Исследования влияния параметров плунжерного питателя механизированной крепи на принудительный выпуск самообрушающегося угля из подкровельной толщи

Кубанычбек Уулу Бакыт

УДК 622.232

Кубанычбек уулу Бакыт

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЛУНЖЕРНОГО ПИТАТЕЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ НА ПРИНУДИТЕЛЬНЫЙ ВЫПУСК САМООБРУШАЮЩЕГОСЯ УГЛЯ ИЗ ПОДКРОВЕЛЬНОЙ ТОЛЩИ

Семинар № 17

ТУ институте горного дела СО РАН на

-Я-М основе анализа и опыта изучения выпуска угля на мощных пластах с использованием отечественных и зарубежных механизированных крепей с выпуском угля, разработана крепь для принудительного выпуска самооб-рушающегося угля из межслоевой или подкро-вельной толщи [1,2].

Применение плунжерных питателей на выпуске и погрузке угля из межслоевой или подкро-вельной толщи в механизированных крепях с выпуском самооб-рушающегося угля, является новым направлением в создании высокопроизводительных технологий в угольной отрасли. Поэтому возникла необходимость провести исследования по изучению основных зависимостей и закономерностей, определяющих рациональные параметры плунжерного питателя.

Для моделирования принудительного выпуска самообрушаю-щегося угля верхней толщи разработан специальный стенд, в масштабе 1: 25, позволяющий осуществлять выпуск угля при различных схемах крепи и исполнительных органов (рис. 1). Имитировалась работа механизированной крепи с принудительным выпуском самообрушающегося

Рис. 1. Принципиальная схема механизированной крепи с выпуском самообрушающегося угля на забойный конвейер

угля на забойный конвейер. При исследовании на модели оценивалось влияние конструктивных параметров плунжерного питателя механизированной крепи с принудительным выпуском самообрушающегося угля, на характер изменения параметров фигуры выпуска. В качестве сыпучего материала, имитирующего

1 п

0 125 -315 -630 118125 0 -945 1890 187535250

50 117,8083987 -265 -580 118325 2250 -895 1940 187535250

100 112,3676682 -215 -530 118525 4500 -845 1990 187535250

150 108,5138394 -165 -480 118725 6750 -795 2040 187535250

200 106,0829431 -115 -430 118925 9000 -745 2090 187535250

250 104,9110101 -65 -380 119125 11250 -695 2140 187535250

300 104,8340712 -15 -330 119325 13500 -645 2190 187535250

350 105,6881573 35 -280 119525 15750 -595 2240 187535250

400 107,3092992 85 -230 119725 18000 -545 2290 187535250

450 109,5335277 135 -180 119925 20250 -495 2340 187535250

500 112,1968737 185 -130 120125 22500 -445 2390 187535250

550 115,1353679 235 -80 120325 24750 -395 2440 187535250

600 118,1850412 285 -30 120525 27000 -345 2490 187535250

650 121,1819245 335 20 120725 29250 -295 2540 187535250

700 123,9620485 385 70 120925 31500 -245 2590 187535250

750 126,361444 435 120 121125 33750 -195 2640 187535250

800 128,216142 485 170 121325 36000 -145 2690 187535250

850 129,3621732 535 220 121525 38250 -95 2740 187535250

900 129,6355685 585 270 121725 40500 -45 2790 187535250

950 128,8723587 635 320 121925 42750 5 2840 187535250

1000 126,9085745 685 370 122125 45000 55 2890 187535250

1050 123,5802469 735 420 122325 47250 105 2940 187535250

1100 118,7234067 785 470 122525 49500 155 2990 187535250

1150 112,1740846 835 520 122725 51750 205 3040 187535250

1200 103,7683116 885 570 122925 54000 255 3090 187535250

уголь и породы, подбирались материалы, близкие к ним по отдельным физико-механическим свойствам: щебенка, мраморная крошка,

угольная мелочь. Характер изменения параметров фигуры выпуска в модели исследовался с помощью угля, породы различной фракции и накладки специальных слоев, окрашенных в другой цвет между слоями основного материала.

Исследования проводились для следующих горно-геологических условий: мощность пласта составляла - 6.5 м; мощность пород активной кровли пласта - 6 м; мощность подсечного слоя - 3.5 м; мощность подкровельной пачки -

3 м.

Программой лабораторных исследований предусматривалось получение данных, необходимых для определения и оценки следующих основных параметров плунжерного питателя: 1 - места положения плунжерного питателя относительно выпускного окна; 2 - высоты кромки плунжера; 3 - длины хода плунжера;

4 - угла наклона задней ограждающей части механизированной крепи с выпуском самооб-рушающегося угля; 5 - высоты выпускного ок-

на; 6 - влияния цепного заслона при выпуске самообрушающегося угля; 7 - влияния зубцов плунжерного питателя на процесс выпуска самообрушающегося угля; 8 - угла наклона рабочей части плунжерного питателя; 9 - механизированной крепи с принудительным выпуском самообрушающегося угля из подкровельной толщи, после передвижки; 10 - влияния крупных кусков угля на процесс выпуска; 11 - гибкого перекрытия при выпуске самообрушающегося угля из межслоевой толщи; 12 - влияния ширины зоны потока, на процесс выпуска самообрушающегося угля; 13 - производительности плунжерного питателя.

Исследования места положения плунжерного питателя относительно выпускного окна —I. При постоянных: высота выпускного окна (Н = 1000 мм); ширина выпускного окна (В = 1000 мм); ширина рабочего органа (875 мм); высота кромки плунжера (И = 125 мм); ход плунжера (А = 200 мм). Для определения оптимального расположения кромки плунжера- /, относительно выпускного окна, выбрано пять точек. I = 0; 315; 630; 875; 945 мм. С изменением глубины расположения кромки плунжера,

2 - 0 в ©

1 1.5- -'-'"''Ч 75 1.86 1.9

Л 1 -1- 1.5

О 0.5 -

0

0 315 630 945

I, тт

Рис. 2. Изменение производительности питателя в ЯшиавшМвмтемнетрбиамфаввдваоютия ужжаа/оси/н вшвтвтатврямки плунжера

изменялись величины: N - ширина зоны потока на уровне выпускного окна, мм; V - объем выпущенного угля в определенной полосе; п -количество хода плунжера при выпуске каждой полосы.

С увеличением длины плунжера, оставленного в завале относительно выпускного окна (I, мм), увеличивается производительность питателя (рис. 2) и зона потока на уровне выпускного окна (рис. 3).

На рис. 4 показано вид функции изменения количества хода плунжера на модели в зависимости от глубины расположения рабочего органа питателя. Интерполяционным методом Лагранжа получен вид следующей функции

4(х) = £1, / * ф, (х) (1)

” х - х j

Ф , ( х ) = П ----------------- (2)

у = 1 х, - Х;

1 *,

Результаты расчета (таблица) по формулам (1, 2) наиболее близки к показателям, получен-

Рис. 4. Изменения количества хода питателя на модели в зависимости от глубины расположения рабочего органа питателя

ным экспериментальным путем в сравнении с

Рис. 3. Изменение ширины зоны потока на уровне выпускного окна в зависимости от глубины расположения рабочего органа питателя.

результатами расчета по формуле (3). На рис. 5 представлены результаты изменения количества хода рабочего органа питателя в зависимости от глубины его расположения, полученные аналитическими расчетами.

, (х - 315)(х - 630)(4х +118125) - 45х(х - 945)(х +1890)

п(1) =-----------------Й7535250-------------------

(3)

Исследования высоты кромки плунжера -к. При постоянных: Н = 1000 мм; В = 1000 мм;

I = 630 мм; А = 200 мм.

Исследованиями установлено, что с увеличением высоты кромки плунжера, происходить скачкообразное изменение производительности плунжерного питателя (рис. 6), при этом зона потока ^), на уровне выпускного окна остается постоянной. Так как рост производительности в зависимости от И, не пропорционален, дополнительно необходимо учитывать затрачиваемую энергию на усилие передвижки плунжерного питателя. С учетом этого для дальнейших опытов высота кромки плунжера была принята И = 200 мм.

Рис. 5. Аналитическое изменение количества хода питателя в зависимости от глубины расположения рабочего органа питателя

Исследования длины хода плунжера - А.

I, тт

2,5 и і 2 -І 1,51 -

® 0,50 -■

0 125 200 250 300

И, тт

250

200

150

100

50

0

125

200 250 375

А, тт

500

При постоянных: Н = 1000 мм; В = 1000 мм; I = 630 мм; И = 200 мм. В ходе экспериментальных опытов длина хода плунжера менялась в следующих пределах: 125; 200; 250; 375; 500, мм.

Увеличение длины хода плунжера ведет к уменьшению количества хода питателя (рис. 7) и повышению производительности выпуска самообрушающегося угля.

Исследованиями на модели установлено, что увеличение производительности и полноты выемки верхней толщи угля могут быть достигнуты за счет увеличения глубины места расположения плунжерного питателя в сторону завала, т.е. углеприемная часть рабочего органа должна располагаться под зоной потока угля. С увеличением высоты кромки плунжера, производительность и характер движения потока угля кардинально не меняется.

1. Клишин В.И., Власов В.Н., Кубанычбек уулу Б.

Механизированная крепь с принудительным выпуском угля из подкровельной толщи. Горный информационно -аналитический бюллетень, 2003. - № 11, - с. 166 - 170.

Рис. 7. Изменение количества хода плунжера в зависимости от длины хода плунжера

Установленная аналитическая зависимость, по интерполяционной формуле Лагранжа, наиболее точно отражает физический смысл явлений, происходящих в процессе выпуска и погрузки угля плунжерными питателями. Это позволяет получать точные и расширенные данные при обработке экспериментальных опытов и в конечном итоге находить оптимальные параметры питателя, наилучшим образом отвечающие условиям повышения их производительности.

Автор выражает благодарность руководителю работ, д.т.н. Клишину В.И. и к.т.н. Власову В.Н., за обсуждение материалов статьи и ценные замечания.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Кубанычбек уулу Б., Власов В.Н. Обоснование

технологии при принудительном выпуске угля механизированными крепями из межслоевой или подкровельной толщи. Международная научно - практическая конференция. Бишкек - 2003. - С. 263 - 272.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

— Коротко об авторах ---------------------------------

Кубанычбек уулу Бакыт - аспирант ИГД СО РАН, г. Новосибирск.

---------Ф

'V---------

УДК 622.23.05 И.К. Егоров

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Кубанычбек Уулу Бакыт