Гидравлические стойки повышенной несущей способности плунжерного типа для механизированных крепей Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

© Л.В. Мисько, 2003

УЛК 622.022:621.227.3

A.B. Мисько

ГИЛРАВЛИЧЕСКИЕ СТОЙКИ ПОВЫШЕННОЙ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПЛУНЖЕРНОГО ТИПА ЛЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ

В настоящее время в подземных горных выработках при эксплуатации различных типов механизированных крепей в условиях экстремальных горно-

геологических нагрузок остро стоит необходимость использования механизированных крепей нового технического уровня и создания принципиально нового гидравлического оборудования, с улучшенными рабочими характеристиками и повышенной надежностью имеющейся гидроаппаратуры.

В очистных забоях с трудно-управляемой кровлей, склонной к зависанию и периодическому крупноблочному обрушению, имеют место повреждения механизированных крепей в следствии резких осадок кровли, средняя скорость которых составляет 126 мм/с (максимальная - до 230 мм/с), а опускание 0,7...8 мм. Время действия скачкообразного изменения нагрузки на крепь составляет 0,05-1,2с. Повышенное горное давление, возникающее в гидростойках в следствии высоких мгновенных скоростей опускания кровли, достигает 70-100 МПа. Результатом этого являются деформация, раздутие или разрыв гидроцилиндров стоек, а также повреждение манжетных уплотнений.

Для эффективного поддержания призабойного пространства необходимо применять крепи, приспособленные к динамическим нагрузкам и условиям повышенного давления. Работы по предотвращению негативных последствий резкой и скачкообразной осадки кровли на механизированные крепи идут путПм активного воздействия на систему «крепь - боковые породы», которое включает разупрочнение, закладку, рациональную отра-

ботку лав и увеличение начального распора и несущей способности мехкрепи, что приводит как к снижению нагрузок на крепь со стороны кровли, так и к уменьшению разности между нагрузкой и несущей способностью крепи, а также путПм пассивной защиты мехкрепи, в следствии увеличения прочности всей мех-крепи.

При определении величины несущей способности крепи на характер горного давления в условиях труднообрушающихся кровель применение крепей повышенной несущей способности не исключает резкие осадки кровли, но значительно уменьшает вероятность появления деформаций крепей за счет повышения их прочности. Сопротивление крепи напрямую зависит от несущей способности применяемых в ней гидравлических стоек.

Несущую способность стойки можно повысить двумя путями:

• увеличить рабочий диаметр стойки (ее поршня);

• увеличить давление рабочей жидкости в стойке.

В первом случае увеличивается вес стойки и, следовательно, металлоемкость крепи.

Во втором случае увеличение давления в стойке двойной гидравлической раз-движности приведет к увеличению напряжений в узлах стой-

Рис. 1. Гидравлическая стойка плунжерного типа с устройством для повышения несущей способности

ки, особенно в первом штоке, в котором давление в два и более раз превышает давление в цилиндре.

Данная проблема может быть решена использованием гидравлических стоек плунжерного типа с устройством для повышения несущей способности. Одна из таких стоек представлена на рис. 1.

Гидростойка состоит из цилиндра 1 и плунжера 2. В плунжере 2 встроено устройство для повышения несущей способности, состоящее из штока 3 с поршнем 4, соединенных с дном цилиндра по которым передвигается плунжер 2 с удлинителем 6.

Работа гидравлической стойки плунжерного типа с устройством для повышения несущей способности осуществляется следующим образом:

При подаче рабочей жидкости под давлением Р в подвод П рабочая жидкость попадает в полость ПП и начинает давить на плунжер с силой Р1=(пБ2/4-л^2/4) Р. Из полости ПП через отверстие в штоке 3 рабочая жидкость также поступает в полость ПД и давит на плунжер 2 с силой Р2=(лЭ12/4) Р.

Таким образом несущая способность гидравлической стойки составляет £Р=Р1+Р2, при этом ХР> Ризв, где Ризв - несущая способность гидростой-ки известной конструкции.

При подаче рабочей жидкости в подвод П плунжер 2 может передвигаться до упора в поршень

4, при этом рабочая жидкость из полости ПШ выдавливается в отвод Ш через отверстие в плун-жере2.

При подаче рабочей жидкости под давлением Р в подвод Ш рабочая жидкость через отверстие в плунжере 2 поступает в лость ПШ устройства для повышения несущей способности и

Рис. 2. Сравнение несущей способности гидравлических стоек

перемещает плунжер 2 до упора в дно корпуса.

При этом

стойка складывается. Усилие складывания составляет: Рскл=(пВі2/4- тоі2/4) Р Результатами стендовых испытаний модификаций стоек повышенной несущей способности с рабочим диаметром 220 мм с настроенным клапаном на давление 400 кг/см2 относительно прототипа стойки М138ТП.01.04.000 с рабочим диаметром 220 мм, а так же испытания секций крепи М138ТП со стойками

ной несущей способности твердили увеличение несущей способности секции и стоек на 32.2 % и составила 200 т. (см.

рис. 2). А так же были проведены испытания стоек повышенной несущей способности с енным клапаном на давление 500 кг/см2 при котором несущая собность стойки составила 250 т.

В настоящее время проводятся испытания гидравлической стойки плунжерного типа повышенной несущей способности на шахте «Комсомольская» «Воркутауголь», в ходе которых определена работоспособность гидростойки, надежное функционирование на всех режимах и возможность получения расчетных параметров, а также наличие определенных преимуществ перед гидростойками, применяющимися в настоящее время в механизированных крепях.

Приведенные выше данные позволяют оценить целесообразность создания и применения гидравлических стоек плунжерного типа повышенной несущей способности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Садыков НМ, Орлов A.A. Работа стоек ГС при резкой 3. Попов В.Л. Горное давление и рудничная крепь. - М.:

осадке кровли. «Уголь Украины»; 1961, №9. Госгортехиздат, 1962.

2. Леконцев Ю.М. Исследование режимов работы механизированных крепей в условиях трудноуправляемых кровель. Кемерово: КузНИУИ, 1977.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Мисько Д.В. - аспирант, Московский государственный горный университет.

Файл:

Каталог:

Шаблон:

Ш

Заголовок:

Содержание:

Автор:

Ключевые слова:

Заметки:

Дата создания: 02.06.2003 15:02:00

Число сохранений: 5

Дата сохранения: 08.11.2008 23:41:00

Сохранил: Таня

Полное время правки: 3 мин.

Дата печати: 09.11.2008 0:01:00

При последней печати страниц: 2

слов: 896 (прибл.)

знаков: 5 110 (прибл.)

МИСЬКО

G:\По работе в универе\2003г\Папки 2003\GIAB7_03

C:\Users\Таня\AppData\Roaming\Microsoft\Шаблоны\Normal.do

Вывод

Дима