Имитатор процесса развития очистных и подготовительных работ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 146073 9)8 БРЕТЕНИЯ ИОАНИ ЕЛЬСТ рные выработкиР рейки снабженыжостью пропускаязей, соединяюи горизонтальные г(ГВ), нег одвижныеотверстиями с возмчерез них гибких с 7 ОРНО-Мнки с подвижнь асть непо виж 1 утн, В. Н, ОкалеГяон, ЕНКО емой разрабо кона 3 - е 270 лезных и урча.) на 1983 с 402тельстн В 25/О СС 19 1 Ч 1 3: ) 1",ТЛТ 111 П 1011 ЕССЛ РЛ 381 ТИИ ).Т)1:). 1 П)0.".ГОТОВ 11 ТЕЛЬНЬБ РЛЬОТ5,1 э; )";)от 1 ие относится к городну, а имен;1 о к учебным тренажерамм, 1. м. б. испсльзов ьно для имитац 1 ш процесса развития очистных и ;1 одготонительных работ при разработке угольых пластов, Цель изобрете:. )я - контроль за расчетами по Опти.иза 1 и нараметрон ведения горных р.1 боз . Устроистно состоит из мехао)м,1 11). ремешеия, снабженого блок,).) управления, электродвигателями, ;.1:кторами, шкивами, гиокими сня ми, груз;К.и 51, и Осонаия с ра.си и крйпикой. На раме основания закрегце 1,ечетые и четные подвижные ненодн 1 жые нродольые рейки (1 Р)н подвижные продольные перегородки111 ереч 1,.е рейки с пазами. На верх 1 й 5:Оскости рамы нанесен рисунок, моде:шрующий выработанное пространство, На одну поперечную рейку на с рисунок, моделирующий наклонные ем5 ещаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СИИ" 3- .15, 373, 398 Лнторское свиде7) 2.415 кл, 6 09 ы) 409 В 25/02, Е 21 Р 5/00 щих шкивы 11 груз 1 М 1рейкамисвая ч д ЫхПР имитирует целики угля, подвижныечетные ПР - подготовительнь)е ГВ, анечетые - Очистнь 1 е забои, Шириначет 1 х,1 Р соотне 1 стз) ет длин);1 аны,а нечетных - ширине подготовительных ГВ, крышка Осоннния снабженастопорам 51, установленным на грагице между прозрачой и затемненно 1частями крышки и продольными осямиподвижных 11 Р. .лок управления состст из О.ока нитаия коценых ныключ 1 те.не, н ремеых сопрот;1 вле 1 1, сигальон цепи, выполн 1 ИОииз сигаль:Ой ламнь), тумблер и замкнутого и ранойКнутого контактов.При имитации горных работ определяютскорости проведения 1 В и подвиганияочистных работ и устанавливают ихзначе 1 яа шкалах н.ремеых соцо -тинлений: а четых сопротивленияхскоро ти очистых забоев, на нечетных - но,готонительных забоев. Включают )лектроднигате;1 и наматына 1на шкивы гибких э:)еметзв, пере,ют ечет 11 ые и чет 1 ые ПР, имитируяэтим нронеде 11 и Очистнй 1 х и подготовительных работ. Подготовка устанон -ки к раООте зависит От системы разработки, что рогу;ируется не:шчинойподвигания четой и ечетной ПР,Если расчеты ныг)олнены нер 11 О,ная и нечетная Пэ задвигаются нодзатемненую часть крышки однонремен , а сигнальная лампа при этом негорается. 4 з.п. 4 в , 7 ил,35 40 неподнсжив 1 Нд верхней ее грани наносится рисунок 1, изображающий- 45 ИДК:ОННЬЕ ИЛИ ГОРИЗОИТД)ЬНЫЕ ГОРНЬЕ 50 55 Изобретение относится к горному делу, в частности к учебным тренажерам, и может быть использовано для имитации процесса развития очистных и подготовительных работ при разработке угольньсс пластов.Цель изобретения - контроль за расчетами по оптимизации параметров ведения горных работ.На фиг.1 изображен имитатор в собранном ьиде, вид сверху; на Фиг.2 - то же, вид спереди, на Фиг,З - принципиальная электрическая схема блока управления электродвигателей механизма перемещения, на фиг.4-/ - отдельные элементы имитатора.Имитатор состоит иэ основания выполненного 3 виде ящика. В основан 1 к;)птся прямоугольная рдкд 2 Ширинд рамы 2 рдиид внутренней ширине Оснондн)Я 1, а длина на 1-3 см меньше внутренней длины основания 1. ДНид рамь 2 меньше длины основания 1 из-за необходимости крепления ид 1 иГГеИГ)к 2 О стснкено 3;3 Н)Я 1 ).ек 1 Од 11 :-е , дМ 1 Н. Г 1 Н л)1 тся в )сиондпе 1 сверху, д раме 2 крепятся нечетные 3, 5, 7 ЧТНЫЕ 4, 6 ГОднНКНЫЕ ПрвдОЛЬНЫЕ РйКИ, НЕПО."13)СКИЫе ПРОДОЛЬНЫЕ ПЕР- городки 3, н:одвижиые поперечные рйки 9 и О и иподвижные продОГьиье рек 1. У боковых границ рамьреинтЯ попс речные реки 9, л.и) быково рд нины напримеру.т 1 и 1 н.113 д.:Я п 0110 речндя рейк 1 113 длиной,Иной ширнс рамы ), д ширной, рднн СУММарНОй ШирН Ндк;Онных н и магистральиьос гориьас нырассток и их охранных элементов н соотнетстну.)с м масштабе.Зта попер чиня рейка креится вырдботк. У правой боконои границы рамы 2 и ио)дниж О крепится попРЧИДЯ РЕЙКИ с);ЛИИОй, РИННОй ШИРИНЕрамы 2 а шириной 1-2 см, Нричем,1111 НЛ НЕ 10;11 И)КНЬГХ 1011 С.РЕЧНЬГХ РЕК9 и 10 один;)кона. Оставшаяся длинардмь) " б з уч тд шрины рейки 1 О и9;3.ится н, н;);Бнье части: Реяуюпр ) , у зерхне и нижней границ )с) части рамы 2 неподвижно кр .Ятся рейки 11, имитиРующие цели угля, д 3 ино) равной 1, . 5 10 15 20 251 И .)01 :Т)ОЬ ).,1 , "еч 1 ЯТ 1з ),чн; ,;)а1Ч.:1 . К )Ь К 1 . Р 1 3 .Д ;. 1 11 Н . ,);. -ноная 1. рана деть кры.".:Ьзакрашена под пнет р.ек 3,;, 11,те . 1 черь нет, ."и закрытр крьсшке через:1, 3 у е: Гц)оз1 ч н, ю часть ндиь рек; 1 с иди сс Н ри(:у икр 1 - )е)ды нь)е рни 1 1 3) 7 и 46, р 13 Я ч 3 сть р 3 мь здкрьсндтсЯ здкрдшениои ч;с. Ью кр . - кн3 При этм н 1 грни.1 рзрдч ИО 1 и )зкрашенной частй к;ышки 3 н ТОЧК;Х ИЕРСЕЧЕНИЯ ЭТО) 1 Р;1 Н 11,1 С проольиьм) с)сЯ.н 1 од 31%Их )еек 3 7 рдсио:1 ожены фиксаторь 14,Нд верхней п.оскост рамы 2 ио;1 Кдж;,с 1 ЧЕТИОй ПОдНжНОр НКАО.и 6 нане-ны рисунок 15, зображдк- Щий 131 рабОтаииое 11 рострднстно эле менты охраны под Отовительньъ )ьрдбо. ток, д од .дждой нечетной рейкой Верхние грани реек 11 закраш- ваются в черньЙ цвет, На оставшейся ширине левой части 11 рамы 2 устанавливаются подвижные продольные нечетные 3, 5, 7 и четные 4, 6 рейки. Нечетные рейки 3, 5, 7 имитируют подготовительные выработки, а четные 4, 6 - очистные забои. Длина всех реек 3,5, 7 и 4, 6 равна длине реек 11. Верхняя грань реек 3-7 окрашивается в черный цвет, как и реек 11. Ширина четньсх реек 4, 6 соответствует в масштабе длине лавы, а нечетиьх реек 3, 5, 7 - врине подготовительных выработок. Вся левая 1, и правая 1 части рамы 2 разде;1 еиы перегородками 8 таким О) - разом, чтн ы они с узсилн напра 3:Яюшими для четиьх , 6 и нечетных 3,тЭ,)ЕЕК1 Д .Р,) К . РДВ - ьд улиоеИ;И реек 3-7 1, +. )унеличени,и и, г,1 убичу пазов н попер Иьк )е)3 кдх 10 н 9. ерег)родк 8 ж:тк. к)1 ятся 10 Ис.1 д;1 Ие 1 + + 11,з,к;:ер 1 е ре.9 и 10, В , . у 1,и,).;1 с .1,1 амлэ.;тЯ25 3, 5 и 7 - рисунок, изображающий крепление подготовительных выработок, При этом когда четные 4, 6 и нечетные 3, 5, 7 рейки находятся н правой части, через прозрачную часть крышки 13 видны подготовительные выработки и выработанное пространство, а сами рейки 3-7 закрыты закрашенной частью крышки 13,Иеханизм перемещения включает жестко закрепленные внутри основания 1 на его правой короткой стороне электродвигатели 16 постоянного тока (31-35), соединенные с редукторами 15 17, на выходные валы которых насажены шкивы 18. К правым торцам подвижных реек 3-7 прикреплены гибкие связи 19, другие концы связей прикреплены к шкиву 18, В поперечной неподвижной рейке 9 в местах, соответствующих продольным осям реек 3-7, проделаны отверстия 20, через которые пропущены гибкие связи 19, соединяющне шки.ты 18 с подвижными рейками 3-7.Н поперечной неподвижной рейке 10 проделаны отверстия 12, аналогичные и симметричные отверстиям 20, через которые пропущены нити 19, связывающие левые торцы реек 3-7 с грузиками 22, а н основании 1 - вертикальные отверстия. Причем количество грузиков 22, электродвигателей 16 редукторов 17 н шкивов равно коз - 35 личеству подвижных реек 3-7.Блок 23 управления включает н себя блок 24 питания, вмонтированный внутри корпуса блока 23 управления жестко э 3 крепленные на леной 4 О грани правой неподвижной рейки 9 концевые ныключатели ВК 1-ВК 5 и н;рмальо разомкнутые 15 и замкнутые 25 контакты, а также жестко закрепленные на верхней панели блока 23 управления выключатели ВК 6-ВК 12,сигнальная лампа 1 и переменные сопротивления К 1-К 5, шкала изменения которых проградуиронаца в скоростях подвигания очистных ц годготлнительных эабоев в суТки.Имитатор работает следующим образом.В исходцом положении четные 4,6 и нечетные 3, 5, 7 продольные подвиж.55 ные рейки придвинуты к праной грани левой неподвижной поперечной рейки 1 О, Грузики 22, соединенные посредством гибких элементов 19 с подвижными продольными рейками 3-7, опущены на максимальную глубину, агибкие элементы 19соединяющие п: -вижные продольные рейки 3-7 со л ивами 18, вытянуты на максимальнудлину и находятся в натянутом пол -.жении под действием грузиков 22.Крышка 13 опущена на прямоуголнуыраму 2. Блок 23 управления обесточен,выключатели ВК 6-ВК 12 выключены,концевые выключатели ВК 1-ВК 5 замкнуты,контакт 15 разомкнут, а контакт 28замкнут,В случае имитации процесса развития очистных и подготовительных работ при сплошной системе разработкипо схеме лава-штрек, лава-этаж (ярус)с опережением обкаточного штрекаобучаемый рассчитывает скорость подвигания очистного забоя по известной методике и принимает скоростьподвигания подготовительных выработок равной скорости подвигания ланы.Полученные значения скоростеи устанавливаются регуляторами на шкалахпеременных сопротивлений К 1-КЗ всхемах подключения электродвигателей Э 1-ЭЗ. При этом на регуляторахнечетных сопротивлений устанавливаются скорости подвигания подготовительных, а на четных - очистныхзабоев. После этого при имитациисистемы разработки дава-штрек включаются выключатели ВК 6-ВЕ 8, а затемподается питание на блок 23 управления. В результате начинают работать электродвигатели 16 (31-33),которые с одинаковой скоростьювращения наматывают на шкивы 18 гибкие элементы 19, перемещающие содинаковой скоростью связанные сними нечетные 3, 5 и четную 4 рейкиимитируя при этом последовательность развития очистных и подготонительньк работ при сплошной системеразработки лава-штрек, у которойподготовительные забои не опережаюточистные.При имитэции системы разработкилава-этаж (ярус) с опережением откаточного штрека нечетная рейка 5перемещается в сторону рейки 9 навеличину, соответствующую в принятом масштабе максимально допустимому опережению забоя откаточногоштрека забоя лавы. После этого подготовка тренажера к работе и еговключение осуществляется аналогично.Перемещение задействованньл реек 3-5 происходит до тех пор, пока они своими правыми торцами не выкл:очат концевые выключатели ВК 1-ВЕЗ, которые отключат соответствующие электродвигатели Э 1-ЭЗ, а сами рейки 3-5 застопорятся фиксаторами 14, расположенными на крышке 13.В случае имитации процесса развития очистных и подготовительных работ при столбо"ой системе разработки нечетные рейки 3, 5, 7, имитирующие подготовительные выработки электродвигателями Э 1, Э 3 и Э 5, которые включаются выключателями ВК 6, ВК 8 и ВК 10, полностью задвигаются под затемненную часть крышки 13. Тем самым имитируется завершение подготовительных работ по окоцтуриванию выемочного поля. После этого включаются изложенным способом электродвигатели Э 2 и Э 4, которые перемещают подсоединенные к ним посредством гибких элементов 19 шкивов 18 и редукторов 17 четные рейки и Ь. Перемещение этих реек имитирует подвиганне лавы и отработку оконтуренного выемочного поля, которая завершается после полного задвцгания под закрашенную часть крышки 13 и стопорения фиксаторами 14 реек 4 н 6.Контрачь правильности расчстов оптимального соотношения мсжду очистными и подготовительными забоями осуществляется тренажером для трех вариантов задач, в соответствии которымн различается процедура подготовки тренажера к работе.Первая задача форы руется следующим образом: при каком положении очистных забоев в о".рабатываемом выемочном поле необходимо начать подготовку нового выемочного поля с тем, чтобы к моменту завершения очистных работ оно было своевременно подготовлено к работе при оптимальных скоростях проведения выработок.В этом случае по известной методике рассчитывается величина Х, определяющая оптимальную длину выемочкого поля, еще не отработанную лавой, при котором необходимо начинать подготавливать соседнее выемочное полегде Р10 Рргаз15 скорость подвигаиия очистного забоя, м/сут,время сооружения приемныхплощадок, сутфдлина выемочного поля, м;оптимальная скорость проведения штрека, мсут,длина лавы, м;скорость проведения разрезной печи, м/сут;время монтажа оборудовакия в лаве, сут,резерв времени для компенсации непредвиденных задержек при подготовке соседнего выемочного поля(30-60 сут). Все входящие в формулу (1) ве - 20 личины либо рассчитываются по методикам, .1 ибо задаются по условиямзадачи.Зная величину Х, определяют частьдлины выемочного поля, пройденную 25очистным забоем(2)4 У мВеличина У харак геризует оптимальное положение лавы в отрабатываемом выемочном поле. Значение У переводится в масштаб тренажера и четная рейка 4 отодвигается от рейки 10нл величину 1 в принятом масштабе.Затем ца регуляторе переменного со противления К 5 цепи подсоединенияэлектродвигателя Э 5 кечстцой рейх:7 устанавливается скоррсктировацнзначечиеЧ= Ч 1. /Х, м/сут (3)Такая корректировка позволяетучитывать время на сооружение приемных площадок, проведение разрезной печи, монтаж оборудования ц ре зерв для компенсации непредвиденныхзадержек при подготовке соседнеговыемочного пачя.Дальнейшая подготовка тренажерак работе зависит от заданной по 50 условию задачи системы разработки.При сплошной системе разработкилава-штрек четная рейка 4 и смежныес ней нечетные рейки 3 и 5 отодвигаются от рейки 10 на одну и ту же 55 величину У.При сплошной системе разработкилава-этаж (ярус) четная рейки 4 инечетная 3 рейки отодвигаются навеличину У от рейки 10, а нечетнаяlрейка 5 - на величину У плюс минимально допустимое опережение забоя откаточного штрека забоя лавы.При столбовой системе разработки рейки 3 и 5 полностью задвигаются под затемненную часть крьппки 13, а четная рейка 4 отодвигается от рейки 1 О ца величину У.После установки реек 3-5 в требуемые в зависимости от системы разработки и выполненных расчетов величины У положения на соответствующих этим рейкам регуляторах переменных сопротивлений К 1-ВЗ устанавливаются заданные по условию задачи или рассчитанные значения скоростей подвигания лавы и смежных с ней подготсвительных выработок (прц сплошных системах разработки) цли только лаьы (прц столбовой системе разработки). Далее включаются выключатели ВК 6-ВК 8, ВК 10 и ВК 12, после чего подается напряжение на блох управления.Задействованные выключателями ВК 6-ВКЯ ц ВК 10 электродвигатели Э 1- Э 3 и Э 5 начинают посредством редукторов 17, шкивов 18 и гибких элемен тов 19 перемещать с заданными скоростями соответствующие рейки 3-5 и 7.Если расчеты оптимального соотношения вьц.олцецы верно, то четнаяц нечетная 7 рейкц задвигаются цод затемненную часть крьпвки 13 одновременно. Прц том четная рейка 4 своцм правым торцом замыкает нормально разомкнутый контакт 15 цели сигнализации ц выключает коньевой выключатель ВК 2, При этом происходит отключение электродвигателя Э 2 ц стопорецце рейки 4 соответствующим фцксаторо.к 14 ца крышке 13, а также замыкание цепи сигнализации. Одновременно рейка 7 своим правым торцом размыкает нормально замкнутый контакт 2 Я и выключает концевой выключатель ВК 5. В результате чего происходит отключение электродвигателя Э 5 с одновременным стопореццем рейки 7 ц размыканцем цепи сигнализации, что исключает загорание сигнальной лампы Л и подтверждает правильность выполненных расчетов,Если же рейка 7 отстанет от рейки 4, то размыкание нормально замкнутого контакта 23 це произойдет и загорится сигнальная лампа Л, ука 4 Ь 0737 мом выемочном поле обеспечить своевременный ввод нового выемочногополя в работу.В этом случае величина Чь, опреде ляется по формуле (3) и устанавливается на регуляторе переменного сопротивления К 5, а на регуляторе сопротивления К 2 устанавливается величина Ч . Величина Х задается по усц фповию эддачц. Далее по формуле (2)определяется У ц рейка 4 отодвигается от рейки 10 на величину У. Рейки 3 и 5 отодвигаются от рейки 10как и в предьдущих случаях в завцси мости от заданной системы разработки, Затем включаются выключателиВК 6-ВКЗ, ВХ 10 ц ВК 2 ц подается напряжение ца блок 23 управления. Работа тренажера ц контроль правцль ности расчетов осуществляются аналогично.Третья задача расчета соотношенияположений очистных ц подготовительных забоев формулируется следую О щим образом: определить имеющийсяфактический резерв времени на окончание подготовки нового выемочногополя прц существующем положении очистных ц подготовительных забоев. 5 10 15 20 25 зывая на допущенную в расчетах ошибку, которая привела к несвоевременной подготовке соседнего выемочногололя,Если рейка 7 опередит четную рейку 4, то разомкнется контакт 28 изагорание лампы Л не произойдет,однако в этом случае по секундомеру определяется разность временимежду полной задвижкой под закрашенную часть крышки 13 нечетной 7 и четной 4 реек. Перевод установленноговремени с масштаба модели в масштабнатуры показывает величину временипреждевременной подготовки новоговыемочного поля. Следовательно, и вэтом случае в расчетах допущенаошибка.Вторая задача формулируется следующим образом: с какой минимальнодопустимой скоростью Чы необходимопроводить подготовительные выработки, чтобы при определенном положении очистного забоя в отрабатываеСр =У(Ч (Ь кр У 1 ) /Ч ,д едд чон где Ъ, - величина, на которую пройден откаточный штрек подго 1460737тавливаемого выемочного поля, и.Все входящие в формулу (4) величины задаются по условию задачи или же определяются расчетным путем (3).По формуле (2) определяется величина У, на которую отодвигается в мас.штабе тренажера рейка 4 от рейки 10.Смежные с ней рейки 3 и 5 отодвигаются аналогично рассмотренному в зависимости от заданной системы разработки. Рейка 7 отодвигается от рейки 10 на величину У, . После этого на регуляторах сопротивлений К 2 н Я 5 устанавливаются значения Чи Ч Затем включаются выключатели ВКЬ-ВКВ и подается напряжение на блок 23 управления. Одновременно с подачей напряжения включается секундомер и засекается время начала передвижения рейки 4. Как только пройдет рассчитанный отрезок времени, соответствующий в масштабе тренажера времени , включается выключатель ЬК 10, и начинает двигаться рейка 7. После того, как рейка 7 полностью задви" нется под закрашенную часть крьсдкн 13, сразу начинается отсчет времени по секундомеру, в течение которого продолжает двигаться пластина 4.Если окажется, что замеренныйинтервал времени соответствует в принятом масштабе сумме затрат времени на проведение промежуточной площадки Сп , монтаж оборудованияи проведеь;,". разрезной печи 1(Ъ , тс задача решена правильно. В противном случае в расчетах допущена сшибка. формула изобретения 1. Имитатор процесса развития очистных и подготовительных работ, включающий основание, прямоугольную раму с параллельно установленньси в ней продольными подвижныии прямоугольными рейками одинаковой длины, откидную крьпдку, механизм перемещения, снабженный гибкими связями и грузиками, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью контроля за расчетами по оптимизации параметров ведения горных работ, имитатор набжен дополнительно двумя ненсдвиж 5 10 15 20 25 ЭО 35 4 С 45 50 55 ными с отверстиями вдоль продольнойоси продольными и поперечными с пазами рейками одинаковой длины и разделительными перегородками, вставленными в пазы неподвижных поперечных реек, а откидная крышка выполнена из прозрачной и затемненнойчастей с возможностью установки награнице этих частей стопоров, приэтом механизм перемещения дополнительно снабжен блоком управления,электродвигателями, редукторами ишкивами, выполненными с возможностьюсоедичения шкивов с одной сторонычерез гибкие связи с продольньпкиподвижными рейками через отверстиянеподвижных продольных реек, а спротивоположной стороны продольныеподвижные рейки через гибкие связисоединены с грузиками.2. Имитатор по и. 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что стопорыустановлены в точках пересеченияграницы между прозрачной и затемненной частями крышки и продольными осями подвижных реек, при этомчисло стопоров равно числу продольных подвижных реек, а цвет затемненной части откидной крьпшси соответствует цвету продольных подвижных и неподвижных реек и поперечной рейки, примыкающей к затемненной части крынки.3. Ьтатср по и. , о т лч ающи й с я тем, что бл.ь управления выполнен из переменныхсспрстивлвпй, выключателей и концевых вылн чателей установленныхна одной поперечной неподвижной рейке, цепи сигнализации.4. Имитатор по и. 1, о т л и -ч а ю ц и й с я тем, что количество электродвигателей равно количеству продольных подвижных р ек, приэтом электродвигатели с редуктсрамни шкивами жестко закреплены на внутренней поверхности правой ксроткойстороны прямоугольной рамы,5. Имитатор по и. 4, о т л и -ч а ю щ и й с я теи, что цепь сигнализации выполнена из сигнальнойлампы, тумблера и закрепленных наодной поперечной неподвижной рейкенориально замкнутого и разсмкнутогсконтактов.1460737 Составитель В.Вдсючковак тор В.,Чзнко Техред Л, Олийнык Корректор М.Пожо КН Производственно-иэдательск;Ю комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,Здхд ю 545 ВНИИПИ Го Тирам 470 Подписноерственного комитета по иэобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5