Main objectives underlying mathematical model of powered support unit operation in terms of its working capacity

• Autorzy: Herezy Ł. , Korzeniowski W. , Skrzypkowski K.

Identyfikatory

DOI

10.7494/miag.2017.4.532.72

Warianty tytułu

PL

Określenie założeń modelu matematycznego pracy sekcji obudowy zmechanizowanej w zakresie jej podporności roboczej

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

This study synthesizes the operating data of a longwall system to determine the impacts of time, compressive strength of roof rock strata, rate of face advance, and distance between the cross bar in a roof support from the side wall on the value of the actual working capacity of powered supports. The analyses of the general linear models are supported by the Statistica program. Criteria imposed on the input data lead to the development of models of the powered support unit (shield) operation yielding corrected value of the coefficient R2(0,11-0,42), rendering the models statistically significant. For the investigated longwall panel, the minimal bearing capacity of the powered support obtained by several methods is compared with the actual bearing capacity of the powered support units. Mathematical models were recalled to obtain the pressure value that can be used in the further procedure as: – pressure in a shield leg required to obtain the load-bearing capacity of a hydraulic leg in response to the load applied to the powered support, – pressure exerted by rock strata on the longwall excavation, which is utilized to determine the real load acting on the powered support unit. In the context of these two objectives, the roof stability factor was obtained accordingly, revealing excellent support-strata interactions under the specified geological and mining conditions.

PL

W artykule posłużono się zgromadzonymi danymi dotyczącymi pracy kompleksu ścianowego, aby wyznaczyć wpływ czasu, wytrzymałości skał stropowych na ściskanie, postępu ściany, odległości stropnicy sekcji od ociosu na wartość osiąganej podporności roboczej. W tym celu w programie Statistica wykonano analizy z wykorzystaniem ogólnych modeli liniowych. Przyjęte kryteria danych wejściowych pozwoliły na uzyskanie modeli pracy sekcji o skorygowanym R2 wynoszącym 0,11–0,42, kwalifikującym te modele jako istotne statystycznie. Dla rozpatrywanego pola ścianowego określono wymaganą minimalną podporność roboczą sekcji dla kilku sposobów jej wyznaczania i porównano z podpornością zastosowanych sekcji obudowy. Następnie na podstawie modeli matematycznych wyznaczono wartość ciśnienia roboczego, które można wykorzystać jako: – ciśnienie w stojaku hydraulicznym i na jego podstawie obliczyć podporność stojaka hydraulicznego będącą reakcją na obciążenie sekcji, – ciśnienie wywierane przez górotwór na wyrobisko eksploatacyjne, z którego można wyznaczyć rzeczywiste obciążenie sekcji obudowy zmechanizowanej. Dla obydwu założeń wyznaczono wskaźnik nośności stropu. Jego wartości świadczą o bardzo dobrej współpracy sekcji z górotworem w rozpatrywanych warunkach geologiczno-górniczych.

Słowa kluczowe

EN

operating pressure; bearing capacity; longwall mining method; rock mass pressure

PL

ciśnienie robocze; podporność obudowy; system ścianowy; obciążenie wyrobiska ścianowego

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 55, nr 4
• Strony: 72--83 [tekst ang.] 84--95 [tskst pol]
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Herezy Ł.

• Underground Mining Department Faculty of Mining and Geoengineering AGH University of Science and Technology al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Korzeniowski W.

• Underground Mining Department Faculty of Mining and Geoengineering AGH University of Science and Technology al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Skrzypkowski K.

• Underground Mining Department Faculty of Mining and Geoengineering AGH University of Science and Technology al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Bołoz Ł.: Unique project of single-cutting head longwall shearer used for thin coal seams exploitation, “Archives of Mining Sciences” 2013, 58, 4: 1057–1070.
• [2] Korzeniowski W., Herezy Ł. Krauze K., Rak Z., Skrzypkowski K.: Rock mass monitoring based on analysis of powered support response, Wydawnictwa AGH, Kraków 2013.
• [3] Barczak T.M.: A retrospective assessment of longwall roof support with a focus on challenging accepted roof support concepts and design premises, 25th International Conference on Ground Control in Mining, Morgantown, West Virginia 2006.
• [4] Barczak T.M., Esterhuizen G.S., Ellenberger J., Zahng P.: A first step in developing standing roof support design criteria based on ground reaction data for Pittsburgh seam longwall tailgate support, 27th International conference on ground control in mining, Morgantown, West Virginia 2008.
• [5] Biliński A.: Principles of underground working maintenance in longwalls with rockburst hazard, “Archives of Mining Science” 1983, 28, 2: 275–291.
• [6] Biliński A.: Metoda doboru obudowy ścianowych wyrobisk wybierkowych i chodnikowych do warunków pola eksploatacyjnego, Prace naukowe – monografie CMG Komag, Gliwice 2005.
• [7] Hoyer D.: Early warning of longwall of cavities using LVA software, 12th Coal Operators’ Conference, University of Wollongong & the Australasian Institute of Mining and Metallurgy, Wollongong 2012.
• [8] Trueman R., Lyman G., Cocker A.: Longwall roof control through a fundamental understanding of shield-strata interaction, “Journal of Rock Mechanics Mining Science” 2009, 46: 371–380.
• [9] Trueman R., Callan M., Thomas R., Hoyer D.: Quantifying the impact of cover depth and panel width on longwall shieldstrata interactions, 10th Coal Operators Conference, Wollongong 2010.
• [10] Trueman R., Thomas R., Hoyer D.: Understanding the causes of roof control problems on a longwall face from shield monitoring data – a case study, 11th Underground Coal Operators Conference, University of Wollongong & the Australasian Institute of Mining and Metallurgy, Wollongong 2011.
• [11] Mahmoud Y.S.: Estimation of bearing capacity of power support in front of longwall face, The Fourth Mining, Petroleum and Metallurgy Conference, Faculty of Engineering, Assiut University, Mining Engineering 1994, 1, 1: 251–255.
• [12] Pawlikowski A.: Wpływ podporności wstępnej na podporność stojaków sekcji obudowy zmechanizowanej, “Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering” 2016, 4: 72–79.
• [13] Płonka M.: Load variation of the set of support in the longwall with roof caving, “Research Reports Mining and Environment” 2009, 1: 41–49.
• [14] Prusek S., Płonka A., Walentek A.: Applying the ground reaction curve concept to the assessment of shield support performance in longwall faces, “Arabian Journal of Geosciences” 2016, 9: 1–15.
• [15] Pawlikowski A.: Przyczyny asymetrii podporności stojaków sekcji obudowy zmechanizowanej w świetle badań dołowych, “Maszyny Górnicze” 2017, 1: 45–54.
• [16] Szyguła M.: Progress in designing the powered roof support in Poland, “Maszyny Górnicze” 2013, 2: 30–38.
• [17] Cemal B., Ergin A.: Design of Supports in Mines, John Wiley & Sons, New York 1983.
• [18] Herezy Ł.: Predicting the vertical convergence of longwall headings basing on the pressure increase factor [symbol], AGH University of Science and Technology, Kraków 2017 [unpublished work].
• [19] Hussein M.A., Ibrahim A.R., Imbaby S.S.: Load calculations and selection of the powered supports based on rock mass classification and other formulae for Abu-Tartur longwall phosphate mining conditions, “Journal of Engineering Sciences” 2013, 41, 4: 1728–1742.
• [20] Herezy Ł.: Relationship between vertical convergence of longwall headings and the pressure increase factor [symbol] for a powered support section, AGH University of Science and Technology, Krakow 2017 [unpublished].
• [21] Przegendza G., Przegendza M.: Control and diagnostics systems for mining machines and equipment using a CAN bus, “Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe” 2007, 2: 1–11.
• [22] https://www.statsoft.pl/textbook/stathome.html [online], September 2017.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).