Substantiating rational parameters for a stull-timbered device of the selective heading machine

Authors

  • С.В. Фелоненко Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • В.В. Губкіна Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • О.М. Твердохліб Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • О.П. Трофимова Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author

DOI:

https://doi.org/10.33271/crpnmu/71.104

Keywords:

temporary arch fastening, sectional hydraulic fastening

Abstract

Purpose. To carry out the studies of proposed options for overlapping to support excavation roof and ensure roof maintenance to avoid collapse and protect people and mechanisms. To study a specified goal, an expert assessment of the existing tools to maintain roof rocks in the working area where people and mechanisms are engaged has been carried out. Methodology consists in applying software and computer simulation of interaction processes of mining rocks with arched design options. Findings. A short analysis of the most commonly applied structures to provide temporary fastening of preparatory and permanent mine workings has been carried out. The options for a roof design and the elements for temporary fastening are proposed. The parameters for four sectional overlapping have been substantiated. The loads acting on the roof-supporting structure and the coefficients required to determine the rock loads, the strength of some roof layers and "soil" as well as the forces in the rack hydraulic cylinder have been calculated. Originality. Applying temporary arched fastening in the working area of a tunneling machine promotes reducing a number of technological operations and manual labor employment as well as enhancing maintenance personnel safety. The speed of tunneling works is supposed to increase. Practical value. It is based on the analysis of a selective heading machine performance with an easily collapsed roof, study results to achieve a constructive machine improvement are presented. Its components may vary depending on mining and geological conditions of the work. The obtained parameters are verified by calculations and design solutions. The minimum mass of the fastening that provides both rigidity and strength of the structure is significantly reduced. Obtained results can be applied in underground tunneling and other similar works as well as in constructing roads and railways. The design of the device gives the possibility to adjust the height depending on the mine roof condition.

References

1. Лапшин, О. Є., Гацький, А.К., & Гацький, І. А. (2018). Розробка конструкції запобіжного рухомого кріплення при проведенні гірничих виробок. Вісник Криворізького національного університету , (47), 64-68.

2. Гацький, А. К., Лапшин О. Є., & Гацький І. А. (2015) Патент України 103514 . Державне патентне відомство України.

3. Гамаюнов, В. В., Друцко, В. П., Гнезділов, В. Г., Алферов, Б. В., & Шаповал, Ю. С. (2004). Про напрямок розвитку технології спорудження горизонтальних та похилих гірничих виробок у складних гірничо-геологічних умовах. Геотехнічна механіка : Міжвід. зб. наук. пр ., 51 , 92-102.

4. Табаченко, М.М., Дичковський, Р.О., & Фальштинський, В.С. (2012). Довідник з гірничого обладнання дільниць вугільних і сланцевих шахт: Навчальний посібник . Нац. техн. ун-т„ДП”.

5. Горбатов, П. А., Петрушкін, Г. В., & Лисенко, Н. М. (2006). Гірничі машини для підземного видобутку вугілля . Норд Ком'ютер.

6. Білецький В. С. (Гл. ред.). (2013). Мала гірнича енциклопедія: Т. 3 . Східний видавничий дім.

7. Хоменко, О. Є., Кононенко, М. М., & Савченко, М.В. (2018). Технологія підземної розробки рудних родовищ: Підручник. Нац. техн. ун-т „ДП”.

8. Фелоненко, С.В. (2018). Гірничі машини та комплекси вугільних шахт . Нац.техн. ун-т„ДП”.

9. Бондаренко, В. І., Ковалевська, І. А., Симанович, Г. А., & Коваль, А. І. (2007) Геомеханіка взаємодії елементів системи «породний масив-виїмкова виробка-охоронна конструкція» . Монографія. Системнітехнології.

Downloads

Published

2020-01-01

Issue

No. 71 (2022)

Section

Статті

License

All articles are published under the Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.

Authors are permitted and encouraged to deposit the final published version of their article, or the Author's Accepted Manuscript (AAM), in institutional or subject-specific open-access repositories (including the university's own institutional repository, CORE, Zenodo, or Figshare), ensuring maximum visibility, accessibility, and impact of the publication.