XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Крепь М130 является модернизированной крепью М81 поддерживающего типа, агрегатирована по перекрытиям, комплектуется линейными секциями двух типов и концевыми секциями с удлиненными козырьками, соединенными между собой шпунтовыми связями, щитом для защиты верхнего борта лавы, устройством для удержания конвейера от сползания.

Рисунок 1- Крепь М130

Линейные секции улучшенной крепи М130 состоят из 1- перекрытия с 2- гидроподжимным козырьком, гидроуправляемого щита против отжима угля, 14,11-двух гидравлических стоек двустороннего действия с прямоугольными опорными плитами на почву, 5- гидродомкрата для передвижки секции и управления передвижкой стоек, оградительного телескопического щита, предназначенного для защиты от проникновения обрушенных пород в рабочее пространство, также 3 - верхний рычаг, 4 – нижний рычаг (1-рис.). В новой секции перекрытия разделены, шпунты отсутсвуют, а для устойчивости секции перекрытие и основание задней гидростойки связаны обратным лемнискатным механизмом. Повышенное сопротивление крепи М130, возможность передвижки без полной разгрузки, близкое к вертикальному положение оградительного щита, высокая боковая устойчивость стоек во время передвижки, наличие защиты верхнего борта и системы гидродомкратов от сползания конвейера и противоотжимного устройства, позволяет успешно эксплуатировать крепь М130 в лавах со сложными горно-геологическими условиями и на пластах с углами падения до 35°.

Роботизация включает программное управление её элементами. Роботы андроиды обычно имеют руку, способную захватывать различные предметы. А в нашем случае, захват будет осуществляется для предметов у которых конфигурация достаточно проста, это можно сделать на основе объектно-ориентированного программирования, таким образом программа операций упрощается. Даже при использованием робототехнических систем при добыче все равно необходимо присутствия человека в выработках. Контроль всех рабочих манипуляций избавить нас от неконтролируемых чрезвычайных ситуаций. И для возможности входа в недра человеку нужны такие выработки которые это позволят.

Давление у сопряжения лавы с транспортной выработкой, как следует из производственного опыта, превышало давление в середине лавы и вызывало разрушение пласта и пород и вывал образование из кровли. Вывало образования, показало, что объем выпавшей породы для движущейся лавы зависел от времени простоя кровли, которое в свою очередь возрастало от дальнего конца лавы к центру разворота и было пропорциональным (практически секции у выработки за время разворота не передвигаются). Причины простоев, связанные с организационными причинами являются устранимыми при резком сокращении длины забоя и тогда возможна безмонтажная технология на основе до 10 – 15 секционных роботов. Поэтому роль таких факторов, как операционность в очистном забое вытекающая из технологической схемы, позволит повысить производительности труда и следует применять схемы, где она минимальна.

От способности, механизированной крепи передвигаться сразу за проходом комбайна зависит время простоев, а использование схем роботизированной выемки позволяет их устранить.

При повороте передвижка секций сразу на величину захвата комбайна может осуществляться для крайних 4-5 секций, а остальные можно перемещаться меньшими шагами, но в этом случае секции будут передвигаться чаще. Хотя и их можно передвигать сразу на полный шаг, на второй – третий шаг крайних секций. Применяя на отставших выдвижение консолей козырьков. Для длинных лав на секциях ближних к центру поворота, циклическое нагружение кровли будет значительно чаще, а нарушенность выше. Это провоцирует вывал образование из кровли и резкое ухудшение состояние забоя, делает технологию менее эффективной, но как указывалось, короткий роботизированный забой избавляет от этих проблем.

Связь между секциями крепи и конвейером позволяет избавиться от способа передвижки отталкиванием от верхняков.

Сейчас мало участков с благоприятными горно-геологическими условиями, ведь лава фактически разделяется нарушениями, это затрудняет увеличение длины лавы. В этих условиях возвращение к коротким лавам с технологией разворота до 180 градусов вновь актуализируется. Здесь все перечисленные проблемы отпадают так, но это возможно для выемочной техники, со скоростью выемки в 3–5 выше, что требует мощный привод и прогрессивные схемы обработки забоя. Для этого надо иметь мощное и надежное программное обеспечение учитывающее горное давление. Это выполняется на ПО Ansys и Adams. Рис. 2. Так же, автоматизация работ упрощается и все больше основных и дополнительных процессов теперь станет возможным выполнять автоматически.

Указанные полномочия открывают возможности применения в коротких забоях робототехники, причем технологические схемы их работы являются гибкими с возможностью приспособления к различным горно-геологическим условиям, видам применяемого оборудования программному обеспечению включая и возможности разработки в самых необыкновенных условиях, например, на планетах земной группы.

Крепь М-130 по своим параметрам могла бы успешно соперничать с современными образцами типа Глиник, имея цену на изготовление значительно меньшую. Было немало попыток модернизировать М-130, например, известны предложения, придать ей единое основание вместо тарельчатых опор. Телескопически выдвижное ограждение крепи подвешенное к верхняку, волочилось по почве вслед за секцией. Во многих случаях под неё набивалась порода и в результате оно занимало наклонное положение с поднятием нижней части на высоту до 1 м, что резко увеличивало длину крепи и нагрузку на заднюю часть верхняка. Секция оседала в задней части занимая наклонное положение. При передвижке шпунты связывающие соседние секции двигались также под наклоном, что приводило к недодвижке секции на полный ход. В печати известна и критика конструкции тарельчатых опор гидростоек из-за их индивидуальной работы. Однако такие доводы отметались результатами работы.

Рис. 2- Крепь М-130

Лава была самой сильной по производительности. Этому способствовало и рабочее сечение секции М-130 для вентиляции забоя, которое обеспечивало лучшие условия для проветривания лав и до сих пор не превзойдено в мире. Хоть мы и отнесли независимость гидростоек к недостатком но в самом деле при умелом управлении она же становился огромным достоинством этой крепи. Главное то, что крепь могла шагать сама, и не нуждалась в связи с конвейер балкой как у других конструкций, а следовательно при развороте лавы могла «дожидаться» положения для передвижки на полный ход. Самой бальшой недостаток то что у крепи нету автоматизированной системы передвижения, значить им надо умело управлятся ведь его гидростойки были гибко связаны друг с другом и соседними секциями домкратами. При наличии программного управления и придания большего соответствия возможностям робототехники такая система могла бы использоваться в современных схемах коротко-забойной выемки. Таким образом Крепи типа ОКП – 70 [] и модернизированный вариант М-130, при новой короткозабойной выемке способны решить вопросы разработки сложнозалегающих запасов угля, а также калийных солей.

Список литературы

1 Туякбаева С.Т., Бейсембаев К.М. Проектирование и расчет кинематической схемы механизированной крепи // Тр. межд. науч.-прак. Конф. Сагиновские чтения, 16-17 июня 2022 г. С 264 - 266 2 Г.С. Жетесова, К.М. Бейсембаев, Ж.Н. Нокина, И.В. Телиман. Программирование, управление и цифровые модели забоев га- зоугольных шахт: монография // Карагандинский государственный технический университет. – М.: Издательский дом Академии Естествознания, 2020. – 176 с.