Способ контроля состояния секции механизированной крепи

Способ контроля состояния секции механизированной крепи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1273593 (50 4 Е 21 D 23/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и QTHpbfTpM

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтоеСКОм свищ:.теЛьСтвм (21) 3772376/22-03 (22) 18. 07. 84 (46) 30. 11. 86. Бюл. Ф 44 (71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) Н.И. Чичикало, Н.Г. Винниченко, Е.И. Пипка, И.М. Кубрак, В.П. Йлощицкий, В.И. Ватис и Н.В. Сологубов (53) 622.232.72 (088.8) (56) Катков Г.А. Измерение нагрузок на крепь горных выработок. М.:

Недра, 1969, с. 136.

Комиссаров С.Н. Управление массивом горных пород вокруг очистных выработок. М.: Недра, 1983, с. 172. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ СЕКЦИИ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ (57) Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить эффектив ность контроля эа счет своевременной диагностики аварийных ситуаций.

Для этого на основном перекрытии (ОП) секции в месте его стыка с забойной консолью датчиком 1 измеряется нагрузка о на крель. В месте стыка ОП с передней и задней гидростойками секции нагрузка q< и q > измеряется датчиками 2 и 3 ° По измеренным значениям q, q u q определяют величины и места приложения равнодействующей сил нагрузок на завальный и забойный концы ОП. По значению Ч моано судить о нагрузке кровли на консольную часть П, а по значению q u q — о нагрузке кровэ ли на ОП крепи. Затем сравнивают полученные текущие значения равнодействующей с заданными. По результатам сравнений обеспечивают нерераспределение давления кровли на ОП, изменяя усилие распора гидростоек, или прогнозируют аварийные ситуации механизированной крепи: возможность вывала, жесткой посадки или опрокидывания. 1 ил.

1273593

Имея

q .- q + * << -< )

1-1 4

5 ппрн нЧ4 0е

Если Ч 0 и q «О, то считают их равными нулю.

Тогда нагрузка на 1 м ширины сек1п ции определяется следующим образом

Средняя нагрузка на 1 м секции

15 Ч Р 14(а + Ь)

Чо + р Ч(а+ Ь) Ч l+

+д+ «, — <,>) < + ь>, Далее необходимо найти текущее положение точки приложения равнодейЗО ствующей силы.

И Ч q(0) 0 и q, q(14) можно записать плотность сил на пере" крытие на расстоянии х от начала консоли

Известно, что для прямолинейного участка GK абсцисса точки приложения равнодействующей определяется сле50 дующим образом е, J xq(x)Jx э)

q(x) dx

О е, где I q(x) dx — равнодействующая сил, Подставив выражение (1) для Ч(х) в (2), получают

Ч4 Ч3 Чъ Ч2

14 1э 15 12

Изобретение относится к горному

1 делу, преимущественно к прогнозу и контролю состояния механизированных крепей s процессе взаимодействия их с горными породами в очистном забое шахты, и может быть использовано при создании автоматизированных крепей, работающих в сложных горно-геологических условиях.

Цель изобретения — повышение эффективности контроля эа счет своевременной диагностики аварийных ситуаций.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит датчики 1, 2 и 3 нагрузки, установленные в местах стыковки гидростоек, и консоли с основным перекрытием секции. С их по- 20 мощью измеряется нагрузка на консольную часть q, нагрузка над стойками о

Ч н q . .Датчики установлены на расстояниях 1,, 1, 15 от забойного конца консоли в соответствии с конструктивными параметрами перекрытия крепи длиной 1 .Способ контроля состояния секции механизированной крепи с помощью предлагаемого устройства осуществляется следующим образом, С помощью датчика 1 измеряется нагрузка (Ч ) на перекрытие секции в месте его стыка с забойной консолью. С помощью датчика 2 измеряется нагрузка (q ) на перекрытие в месте его стыка с передней, а с помощью датчика 3 — с задней (Ч ) гидростойками секции. Измеренные значения нагрузок используются для on- 4О ределения величины и места приложения равнодействующей сил нагрузок на перекрытие по следующей методике.

Поскольку воспринимающим элементом является сама крепь, то измеренные значения нагрузок получены с учетом жесткостных и силовых параметров крепи.

Следовательно, по значению q можно судить о нагрузке кровли на консольную часть перекрытия, а значения q и Ч характеризуют нагрузку кровли на основное перекрытие крепи.

Из подобия треугольников СДД, и

ДЕЕ, видно, что значения Ч и Ч, определяют где а " ширина секции, b — расстояние между краями соседних секций.

Нагрузка на одну секцию крепи равна.х+Ч, если 0 <х а1

1г

Ч вЂ” -— - (х-1 )+q если 1 <х1

z г г4 Z где †э и — углаеие иеэФФиди. енты прямых АС и СЕ.

1273593

Е

Lq (.х + q,) xdx + о lz

Ф (х-1 )+q xdx

1 -lz (3) х е, (x+ q ) dx+ J (» 1э> э1э)

С е, ВНИИПИ Заказ 6405!30 Тираж 470 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

После вычисления интегралов получают выражение для координаты точки приложения равнодействующей 10

1 (2 <+q<) (1 -1 ) — (2q,+q,)1с

С 3 (qz+qo 2 Ч2 Ч4 % Я (4)

Результаты вычислений используются с целью контроля либо управления состоянием секций механизированной крепи.

Например, вычисление и сравнение слагаемых позволяют выработать следующие управляющие воздействия. Если второе слагаемое меньше нуля, то координата точки приложения равнодействующей находится перед передней стойкой. Для смещения ее назад необходимо увеличивать усилие распора 25 любой стойки. Если второе слагаемое больше или равно нулю, но меньше расстояния между стойками 1>-l» то координата приложения равнодействующей находится между стойками. Для смеще- О ния ее вперед необходимо увеличивать в допустимых пределах распор на передней стойке. Если увеличивать распор на задней стойке, то.координата точки приложения равнодей35 ствующей будет сдвигаться назад, к завальной части.

Если второе слагаемое больше расстояния между стойками, то координата точки приложения равнодействующей находится в завальной части кре40 пи. Для смещения ее к забойной части необходимо увеличивать в допустимых пределах усилие распора на любой стойке.

Пример t. При действии на перекрытие равномерной нагрузки имеют q,"""q, =q =q =q. Тогда

1 (1,-1,) Зс З(1 12 l, 3 2qlz + 2ц(14 1 ) 2 что соответствует месту приложения равнодействующей посередине.

П р и и е р 2. При наличии вывала над консолью и над передней стойкой имеют q,=(1 =О, (1 =q. Тогда

1 2ц(1э 1г) 1 +21э

1 З q(1,-1> З

Подставив конструктивные параметры для крепи КМ-87 12 = 2100 мм,14

3560 мм, получают х = 3073 мм, т.е. координата точки приложения равнодействующей находится за пределами задней стбйки крепи, что соответствует аварийной ситуации.

Шахтными испытаниями установлено, что крепь в основном работает в резиме поддержания предварительного раснора, а предохранительные клапаны ра" ботают только в процессе посадки секций. Поэтому датчики нагрузки,установленные в местах стыковки консоли и стоек с основным перекрытием, дают достаточную для практики точность контроля.

Формула изобретения

Способ контроля состояния секции механизированной крепи, основанный на измерении нагрузок на крепь и определении оптимальных величины и местоположения равнодействующей,о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности контроля за счет своевременной диагностики аварийных ситуаций, нагрузки на крепь измеряют в местах стыковки перекрытия с гидростойками и с забойной консолью, определяют нагрузку на завальный конец перекрытия и по измеренным значениям нагрузок определяют текущие величину и местоположение равнодействующей сил йагрузок, сравнивают полученные текущие значения равнодействующей с оптимальным и по результатам сравнения делают вывод о нормальном либо аварийном состоянии секций механизированной крепи.