Автореферат
Автореферати дисертацій arrow Гірнича справа arrow Наукове обґрунтування ресурсозберігаючих способів управління напруженим станом сталевого рамного кріплення гірничих виробок
Меню
Головна сторінка
Реклама
Автореферати дисертацій
Бібліотечна справа
Біологічні науки
Будівництво
Воєнна наука. Військова справа
Гірнича справа
Держава та право. Юридичні науки
Економіка. Економічні науки
Електроніка. Обчислювальна техніка
Енергетика
Загальні роботи по техніці
Загальнонаукове знання
Історія. Історичні науки
Культура. Наука. Освіта
Легка промисловість
Математика. Механіка
Медицина. Медичні науки
Мистецтво. Мистецтвознавство
Науки про землю
Політика. Політичні науки
Природничі науки в цілому
Релігія
Сільське та лісове господарство
Соціологія. Демографія
Технологія металів. Машинобудування
Транспорт
Фізика. Астрономія
Філологічні науки
Філософські науки. Психологія
Хімічна технологія. Харчове виробництво
Хімічні науки
Художня література
Реклама


Наукове обґрунтування ресурсозберігаючих способів управління напруженим станом сталевого рамного кріплення гірничих виробок

Анотації 

Гайко Г.І. Наукове обґрунтування ресурсозберігаючих способів управління напруженим станом сталевого рамного кріплення гірничих виробок. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.04 - “Шахтне та підземне будівництво”. Національний гірничий університет Міністерства освіти і науки України, Дніпропетровськ, 2004.

   Дисертація присвячена питанням надійного та економічного кріплення гірничих виробок на основі забезпечення відповідності між напруженим станом кріплення і запасом міцності та деформаційної спроможності його вузлів і несучих елементів.
   У роботі надано обґрунтування механізму формування активного навантаження на кріплення в умовах високого та середнього метаморфізму; установлено закономірності напруженого стану кріплення, які ураховують розмір ділянки активного навантаження, кут залягання вміщуючих порід, параметри реактивного опору; виявлено особливості деформаційних процесів у покрівлі підготовчої виробки при русі фронту очисних робіт та їх вплив на кріплення штреку. Це дозволило обґрунтувати й розробити нові конструкції та технологічні способи управління напруженим станом кріплення, які забезпечують підвищення стійкості гірничих виробок, зниження матеріальних і трудових витрат на їх підтримання.
   Ключові слова: сталеве кріплення, міжрамні огорожі, напружений стан, керування зусиллями, резервування надійності, стійкість виробок.

Гайко Г.И. Научное обоснование ресурсосберегающих способов управления напряженным состоянием стальных рамных крепей горных выработок. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.04. - “Шахтное и подземное строительство”, Национальный горный университет Министерства образования и науки Украины, Днепропетровск, 2004.

   Диссертация посвящена вопросам надежного и экономичного крепления горных выработок на основе методов управления напряженным состоянием стальных рамных крепей.
   Основная идея работы заключается в использовании закономерностей распределения внутренних усилий в конструкции стальной рамной крепи при различных вариантах ее нагружения для обеспечения равного запаса прочности и деформационной способности узлов и грузонесущих элементов конструкции.
   Доказана связь параметров нагружения и эксплуатационного состояния крепи со степенью (классами) метаморфизма вмещающих пород и углей. Установлено, что в условиях высокого метаморфизма в недогруженном состоянии находится 46% крепи, а 15% - в неустойчивом или аварийном состоянии; в условиях среднего метаморфизма - соответственно 8 и 27%, что требует дифференцированного подхода к проектированию крепи в различных регионах Донецкого бассейна. При этом оптимизация проектных ошибок первого и второго рода , обеспечивающая равный риск производителя и потребителя горнопроходческих работ, определяется соотношением избыточной материалоёмкости крепи к материальным потерям за счёт отказов конструкции и прерывания функций выработки, и достигается при α = (2,2 ÷ 2,6)β.
   Предложен новый количественный показатель оценки эффективности использования и материалоёмкости крепи Ко, представляющий интеграл от отношения действующих и максимальных напряжений по длине периметра рамы. На основании шахтных замеров распределения изгибающих моментов по периметру рам и аналитических исследований напряжённого состояния крепи установлены значения показателя Ко для типовой крепи постоянного профиля, которые составили 0,2-0,4 (в оптимальной конструкции Ко=1). Доказана возможность повышения этого показателя до величины 0,6-0,7 при выравнивании максимальных усилий в наиболее напряжённых сечениях по периметру рамы.
   Параметры управления напряженным состоянием арочной крепи предопределяются величиной отклонения максимальных напряжений от их средних значений, которая прямо пропорциональна углу залегания вмещающих пород и обратно пропорциональна размеру участка активного нагружения рамы, причём напряжения, действующие вблизи нормали к напластованию пород, оказываются в 1,5-2,3 раза выше, чем в двух других опасных сечениях. Неравномерность распределения изгибающих моментов , действующих в узлах податливости крепи, с увеличением угла падения пород на каждые 15 градусов удваивается, причём усилия проскальзывания элементов в более напряжённом узле оказываются выше на 18-20%, что позволяет разработать способы оптимизации податливого режима работы крепи при асимметричном нагружении.
   Определено, что при бесцеликовой отработке угольных пластов средней мощности главный вектор внешнего нагружения крепи отклоняется от вертикали на угол до 10 градусов, а точка его приложения смещается по периметру рамы в сторону выработанного пространства на угол 20-25 градусов, что позволяет обосновать параметры участка активного нагружения и способы усиления крепи в зоне вредного влияния очистных работ.
   Разработаны способы управления напряжённым состоянием крепи, основанные на перераспределении материала по периметру конструкции, создании предварительного напряжения в верхняке, выравнивании изгибающих моментов на участках узлов податливости, резервировании надёжности крепи.
   Разработана новая концепция управления несущей способностью крепи в зависимости от проявлений горного давления по длине выработки, которая предполагает создание резерва надёжности крепи, контроль её работоспособности и облегчение конструкции на участках с недогруженным состоянием, что минимизирует риск потери устойчивости и прерывания функций выработки при использовании крепи регулируемого сопротивления.
   Разработанные конструкции стальной рамной крепи направленной податливости, арочной крепи из спецпрофилей различной массы, распорной трапециевидной крепи, элементы усиления опасных сечений, а также стальные тонколистовые и комбинированные межрамные ограждения внедрены в проектной практике институтом “Луганскгипрошахт”. Экономический эффект составил 45-50 тыс. грн. на каждые 100 м сооружаемой выработки, при снижении сметной трудоемкости на 1,4-1,5 тыс. чел./час.
   Ключевые слова: стальная рамная крепь, межрамные ограждения, напряженное состояние, управление усилиями, резервирование надежности, трещиноватость массива, устойчивость выработок.

Gajko G.I. Scientific motivation and developing controlling methods for intense state of steel frame fastening of mine production site.

Thesis for Scientific degree of Doctor of Technical sciences on specialty 05.15.04 – “Mine and Underground construction”. National Mining University of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Dnipropetrovsk, 2003.

   Thesis is devoted to the questions of reliable and economical fastening of mine production sites on the basis of providing the correspondence between the intense state of fastening and safety factor and deformation ability of its units and bearing elements.
   In the work the motivation of the mechanism of forming the active load on the fastening in conditions of high and middle metamorphism is given; the regularities of intense state of fastening, which include the dimensions of area of active load, the angle of lying of containing rocks, and parameters of reactive resistance are determined; the particularities of deformation processes in the roof of preparation site when the front of defogging works is moving and their influence on the preparation site. This allowed motivating and designing the new constructions and technological methods for controlling of intense state of fastening, which provide the increasing of stability of mine production sites, decreasing of material and labour expenses for their strehgthening.
   Key words: Steel frame fastening, intense state, control for forces, reserving of reliability, inter-frame fences, riftness of massif, stability of production sites.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Наукове  обґрунтування ресурсозберігаючих способів управління напруженим станом сталевого рамного кріплення гірничих виробок

 
< Попередня   Наступна >

Всі права на опубліковані матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення.

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!