Обоснование рациональных значений угла наклона заднего ограждения и траектории движения перекрытия щитовой секции механизированной крепи

Критериями эффективной работы щитовых механизированных крепей считается угол наклона заднего ограждения относительно перекрытия и траектория движения перекрытия в плоскости, перпендикулярной груди забоя. Обоснованы значения угла наклона заднего ограждения относительно перекрытия для минимально вынимаемой мощности пласта и для минимальной высоты секции крепи. Для максимального значения коэффициента трения породы по стали f = 0,4 угол наклона заднего ограждения относительно перекрытия секции крепи для минимально вынимаемой мощности пласта должен быть не менее 22°, а для минимальной высоты секции крепи не менее 14–15°, что соответствует, коэффициенту трения f = 0,25–0,26. Установлено, что основной причиной неудовлетворительной работы механизированных крепей, отрабатывающих пласты с неустойчивой либо трещиноватой непосредственной кровлей, является смещение перекрытия в сторону выработанного пространства при посадке секции крепи. В идеале смещений перекрытия вдоль кровли быть не должно, но достичь этого во всем диапазоне раздвижности секции крепи за счет конструктивных решений не удается. Однако смещение перекрытия только в сторону забоя при опускании секции крепи во всём диапазоне её раздвижности возможно, так как это не сказывается отрицательно на нагруженности крепи. Представлена совершенная траектория движения перекрытия, исключающая перемещение перекрытия при посадке секции крепи в сторону выработанного пространства, полученная обоснованным выбором конструктивных и кинематических параметров заднего ограждения и других элементов, влияющих на формирование данной траектории.

Турук Ю. В., Сысоев Н. И., Луганцев Б. Б., Стрельцов С. В., Богомазов А. А. Обоснование рациональных значений угла наклона заднего ограждения и траектории движения перекрытия щитовой секции механизированной крепи // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 4. – С. 134–144. DOI: 10.25018/ 0236_1493_2024_4_0_134.

Турук Юрий Владимирович¹ — д-р техн. наук, доцент, профессор, e-mail: uraturuk@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-4257-0744,
Сысоев Николай Иванович² — д-р техн. наук, профессор, профессор, e-mail: sysoevngmo@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-0372-427Х,
Луганцев Борис Борисович² — д-р техн. наук, доцент, профессор, e-mail: boris4721@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-8296-7922,
Стрельцов Сергей Владимирович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: streltcov_s@rambler.ru, ORCID ID: 0000-0003-4989-4327,
Богомазов Александр Александрович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: sbog@rambler.ru, ORCID ID: 0000-0002-7176-3393,
¹ Шахтинский автодорожный институт (филиал) Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова, 346500, Шахты, Россия,
² Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, 346428, Новочеркасск, Россия,

Турук Ю.В., e-mail: uraturuk@mail.ru.

1. Kazanin O. I., Sidorenko A. A., Drebenstadt C. I. Intensive underground mining technologies: Challenges and prospects for the coal mines in Russia // Acta Montanistica Slovaca. 2021, vol. 26, no. 1, pp. 60—69. DOI: 10.46544/AMS.v26i1.05.

2. Brodny J. Analysis of the impact of unscheduled downtimes on their availability in machine operations // MAPE. 2018, vol. 1, no. 1, pp. 145—151. DOI: 10.2478/mape-2018-0019.

3. Sinha S., Chugh Y. P. Validation of critical strain technique for assessing stability of coal mine intersections and its potential for development of roof control plans // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2018, vol. 10, no. 2, pp. 380—389. DOI: 10.1016/j.jrmge.2017.10.003.

4. Szurgacz D., Brodny J. Analysis of the influence of dynamic load on the work parameters of a powered roof support’s hydraulic leg // Sustainability. 2019, vol. 11, no. 9, article 2570. DOI: 10.3390/ su11092570.

5. Казанин О. И., Сидоренко А. А. Мешков А. А. Организационно-технологические принципы реализации потенциала современного высокопроизводительного очистного оборудования // Уголь. — 2019. — № 12. — С. 4—12. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-12-4-13.

6. Задков Д. А., Габов В. В., Бабырь Н. В., Стебнев А. В., Теремецкая В. А. Энергоэффективная секция механизированной крепи очистного комплекса, адаптивная к условиям эксплуатации // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6. — С. 46—61. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_6_0_46.

7. Buyalich G. D., Buyalich K. G., Umrikhina V. Yu. Study of falling roof vibrations in a production face at roof support resistance in the form of concentrated force // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016, vol. 142, no. 1, article 012120. DOI: 10.1088/1757899X/142/1/012120.

8. Матвеев В. А., Турук Ю. В. Новый подход к решению проблемы прогнозирования геомеханических процессов в кровле очистного забоя / Перспективные технологии добычи и использования углей Донбасса: материалы Международного научно-практического семинара. — Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2009. — С. 145—155.

9. Хорин В. Н. Расчет и конструирование механизированных крепей. — М.: Недра, 1988. — 256 с.

10. Яблонский А. А., Никифорова В. М. Курс теоретической механики, ч. 1. — М.: Высшая школа, 1977. — 368 с.

11. Коровкин Ю. А. Механизированные крепи очистных забоев. — М.: Недра, 1990. — 414 с.

12. Sobik L., Brodny J., Buyalich G., Strelnikov P. Analysis of methane hazard in longwall working equipped with a powered longwall complex // E3S Web of Conferences. 2020, vol. 174, article 01011. DOI: 10.1051/e3sconf/202017401011.

13. Shurygin D. N., Vlasenko S. V., Turbor I. A. An establishment of dependencies of mutual influence of geological and mining factors on the stress-strain state of the rock mass // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019, vol. 272, no. 2, article 022235. DOI: 10.1088/17551315/272/2/022235.

14. Габов В. В. Адаптация секции, механизированной крепи совершенствованием механической характеристики гидропривода ее гидростоек // Горное оборудование и электромеханика. — 2016. — № 3. — С. 28—34.

15. Babyr N. V., Korolev A. I. Enhancement of powered cleaning equipment with the view of mining and geological conditions // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018, vol. 194, no. 3, pp. 1504—1510. DOI: 10.1088/1755-1315/194/3/032004.

16. Козлов В. В. Анализ динамики нагружения секции крепи при движении механизированного комплекса по криволинейной траектории // Уголь. — 2019. — № 12. — С. 38—39. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-12-38-39.

17. Szurgacz D., Brodny J. Adapting the powered roof support to diverse mining and geological conditions // Energies. 2020, vol. 405, no. 13. DOI: 10.3390/en13020405.

18. Павленко М. В., Хайдина М. П., Кузиев Д. А., Пихторинский Д., Муратов А. З. Факторы воздействия комбайна при добыче угля на увеличение метаноотдачи массива в рабочее пространство лавы // Уголь. — 2019. — № 4. — С. 8—11. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-4-8-11.

19. Gendler S. G., Prokhorova E. A. Risk-based methodology for determining priority directions for improving occupational safety in the mining industry of the Arctic Zone // Resources. 2021, vol. 3, no. 10, pp. 1—14. DOI: 10.3390/resources10030020.

20. Thang P. D., Thang H. H., Phuc L. Q. Technological solutions for intensive working of medium thick inclined coal seams in difficult conditions in the mines of the Quang Ninh coal basin // Устойчивое развитие горных территорий. 2019. — Т. 11. — № 1. — С. 105—109.