Введение
1. Состояние вопроса, основная идея, цель, задачи и методы исследований 12
1.1. Состояния вопроса и пути повышения эффективности работы угледобывающих предприятий России 12
1.2. Оценка горно-геологических особенностей залегания пластов на разрабатываемых и перспективных угольных месторождениях РФ 17
1.3. Обзор результатов исследований проявлений горного давления и его влияния на состояние непосредственной кровли и очистного забоя 21
1.4. Анализ основных направлений улучшения технологических параметров крепления кровли при выемке угольного пласта длинными лавами ..25
1.5. Анализ опыта выемки угольных пластов короткими очистными забоями 31
1.6 Основная цель, идея, задачи и методы исследований 37
Выводы 41
2. Геомеханическое обоснование силовых, конструктивных и технологических параметров механизированных крепей на базе комплексного метода расчета системы "крепь- углепородный массив" 44
2.1. Постановка задачи, обоснование метода расчета и разработка расчетной схемы 44
2.2. Математическая модель комплексного метода расчета напряженно- деформированного состояния геомеханической системы "крепь- угле- породный массив" 51
2.3. Исследования особенностей распределения опорного давления на угольный пласт и перекрытие секций механизированных крепей при изменении их силовых, конструктивных и технологических параметров 63
2.4. Метод определение характера нагружения и величины отжима краевой части угольного пласта под действием сил опорного давления 67
2.5. Обоснование силовых параметров механизированных крепей при передвижке секций с постоянным подпором в условиях неустойчивых кровель 73
2.6. Обоснование силовых и конструктивных параметров выдвижных козырьков в режиме скалывания угольной пачки 82
2.7. Исследование интенсивности и характера нагружения угольного пласта и безразгрузочного комплекта передвижных гидроопор силами горного давления в условиях труднообрушающихся кровель 89
2.8. Аналитические исследования напряженно-деформированного состояния "крепь-углепородный массив" во времени 103
Выводы 107
3. Разработка конструкций механизированных крепей для крепления неустойчивой и труднообрушающейся кровель 109
3.1. Конструктивные особенности механизированных крепей с выдвижным поддерживающим элементом и системой гидравлического подпора. 109
3.2. Разработка конструкции безразгрузочной механизированной крепи со скользящей лентой 113
3.3. Разработка конструкции автономной самоходной механизированной крепи на гусеничном ходу (КСМ) 116
3.4. Разработка конструкции самоходной шагающей комплектной крепи КСК 120
3.5. Разработка новых технических решений по созданию безразгрузочного комплекта передвижных гидроопор с роторным транспортным средством их перемещения 124
3.6. Разработка и обоснование основных конструктивных элементов "искусственного механизированного целика" 136
3.7. Разработка системы беспроводного управления процессом крепления горных выработок механизированными крепями 143
Выводы 146
4. Стендовые исследования силовых, конструктивных, кинематических и технологических параметров усовершенствованных и новых конструкций механизированных крепей 148
4.1. Программа и методика проведения стендовых испытаний механизированных крепей различных конструкций 148
4.2. Особенности конструкций испытательных стендов и измерительная аппаратура для проведения исследований 152
4.3. Исследование силовых и конструктивных параметров механизированных крепей с изменяющейся длиной поддерживающего элемента 161
4.4. Исследование особенностей процесса передвижки безразгрузочной крепи с шасси со скользящей лентой 166
4.5. Исследование кинематических, силовых и технологических параметров комплекта передвижных гидроопор с роторным транспортным средством 170
4.6. Испытания монтажного навесного оборудования (ОМН) для доставки и установки комплекта гидроопор 178
4.7. Исследования системы беспроводного радиоуправления механизированными крепями 181
Выводы 187
5. Шахтные исследование силовых, кинематических и технологических характеристик усовершенствованных механизированных крепей для отработки пластов длинными столбами 189
5.1. Методика шахтных исследований и аппаратура для измерения параметров механизированных крепей 189
5.2. Исследование взаимодействия с боковыми породами механизированных крепей, оборудованных выдвижным поддерживающим элементом 193
5.3. Шахтные исследования взаимодействия с боковыми породами механизированных крепей, оборудованных выдвижными скалывающими козырьками 205
5.4. Исследования взаимодействия с боковыми породами механизированных крепей, передвигающихся без потери силового контакта верхнего перекрытия с породами кровли 210
5.5. Исследование экспериментального образца системы беспроводного управления комплектом передвижных гидроопор 219
Выводы 222
6. Экспериментальные исследования коротко- забойных технологий отработки участков ограниченных размеров и сложной конфигурации ..225
6.1. Исследования параметров технологии выемки угля короткими очистными забоями с применением отечественного горношахтного оборудования 225
6.2. Исследование особенностей разработки выемочных участков камерно-столбовой системой оборудования фирмы "Джой" 245
6.3. Сравнение показателей работы горношахтного оборудования и анализ эффективности применения различных вариантов короткозабойных технологий 251
Выводы 261
7. Обоснование технологических схем и параметров механизированного крепления кровли при комбинированном способе разработки угольных пластов, залегающих в условиях неустойчивых и труднообрушающихся кровель 263
7.1. Технологические особенности выемки угольных пластов при комбинированном способе разработки 263
7.2. Обоснование технологических схем и параметров механизированного крепления очистного забоя в условиях неустойчивой кровли 267
7.3. Обоснование параметров и технологии длиннокамерной адаптивной системы разработки на базе применения комплектов передвижных гидроопор 277
7.4. Выбор оборудования и рациональных параметров технологии разработки угольных пластов камерно-столбовой системой 284
7.5. Обоснование технологии и параметров крепления кровли при выемке угольных пластов сложной конфигурации и ограниченными запасами с применением БКПО 289
7.6. Выбор технологических схем выемки угольного пласта камерно- столбовой системой при крепления кровли шагающей и гусеничной автономными самоходными крепями 299
Выводы 309
Заключение 311
Список использованной литературы 315
Приложение 338
