Способ контроля состояния секции механизированной крепи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ГОС САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О Краснуэ ас(54 СЕКСПОСОБ КОНТМЕХАНИЗИРОВА Изобретениеи позволяет контроля э агностики ОЛЯ СНОЙ КРотносповыссчетварий ТО ЕПИтся к горному ть эффектив- своевременых ситуаций.:Вф ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР елАм изОБРетений и ОткРыт втоеСКОвгк сеид П:.ЛьСтв(71) Донецкий ордена Трудовогоного Знамени политехнический институт(56) Катков Г.А. Измерение нагрна крепь горных выработок. М.:Недра, 1969, с. 136.Комиссаров С.Н. Управление мсивом горных пород вокруг очиствыработок. М.: Недра, 1983, с.,80127359351) 4 Е 21 Р 23/12 Для этого на основном перекрытии (ОП) секции в месте его стыка с забойной консолью датчиком 1 измеряется нагрузка. о на крель. В месте стыка ОП с передней и задней гидро- стойками секции нагрузка Ч и цизмеряется датчиками 2 и 3По измеренным значениям Я 0 Яи Ч 3 опре деляют величины и места приложения равнодействующей сил нагрузок на завальный и забойный концы ОП. По значению Ч моано судить о нагрузке кровли на консольную часть П, а по значению о и о - о нагрузке кровэли на ОП крепи. Затем сравнивают полученные текущие значения равнодействующей с заданными. По результатам сравнений обеспечивают нерераспределение давления кровли на ОП, изменяя усилие распора гидростоек, нли прогнозируют аварийные ситуации механизированной крепи: возможность вывала, жесткой посадки илн опрокидывания. 1 ил.1273593Имея д .дде.лэ- (1 -1 )4 ) 1. 1 4)5р Ч О,Если Ч О и Ч О) то считают ихравными нулю.Тогда нагрузка на 1 м ширины сек 10 ции определяется следующим образом-,2 2 2 4 2) Средняя нагрузка на 1 м секции15 ЧсД 14(а + где а " ширина секции,Ь - расстояние между краями соседних секций.Нагрузка на одну секцию крепи равна Чо +р г Ч(а + Ь).ЧО 2 1 +215(1, - 1 э) (а + Ь) Далее необходимо найти текущее положение точки приложения равнодей 36 ствующей силы. Имея Ч = Ч(0) 0 и Ч = Ч(14),можно записать плотность сил на пере" крытие на расстоянии х от начала консоли35 где в э и - углаеие ааэИидиенты прямых АС и СЕ. Известно, что для прямолинейногоучастка ОК абсцисса точки приложенияравнодействующей определяется сле 50дующим образоме,.,(.и,-- а)Ч(х) с)х55ОЕ 4где 1 Ч(х) йх - равнодействующая сил,Подставив выражение (1) для Ч(х)в (2), получают Ч14 13 15 12 Изобретение относится к горному1 делу, преимущественно к прогнозу и контролю состояния механизированных крепей в процессе взаимодействия их с горными породами в очистном забое шахты, и может быть использовано при создании автоматизированных крепей, работающих в сложных горно-геологических условиях.Цель изобретения - повышение эффективности контроля эа счет своевременной диагностики аварийных ситуаций.Иа чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего способ.Устройство содержит датчики 1, 2 и 3 нагрузки, установленные в местах стыковки гидростоек, и консоли с основным перекрытием секции. С их по мощью измеряется нагрузка на консоль. ную часть Ч , нагрузка над стойкамио)Ч 2 н Ч . Датчики установлены на расстояниях 1 1 , 15 от забойного конца консоли в соответствии с конструктивными параметрами перекрытия крепи длиной 1.Способ контроля состояния секции механизированной крепи с помощью предлагаемого устройства осуществляется следующим образом,С помощью датчика 1 измеряется нагрузка (Ч ) на перекрытие секции в месте его стыка с забойной консолью, С помощью датчика 2 измеряется нагрузка (Ч ) на перекрытие в месте его стыка с передней, а с по. мощью датчика 3 - с задней (Ч ) гидростойками секции, Измеренные зна Ч(х) чения нагрузок используются для оп О ределения величины и места приложения равнодействующей сил нагрузок на перекрытие по следующей методике.Поскольку воспринимающим элементом является сама крепь) то измеренные значения нагрузок получены с учетом жесткостных и силовых параметров крепи.Следовательно, по значению Ч можно судить о нагрузке кровли на консольную часть перекрытия, а значения Ч 2 и Чэ характеризуют нагрузку кровли на основное перекрытие крепи.Из подобия треугольников СДД, и ДЕЕ, видно, что значения Ч и Ч , определяют г - Ч - .х+Ч, если 0 х й 12 1 г Ч- в(х)+Ч если 1 х г г) г4 2(3) х с 4 Я 1 с 1 г1 1 Чг-г х + гг ) г)х +1 1" гх 1 г) + гЕг ВНИИПИЗаказ 640530 Тираж 470 Подписное Произв,-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 После вычисления интегралов получают выражение для координаты точки приложения равнодействующей 10 1 (2 4+с 1 г) (14 1 ) 2 Яо+Яг)1 сс 1 +с 1 ) 1 +(с 1 +11 ) (1 ф 1 г)(4)Результаты вычислений используются с целью контроля либо управления 11 состоянием секций механизированной крепи.Например, вычисление и сравнение слагаемых позволяют выработать следующие управляющие воздействия. Если 20 второе слагаемое меньше нуля, то координата точки приложения равнодействующей находится перед передней стойкой. Для смещения ее назад необходимо увеличивать усилие распора 25 любой стойки, Если второе слагаемое больше или равно нулю, но меньше рас. стояния между стойками 1 -1 г, то координата приложения равнодействующей находится между стойками. Для смеще- О ния ее вперед необходимо увеличивать в допустимых пределах распор на передней стойке. Если увеличивать распор на задней стойке, то координата точки приложения равнодействующей будет сдвигаться назад, к35 завальной части.Если второе слагаемое больше расстояния между стойками, то координата точки приложения равнодействую" щей находится в завальной части крепи. Для смещения ее к забойной части необходимо увеличивать в допустимых пределах усилие распора на любойстойке.П р и м е р 1. При действии на перекрытие равномерной нагрузки имеют с 1 "с 1 =с 1 =с 1 =с 1. Тогда, 1 (1,-1,) 31-31 1.о г 3 2 ц 1 г + 2 с 1(14 1 г) 2 50 что соответствует месту приложения равнодействующей посередине. П р и и е р 2, При наличии вывала над консолью и над передней стойкой имеют с 1,=с 1 =О, с 1 =с 1. Тогда1 2 г)гг 1 г - 1 г) 1 +21 гг =+ 3 п 13 -1 ) 3Подставив конструктивные параметры для крепи КМ1 = 2100 мм,143560 мм, получают х = 3073 мм, т.е. координата точки приложения равнодействующей находится за пределами задней стбйки крепи, что соответствует аварийной ситуации.Шахтными испытаниями установлено, что крепь в основном работает в резиме поддержания предварительного раснора, а предохранительные клапаны ра" ботают только в процессе посадки секций. Поэтому датчики нагрузки,установленные в местах стыковки консоли и стоек с основным перекрытием, дают достаточную для практики точность контроля.Формула изобретения Способ контроля состояния секции механизированной крепи, основанный на измерении нагрузок на крепь и определении оптимальных величины и местоположения равнодействующей,о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности контроля за счет своевременной диагностики аварийных ситуаций, нагрузки на крепь измеряют в местах стыковки перекрытия с гидростойками и с забойной консолью, определяют нагрузку на завальный конец перекрытия и по измеренным значениям нагрузок определяют текуп;ие величину и местоположение равнодействующей сил йагрузок, сравнивают полученные текущие значения равнодействующей с оптимальным и по результатам сравнения делают вь)вод о нормальном либо аварийном состоянии секций механизированной крепи,