Дослідження конструкцій металевого арочного кріплення в умовах криворізького залізорудного басейну

Під час досліджень розглядались проблеми зміни міцністних характеристик арочного металевого кріплення в умовах довготривалої експлуатації в агресивному шахтному середовищі. Ефективність використання металу для кріплення виробок істотно знижується через його корозійні властивості. Агресивні шахтні і...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2015
Hauptverfasser:	Хворост, В. В., Бровко, Д. В.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2015
Schriftenreihe:	Геотехнічна механіка
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135925
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Дослідження конструкцій металевого арочного кріплення в умовах криворізького залізорудного басейну / В.В. Хворост, Д.В. Бровко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 123. — С. 99-106. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-135925
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1359252018-06-16T03:03:41Z Дослідження конструкцій металевого арочного кріплення в умовах криворізького залізорудного басейну Хворост, В. В. Бровко, Д. В. Під час досліджень розглядались проблеми зміни міцністних характеристик арочного металевого кріплення в умовах довготривалої експлуатації в агресивному шахтному середовищі. Ефективність використання металу для кріплення виробок істотно знижується через його корозійні властивості. Агресивні шахтні і підземні води, волого насичене середовище, в якому знаходиться кріплення, наявність блукаючих струмів, а також інтенсивний обмін повітря в виробках сприяють виникненню окислювальних процесів в металі. Результатом цього є швидкий, протягом 7 - 10 років, вихід металевої кріплення з ладу. За допомогою програмно-обчислювального комплексу була побудована тривимірна модель для досліджень арочного металевого шахтного кріплення. Данні, що використовувались під час досліджень, відповідають гірничо-геологічним умовам Криворізького басейну. Дослідження показали, що напруження в рамі знаходяться в прямопропорційній залежності від величини корозії та терміну експлуатації. Побудовані графічні залежності, за результатами досліджень, дають змогу якісно визначити оптимальний профіль кріплення для встановлених вимог. Во время исследований рассматривались проблемы изменения прочностных характеристик арочного металлического крепления в условиях длительной эксплуатации в агрессивной шахтной среде. Эффективность использования металла для крепления выработок существенно снижается из-за его коррозионных свойств. Агрессивные шахтные и подземные воды, влажно насыщенную среду, в котором находится крепление, наличие блуждающих токов, а также интенсивный обмен воздуха в выработках способствуют возникновению окислительных процессов в металле. Результатом этого является быстрый, в течение 7 - 10 лет, выход металлической крепления из строя. С помощью программно-вычислительного комплекса была построена трехмерная модель для исследований арочного металлического шахтной крепи. Данные, которые использовались во время исследований, соответствуют горно-геологическим условиям Криворожского бассейна. Исследования показали, что напряжения в раме находятся в прямопропорциональной зависимости от величины коррозии и срока эксплуатации. Построенные графические зависимости, по результатам исследований, позволяют качественно определить оптимальный профиль крепления для установленных требований. During the studies, changes of the strength characteristics of the steel arch supports were considered in terms of their long-term operation in aggressive environment in the mine. Efficiency of the steel used for supporting the roadways is significantly reduced because of the corrosive properties. Aggressive mine and underground water, water-saturated environment, presence of stray currents and intensive ventilation in the tunnels contribute to occurrence of oxidation processes in the steel. The result is a fast, for 7 - 10 years, failure of the steel supports. With the help of the software and computer complex, a three-dimensional model was built for studying steel arch supports in the mines. The data used in the study were correlated with geological conditions of the Kryvyy-Rig ore field. The findings have shown that stresses in the arch are directly proportional to the rate of corrosion and operation life of the supports. Basing on the study results, the dependence diagrams were built which have made possible to choose an optimal profile for the supports according to the specified requirements. 2015 Article Дослідження конструкцій металевого арочного кріплення в умовах криворізького залізорудного басейну / В.В. Хворост, Д.В. Бровко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 123. — С. 99-106. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135925 622.28.042 uk Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	Під час досліджень розглядались проблеми зміни міцністних характеристик арочного металевого кріплення в умовах довготривалої експлуатації в агресивному шахтному середовищі. Ефективність використання металу для кріплення виробок істотно знижується через його корозійні властивості. Агресивні шахтні і підземні води, волого насичене середовище, в якому знаходиться кріплення, наявність блукаючих струмів, а також інтенсивний обмін повітря в виробках сприяють виникненню окислювальних процесів в металі. Результатом цього є швидкий, протягом 7 - 10 років, вихід металевої кріплення з ладу. За допомогою програмно-обчислювального комплексу була побудована тривимірна модель для досліджень арочного металевого шахтного кріплення. Данні, що використовувались під час досліджень, відповідають гірничо-геологічним умовам Криворізького басейну. Дослідження показали, що напруження в рамі знаходяться в прямопропорційній залежності від величини корозії та терміну експлуатації. Побудовані графічні залежності, за результатами досліджень, дають змогу якісно визначити оптимальний профіль кріплення для встановлених вимог.
format	Article
author	Хворост, В. В. Бровко, Д. В.
spellingShingle	Хворост, В. В. Бровко, Д. В. Дослідження конструкцій металевого арочного кріплення в умовах криворізького залізорудного басейну Геотехнічна механіка
author_facet	Хворост, В. В. Бровко, Д. В.
author_sort	Хворост, В. В.
title	Дослідження конструкцій металевого арочного кріплення в умовах криворізького залізорудного басейну
title_short	Дослідження конструкцій металевого арочного кріплення в умовах криворізького залізорудного басейну
title_full	Дослідження конструкцій металевого арочного кріплення в умовах криворізького залізорудного басейну
title_fullStr	Дослідження конструкцій металевого арочного кріплення в умовах криворізького залізорудного басейну
title_full_unstemmed	Дослідження конструкцій металевого арочного кріплення в умовах криворізького залізорудного басейну
title_sort	дослідження конструкцій металевого арочного кріплення в умовах криворізького залізорудного басейну
publisher	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate	2015
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135925
citation_txt	Дослідження конструкцій металевого арочного кріплення в умовах криворізького залізорудного басейну / В.В. Хворост, Д.В. Бровко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 123. — С. 99-106. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.
series	Геотехнічна механіка
work_keys_str_mv	AT hvorostvv doslídžennâkonstrukcíjmetalevogoaročnogokríplennâvumovahkrivorízʹkogozalízorudnogobasejnu AT brovkodv doslídžennâkonstrukcíjmetalevogoaročnogokríplennâvumovahkrivorízʹkogozalízorudnogobasejnu
first_indexed	2025-07-09T21:19:33Z
last_indexed	2025-07-09T21:19:33Z
_version_	1837205790774001664
fulltext	ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 99 УДК 622.28.042 Хворост В. В., канд. техн. наук, Бровко Д. В., канд. техн. наук (Державний ВНЗ «КНУ») ДОСЛІДЖЕННЯ КОНСТРУКЦІЙ МЕТАЛЕВОГО АРОЧНОГО КРІПЛЕННЯ В УМОВАХ КРИВОРІЗЬКОГО ЗАЛІЗОРУДНОГО БАСЕЙНУ Хворост В. В., канд. техн. наук, Бровко Д. В., канд. техн. наук (Государственное ВУЗ «КНУ») ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ АРОЧНОЙ КРЕПИ В УСЛОВИЯХ КРИВОРОЖСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО БАССЕЙНА Khvorost V. V., Ph.D. (Tech.), Brovko D. V., Ph.D. (Tech.) (State HEI «KNU») STUDY OF STEEL ARCH SUPPORT DESIGNS IN THE KRYVBAS IRON-ORE FIELD Анотація. Під час досліджень розглядались проблеми зміни міцністних характеристик арочного металевого кріплення в умовах довготривалої експлуатації в агресивному шахтно- му середовищі. Ефективність використання металу для кріплення виробок істотно знижується через його корозійні властивості. Агресивні шахтні і підземні води, волого насичене середовище, в яко- му знаходиться кріплення, наявність блукаючих струмів, а також інтенсивний обмін повітря в виробках сприяють виникненню окислювальних процесів в металі. Результатом цього є швидкий, протягом 7 - 10 років, вихід металевої кріплення з ладу. За допомогою програмно- обчислювального комплексу була побудована тривимірна модель для досліджень арочного металевого шахтного кріплення. Данні, що використовувались під час досліджень, відпові- дають гірничо-геологічним умовам Криворізького басейну. Дослідження показали, що напруження в рамі знаходяться в прямопропорційній залеж- ності від величини корозії та терміну експлуатації. Побудовані графічні залежності, за ре- зультатами досліджень, дають змогу якісно визначити оптимальний профіль кріплення для встановлених вимог. Ключові слова: шахтне кріплення, напруження, несуча здатність. Для горизонтальних виробок шахт Кривбасу найчастіше використовують монолітне бетонне кріплення, штангове кріплення, набризгбетонне з анкерами та піддатливе арочне металеве кріплення. Застосування металевого кріплення висуває підвищені вимоги до розрахунків паспортів кріплення, які повинні за- безпечувати не тільки безремонтне підтримання виробок, а й економне обґрун- тування витрат дефіцитного металу. Тому очевидно, що подальше зниження матеріальних і трудових витрат на підтримку підготовчих виробок може бути © В.В. Хворост, Д.В. Бровко, 2015 ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 100 досягнуто за рахунок вдосконалення конструкцій кріплень і методів їх проек- тування. Збільшення несучої здатності кріплення особливо важливе для забез- печення підвищеної безпеки проведення робіт у шахті. Несуча здатність кріп- лення залежить від форми і виду кріплення, від величини і форми профілю, а також від матеріалу, з якого виготовлене кріплення, і стабільної роботи вузлів піддатливості [2]. За тривалий час проходки гірничих виробок в Кривбасі добре зарекоменду- вало себе аркове рамне металеве кріплення з взаємозамінного профілю (СВП). У процесі експлуатації СВП ефективність використання металу для кріплення виробок істотно знижується через його корозійні властивості. Агресивні шахтні і підземні води, волого насичене середовище, в якому знаходиться кріплення, наявність блукаючих струмів, а також інтенсивний обмін повітря в виробках сприяють виникненню окислювальних процесів в металі. Результатом цього є швидкий, протягом 7 - 10 років, вихід металевої кріплення з ладу. Таким чином, проблема змін міцністних характеристик арочного металевого кріплення в умовах довготривалої експлуатації в агресивному шахтному сере- довищі є актуальним напрямом досліджень. Активному протіканню процесу корозії сприяє вуглекислий і особливо сір- чистий гази, хлористий водень, різні види солей. Захист від корозії слід починати з правильного підбору хімічного складу і структури металу. При конструюванні необхідно уникати форм, що сприяють акумулюванню вологи. Для захисту металу від корозії застосовують різні спо- соби: металізація, оксидування, фосфатування тощо. Арочне металеве кріплення представлене в двох формах: підковоподібна та коробова з вертикальними стінками. Оскільки на шахтах Кривбасу основним профілем є СВП-27, то було проведене дослідження і порівняння профілів СВП-22 і СВП-27 з метою спроби здешевити собівартість 1 м. п виробки при кріпленні даним видом кріплення. Для проведення дослідження була викорис- тана форма коробового зводу з вертикальними стінками. Профілі СВП служать в більшості випадків для виготовлення арочних і кі- льцевих кріплень податливої конструкції. Ці профілі мають приблизно однакові моменти опору згину в обох головних площинах, що забезпечує їм підвищений опір згину з площини рами. Однак, лоткові профілі, як тонкостінні стержні, ха- рактерні тим, що в них внаслідок складного згину і кручення виникають дотич- ні напруження, що мають той же порядок величин, як і нормальні напруження. Аналітичні дослідження, підтверджені експериментально, показали, що сла- бкий опір кріплень зі спецпрофілю крученню при складних просторових наван- таженнях призводить до великих переміщень контуру кріплення [2]. При цьому нормальні напруження збільшуються на 30% порівняно з плоскою розрахунко- вою схемою, а максимальні дотичні напруження вільного кручення часто є причиною втрати несучої здатності кріплення. Було встановлено, що головною причиною втрати несучої здатності металевого кріплення з тонкостінних еле- ментів відкритого профілю є недостатня крутильна жорсткість. Встановлено також, що підвищення несучої здатності за рахунок збільшення моменту опору ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 101 згину з площини кріплення не дає відчутного ефекту і призводить до невиправ- даного збільшення витрати металу [1]. Доцільним напрямом вдосконалення металевих кріплень для складних гір- ничо-геологічних умов слід вважати різке збільшення їх опору крученню, а та- кож підвищення відношення моменту опору згину в площині дії основного на- вантаження (у площині кріплення) до моменту опору при згині з цієї площини. Кріплення підготовчих виробок працює в особливих умовах, коли не можна точно визначити величину і напрямок діючого навантаження. Тому при виборі профілю необхідно оцінити його несучу здатність на ділянці пластичних дефо- рмацій і розраховувати кріплення за граничним станом. На вітчизняних шахтах застосовують такі види аркових кріплень: податливу - у виробках зі значним зміщенням гірських порід; жорстку - у виробках зі ста- лим гірським тиском. Металева арка податливого аркового кріплення виготовляється з прокату спеціального жолобчастого профілю складається з верхнього сегмента «верх- няка» і двох бічних криволінійних стійок. Стійки з «верхняком» з'єднуються за допомогою двох скоб з ланками внакладку; кожна арка з'єднується з сусідньою трьома стяжками (розпірками). Податливість кріплення при навантаженні здійснюється за рахунок зміщення кінців «верхняка» в бічні стійки арочного кріплення. В даний час для виготовлення металевих рамних кріплень застосовується, головним чином, лоткові профілі прокату СВП з гарячекатаної сталі марки Ст5сп або низьколегованих сталей. Випускаються профілі шісти типорозмірів: 14, 17, 19, 22, 27 і 33 кг/м. Несуча здатність трьохланкової арки кріплення з болтовими податливими вузлами, в залежності від типорозміру спецпрофілю і розмірів виробки, стано- вить в період податливості - 137-216 кН, а після вичерпання податливості (жор- сткий режим) - 300 кН. Величина податливості в цей період складає у сумі до 0,3 м. Також зустрічаються конструкції аркового кріплення з безболтовими (ку- лачковими і клиновими) податливими вузлами і чотирьохланковою кріпильною аркою(«верхняк» складається з двох частин за допомогою введення додатково- го піддатливого вузла). Аркове кріплення цієї конструкції має велику несучу здатність (в податливому режимі) і податливість (до 0,6 м) , а чотирьохланкова арка, крім того, ще й бічну податливість (до 0,4 м). Арка жорсткого аркового кріплення виготовляється з двотаврових балок або рейок; складається з двох криволінійних елементів які жорстко з'єднуються в вершині склепіння за допомогою планок і болтів. Планки плоскі (зі штабового заліза) або фігурні (литі або штамповані), передають навантаження безпосеред- ньо на полиці двотаврових балок і захищають тим самим болти від зрізу. Для розрахунку була змодельована просторова модель рами з профілю СВП-22 (рис. 1). Для подальших розрахунків модель рами приймаємо суціль- ною, без врахування замків. Для розрахунку рами, в якості матеріалу, приймає- мо сталь Ст5сп по ДСТУ 2651:2005 характеристики якої наведено в табл. 1. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 102 Таблиця 1 - Характеристика сталі Ст5сп ДСТУ 2651:2005 Межа текучості [МПа] 320 Модуль пружності нормальний [МПа] 210000 Коефіцієнт Пуассона 0.3 Щільність[кг/м³] 7850 Температурний коефіцієнт лінійного роз- ширення [1/C] 0.000012 Межа міцності при стисненні [МПа] 490 Межа витривалості при розтягненні [МПа] 245 Межа витривалості при крученні [МПа] 123 Рисунок 1 - Просторова модель рами аркового металевого кріплення з профілю СВП-22 Рисунок 2 - Поля напружень в рамі В результаті проведених розрахунків отримано розподілення полів напру- жень в рамі кріплення, які представлені на рис. 2. З рис. 2 видно, що найбільші напруження (табл. 2) виникають в місцях затиснення стійок рами в ґрунті та в зводі, що свідчить про суттєві згинальні моменти, які виникають в цих місцях. Таблиця 2 - Результати статичного розрахунку Найменування Тип Мінімальне значення Еквівалентне напруження по Мізесу SVM [МПа] 2.946233 Інерційні характеристики прийнятої моделі приведені в таблиці 3. Для подальших досліджень були прийняті моделі аркового металевого кріп- лення зі ступенем корозії 10%, 20%, 30% та 40%. За результатами досліджень побудовано графіки залежності величини на- пружень від ступеня корозії та від терміну експлуатації кріплення, які зображе- но відповідно на рис. 3 та рис. 4. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 103 Таблиця 3 - Інерційні характеристики моделі Найменування Значення Маса моделі [кг] 230.450309 Центр ваги моделі [м] (0.001455 ; 0.000006 ; 2.401737) Моменти інерції моделі відносно центра мас [кг·м²] (640.446302 ; 0.457595 ; 1688.979954) Реактивний момент відносно центра мас [Н·м] (-1.132794 ; 288.87407 ; -0.000102) Сумарна реакція опор [Н] (0.000001 ; -0 ; 198599.580928) Абсолютне значення реакції [Н] 198599.580928 Абсолютне значення моменту [Н·м] 288.876291 Рисунок 3 - Графік залежності росту напружень в рамі відносно ступеня корозії Рисунок 4 - Графік залежності росту напружень в рамі відносно терміну експлуатації 162,2 165,6 169 176,7 184,3 195,9 207,5 224 240,4 258,6 276,8 301,8 326,7 201 210,7 220,4 234,35 248,3 267 285,7 316,05 346,4 285 285 285 285 285 285 285 285 285 285 285 285 285 150 200 250 300 350 400 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 М ак си м ал ь н е н ап р уж ен н я в р ам і, М П а Величина корозії, % Максимальне значення напруження в рамі, мПа(СВП-27) Максимальне значення напруження в рамі, мПа(СВП-22) Максимально допустиме напруження, мПа 162,2 165,6 169 176,7 184,3 195,9 207,5 224 240,4 258,6 276,8 301,8 326,7 285 285 285 285 285 285 285 285 285 285 285 285 285 201 210,7 220,4 234,35 248,3 267 285,7 316,05 346,4 150 200 250 300 350 400 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 М ак си м ал ь н е н ап р уж ен н я в р ам і, М П а Тривалість есплуатації рами, роки Максимальне значення напруження в рамі, мПа(СВП-27) Максимально допустиме напруження, мПа Час, роки Максимальне значення напруження в рамі, мПа(СВП-22) ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 104 За результатами досліджень і їх графічною візуалізацією можна зробити ви- сновок, що при зменшенні площі перерізу профілю СВП-27 до 40 % рама буде працювати в нормальному стані, на відміну від зменшення профілю СВП-22, а при зменшенні площі перерізу на 55% - профіль втратить здатність приймати дане навантаження і з’являться суттєві переміщення і деформації. Несуча здат- ність профілю зменшиться з 350 до 157,5 кН. Якщо при повному перерізі про- філю СВП-22 максимальне переміщення становило 11,3 мм то максимальне значення переміщення в профілі СВП-27-7,82 мм. При зменшенні його на 40%- 12,4 мм, що свідчить про те, що рама з профілю СВП-27, при корозії в розмірі 40 % і даному навантаженні, не втратить своїх міцністних характеристик. Якщо прийняти інтенсивність впливу корозії в розмірі 5 % на рік, то за 11 років профіль СВП-27 втратить свої міцністні характеристики. Таким чином, з вище приведених графіків, видно, що при однаковому навантаженні та величині впливу корозії рама з профілю СВП-22 збереже свої міцністні характеристики впродовж 6-7 років, а рама з профілю СВП-27- 10-11 років. ––––––––––––––––––––––––––––––– СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Каретников, В.Н. Рациональный профиль элементов металлической крепи/ В.Н. Каретников, В.Б. Клейменов // Проектирование и строительство угольных предприятий. – 1971. – № 8 (151). – С. 19. 2. Залесский, К.Е. Рациональные профили металлической шахтной крепи / К.Е.Залесский, В.Б. Клейменов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - №8. - С. 317-326. 3. Попов, В.Л. Расчет крепи подготовительных выработок на ЭВМ / В.Л.Попов, В.Н.Каретников, В.М. Еганов. - М.: Недра, 1978. - 230 с. 4. Каретников, В.Н. Определение секториальных характеристик новых шахтных профилей / В.Н. Каретников, A.C. Чижик // Механика подземных сооружений. - Тула: ТулГУ, 1995. - С. 51-60. 5. Несущая способность профилей и технико-экономическая эффективность их применения при креплении штреков. Пер. с нем. - М.: ЦИТИ угольной пром-сти, 1958. - 49 с. 6. Малиованов, Ц.П. Механизация работ при проведении подготовительных выработок на шахтах ФРГ. Обзор / Ц.П. Малиованов, H.A.Белан, П.С. Тихонюк. - М.: ЦНИЭИуголь, 1982. - 29 с. 7. Зигель, Ф.С. Новые шахтные специальные профили для крепей горных выработок / Ф.С. Зигель, В.Ф. Компанец, A.A. Сытник // Шахтное стр-во, 1988. -№ 10.-С. 15-17. 8. Обоснование видов крепи горных выработок по выявленным закономерностям формирования тектонических структур / Е.Л. Сосновская, В.Е. Боликов, В.А. Вицинский [и др.]// Горный информа- ционно-аналитический бюллетень. – 2009. – Вып. № 5. – С. 15-21. 9. Сыркин, П.С. Шахтное и подземное строительство. Технология строительства горизонтальных и наклонных выработок: Учеб. пособие / П.С. Сыркин, И.А. Мартыненко, М.С. Данилкин. - Новочер- касск: ЮРГТУ, 2002. - 403 с. 10. Рамные крепи горных выработок (обзорная информация и справочные материалы) / А.А. Сытник, Ф.С. Зигель, В.Ф. Компанец [и др.]; Отв. за вып. Таранюк Г.В. - Донецк: ДонУГИ, 1992. 11. Усаченко, Б.М. Геомеханика охраны выработок в слабометаморфизованных породах / Б.М. Усаченко, В.П. Чередниченко, И.Е. Головчанский; Отв. ред. Зорин А.Н. – Киев: Наук. думка, 1990. – 144 с. 12. Расчет параметров рамно-анкерной крепи выемочных выработок / В.И. Бондаренко, И.А. Ковалевская, А.В. Вивчаренко [и др.] // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2014. — Вып. 119. – С. 205-215. REFERENCES 1. Karetnikov, V.N. and Kleimenov, V.B. (1971), “Rational profile elements of metal bolting”, Proektirovanie i stroitelstvo ugolnykh predpriyatiy, no. 8 (151), p. 19. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 105 2. Zaleskiy, K.E. and Kleimenov, V.B. (2008), “Rational profiles metal mining support”, Gornyy informatsionno – analiticheskiy bulleten [Mining informational and analytical bulletin], no.8, pp. 317-326. 3. Popov, V.L., Karetnikov, H.V. and Eganov, V.M. (1978), Raschet krepi podgotovitelnykh vyrabotok na EVM [Calculation of support of development workings on a computer], Nedra, Moscow, USSR. 4. Karetnikov, V.N. Chizhik A.C. (1995), “Determination sectorial characteristics of new mine profiles”, Mechanika podzemnykh sooruzheniy, pp. 51-60. 5. Nesyushchaya sposobnost profiley i techniko-ekonomicheskaya effektivnost ikh primeneniya pri kreplenii shtrekov [The bearing capacity of the profiles and technical and economic efficiency of their use in mining drifts] (1958), Trans. with it, TSITI ugolnoy promyshlennosti, Moscow, USSR. 6. Maliovanov, Ts.P., Belan, N.A. and Tikhonyuk, P.S. (1982), Mekhanizatsiya rabot pri provedenii podgotovitelnykh vyrabotok na shakhtakh FRG. Obzor [Mechanization of work during preparing workings in the Germany mines. Overview]. TsNIEIugol, Moscow, USSR. 7. Zigel, F.S., Kompanets, V.F. and Sytnik, A.A. (1988), “New mine special profiles for mining sup- ports”, Shachtnoe stroitelstvo, no. 10, pp. 15-17. 8. Sosnovskaya, E.L., Bolik, V.E., Vitsinsky, V.A., Sosnovskiy, L.I., Pavlov, A.M. and Rubtsov, L.G. (2009), “Justification types of mine support for identification of patterns of formation of tectonic structures”, Gornyy informatsionno – analiticheskiy bulleten [Mining informational and analytical bulletin], no.5, pp. 15- 21. 9. Syrkin, P.S., Martynenko, I.A. and Danilkin, М.S. (2002), Shakhtnoe i podzemnoe stroitelstvo. Technologiya stroitelstva gorizontalnykh i naklonnykh vyrabotok [Mine and underground construction. Con- struction technology horizontal and inclined workings], YuRHTU, Novocherkask, Russia. 10. Sytnik, A.A., Zigel, F.S., Kompanets, V.F. and Polyakovsky, B. C. (1992), Ramnye krepi gornykh vyrabotok [Frame mine support. (overview and reference materials)], in Taranyuk, G.V. (ed.), DonYuGI, Donetsk, Ukraine. 11. Usachenko, B.M., Cherednichenko, V.P. and Golovchanskiy, J.E. (1990), Geomekhanika okhrany vyrabotok v slabometamorfizirovannykh porodakh [Geomechanics protection workings in slightly metamor- phosed rocks], in Zorin A.N. (ed.), Naukova Dumka, Kiev, Ukraine. 12. Bondarenko, V.I., Kovalevskaya, I.А., Vivcharenko, A.V. Svistunov, R.N. and Malyhin, A.V. (2014), “Dimensioning frame and roof bolting excavation workings”, Geotekhnicheskaya Mekhanika [Geo- Technical Mechanics], no. 119, pp. 205-215. ––––––––––––––––––––––––––––––– Про авторів Хворост Василь Валерійович, кандидат технічних наук, доцент кафедри будівельних геотехно- логій, Державний вищій навчальний заклад «Криворізький національний університет» (Державний ВНЗ «КНУ»), Кривий Ріг, Україна, vasya_hvorost@mail.ru. Бровко Дмитро Викторович, кандидат технічних наук, доцент кафедри будівельних геотехно- логій, Державний вищій навчальний заклад «Криворізький національний університет» (Державний ВНЗ «КНУ»), Кривий Ріг, Україна, dbymer@mail.ru. About the authors Khvorost Vasily Valeryevych, Candidate of Technical Sciences (Ph.D.), Associate Professor of building Geotechnology, State Higher Educational Institution "Kryvyi Rih National University" (State HEI «KNU»), Kryvyi Rih, Ukraine, vasya_hvorost@mail.ru. Brovko Dmitriy Viktorovich, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Associate Professor of building Geotechnology, State Higher Educational Institution "Kryvyi Rih National University" (State HEI «KNU»), Kryvyi Rih, Ukraine, dbymer@mail.ru. ––––––––––––––––––––––––––––––– Аннотация. Во время исследований рассматривались проблемы изменения прочностных характеристик арочного металлического крепления в условиях длительной эксплуатации в агрессивной шахтной среде. Эффективность использования металла для крепления выработок существенно снижает- ся из-за его коррозионных свойств. Агрессивные шахтные и подземные воды, влажно насы- щенную среду, в котором находится крепление, наличие блуждающих токов, а также интен- сивный обмен воздуха в выработках способствуют возникновению окислительных процессов mailto:vasya_hvorost@mail.ru mailto:vasya_hvorost@mail.ru ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 106 в металле. Результатом этого является быстрый, в течение 7 - 10 лет, выход металлической крепления из строя. С помощью программно-вычислительного комплекса была построена трехмерная модель для исследований арочного металлического шахтной крепи. Данные, ко- торые использовались во время исследований, соответствуют горно-геологическим условиям Криворожского бассейна. Исследования показали, что напряжения в раме находятся в прямопропорциональной за- висимости от величины коррозии и срока эксплуатации. Построенные графические зависи- мости, по результатам исследований, позволяют качественно определить оптимальный про- филь крепления для установленных требований. Ключевые слова: шахтная крепь, напряжение, несущая способность. Abstract. During the studies, changes of the strength characteristics of the steel arch supports were considered in terms of their long-term operation in aggressive environment in the mine. Efficiency of the steel used for supporting the roadways is significantly reduced because of the corrosive properties. Aggressive mine and underground water, water-saturated environment, pres- ence of stray currents and intensive ventilation in the tunnels contribute to occurrence of oxidation processes in the steel. The result is a fast, for 7 - 10 years, failure of the steel supports. With the help of the software and computer complex, a three-dimensional model was built for studying steel arch supports in the mines. The data used in the study were correlated with geological conditions of the Kryvyy-Rig ore field. The findings have shown that stresses in the arch are directly proportional to the rate of corro- sion and operation life of the supports. Basing on the study results, the dependence diagrams were built which have made possible to choose an optimal profile for the supports according to the speci- fied requirements. Key-words: roadway support, stress, bearing capacity. Статья поступила в редакцию 10.09.2015 Рекомендовано к печати д-ром техн. наук А.П. Круковским Збірник 123 остаточно.pdf OLE_LINK1 OLE_LINK2 bookmark0 bookmark2

Дослідження конструкцій металевого арочного кріплення в умовах криворізького залізорудного басейну

Institution

Ähnliche Einträge