CC BY
31
---------------------------------- © В.В. Аксенов, А.Б. Ефременков,
В.Ю. Садовец, Е.В. Резанова,
2009
УДК 622.002.5
В.В. Аксенов, А.Б. Ефременков, В.Ю. Садовец,
Е.В. Резанова
ПУТИ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ УСТРОЙСТВ ПРОТИВОВРАЩЕНИЯ ГЕОХОДОВ
Определено функциональное назначение устройств противовращения геоходов. Выявлены возможные пути создания технических решений устройств противо-вращения геоходов.
Ключевые слова: горные машины, геовинчестерная технология, геоход, устройство противовращения геохода.
Отличительной чертой геовинчестерной технологии проведения горных выработок с помощью геоходов является использование приконтурного массива горной выработки как опорного элемента для восприятия реактивных усилий, возникающих при работе силового оборудования геохода, а также и возможность совмещения во времени основных технологических операций проходческого цикла. Наличие системы винтовых и продольных каналов, формируемых и используемых для движения геохода в геосреде предопределяет возможность перемещения геохода в любом направлении подземного пространства [1].
Вовлечение геосреды в процесс движения геоходов и использование приконтурного массива пород как опорного элемента для восприятия силовых нагрузок предполагает обязательное наличие устройств противовращения на стабилизирующей секции носителя геохода.
Функциональным назначением устройства противовращения геохода, является:
- восприятие и перераспределение на окружающий массив горных пород нагрузок, возникающих при работе силового оборудования геохода;
- предотвращение проворота стабилизирующей секции носителя геохода;
- формирование продольных каналов за контуром проводимой выработки;
- обеспечение возможности управления движением геохода.
На начальном этапе создания первых экспериментальных образцов геоходов для упорядочения возможных технических решений А.Я. Ткаченко была разработана классификация устройств противовращения геоходов [2].
По источнику создания удерживающих сил все возможные устройства противовращения были разделены им на три группы — реактивное воздействие окружающего массива, использование гравитационных или инерционных сил. Первая группа охватывает традиционные средства удержания от проворота -распоры и грунтозацепы различных конструкций, применяемые в проходческих щитах. Устройство противовращения данной группы было реализовано в экспериментальном образце геохода ЭЛАНГ-3. Вторая и третья группы рекомендованы в случае невозможности применения по различным причинам устройств противовращения первой группы. Предложенная классификация, по мнению автора, показывает возможные пути развития технических решений устройств противовра-щения геоходов.
Однако, развитие технических решений устройств противо-вращения согласно предложенной классификации возможно лишь в направлении предотвращения проворота стабилизирующей секции носителя геохода. Классификация устройств противовращения не отражает возможности развития технических решений в направлениях:
- формирование продольных каналов за контуром проводимой выработки;
- уборка и транспортирование отделенной горной массы из продольных каналов;
- управление геоходом в геосреде посредством устройств про-тивовращения.
Кроме того, в предложенной классификации устройства про-тивовращения, основанные на принципах использования гравитационных или инерционных сил, не взаимодействуют с окружающим массивом пород, что противоречит их изначальному функциональному назначению.
Среди возможных путей развития технических решений устройств противовращения геоходов можно выделить два: создание пассивных или активных устройств противовращения.
Пассивное устройство противовращения - это функциональное устройство или функциональный элемент, назначением которого является только предотвращение проворота стабилизирующей секции носителя геохода. Пассивные устройства противовращения, примененные, например, в геоходе ЭЛАНГ-4, ввиду существенных недостатков не способны удовлетворять новым требованиям, предъявляемым к конструкции геохода.
Активное устройство противовращения - система функциональных элементов, раздельно выполняющих функции восприятия и перераспределения нагрузок на окружающий массив горных пород, формирования продольного канала за контуром выработки и уборки отделенной горной массы из продольных каналов. Отличительной чертой активного устройства противовращения является наличие собственного исполнительного органа для формирования продольного канала за контуром выработки и конструктивных решений, позволяющих управлять движением геохода в геосреде.
Действительно, сама идея вовлечения геосреды в процесс движения геохода предопределяет, что функциональные устройства, взаимодействующие с геосредой, должны, по возможности, работать активно.
Для упорядочения возможных технических решений устройств противовращения геоходов авторами выделены основные признаки (рис. 1):
1 характер взаимодействия устройства противовращения с геосредой;
2 тип исполнительного органа устройства противовращения;
3 наличие и тип привода;
4 принцип работы органов уборки и транспортирования отделенной горной массы из продольных каналов;
5 управление движением геохода в геосреде.
По характеру взаимодействия с массивом пород устройства противовращения разделены на три группы: с обеспечением механического контакта с массивом, с введением промежуточной среды и с изменением физических параметров в зоне контакта. В свою очередь механический контакт с массивом пород может обеспечиваться посредством внедрения устройств противовращения в массив, либо по поверхности контакта с геосредой.
Классификация органов уборки и транспортирования отделенной горной массы из продольных каналов осуществлена по принципиальному признаку. Технические решения на данном этапе следует формировать на основе известных конструкций. Управление движением геохода в геосреде может осуществляться посредством изменения конструкции и положения в пространстве базовых функциональных элементов, либо введением в конструкцию устройства противовращения специальных функциональных элементов управления движением геохода в геосреде.
Таким образом, создание активных устройств противовраще-ния является более сложным, но единственно возможным путем развития технических решений устройств противовращения геохода с точки зрения выполнения ими своих функций.
Предложенная авторами схема показывает возможные пути развития технических решений устройств противовращения геоходов. Определяющими факторами, обуславливающими выбор того или иного технического решения, являются горно-геологические условия, в которых должен работать геоход.
------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аксенов В.В. Геовинчестерная технология проведения горных выработок. -Кемерово: Институт угля и углехимии СО РАН, 2004. - 264 с., ил.
2. Проектирование и расчет проходческих комплексов / Горбунов В. Ф., Аксенов В. В., Эллер А. Ф. и др. - Новосибирск: НаукаД 987. шгЛ
— Коротко об авторах -----------------------------------------------
Аксенов В.В. - д-р техн. наук,
Ефременков А.Б. - канд. техн. наук, доцент, директор,
Садовец В.Ю. - канд. техн. наук, доцент,
Резанова Е.В. - ст. преподаватель.
Юргинский технологический институт ТПУ,
E-mail: [email protected]
