№62-08

• 

Обґрунтування застосування вибухового розвантаження порід покрівлі для підвищення ефективності роботи рамного металевого кріплення

Е.В. Фесенко¹, Є.Є. Павлов¹

¹Технічний університет «Метінвест Політехніка», Маріуполь, Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2020, 62:88-99

https://doi.org/10.33271/crpnmu/62.088

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Мета. Вивчення особливостей і ефективності роботи кріплення рамного трапецієподібного посиленого з центральною стійкою підвищеного опору з різних типів несучих профілів під дією зовнішнього навантаження.

Методи дослідження. Проведено чисельне моделювання методом скінченних елементів за допомогою програмного комплексу Ліра. Використано модель кріплення у вигляді плоскої рами, завантаженої зовнішніми зусиллями, прикладеними до верхняка. Проаналізовано напружено-деформований стан небезпечних перерізів конструкції за допомогою визначення в них значень внутрішніх силових факторів.

Результати. На основі розробленої методики і розрахункової схеми проведено порівняння ефективності роботи рамного трапецієподібного посиленого кріплення з центральною стійкою під дією різних видів зовнішнього навантаження та з використанням різних типів несучих елементів конструкції. Розрахована несуча здатність кріплення, проведений підбір та конструювання несучих елементів. Розрахований параметр працездатності кожного із розглянутих варіантів кріплення, який дозволив обґрунтувати доцільність застосування вибухового розвантаження порід покрівлі для підвищення ефективності роботи кріплення.

Наукова новизна. Розроблені розрахункова схема та методика для визначення несучої здатності рамного трапецієподібного кріплення з центральною стійкою під дією різних типів зовнішнього навантаження. Проведений аналіз конструкції з використанням запропонованого  параметру працездатності та доведено доцільність вибухового розвантаження порід покрівлі із застосуванням коробчастого замкнутого профілю прокату для підвищення ефективності роботи рамного кріплення.

Практичне значення. На основі запропонованої розрахункової схеми проведений аналіз роботи рамного трапецієподібного кріплення з центральною стійкою, який дозволив обґрунтувати величину несучої здатності кріплення в різних умовах його роботи, провести конструювання та підбір типорозмірів несучих елементів, довести, що використання для несучих елементів кріплення замкнутого коробчастого профілю з вибуховим розвантаженням порід покрівлі забезпечить суттєву економію металопрокату, яка може досягати 300 і більше тон на кілометр виробки.

Ключові слова: рамне кріплення, чисельне моделювання, гірський тиск, несуча здатність, несучий елемент, працездатність.

Перелік посилань:

1.    Бабиюк Г.В. (2012). Управление надежностью горных выработок. Світ книги.

2.    Павлов, Є. Є.  (2009). Анализ негативных последствий переборов при проходке горных выработок. Збірник наукових праць Донбаського державного технічного університету, 28, 125–133.

3.    Литвинский Г.Г., Гайко Г.И. &Кулдыркаев Н.И. (1999). Стальные рамные крепи горных выработок. Техника.

4.    Литвинский Г.Г. & Фесенко Э.В.  (2014). Разработка и исследование конструкции рамной трапециевидной усиленной крепи. Матеріали міжнародної конференції «Форум гірників – 2014»,2, 121 – 129.

5.    Литвинский Г.Г. & Фесенко Э.В.(2013). Исследование параметров рамной крепи из коробчатого профиля. Збірник наукових праць Донбаського державного технічного університету, 41,5 – 12.
http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/sntdgtu_2013_41_3.pdf

6.    Литвинский Г.Г. & Фесенко Э.В.(2014). Обоснование конструкции и параметров рамной крепи из коробчатого профиля. Збірник наукових праць Донбаського державного технічного університету, 42,23 – 30.
http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/sntdgtu_2014_1_5.pdf

7.    Фесенко Э.В. (2018). Исследование параметров рамных трапециевидных усиленных податливых крепей. Матеріали міжнародної конференції «Форум гірників – 2018»,128 –135.

8.    Литвинский Г.Г. & Фесенко Э.В.(2012).Исследование эффективности прокатных профилей для рамной крепи горных выработок. Уголь Украины, (11), 11 – 14.
http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/ugukr_2012_11_4.pdf

9.    Литвинский Г.Г. & Фесенко Э.В.(2013).Оптимальный прокатный профиль для рамной крепи. Вісті Донецького гірничого інституту,1(32),198– 203. http://ea.donntu.edu.ua/bitstream/123456789/18210/1/%D0%98%D0%B7%D0%B2%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B8%D1%8F%201(32)%202013.pdf#page=200

10. Литвинський, Г. Г.  & Павлов, Є. Є.  (2009) Повышение работоспособности рамной крепи путём взрывной разгрузки пород.Збірник наукових праць Донбаського державного технічного університету, 29, 12–20.

11. СОУ 10.1.00185790.011:2007 Підготовчі виробки на пологих пластах. Вибіркріплення, способівізасобівохорони.(2007). МінвуглепромУкраїни.