механика тонкостенных конструкций. Статика. М.: Машиностроение, 1977,-488с.

78. Бидерман В. Л. Теория механических колебаний: Учебник для втузов. -М.: Высш. школа, 1980,-408с.

79. Основы теории колебаний: Учеб. руководство/ В. В.Мигулин, В. И. Медведев, Е. Р.Мустель, В. Н. Парыгин; Под ред. В. В. Мигулина. (-2-е изд., перераб.)- М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988.- 392с.

80. Крылов А. Н. О некоторых дифференциальных уравнениях математической физики, имеющих приложение в технических вопросах. М.: Г ос. издат. техн.- теорет. лит., 1950.- 368с.

81. Тихонов А. Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1966,- 724с.

82. Коршунов А, Н., Вернер В. Н. Уравнения движения материальной точки по шероховатой поверхности рабочего органа. Межвуз. сб. наун. тр./ КузПИ, 1978, вып.2. Механизация горных работ. -С.25-29.204

83. Нестеров В. И., Вернер В. Н. Начальные условия движения частицы угля по погрузочной поверхности. -Межвуз. сб. науч. тр./ Куз-ПИ, 1978, вып.2. Механизация горных работ. -С.29-33.

84. Вернер В. Н. Методика определения коэффициента циркуляции. Межвуз. сб. науч. тр./ КузПИ. 1978, вып.2. Механизация горных работ. -С.34-37.

85. Вернер В. Н. О струго -шнековой выемке угля// Механизация горных работ: Тез. докл. и матер, конф.- Кемерово, 1996. -С. 17-18.

86. Шпитбаум И. М. Определение режимов работы слабонаклонного винтового конвейера/Вестник машиностроения.-1970.-№4.-С.8-14.

87. Колпаков В. И. Теория расчета шнека. "Сахарная промышленность". 1931, №5-6.

88. Морин И. В. О производительности шнека.//- Сельхозмашина. !956.-№11 .-С. 19-24.

89. Григорьев А. М. Винтовые конвейеры. М.: Машиностроение, 1972.- 184с.

90. Vierling F., Singa G. Исследование процесса транспортирования сыпучих грузов горизонтальными шнековым конвейером. "Fjrdern und Heben", 1960,№10.-С. 19-27.

91. Карелин Н. Н. Винтовые конвейеры.//Уголь и железо. 1927.-№26.- С.10-14.

92. Вернер В. Н. К вопросу о применении винтовых конвейеров в коротких очистных забоях//Проблемы и перспективы развития горной техники: Международный семинар/М.:МГТУ, 1995.-С.130-131.

93. Вернер В. Н., Соколова Е.К. Угол затяжки транспортируемого материала в шнеках//Изв. вузов. Горный журнал.-1997.-№9-10.-С. 109113.

94. Вернер В. Н. К обоснованию критерия идентификации режимов работы шнековых транспортирующих механизмов // Механизация горных работ. Материалы конф./ Кузбас. госуд. техн. ун-т. Кемеро-BO.1997.-C.9-10.

95. Егоров П. В., Ружьин М. С., Вернер В. Н. Способ создания разгрузочных щелей вокруг выработок при разработке удароопасных угольных пластов//Горные науки на рубеже ХХ1века (Мельниковские чтения).- Тез.докп.Междунар.конф.- Пермь,1997.- С.59.205

96. Вернер В. Н., Соколова Е. К. Особенности работы коротких шнеков//Механизация горных работ. Тез. докл. и материалы конф. / Кузбас. госуд. техн. ун-т,- Кемерово, 1996.- С. 18-19.

97. Вернер В. Н. Исследование и обоснование рациональных параметров шнековых погрузочно-транспортирующих органов выемочных машин. Дисс. докт. техн. наук.- Кемеровою-1999.- 317с.

98. Вернер В. Н., Соколов Д. Ю. Анализ кинематических и силовых параметров щеленарезной машины/ Вестн. КузГТУ. 1999. №1. С.28-31.

99. Иванов В. В., Соколова Е. К., Соколов Д. Ю. Динамика тягового каната щеленарезной машины. Собственные колебания/ Вестн. КузГТУ. 1999. №4. С.9-13.

100. Нестеров В. И., Соколова Е. К., Соколов Д. Ю. Динамика тягового каната щеленарезной машины. Вынужденные колебания/ Вестн. КузГТУ. 1999. №4. С. 13-17.

101. Соколов Д. Ю. Выбор упругих элементов гибкого става щеленарезной машины/ Вестн. КузГТУ. 1999. №6. С.9-11.

102. Соколов Д. Ю. К вопросу об устойчивости упругих элементов гибкого става щеленарезной машины/ Вестн. КузГТУ. 2000. №1. С.9-12

103. Нестеров В.Н., Вернер В.Н., Соколова Е.К., Соколов Д.Ю. Движение частиц материала в незамкнутом кожухе гибкого шнекового транспортера//Изв. вузов. Горный журнал.-2000,- №5.- С.90-95.206

Похожие работы

Транспортное, горное и строительное машиностроение
05.05.00