CC BY
49
6. Wang Gang, Xie Jun, Xue Sheng, Wang Haiyang. Mining a coal seam below a heating goaf with a force auxiliary ventilation system at Long-hua underground coal mine, China // International Journal of Mining Science and Technology 25 (2015) 67-72.
7. Yingchao Wang, Gang Luo, Fan Geng, Yabo Li, Yongliang Li. Numerical study on dust movement and dust distribution for hybrid ventila-tion system in a laneway of coal mine // Journal of Loss Prevention in the Process Industries 36 (2015) 146-157.
8. Li Man, Wang Xue-rong. Performance evaluation methods and in-strumentation for mine ventilation fans // Mining Science and Technology 19 (2009) 0819-0823.
9. Xing Yunfeng, Li Chengwu, Huang Huang. Study on ventilators monitoring and early fault warning system in non-coal mines // Procedia En-gineering 26 (2011) 2239 - 2245.
10. Theoretical substantiation and practical results of underground workings ventilation simulation / N.M. Kachurin, S.A. Vorobev, A.D. Levin, F.M. Botov // Eurasian mining 2 (2015).
11. Kachurin N. M., Vorob'ev S. A., Kachurin A. N. Prognoz me-tanovydeleniya s poverhnosti obnazheniya ugol'nogo plasta v podgotovi-tel'nuyu vyrabotku pri vysokoj skoros-ti prohodki // Gornyj zhurnal. 2014. №4. S. 70-73.
12. Prognoz metanovydeleniya v podgotovitel'nye i ochistnye zaboi ugol'nyh shaht / N. M. Kachurin, S. A. Vorob'ev, A. N. Kachurin, I. V. Sarycheva // Obogashchenie rud. 2014. №6. S.16-19.
УДК 622.273:274
СОСТОЯНИЕ И НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
МЕХАНИЗИРОВАННЫМИ КРЕПЯМИ С ВЫПУСКОМ
В.И. Клишин, С.В. Клишин
Сделан анализ существующих технических решений разработки мощных угольных пластов с выпуском, обосновано новое направление конструирования механизированный крепей с управляемым выпуском подкровельной толщи. Выполнено численное моделирование процесса гравитационного движения раздробленной горной массы, исследовано ее взаимодействие с элементами секции крепи. Разработан экспериментальный стенд и проведены лабораторные исследования процесса выпуска угля.
Подземная добыча угля, технология, механизированная крепь, выпуск, численная модель, стендовые испытания.
Научные исследования и технические обоснования технологии отработки мощных угольных пластов с управляемым выпуском разрыхленного угля подработанной подкровельной толщи интенсивно проводятся в различных странах [1 - 6]. Наряду с очевидными преимуществами технологии выпуска угля известны и трудности ее реализации. В первую очередь это относится к требованиям полноты выпуска и механизации работ по его осуществлению, а также обеспечению безопасности и эффективности работы очистного забоя. Потери угля в обрушенном пространстве лавы
162
приводят к его самовозгоранию. Кроме того, при выпуске происходит перемешивание угля с обрушенными породами кровли и таким образом повышается зольность угольной массы.
Известны два варианта технологии отработки пластов с использованием средств механизации с выпуском подкровельной (межслоевой) толщи угля: на забойный скребковый конвейер отрабатываемого слоя, применённый в комплексах КТУ, КНКМ (Россия), УНР-731 (Венгрия) и др. и на дополнительный завальный скребковый конвейер, расположенный в завальной части лавы, например, в комплексах ОКПВ-70, КМ81В (Россия), ZFS (Китай) и др. (рис. 1). Особенности первой технологии заключаются в расположении выпускного отверстия вблизи от забоя, что позволяет иметь небольшой размер секции крепи по длине, но не обеспечивает необходимой подготовки угля выпускаемой толщи к самообрушению из-за малого расстояния от верхняка до люка (рис. 1, а).
а
Рис. 1. Существующие средства механизации с выпуском подкровельной толщи: с выпуском угля в верхней части ограждения на забойный конвейер (а); с выпуском угля у почвы пласта на забойный
конвейер (б)
Поэтому даже при слабом угле возникает необходимость в его дополнительном разрыхлении. При этом выпуск угля сопровождается значительным пылеобразованием, что повышает опасность работ. Во второй технологии (при выпуске угля на завальный конвейер) создаются благо-
приятные условия деформирования и разрушения подкровельной толщи. Однако здесь требуется значительное увеличение размеров секции крепи, а также введение дополнительного завального конвейера. Таким образом, происходит усложнение конструкции крепи и возникает необходимость наличия перегрузочного устройства на сопряжении лавы с конвейерным штреком, что создает дополнительные трудности при его обслуживании (рис. 1, б).
Очевидно, что новые технологии, в которых основным элементом является особая крепь, должны в недалёком будущем заменить традиционные трудоёмкие слоевые системы разработки. Их преимущества заключаются в значительном сокращении объёмов подготовительных работ, капитальных и эксплуатационных затрат, энергоёмкости системы, снижении опасности самовозгорания угля, а также возможности разработки пластов в сложных условиях и извлечение запасов из оставленных ранее охранных целиков. Это позволяет повысить эффективность и безопасность отработки пластов, повысить как нагрузку на пласт, так и концентрацию горных работ.
В настоящее время Институтом угля ФИЦ УУХ СО РАН разработаны и предлагаются технологии и конструкции механизированных крепей для подземной отработки мощных пологих и крутых угольных пластов с управляемым выпуском подкровельной толщи, объединенные общей идеей управления процессом перемещения предварительно разрушенной горной породы за счет принудительно-управляемого выпуска на забойный конвейер, что открывает новое направление конструирования крепей. Предложенная новая конструкция механизированной крепи с устройством регулируемого выпуска угля на забойный конвейер содержит достоинства известных вариантов и исключает их недостатки (рис. 2, а) [7, 8].
а б
Рис. 2. Секция механизированной крепи с регулируемым выпуском угля на забойный скребковый конвейер для разработки пологих пластов (а) и крепь подэтажного обрушения для разработки крутых мощных
угольных пластов (б)
164
Применение питателей при выпуске подкровельной (межслоевой) толщи в механизированных крепях с выпуском самообрушающегося угля является новым направлением в создании высокопроизводительных технологий в угольной отрасли [8]. Питатель должен равномерно выпускать уголь по всей площади проема перекрытия, выполненного в секции механизированной крепи. Кроме того, производительность питателя должна регулироваться в широком диапазоне. Техническим решением предусматривается одновременная работа группы питателей на один забойный конвейер. Количество питателей, работающих в группе, определяется технической возможностью забойного скребкового конвейера. В этом случае контактная граница «уголь - порода» опускается одновременно, и достигается площадно-управляемый выпуск. Конструкция питателя рассчитана для работы в тяжелых условиях под завалом угля. Аналогичное решение предложено и для разработки мощных крутых угольных пластов (рис. 2, б).
Предлагаемая технология отработки мощных угольных пластов требует изучения процесса выпуска угля в подсечной слой, обоснования параметров технических решений и разработку принципиально новой конструкции всего добычного комплекса. В представленной работе приведены результаты численных расчетов и лабораторного моделирования процесса выпуска предварительно раздробленной горной массы через выпускное окно в секции механизированной крепи.
Метод дискретных элементов (МДЭ), впервые представленный в [9], весьма эффективно описывает поведение гранулированных сред, состоящих из частиц произвольного размера и формы. В настоящее время данный метод получил широкое распространение при исследованиях процессов деформирования как горных пород, так и сыпучих сред [10, 11]. Суть МДЭ состоит в том, что реальная среда заменяется набором дискретных частиц, между которыми постулируются определенные законы взаимодействия. В рамках данного метода не возникает трудностей при решении задач с большими деформациями и поворотами. Кроме того, можно без принципиальных усложнений описывать локализацию сдвигов и физически нелинейные эффекты, при этом никаких данных о континуальных определяющих уравнениях среды не требуется. Таким образом, этот метод является принципиальной альтернативой классическим методам, основанным на традиционных представлениях механики сплошных сред.
В соответствии с МДЭ сыпучий материал представляется в виде совокупности из N сферических частиц (дискретных элементов). Каждый 1-й элемент (I = 1, ..., N характеризуется радиусом г и заданным набором физических (плотность, упругие и вязкие модули) и контактных (трение, сцепление и т.п.) свойств. Движение ¿-го дискретного элемента с радиус-вектором центра тяжести XI состоит из поступательного и вращательного и описывается следующими уравнениями:
165
— х.
т^ = ^ fij + (1)
—2
п
-г ,
(2)
где в. - поворот 1-й частицы относительно координатных осей; т. - масса; I. - момент инерции; g - ускорение свободного падения; ггс - вектор, направленный из центра частицы в точку контакта. Контактная сила действует на частицу с номером I со стороны частицы (или границы) с номером }, зависит от величины их перекрытия, а также от упругих и вязких модулей; Мг,} - момент сопротивления качению частиц друг по другу или по границе [10, 11]. Суммирование в (1) и (2) проводится по всем элементам и границам, находящимся в контакте с текущей 1-й частицей. Поскольку форма дискретных элементов на протяжении всего времени контакта предполагается неизменной, то степень их деформации описывается величиной перекрытия между контактирующими частицами.
Силовое взаимодействие в точке контакта между элементами с номерами I и} определяется на основе вязкоупругой модели Кельвина -Фойгта с учетом нормальной и касательной составляющих в векторной форме:
=(3„} -Уп^п})п} + (,} - У,.У})} . (3)
Здесь щ - единичный вектор, определяющий плоскость контакта между двумя сферами (вектор нормали к плоскости пересечения сфер, направленный вдоль линии, соединяющей их центры); % - единичный вектор, принадлежащий плоскости контакта; уп,у и ущ - проекции относительной скорости точки соударения на оси щ и } Ъп.у и - перекрытия в нормальном и касательном направлениях (рис. 3).
на основе реологической модели Кельвина - Фойгта
Для определения нормальных модулей кпц, уп,ц выбрано вязкоупру-гое взаимодействие на основе закона Герца [12], для расчета касательных к,,}, у,,} - схема Миндлина-Дересевича [13, 14]. После определения сил, действующих на каждом контакте, происходит переход к следующему ша-
гу нагружения, и данная схема повторяется для существующих и вновь образовавшихся контактов. Если в какой-то момент численного счета для нормальной составляющей перекрытия выполняется условие Ьп,у < 0, то такой контакт считается исчерпанным и в дальнейшем не рассматривается.
Создание первоначальной равновесной упаковки отдельных твердых сферических частиц является важным начальным этапом при решении задач методом дискретных элементов и исследуется как отдельная самостоятельная задача во многих работах [15-17]. В настоящее время существует ряд подходов для генерирования первоначальной упаковки, которые разделяются на различные категории в зависимости от того, как достигается конечная конфигурация области, состоящей из отдельных частиц. В представленном исследовании используется динамическая схема. Суть ее заключается в том, что заданное начальное распределение не контактирующих друг с другом частиц, движется под воздействием силы тяжести в заданной ограниченной области, после чего численно рассчитывается их равновесное состояние с учетом контактного взаимодействия элементов друг с другом и границей.
Таким образом, располагая данными о законе движения и контактного взаимодействия между частицами, а также начальными и краевыми условиями, можно численно строить решения уравнений движения и определять эволюцию напряженно-деформированного состояния среды.
Пусть в пространстве Охух задана область - параллелепипед, ограниченный плоскостями, ориентированными вдоль координатных осей; верхняя граница свободна от напряжений (рис. 4). Длина области составляет 10 м, ширина 2 м, а высота засыпки 12.5 м. Вектор силы тяжести g = (0; 0; - 9.81) направлен вдоль оси Ох вертикально вниз. Передняя и задняя стенки абсолютно гладкие, т.е. выполняется условие, близкое к условию плоской деформации в направлении оси Оу. Мощность угольного пласта составляет 3 м.
На рис. 4 цифрами представлены основные элементы модели секции механизированной крепи высотой 3.5 м: верхняк 1 длиной 2.5 м; неподвижная вертикальная заслонка 2 высотой 1.75 м, ограничивающая скорость и объем потока сыпучего материала; питатель 3 длиной 3.575 м, расположенный под углом 12° к горизонтальной плоскости; выпускное отверстие 4 шириной 1 м, закрытое на этапе создания первоначальной конфигурации области; боковые ограждения 5, расстояние между которыми составляет 1 м. Параметры частиц угля и породы приведены в табл. 1.
В начальный момент времени в секции крепи открывалось выпускное отверстие, и сыпучий материал под действием силы тяжести приходил в движение до достижения состояния равновесия, которое было обеспечено неподвижной вертикальной заслонкой и выключенным питателем. При этом фиксировались давление на заслонку Ра (кПа) и на питатель Р/ (кПа), эпюры которых представлены на рис. 5, а. Равновесное состояние горной массы на данном этапе показано на рис. 5, б.
167
Рис. 4. Схема численного эксперимента
Параметры дискретных элементов
Таблица 1
Параметр Уголь Порода
Модуль упругости, МПа 5,4103 1,5-104
Коэффициент Пуассона 0,16 0,21
Плотность, кг/м3 1350 2500
Диаметр, м 0,08 - 0,16 0,08 - 0,16
а о 5 ю б
Рис. 5. Давление со стороны сыпучего материала на заслонку (1) и на неподвижный питатель (2) (а); равновесное состояние горной
массы (б)
Следующим этапом численного эксперимента является выпуск раздробленной горной массы с помощью работающего питателя, когда за счет трения на контактах между частицами и питателем сыпучий материал вовлекается в движение. Для исследования влияния конструкции питателя на
168
характер выпуска были проведены два эксперимента. В первом эксперименте поверхность питателя задавалась гладкой, во втором на поверхности питателя размещались рифления в виде ступенек длиной 0.15 м, ориентированные параллельно горизонтальной плоскости. Массовый расход угля Мс (кг/с) при таком режиме выпуска за 45 секунд эксперимента продемонстрирован на рис. 6. В случае гладкого питателя среднее значение показателя Мс составило 47 кг/с, общая масса выпущенного угля - 2 193 кг (рис. 6, а). В случае, когда питатель имеет на поверхности рифления, данные показатели составили 32 кг/с и 1 500 кг соответственно (рис. 6, б).
Рис. 6. Массовый расход (кг/с) угля при выпуске с работающим гладким
(а) и рифленым (б) питателем
Для лабораторных исследований процесса выпуска были разработаны и созданы в масштабе 1:25 модели секции механизированной крепи с устройствами передвижки (рис. 7). Макеты секции крепи в количестве 20 штук были установлены в корпусе лабораторного стенда. Ширина короба по внутренним поверхностям прозрачных боковых стенок равна 1600 мм. Устройством удаления выпущенного угля из забойной зоны служит конвейерная лента шириной 65 мм и толщиной 4 мм, монтируемая перед основанием макетов секций. Приводом ленты служит мотор-редуктор, установленный под основанием лабораторной установки. Регулировка производительности ленты осуществляется преобразователем частоты вращения мотора. Натяжение конвейерной ленты осуществляется натяжным устройством, смонтированным с противоположной стороны короба, включающего в себя натяжной барабан и натяжные винты.
Система управления выпуском представляет собой аппаратно-программные средства, позволяющие осуществлять изменение параметров питателя (чистота, амплитуда) и режимов работы (индивидуальный, групповой). Лабораторная установка оснащена регистрирующей аппаратурой, обеспечивающей фото и видео фиксацию процесса управляемого выпуска. Данная установка позволяет проводить эксперименты по выпуску угля на макетных образцах секций механизированной крепи в различных режимах работы: индивидуальном, групповом, волновом, площадном.
169
а Ш5
Рис. 7. Эскиз (а) и трехмерная модель (б) макетного образца секции механизированной крепи с выпуском горной массы на забойный конвейер: 1 - перекрытие; 2 - завальное ограждение; 3 - заслон; 4 - внутренние боковины (ограждающие стенки); 5 - автоматизированное устройство выпуска (питатель); 6 - сервомотор питателя; 7 - внешние боковины; 8 - основания
Рис. 8. Лабораторные исследования процесса выпуска в различных режимах
В качестве выпускной массы, имитирующей уголь, используется щебень, окрашенный в черный цвет, фракция 5.. .15 мм, породу - мраморная крошка серо-розового цвета, фракция 13.25 мм. Для визуализации потока выпускной массы материал, имитирующий угольную массу, разделён слоями белого щебня фракцией 5.10 мм.
Кроме волнового и площадного режимов выпуска, программа и методика лабораторных исследований включает индивидуальный (процесс выпуска осуществляется поочередно на каждой секции) и групповой (процесс выпуска осуществляется одновременно на группе секций из 3-5 штук) режимы. На рис. 8 показано состояние раздробленной горной массы при различных его режимах гравитационного выпуска.
Выводы
1. Представленная на основе метода дискретных элементов модель гравитационного движения раздробленной горной массы при добыче полезных ископаемых с выпуском подкровельной толщи учитывает основные технологические этапы: создание начального равновесного состояния горной массы; выпуск полезного ископаемого на питатель секции механизированной крепи; функционирование питателя и дальнейший выпуск в соответствии с технологической схемой функционирования крепи. Численные эксперименты показали, что периодический характер функционирования питателя вызывает периодическое изменение как массового расхода полезного ископаемого, так и нагрузки со стороны движущейся горной массы на элементы механизированной крепи в процессе выпуска. При этом конфигурация поверхности питателя оказывает существенное влияние на исследуемые характеристики.
2. Разработана лабораторная модель механизированной крепи, а также система управления выпуском, позволяющая изменять параметры как питателя (частоту, амплитуду), так и режимы выпуска (индивидуальный, групповой). Создана лабораторная установка, оснащенная регистрирующей аппаратурой, обеспечивающей фото- и видеофиксацию процесса управляемого выпуска.
Статья подготовлена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» (Соглашение № 14.604.21.0173).
Список литературы
1. Выбор параметров технологии отработки мощных угольных пластов с выпуском межслоевых и подкровельных пачек угля / И.А. Шунду-лиди, А.С. Марков, С.И. Калинин, П.В. Егоров. Кемерово: Кемеров. отд. Акад. горн. наук, 1999. 258 с.
2. Alireza Jabinpoura, Alireza Yarahmadi Bafghib, Javad Gholamnejad Application of Vibration in Longwall Top Coal Caving Method // International Academic Journal of Science and Engineering. 2016, Vol. 3., No. 2. P. 102 - 109.
3. Underground mining of thick coal seams / R. Kumar, A.K. Singh, A.K. Mishra and R. Singh // International Journal of Mining Science and Technology. 2015. Vol. 25. Issue 6. P. 885 - 896.
4. Hebblewhite B.K. Status and Prospects of Underground Thick Coal Seam Mining Methods. The 19th International Mining Congress and Fair of Turkey, IMCET2005, Izmir, Turkey, June 09-12, 2005.
5. Hanging Wall Pressure Relief Mechanism of Horizontal Section Top-Coal Caving Face and Its Application / J. Guo, L. Ma, Ye Wang, F. Wang // A Case Study of the Urumqi Coalfield, China. Energies. 2017. 10 (9). P. 1371.
171
6. Unver B., Yasitli N.E. Modelling of strata movement with a special reference to caving mechanism in thick seam coal mining // International Journal of Coal Geology. 2006. Vol. 66. Issue 4. P. 227 - 252.
7. Технология разработки запасов мощных пологих пластов с выпуском угля / В.И. Клишин, И.А. Шундулиди, А.Ю. Ермаков, А.С. Соловьев. Новосибирск: Наука, 2013. 248 с.
8. Разработка мощных пластов механизированными крепями с регулируемым выпуском угля / В.И. Клишин, Ю.С. Фокин, Д.И. Кокоулин, Б. Кубанычбек. Новосибирск: Наука, 2007. 135 с.
9. Cundall P.A., Strack O.D.L. A distinct element model for granular assemblies. // Géotechnique. 1979. Vol. 29. No. 1. P. 47 - 65.
10. Discrete element method modification for the transition to a linearly elastic body model / S.V. Klishin, S.V. Lavrikov, O.A. Mikenina, A.F. Revu-zhenko // Journal of Physics: Conference Series. 2018. 973(1). 012008.
11. Klishin S.V., Lavrikov S.V., Revuzhenko A.F. Numerical simulation of abutment pressure redistribution during face advance // AIP Conference Proceedings. 2017. 1909. 020086.
12. Johnson K.L. Contact Mechanics. Cambridge: Cambridge University Press, 1985.
13. Mindlin R.D. Compliance of elastic bodies in contact // J. Appl. Mech. 1949 Vol. 16. Р. 259 - 268.
14. Mindlin R.D., Deresiewicz H. Elastic spheres in contact under varying oblique forces // J. Appl. Mech. 1953. Vol. 20. Р. 327 - 344.
15. Revuzhenko A.F., Klishin S.V., Mikenina O.A. Algorithm for particle packing based on Aristotelian mechanics // Physical Mesomechanics. 2015. Vol. 18. Iss. 3. P. 244 - 249.
16. Granular packing: numerical simulation and the characterization of the effect of particle shape / R. Guises, J. Xiang, J.-P. Latham, A. Munjiza // Granular Matter. 2009. Vol. 11. Issue 5. P. 281 - 292.
17. Makse H.A., Johnson D.L., Schwartz L.M. Packing of Compressible Granular Materials // Physical Review Letters. 2000. 84. P. 4160 - 4163.
18. Обоснование программы и методики лабораторных исследований управляемого выпуска угля подкровельной толщи / В.И. Клишин, Е.Л. Варфоломеев, И.Л. Борисов, Ю.В. Малахов // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. 2018. №. 4. С. 196-199.
19. Разработка макетного образца механизированной крепи и лабораторной установки для моделирования управляемого выпуска угля / В.И. Клишин [и др.] // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. 2018. № 4. С. 199-203.
Клишин Владимир Иванович, д-р техн. наук, проф., чл.-корр. РАН, директор, [email protected], Россия, Кемерово, Институт угля ФИЦ УУХ СО РАН, Кузбасский государственный технический университет им. Т. Ф. Горбачева,
Клишин Сергей Владимирович, канд. техн. наук, klishinvi@,icc.kemsc .ru, Россия, Новосибирск, Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН
172
CURRENT STATE AND DIRECTION OF DEVELOPMENT OF THICK COAL SEAMS EXAVATION TECHNOLOGY BY POWERED ROOF SUPPORTS WITH CONTROLLED
COAL DISCHARGE
V.I. Klishin, S.V. Klishin
Analysis of existing technical solutions of coal discharge in thick coal seams mining is made, new direction of design of mechanized supports having controlled discharge of the underlying coal layer is justified. Numerical simulation of gravitational flow of fragmented rock mass is performed; its interaction with the elements of the powered support section is investigated. Experimental stand was developed and laboratory tests of the coal excavation process were carried out.
Key words: underground coal mining, technology, powered support, discharge, numerical model, laboratory experiments.
Klishin Vladimir Ivanovich, Doctor of Technical Science, Professor, Corresponding Member of Russian Academy of Science, Director, klishinvi@,icc.kemsc. ru, Russia, Kemerovo, Coal Institute of Siberian Branch of Russian Academy of Science, Kuzbass State Technical University by T.F. Gorbachev,
Klishin Sergei Vladimirovich, Candidate of Technical Science, klishinvi@,icc.kemsc .ru, Russia, Novosibirsk, Institute of Mining by Chinokal of Siberian Branch of Russian Academy of Science
Reference
1. Sandwidi, I. A., Markov A. S., Kalinin, S. I., Egorov P. V. You-Bor parameters of technology of mining of thick coal seams with the release of interlayer and underlay packs of coal. Kemerovo, Kemer. otd-nie Akad. horn. Sciences, 1999. 258 p.
2. Alireza Jabinpoura, Alireza Yarahmadi Bafghib, Javad Gholamnejad Application of Vibration in Longwall Top Coal Caving Method. International Academic Journal of Science and Engineering. 2016, Vol. 3, No. 3. 2, pp. 102-109.
3. Kumar R., Singh A. K., Mishra A. K. and Singh R. Underground mining of thick coal seams. International Journal of Mining Science and Tech-nology. 2015, Vol. 25, Issue 6, pp. 885-896.
4. Hebblewhite B. K. Status and Prospects of Underground Thick Coal Seam Mining Methods. The 19th International Mining Congress and Fair of Turkey, IMCET2005, Izmir, Turkey, June 09-12, 2005.
5. Guo J., Ma L., Wang Ye, Wang F. Hanging Wall Pressure Relief Mechanism of Horizontal Section Top-Coal Caving Face and Its Application - a Case Study of the Urumqi Coalfield, China. Energy, 2017, 10 (9), 1371.
6. B. Unver, N.E. Yasitli Modelling of strata movement with a special reference to caving mechanism in thick seam coal mining. International Journal of Coal Geology, 2006, Volume 66, Issue 4, pp 227-252.
7. Development technology stocks thick flat seams with the launch of coal / V. I. KLISHIN, I. A., Sandwidi, A. Y. Ermakov, A. S. Solovyov // Novosibirsk: Nauka, 2013. 248 p.
8. Development of thick layers of mechanized roof supports with a re-release guliram coal / V. I. KLISHIN, S. Fokin, D. I. Kokoulin, B. Kubanychbek // Novosibirsk: Nauka, 2007. 135 PP.
9. Cundall P. A., Strack O. D. L. a distinct element model for granular assemblies. Géotechnique, 1979, vol. 29, No. 1, pp. 47-65.
10. S. V. Klishin, S. V. Lavrikov, O. A. Mikenina, A. F. Revuzhenko Discrete element method modification for the transition to a linearly elastic body model. Journal of Physics: Conference Series, 2018, 973(1), 012008.
11. Klishin S. V., Lavrikov S. V., Revuzhenko A. F. Numerical simulation of abutment pressure redistribution during face advance. AIP Conference Proceedings, 2017, 1909, 020086.
12. Johnson K. L. Contact Mechanics. Cambridge: Cambridge University Press,
1985.
13. Mindlin R. D. Compliance of elastic bodies in contact, J. Appl. Mech., 1949, Vol. 16. PP. 259-268.
14. Mindlin R. D., Deresiewicz H. Elastic spheres in contact under vary-ing oblique forces, J. Appl. Mech., 1953, Vol. 20. PP. 327-344.
15. A. F. Revuzhenko, S. V. Klishin, O. A. Mikenina Algorithm for particle packing based on Aristotelian mechanics. Physical Mesomechanics, 2015, Vol. 18, Iss. 3, pp. 244-249.
16. Guises R., Xiang J., Latham J.-P., Munjiza A. Granular packing: numerical simulation and the characterization of the effect of particle shape. Granular Matter, 2009, Vol. 11, Issue 5, pp. 281-292.
17. Makse H. A., Johnson D. L., Schwartz L. M. Packing of Compressible Granular Materials. Physical Review Letters, 2000, 84, pp. 4160-4163.
18. Justification of the program and methods of laboratory studies of controlled production of coal of the underlay thickness / V. I. KLISHIN, E. L. Varfolomeev, I. L. Borisov, Yu. V. Malakhov / / science-Intensive technologies for the development and use of mineral resources. 2018. no. 4. S. 196-199.
19. Development of a model sample of mechanized support and laboratory installation for the simulation of controlled release of coal / V. I. KLISHIN [et al.] / / science-Intensive technologies for the development and use of mineral resources. 2018. No. 4. P. 199-203.
УДК 622.6-83
ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ГОРНОТРАНСПОРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КАЛИЙНЫХ РУДНИКОВ МЕТОДОМ АНАЛИЗА
ВОЗБУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ
Н.Н. Софьина, Д.И. Шишлянников, В.А. Романов, С.Л. Иванов
Обоснована актуальность применения методов неразрушающего контроля при оценке технического состояния узлов горнотранспортного оборудования. Проведено диагностирование кузова бункера-перегружателя самоходного БПС-25 посредством специализированной аппаратуры «Камертон», методом анализа возбужденных колебаний. Совместно с анализатором «Камертон» при диагностировании кузова бункер-перегружателя БПС-25 использовался ультразвуковой толщиномер «Булат-1М». Сопоставление данных по оценке технического состояния кузова бункера БПС-25 методом анализа возбужденных колебаний и толщинометрии бортов и днища позволило определить предельно допустимую величину потери металла для данного оборудования.
Ключевые слова: диагностирование, бункер-перегружатель, анализатор «Камертон», анализ возбужденных колебаний, толщинометрия.
Для предприятий, осуществляющих добычи калийных солей подземным способом, актуальными остаются задачи повышения надежности добычных комбайнов и самоходных транспортирующих машин, роста их эксплуатационной технологичности. Сложность и высокая трудоёмкость
174
