Введение
1. Состояние вопроса 16
1.1. Анализ существующих типов проходческой техники 16
1.1.1. Основные конструктивные схемы стружкосрезающих проходческих систем 16
1.1.2. Буровзрывные проходческие системы 25
1.1.3. Щитовые проходческие системы 27
1.2. Классификация крепей горных выработок 31
1.3. Классификация существующих технологий сооружения горных выработок 34
1.4. Обоснование возможности создания геовинчестерной технологии проведения горных выработок 39
1.4.1. Сущность функционального подхода 39
1.4.2. Структурная систематизация средств механизации проведения выработок 40
1.4.3. Геовинчестерная технология проведения горных выработок... 42
1.5. Выводы, цель и задачи исследования 46
2. Базовые конструкции винтоповоротных проходческих агрегатов 49
2.1. Конструкция и принцип действия винтоповоротных проходческих агрегатов ЭЛАНГ 50
2.2. Сопоставительный анализ винтоповоротных конструкций для образования подземных полостей 54
2.3. Синтезированные конструктивные схемы винтоповоротных агрегатов ЭЛАНГ 60
2.4. Основные функциональные модули и область применения ВПА ЭЛАНГ 69
2.5. Выводы 74
3. Моделирование взаимодействия впа (геоходов) с массивом пород 77
3.1. Модели среды 77
3.2. Нагрузки, схемы расчета и усилия, действующие на корпус агрегата 80
3.3. Определение необходимых усилий перемещения секций и реакции окружающей породы на винтовую лопасть у трехсекционного агрегата (ЭЛАНГ-3) 84
3.4. Реакция забоя на органы разрушения 91
3.5. Влияние перекатной платформы и погрузочного устройства на перемещение секций 98
3.6. Взаимодействие оболочки секций ВПА с массивом пород 100
3.7. Определение необходимых усилий перемещения двухсекционного агрегата (ЭЛАНГ-4) 108
3.8. Выводы 110
4. Влияние основных факторов на работу ВПА 112
4.1. Влияние габаритных размеров ВПА ЭЛАНГ на его силовые параметры 112
4.2. Влияние габаритных размеров ВПА на величину сил трения, возникающих между оболочкой секций агрегата и окружающей породой 115
4.3. Влияние диаметра ВПА на величину необходимых усилий перемещения его секций и на величину реакции породы на винтовую лопасть 117
4.4. Влияние угла наклона проводимой выработки на силовые параметры агрегата 121
4.5. Влияние винтовой лопасти на силовые параметры агрегата 126
4.6. Влияние угла подъема винтовой лопасти на силовые параметры ВПА 130
4.7. Выводы 134
5. Проектирование несущих конструктивных элементов винтоповоротных проходческих агрегатов 136
5.1. Определение нагрузки, действующей на силовые элементы 136
5.2. Построение линий влияния усилий в шарнирах крепи 141
5.3. Построение линий влияния внутренних усилий 144
5.4. Определение внутренних усилий в несущих элементах
корпуса ВПА при изгибе 154
5.5. Определение внутренних усилий в несущих элементах секций винтоповоротного проходческого агрегата при кручении 157
5.6. Расчет винтовой лопасти 159
5.7. Расчет на прочность стрингеров...-. 163
5.8. Выводы 167
6. Разработка, изготовление и испытание ВПА "Эланг-3" (АПЩВ-3,0) 169
6.1. Конструкция и принцип работы вращающегося проходческого агрегата АПЩВ-3,0 - ЭЛАНГ-3 169
6.1.1. Конструкция агрегата 169
6.1.2. Работа агрегата 178
6.2. Шахтные испытания агрегата "ЭЛАНГ-3" 183
6.3.В ыво д ы 191
7. Разработка, изготовление и испытание ВПА ЭЛАНГ -4 193
7.1. Краткое описание конструкций ВПА ЭЛАНГ-4 193
7.2. Проведение заводских испытаний ВПА ЭЛАНГ-4 202
7.3. Выводы 209
8. Некоторые перспективные разработки параметров и элементов ВПА ЭЛАНГ 211
8.1. Возможный типоразмерныи ряд винтоповоротных агрегатов 212
8.2. Конструктивные схемы вращающихся агрегатов с баровым и шарошечным исполнительным органом 213
8.3. Краткий анализ устройств противовращения агрегатов типа ЭЛАНГ 218
8.4. Проходческий комплекс для горноспасательных работ 224
8.5. Проходческий агрегат самолетной компоновки ЭЛАНГ-4с 226
8.6. Выводы 230
9. Крепление при геовинчестернои технологии проведения горных выработок 231
9.1. Варианты конструктивных решений на базе типовых и традиционных элементов крепей 234
9.2. Варианты конструкций специального крепления при геовинчестерной технологии 239
9.3. Выводы 242
10. Расчет эксплуатационно-технических параметров ВПА ЭЛАНГ 244
10.1. Производительность винтоповоротных проходческих агрегатов 244
10.2. Расчет и согласование параметров погрузочного органа агрегата ЭЛАНГ 250
10.3. Вывод зависимостей для расчета радиуса поворота агрегата 257
10.4. Сопоставительная оценка весовых характеристик ВПА 260
10.5. Определение КПД ЭЛАНГов 262
10.6. Методика выбора детерминированных параметров ВПА 267
10.7. Выводы 270
11. Технологические схемы проведения горных выработок по геовинчестерной технологии 271
11.1. Технологические схемы проведения горизонтальных, наклонных, вертикальных горных выработок 271
11.2. Укрупненный расчет графика организации работ проходческого цикла при проходке горизонтальных выработок ВПА ЭЛАНГ 286
11.3. Выводы 292
Заключение 294
Литература 298
Приложения 307
