автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.04, диссертация на тему:Разработка и обоснование технологии и параметров армирования вертикальных стволов с применением расстрелов на апкерах

с.

' * Министерство образования Украины

Государственная горная Академия Украины

На правах рукописи

Лепит Виктор Владимирович

УДК 572.674.4.

РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ Й ПАРАМЕТРОВ АРМИРОВАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ РАССТРЕЛОВ НА АНКЕРАХ

Специальность 05.13.04 "Шиетног строительство"

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕЙ! КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ ПАУК

Дкепропетроасх 1993

Работа выполнена э jpacis ^'Дшадатахтфсшздаа1' Комбинага^Донвцгапахтоотрой" Госуглопрша Украины

Научный руководитель - доктор технических наук Ягодкин ф.И.

Официалышо оппоненты: член-корреспондент академии уорных наук Уяграины, доктор технических наук, профессор Тюркян P.A.,

кандидат технических наук Роенко А.Г.

Ведущее предприятие - институг "Донгипрошахт" Защита диссертации состоится 14 октября 1993 г. а, 14-00 час. на заседании специализированного Совета Д068.08.03 дри Государственной горной Академии Укрвят до адресу? 320014,г.Днепропетровок-<14; проспект ' К.Маркса-19.

С диссертацией мояно ознакомиться в библиотокс горной Академии.

Автореферат разослан 12 сентября IS93 г.

Ученый С01фотаръ споциализнроЕакного Совета,доктор технических паук,профессор . -г^ Е.К.Боидаренко

. авт УДРАВДМОТЩ РАБОЩ

Развитие ajx^sssaaovo комплекса Укран-:т роста ойьонсв дойгпт ypzz,r¡a связано с зтослтгг-ттттп:.: тюяз-

лсдсгвошшх мощностей шкр. В связи с откм,концепцией развитая уг к~ -НОЙ промышленное*» Украины на период до 2005 года замечается сгрои-

^о.пьпхио 27. иохш я реконструкция 93 оотолов.

Occdoo «его г дащжнюб строительства m . яэ лгодвг пги.гроэ-кп о тв о лов, ко юра я оказывает существенное влияние на''определение их ."""""гг?1;>сгстг"ст:г 'j?. 155.' ™ CJCKOI? «■«гюятэтеотяа.п тя».?» рч пт«™».. водиголъносм^тздозэтосгь л экономичность додютшх ус гаяог ок. Большинство стволов шахт Украины оборудованы яеогкой армировкой с бетонированием расстрелов в лунках, характеризующейся високой трудоемкое ?ью разделки лунок н моитала расстрелов(37-64$ с&цих затрат армирования). ,

Емеото с тем.цфи этой 'технологии,30$ дефектов армировки связаны с нарушениями кропления расстрелов .вызванными некачественной зздоляой ик концов. Нарушения усугубляются динамическими нагрузками, воейрычгго'аойлв расстрелами от деижеаия подгсшяяс сосудов,коррсаг. г.:о?алла fc oo'r-o'ia ,чго сштаот эксплуатационную йодсеяссть евве/х».

Наряду о ртвм.даяинй способ кролхоод расстрелов, кси.ггочэ'5 г поомом'ость соблюдения расчетной длина их ааделкя по всай глуфл.» с"вола из-за радвадьвнх отклонений крепи,превышающих долуотт!>.\ что приводит или к порорасходу металла, или к еслаблснш кспой^^к. Ъпяиаоо количество лунок нарушает сшгошност*. я прочность вергигз.«-пой крелп.

Нетрадиционный додход в совершенствовании армкрешгл стилей связан, с креплением расстролов анкорами,обеспечивающим повншонио прои 32 ода 1с лъп о с г и , 3 коло! .плэ сродсяз ,ВЦСОКОЯадС35ЮО ооодйнош:'! пг'пг-рсыки о крепью отводе, сойивдотго сдлошостп кроаи,вож*оп;спгь регулирования зазоров при установке и эксплуатации армировкп,замену расстрелов без остановки стволов.

Однако, наличие отклонений крепи ствола от прооктных параметров епшхаот эффективность армирования на анкерах,тохжт««« утопия тробутот либо изготовления расстрелов «вдтюдуолхлюВ дяши, прянонеяия n0poxoíijíMx'KOHCTpyia(nM,cHU.-xamtinc надежность армирования.

Кспользованио таких способов сдоркиваотся такг.е олабоИ изученностью влияния различных нагрузок на анкерную армиротсу. Ко определены зависимости параметров технологии от радиального отклонения крепи стволов. Методы расчета,технологии и монтала аьвд.них

конструкцвй требуют дальнейшего совершенствования.

Ранению этих задач,особо актуальных в условиях кеобходи -мости интенсификации строительства шахт,посвящена настоящая работа. Комплекс теоретических иэксдоррмоптальшх исследований подчинен созданию научно-методической базы расчета параметров элементов кон -струкции исслодуомой армировки и обоснованию параметров технологических схем армирования стволов с анкерным креплением расстрелов.

Ноль 'работы - создание средств и элективной технологии армирования вортикалышх стволов с анкерным кропленном расстрелов л определение области оо рационального примейопия.

Идол паботц - повышение эффективности армирования стволов достигается путем применения анкерной конструкции без промежуточных консольных-элоыенгов 'для кроплешш расстрелов.параметры которых, определяются исходя из радиальных отклонений крепи ствола.

^ Но год»' исследования. Б работо использовшш комплексный метод исследований,включамций: системный анализ и обобщение современного состояния армирования вертикальных стволов; метода статистического анализа; тооротическио исследования напряхешю-дефоршровашюго состояния и расчет параметров узлов крепления расстрелов; экспори -ментальные метода в лабораторных и производственных условиях.

• Научнно роло;то;шя и их новизна:

- средние по периметру радиальные отклонения крепи стволов пропорциональны диаметру и нелинейно заЕисят от глубины с сущосгэон-пой нолтшейюстыо связи при глубине более 600м и диаметре стволов более 5м.

Полученные аналитические зависимости позволили рассчитать максимальные значения радиальных 'отклонений крепи,определить область возшгяюго соблвдония СКнП и показать,что для глубоких стволов (800-1200м) нормативные отклонения занижены в 1,5-2,0 раза по сравношпо о фактическими; ■

- зфепление расстрелов анкерами с использованием выдвинутых в ствол их концов на-величину возможного отклонения крепи ствола, • как консолей,образущих конструкцию равнопрочную расстрелу,но повышает величину прогиба расстрелов и уровень напряжений в узлах крепления, долговременная работа которых,обеспечивается требуемой величиной по-сущой способности анкоров , линейно зависящей от диаметра сторкня анкера и соотношения модулой упругости при сдвиге материалов стержня

и связущого.

Построенная математичоская модель оценки надрякенно-деформиро-ванного состояния элементов узла едешшния армировки положена в осисв^

кнкенерной методики расчета, конструктивных. элементов типового ряду сечения отзолов;

- эффективность рокоиендешоН технологии достигается сово-т/гшой р'залпзацг.ой роишпий по нормированию параметров oimiuo'A «инструкции КРОЛЛОНИП paCOîparOD С уЧСТОМ ВОрОЯТПОГО СТКЛОВСШТЯ 1фСПП ствола.позволяющих снизить трудоемкость (до 25$) га счот уикТякпцдп изготовления расстрелов,специальных шаблонов и. механизации-рабог, иовксить лодоязтость и точность монгола ор,шроэг;к (я гогггедитзлыюД плоскости рэгулБрсгышо и продела;; 100-120:1 :) сохршгагь сглашооть крогш.производкть оперативную замену расстрелов в лориод эксплуатации отвия*,оОеонвчмкь ш«пы аши&ошмш до CCGa к uaeza.

Эк.' результат« ислользоьаш для сбоскозгкгя дс^К-огрсв г.п-струкции соединения эломоптоп армировки с кропью ствола и технологических схем армирования с анкерным кроплением расстрелов.

Обменова_нность ,_и достоверность научных полотаниЯ.вштодон и •поконсндашД подтверздается статистическим анализом данных по 47 стволам, обработанных на ЭШ с использованием апробировании;: лрогра?.яшш: средств »корректностью постановка задач, использованном коночш-олопоит-ного анализа и математического моделирования, обеспочивавдих удов- ' лвпюг.хтзлыую сходимость результатов гопропгчпехпх пхоче'лех (ио~с~?~ пост* по более 7-ÏOi),c дашш:п окспоршоиташяш: исслодовош-З з' со-двчонижте при армировании 5 стволов рекомендуемой тсхполег;:оД.

Нпугпоо значение работы заключается в устоновлогаш зокс-по-моркости асмоясшга радиального ошгонсття кропи зтвола в гтиисга'.-«".™ от ого догштра л глуС8ЯШ,в ислашзовошш со при посзгросшя! нзгеьвг:;-чее:сой модели определения иалрязонно-дгфо^ягрозогаюго состоядел узла кропления расстрелов на ювеерах, подоконной в основу разработки ï.:oro-дшш оценки напряжений и расчото параметров донного узла крелл-сния, а также в установлении деформационно-силовых характеристик работоспособности анкеров нроллоаониой конструкции и топотетят уетянрякч.

Прпктич^<л;оо значение- работ заключается в разработка специальных шаблонов для поярусного мои тага ярусов ормироькй a crsuia, ботко и внодрошш технологии армирования вертикальных стволов жесткой анкерной армировкой, позволяющей: максимально механизировать работи и повысить производительность труда до 25$;сохранить ciwotwïtï- кгтпи ствола;повысить точность монтааа и надежность кропления расстрелов; оперативную замену расстрелов в период эксплуатации отзолов с минимальными затратами; в обосновали! конструктивных параметров узлов кропления расстрелов дал типовых схем армировки.

реализация результатов ноолодоваиий» Результаты работы реализованы при армировании вентствола J53 шахты "Комсомолец Донбасса" ПО

"Шахтерскантрацит", в оздухоподащого ствола "Шгусинская" ПО "Лутанск-уголь",веитстволов J.'I и ^.вспомогательного ствола шахты "Октябрь -ская-Югаая" ПО "Ростовуголь". Рокомондации работы использованы в нормативном документе "Инструкция по проектированию и монголу аршровки вертикальных стволов шахт с креплением элементов армировки на анкерах" (И1ИСИШС, 1991г.). Технические решения по иоследуомой тохнологии приняты трестом "Донецкшахтопроходка" в качестве типовых и рокомендова-ны к широкому внедрению в отрасли.

Фактический годовой эффект от роализации результатов работы . составил 260 тыс.руб.(в ценах 1984г.),

Апробация паботн. Содерязпио и отдельные полохония дассерта-цшт обсуждены и одобрены на научно-практическом сошшаро "Оцсшка работоспособности армировки и выбор реглмов оксплуатации шахтннх стволов с использованном ЭВМ" (г.Кривой Рог,1991г. ),засодшшях тохни-чоских^.советов треста "Донецкшахтопроходка"(1992-1993г.).комбината "Ростовшахтострой"; института "Ростовгипрошахт" (г.Ростов-на-Дону, 1992г.) .института "Донгипрошахт" (г.Доноцк,1993г.) и научных семинарах кафодр строительства тахт и подзошых сооружений Шахтинского щи-лиала Новочеркасского политохшчоского института (г.Шахты,1993г.) и Донецкого полигохшчоского института (г. Донецк, 1992-1993г.),засодашш секции шахтного строительства Союза горных специалистов Украины (г.Донецк,1993г.),научном соминаро кафодры строительства шхт и подземных сооруконий Государствошюй горной Акадомии Украины (г.Днопро-пезгровск,1993г.).

Публшсадши: по тема диссертации опубликовано 7 работ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введошш, 6 глав и заключения, содержит 166 станиц машшописного токста,41 рисунок., 17 таблиц, список использовалнзй литорзтури из 64-хнаименований, 16 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЕАНИЕ РАБОТЫ

В ееодошги приводится обоснование актуальности проблем .решаемых диссортациошой работой, сформулированы ее. цели .научная новизна'и практическая значимость. Излоглоны положения выносишо на защиту, сируктура и объем диссертации.

Выполненный в первой главе, обзор совромсшшх отечествошшх и зарубояных тохнологнй армирования вертикальных стволов показал,что • наиболее распространенное вдоллеиие расстрелов к кради стЕола ботонн-.рованием их концов в лунки характеризуется следующими нодостатками: высокая трудоемкость, некачоственная заделка лунок, сложность регулирования армировки,коррозия расстрелов в лунках, нарушоиио сплошостп

кропи ствола. Трудоемкость огдслышх видов padoï при жесткой аршт-ровке соотавляог в процентах: раздолка лунок - 20-40; *т и отепление расстрелов - 17-24; укладка бетона в лупки - 18-20; аавосго прсво,:,;п:.'-о^ - 17-20.

Таким образом,лаиболоо трудоошотли'операциями являются раздел!«.- лунок » конто» расстрелов, удсльш-Ш зйе -когоршт в общем объеме работ ооставллот 37-64$. Оточоотвошшй и аврубояиий опит доказисоог, что воск® пореяекзшшд 1шляо*«л СОВСРЙОПСКОВОКЙО ХОЯТОЯОГЯЯ OTÏ.WPO-вз:п;я стволов с креплешюм расстрелов ии одксрп::,о<>оспочнеовднх, г. первую очередь, повышение механизации работ,эшюм(ш ородси! и ятяшонну» кадояноотт» ормировки за счет высокопрочного соединения чтирояки о кпежь») оетсид.

Значительный вклад в исследование процессов взадагодойсиш подъемных сосудов о жесткой прмпровко£,расчет и проектирование ео конструкций, wocxi ученые . И.В.1&1Шшов,Г1,Г.Гаркуша, И.Е.Доирииков, О.А,Залосов,Л.А. Храмов, создавало ноучно-мотодичосюте основы для разработки нормативной документации по сооружении и эксплуатации ар-мяровхи.

Изучению технологии я надежности армирования вертикальных стао-лов ,посглчС~1 г-йогл И.Л.Арт9мовэ,Ю.П.Грабилина,Л.Г.Медведева,И.О.Сто-

сга,Р.Д.Ttopjyma • К.|11о®оЕова ,В. Ф.филаm»a др. учегпде.

Однако, в указанных выше заботах и норматшшх гтирх&ю:. рассматривались преимущественно вопросы, связшюко с кроплением расстрелов бетоикросаниом. Кроылскио расстрелов на аихсрах лекмоттоеки чо исследовалось.

Вопросам крепления расстрелов ошеореш в различных стаяла:: пооввдепы робогл И.Е. Доршзтевича.Ю.Н.Ермакова,12.1/:Л.1сргул:1са,.2,2„

Петренко,Н.Б.Шш>ча,Л.Е.Самош:иэ .¿.Н.Ягодкшш обстоятельно раосчп-'ч--иы мотодичоские аспекты расчета, вопросы проектирования и мента,та анкерной ориировки с лримвпонием патронов с ноорганичоекпм вяжущим.

Следует ошвтить вклад в рассматриваемую проблему спещгадатсго:; iUÎ'iQiXCa,

Вмосто с тем,но исследованы зависимости радиальных отклонений крепи стволов и их влияние па технологии анкерного крепления расстрелов,не оценена область эффективного применения этой технологии.

7! частности,но критерии чапряженно-дсусрмпропанного созгояшш а::"ор-ных конструкций дта типовых схем армирования. Не разработаны специальные moh'"'."chuo шаблоны для реализация отях схем.

В научном плане актуальной является разработка когодпхи расчета и обоснования конструктивных параметров элементов узлэ креплот»

-ь-

армировки и выбора технологачошшх схем апкорпого кропления стволов.

В этой связи возникает необходимость в решении слодпядщ

?адач:

1. Исследовать закономерности изменения радиальных отклонений крепи ствола и оценить их влияние на технологию крепления расстрелов на анкерах.

2. Разработать математичес1:ую модель оценки напряясшю-дофор-мированного состояния узла кропления расстрела на анкерах и обосновать область применения этого способа для типовых схем оцдаров.^ стволов* 3. Разработатьметодаку.провести стендовые испытания узла крепления рассзфела на анкерах и опытное армирование ствола по' предложенной технологии.

4, Разработать конструкцию соединения эломонта армнровкн с крелыо ствола,специальные монтажные шаблоны и обосновать технологические чсхомы армирования стволов с анкерным крепленном расстрелов.

Бо второй глане дая оценки изменения радиальных отклоноплй {фспи стволов' (л 8.), оказывающих существенной влиянио на конструктивные и расчетные параметры анкерной армирощ'Л,внпо.гаон статистический анализ данных наблюдений в 47 стеолзх. Оцопена дЯ как функция ' глубины (Н) и диамегфа стволов £>сь. при максимальной глубине 12С0м и диаметрах ¿,0-8,5},!. Установлено,что фаятичоскио значения отклонений в глубоких стволах (800-1200м) превышают в 1,5-2,0 раза регламоп-тируемно' СНкП, Выявлен линейный характер связи | (£>=<>) дрння-

тый в в идо уравнения, рогроссии & а» «-¿о «1>сь-ю3, которое значимо при О о -26^,0« = 0,002; коэффициент корреляции 0,87. Предольноо вначоние ДЙ находится как верхний предел дозоритольного 1штервала

...

На базе математической обработки зависимость д£3{(Н) принята п виде-нелинейного уравнения йК» 1/А* в Н, именцого наибольшее значение корреляционного отношения (0,687) и наименьшую теоретическую дисперсию.

На основе анализа данных сводной выборки .сгруппированных по диаме'щу стволов,определены средние значония _^оэфЗшшснтов фушщип А / (Н) : А = 35,646 х 103 , Е=0,0191 х 10.

Графэтсски указанная зависимость дана на рве.I,из которого вилла яо-линейшеть связи иокду параметрами,возрастающая при Н > 600м и, Дсв>5м, Различаются две зоны связи - первая 11^800м с нормированной величиной ¿50мл,вторая - Н = 800-1200м,Д Rv50i.ni.

Табулирование ощщаешх. величин отклонений едепи отполов с учетом изменения сродного отклонения в продолах доворительного интервала (£ =7) (табл.I).определяет область г продолах которой, при .существуют,ей технологии проходки и конструкциях опалубки,но но-

гут быть получены на практике отклонения кропи отводов ,рогламонти-руошо СНиЛ: их значения достигают бО-ЮОга;.

. К°23оляц}:отш зависимость йИ*-((н) для отдельных л»ге,'птг>о£,

200 400 600 800 1000 1200 Н

Пунктиром указана усроднспная зависимость ' Рис.1

Цгасинальинв значения дй,мм

Тпб.*шца I

Диаметр Глубина ствола.и

ствола в свету,м ' 600 700 843 ' 1000 1100 1200

П.О 41 45 52 63 73 85

6,'5 43 48 55 67 77 88

7,0 45 50 57 69 79 £0

7,5 46 51 60 72 01 22

8,0 40 | 55 67 75 83 94

8,5 49 | 57 74 78 ' 85 96

Соответствие СНпН ■.......... '........ Несоответствие СНпП ■ 1

Эти практически валныо псзол-» определили необходимость разработки уздор крепления, сродслэ г охсм поитог.» оршрочания, позволяющих исключить негативные влияния уядпалышх отклонений крепи стволов па надо;хность н зкономичнооть армир^зки.

Третья глава посвящена оцоы« возмомюотн использования нсслодуо-мой технология яраафоваппл для шюяш: схем армпровкн. Да;-:«! уасчотныо схемы для определения силовых факторов и оперных реакций от воос таенного веса арикровки н вношшх нагрузок. Иссдодо>и;:шо ограничено упругими деформациями, что сбоспочиваот достаточную Ером-иоть конструкции при поромешшх нагрузках. Предложена .. методика дрпблпгопной оценки напряженного состояния в узлах кропления расстрелов,в основе которой леглт метод принятий в сопротивлении ма.ториалов и зшижчаг':дпЁсл в использовании условий равновесия. Лдокиатноеть продлоасошшч '.¡/•долой обоснована конечно-элементным анализом. Для расчетов используютоя максимальные значения опорных ыомоптон и опорных реакций.Поело одродо-допия опасных сочений и иейотвуицпх в них еяловнх факторов выполняются расчеты по формула:.:,лриводеннш в таблице 2. Разработанные могоди-«оок;;с подход!.алгоритм и программа позволяют опроделять:норшлъше нацр.тлення в опорной дли то с учотом нагрузки, передаваемой на узол кропления ¡нормальные к касательные напряжения в поло анкора от поророзиваы-кой силы; напряженно среза вблизи отворетий в ллито и в ботоно.окру -раюцом анкер; напряжения в расстреле.усиленном косынками и напряжения в сворных пзах. По этим формулам выполнены расчоты конструктивных элементов анкерной ормнровки для типового ряда сочошш стволов.Показано,что рассматриваемая технология по критерию папрякенио-деформиро-вонного состояния может быть применена дая'всох унифицированных схем яееткой армировки при максимальном радиальном отклонении 1фоли ствола ив боле о ЮСм.

В четвертой глав о оцошша тсхнолоппл'.ость установка; анкеров, их работоспособность при воздействии длитолыш;: м;.-х;ишчоских нагрузок до результатам стендовых испытаний, проведенных в Г'Ч'.лЛНС,применительно к конструкции армировки врнтствола ¡"3 1лахти "Комсомолец Донбасса", . на п<Л'ор<>м предполагалось лроводенно опытного арм!!рэв;лп:л.!1спытщ)аомцо образцу изготавливались по рабочим чертежам в масштабе 1:1. Крепь ствола имитировалась ботошшш кубами размерами 500х50Р»;.;(ботон Б25) в каждом из которых формовали но четиро отверстия диаметром 53мм. Ислнтшзалноь на выдоргиввнке анкеры из арматурной стали диаметром 32мм, зшеролляемце патронированным неорганическим вякущпы с глуб„шой задол!си ■280мм,

Таблица 2.

Оцепг.а напрлкошш и у ало кропления расстрела па анкера:;'

Г}« м тл гг »'ИП ¿ПГОПМТМ ' 1' ' ■" Пбгоначення I

Нормальные напряхекил Ь СлСРНОЙ ! I плите' | а а -- Гюо'оЬл й-пеезоезывавцая сила | п©~коллчест2о | с!о-диаметр отверстий |

;

1 ^-¡¡'лх + слъу •ссасиоп !1с0 1

Нормальные | »ттоппстчггашлст I , . < 4Н ЗМу ' 1 К ИШИиЛОПОЛ |

г> и» ал1 ал 1 анкера ПоЙШ (ЗшЗу «1ьйГая N = Йусоза + Ку-зша ах-расстояние между штангами по сои ОХ Оу-то же,по осп ОТ

Касательные напряжения в теле анкера С«]4 пап^т^апн- 40 т =-— п 5Г-ПтсЬ) &-расчетное сопротивление стали на растяжение,сжатие и изгиб

! ! I ."'г /ГЯП роОТ : ■ ,

1 г,-;; Г"

{на опорной ¡штато 1 VI Н Рыв Утх \Шг г'кз-плс::;адь -ойствгл сварных -швах УшвхЛ'мву-моменты Сло.Окз

Напряжение среза в бето- Л, 092 1,313-, Т пах = |—2— 1--|Р'Ю I б 1 дст дсп' ! 1/ х шах-максимальное б напряжения среза

р,—; [г! -0,75] Ез'Еи, По (1 Г тах < Гг1 б 6 Дет-диаметр стерня анкера г -допустимое капряя. б среза в бетоне й -расчетное сопротивление бетона осевому сжатию и растяжению

Испыташшии установлено :шжазатоли, прочности зги^сялонил эахс--•„ ров через доа часа ДО и 28 суток в сродном составляют 110,170 и 285кН, что с оо те о то стуо т требованиям надежности эксплуатации адмиропки; процесс разрушения протокаот в топком слоо, а ого »-w.:« быть

)П(хсрнрпЕгровая icuic ponim запродольного доформиролшш.ч материала о силовым коэффициентом Кр=Росг / Рсрыв равным 0,72 'l'cc. p-piro-остаточ-иая и шксшпльиая носущоя способность анкора) и дг'^дсциогагым коэффициентом Iîjj я Иост/£зак, равным 0,55. (Иоот-величииа пиремощогаш анкера до значения Рост; ê зак - длина закроплония анкера),что свидетель -ствует о высокой эксплуатационной иадокности анкерного крепления.При смсщошш анкора на 2/3 дшпш первоначальной заделки,он практически тох>яет своп нссущую.способность,пмосто с том, сутцоствуот продел длины зодолки анкера,превшонио которого ив приводит к повышению ого несущей способности,величина которой прямо пропорциональна диаме.тру ствря—' ня анкора и зависит от соотношения модулей упругости при еда irr о маго-риалз мгержл и связующего. Установлена зависимость определения несущей способности анкера; л , „ „ ?, О-Ч»), .

где Uo. - радиус сторння анкора, £ зак - длина заложи анкора, [ Г}-продол прочности материала заделки ашеера на сдвиг, отношо-ние модуля упругости материала задолки на сдвиг к модула упругости на еда иг материала анкера.

Вшолцоетмнз стоида^м иопнгатл тга статические д даитшшшз динамически© нагрузки Civ^TArywwo вдзкюдеЁотоио ат>мировкп'с подъемным сосудоЕг)1 подтвердил;: ооотсотстви-; р-.лчояшх параметров фактическим и показали: при дяителык-й статячосисгд i;;Oidî и дгшат;ческой нагрузка I5KÎIC600' тис. циклоп ,чпсто':а колобаний ЬСо циклив в минусу,амплитуда -2мм):- ослабления &а\«мки болтов ,разр>ушонпя бетона в местах заделки анкеров и ноупругих деформаций конструкции но наблюдалось,что евнде-тсльствуот о високой ео ьлг.а-люстй при долговременной работо.

В пятой главо рассмотрено ормированио на вонтотволе JÎ3 шахты "Комсомолец Донбасса" ПО "Пс^торскантрацит" (глубина 815м,диамотр тз свету 6м,крспь-ботоп класса Ü25,толщина 400ш,шэг армировки-4,168м). По рекомендованной автором технологии заармироваио 775 и ствола (рнс.2

Армирояка монтировалась по совмещенной схеме сверху вниз с помощью разработанного шаблона.Примененная конструкция аикора обеспечила- достаточную однородность и плотность твордеицон смеси мвкду аякором lu стопкой шпура. Была достигнута высокая адгозия в системе "крепь-металл-анкер".

В процесса опытной нх>сворки лхкшедсн комплекс окспоркшнга»^-ных работ по оцонко жосткости расстрела, закхюплонного па анкерах. Определенно тоохютичоокоН кссткости такого расстрела нроводсни о учетом влияния проводников и податливости заделки,для чего в cxqí.iу били введены упругие опоры в моста соодпненпя расстрела с проводниками, т.к. расчеты показывают, что кссткость проводцшгл в в рэт поныне лесткости расстрелов и опоры с. поворотной жесткостью с мссто''кроплс- . кия расстрелов к кропи .поскольку реальный узел кроплонкя имеет коночную кссткость па поворот.Дчя расчета нерользовалсл мотод коночных элементов .анкерное кропление рассматривалось как осост.ютричный объокт,состоящий из четырехугольных коночных элементов,узловые параметр!! которых отнекивались из уолотш рввокства пул» виртуальной работы (условие минимума полной потенциальной энергии системы).Расстрел был-представлен совокупностью сторшювых коночных эломонтов. Сечение и технология армирования вонтствола ппхтн "Комсомолец Донбасса"

I-pa.eeуролы; 2-дроводвикн; З-тюрт.шаблон;4-узол фгсекреваття расстрела; Б-монтааный шаблон;6-ворт.домкраты; 7-горизонт.домкраты~

Сопоставление опытных данных по снбщониям расстролов с рассчитанными (табл.3) свидетельствует о высокой'их сходимости.

Смещения расстрела Таблица 3.

р Смещения.мм 0t1ví.

кН ошп'шго Рассчитанные %

5 0,604 0,625 3

10 1,217 .1,245 2

15 ' 1,865' 1,870 2,5

20 2,470 2,490 2,7

25 3,080 3,120 3,7

.30 3,050 3.750 4.0

Заморы показали,что средняя опытная ¿-легкость расстрола составила 754 idl/м при расчетной 746,1 кК/м. При нагрузке 30 кН.в чотнро роза превышающей 1>асчотную,нарушений олорных плит расстрой и смощештй анкеров но наблюдалось.

Ыаркшейдорскио замеры,вшкшшшшо после армнровкл,показали, что благодаря применению специального шаблона она смонтирована с высокой точностью и но тробуот дополнительной рогулировки.Рэсстоянио мозду опорными плитами расстрелов и бетонной крепью ствола но превышало мак-сшально долуотшой расчетной величины 100м. При этом трудоемкость и лродолзхитольнооть монталашх работ сократилась до 25/'.

В тоетой глав о лродаояони тохнологичоскио схемы армирования вертикальных стволов с кроплением раострелоз анкерами применительно к унифицнрошншм схомам, разработанным Ютшроиэхтом

Дал кедцой из унифицированных схсм разработан ряд специальных шаблонов (рис.З) для лоярусиой сборки, цонтровки и фиксации каздого яруса арппровкм в ствола. Шаблон обеспочиваст: комплектную сборку яруса аршровки и центровку ого с требуемой точностью; падояноо £-b;i';¡,v>i>-ыто яруса; бурение муров соосно с отверстиями в олоршх плитах расстрелов; заряжание шпуров патронами с неорганическим вя-^тм,установку в них анкеров; закрепление расстрелов на анкорах. При использовании шаблона (отклонение расстояний мозду ярусами расстрелов находится в продолах * 1Смм, отклонения расстрелов но двух отложных ярусах от их вортл-кальной плоскости ¿амм,- а отклонения ниток проводников от вертикали в лобовой и боковой плоскостях ив превышают ¿ ЗШ.

Для технологических схем армирования'обосновали коногруктввныо параметры узлов крепления раостролов (табл.4) .разработки тшовно графики организации работ с темпами ормироиси до 500 м в месяц.

Разработки еатора реализованы при армировании стволов шахт: "Комсомолец Донбасса" (ГО"Шахтерс1салтроцит"), "Миуслнская" (П0"Лугонск- . антрацит"),"Октябрьская-йшая'ЧПО "Ростовуголь").Роалышй оконо.мичоек»;^

Технологическая ейема лршенония ионтазлюго то блока

I-кольцо жесткости; 2-додрасстрольше болта!; 3 - расстрел; 4-вортикалышй домкрат; 5-горлзонталышй домкрат; 6-Еортш<аль~ ¡шй слблон; 7-фжсаторн; 8-кеидукторн; 9-полок; 10-расотрол,

Рпс.З

Эффект от реализации разработок составил"260 тис.руб.(в донах 1904г.) Онп используются при проектировании стволов шахт "Северная" ПО "Макоов-уголь" i! "Красноармейская" ПО "Добропольоутоль".

При необходимом годовой объеме сооружения стволов на пахтах Госутаепроыа 4-5км по рекомендуемой технологии молот бить зааргшро!;tino 70-75$ общего объема.

Основнио конструктивные параметры узлов а^серного доплети расстрело; лля нокоторых типовых схем армировки. ' Таблица 4.

К-1

Пи.» 8,0м

2«л«™ 2Н08400

кл«ть аварийна? у/с = (Ом-с"' П. =3 с!» = 32мм СзоД= 300 мм 6.. = 20мм

С-1

В«=6,0м .

2 скипа 11м3 1 Скип 7м1

Ус = 12 м-с-« /Ь=4

Еэвд= 550мм йпл°20мм

к-з

С—2

Вс».=?0м

2к«(1и2Н0В40С V« = (2м с-' По =4

О о = 32мм е»д=зоом.л о™>. =20мм

Лс«=7,0м , ¡\ 1скипа Им11

0о=42мм Смд—350мл-ипд= 25мм

К-5

1Ь=6,0м 2к«т«2КНМ-V. <= !2м-с"' По =4 сЗ = .42мм С»д= 350 мм Ь = 25мм

с-з

П«= 20м 2 сии по 55м' вгскмпо 11м5 Ус = 12 НС

П

а-=42мм е»д=4С0м, 5пл=Т50. им

3 А К Д 10 Ч К Р и К

Б дчссзртационной работе рсше!!а актуальная проблема технологии

армирования вортикалышх стволов с прямонс.шои анпоршк: кон-

струкций без лромохуточшх копсолышх элсмоитов для кропления расстре-

лов, обосдотивавдая повышенно производительности труда " трсбуомно

оксплуатациотшо качества при минимальных капитальны:; затрата::.

Основные иаучнно п птоктичоскно г»озультатн робот ссклпчатся в следующем:

1. Установлены закономерное«! радпалышх отклонений крон:: ствола; быяелон лшшйшй и исшшойний характер связи угаззшшх величин в зависимости от диаметра и глубины отвода ссшгвотогвошю; получены ана-литнческио зависимости для расчета максимальных вночоиий отклонений крели в различных условиях.

2. Выполнен анализ напряженного состояния в узлах кропления

______-17-

расстролов на ликерах й разработана ггетощша црмйлвжеипой его оценки, :■:;! т<"ч> обосшшат воз??окйос2Ь прклоиоикя разработанной тохиоло-д-я укг^л^оогсплогорлд« охом ьрмлровкл.

3. Сародо.'хпн количослвзшшо и закономерности Л1р01Ч;--

коллл прслпссд рззрушолвя яру шгрушшп сторон .¡шти^и"-

рог.:;::' оаяродэльного д^лямцуккаю»» мато1»;алз с 1>псок;г::; ::>•<•.•;::-т',:. пидовым(0,?2) и до$о;р'.ал'.:ст!!«: (0,55),

7?кполпси -'.счдлско творогпческп:; л слитно . работ »»и &..,ош?в люсюсссгк ,;;асстрс.Ал: ,:;акрсплтгоих «а алл-л-ох, л лвоо» -^пособносхи узла крщиишад в уолоппях сгэткстчеоикх - лглгучашк ""т,,"" высокая эксплуатационная падгагсо-л..

5. ^ааро;:^!1« технология армировала лч

¡сальных стволов яееткой арштролкиЛ г л^т,^;:::-" ашеорами,

обоснованы со конструктивные параметры,созданы оии^г:"'"'^ ¡.¡¿".гг"""«^ ш<5лоны для осуществления тохпологии.

'.' 6. Технологически о решоиил реализованы при армировании пяти вертикальных стволов кахт и подтЕорэдены экопомпчаскш оадектом в сумме 260 тыо.рублей(в донах 1984г.).

Основные результаты диссертации опубликованы в аподуидих^рабога;; :..ьу;г'ик Л,3. ,ягг-;!!'4пт .Ловит Е.В."Кроплепио и армирование стволов, •лоллиших бурглльм // £«1Ш!:у7оль4ЛЛГСЗг.-31с. • •

Т:с,гл7 11.П. ЛГОД'ЛШ ,Гулил: А.В. '"-сзгисстрюлып'о кепстоукшш пр-1-ТЛС2КЯ с гоогсги! прос^яка-ж // ЩШ$гшп>-1н.Х?93г. - ГЛс,

д,и. ,5уд:шс А.2. .Ловя? В.З.Пагхал'агая ггаодсхзчсская сха;о 1роход1Л! оотоаоз с одпаъ/>екол:лд; ар'а^ог-о'.Ь'Р«^'/ТЭДЖйЯугои:.^ и 13031*. -А^

4. Дпвит 2.В. ОЗосиошкю то.'слслсглл ляржлггея ормпрег»'»»:« лолтл'лг;! -пвч стголов с креплением расстрелов ка алле^ах // Сб. Кчушо - г-г.г^т- ■

. ¡чоокхо дсотлгхпля л окои<Й,5шсскпо 1фоо<ьзоояэтш з угольпсЛ Прсмцк-лпнности. ]57-8,ЦНИИЭИуголь -1,5,1393г. - 5с.

5. Хювпг В.Б.,Савченко Ц.Д, Армирование всряиказьшх енотов прц пов«-юпном горнем долгого // Уголь Украшк- 1993г. »7,с.30-32.

6.Пшеничный О.А. ,йови1 В.Б.Крогонадпо аясь'рягоа аршровк» гэртикялышх стволов на шторах//ЦШТИ угольной И|^»йсо1тос1д.Дояс«кЛ85йг.-!с.

7; Пшеничный Ю.А. .Левит В.В.. Опыт армирования вентиляционного ствола !'■ шахты "Комсомолец Донбасса" с креплением расстрелов на анкерах. // НШ'Ш угольно!! промышленности.Доноцн Д593г. ■ - 8о. ЗДВШЙ_Ш!ШишйЕа 2 работах 1~3,5-?,ппппсашшх в соавторство,автору принадлежит:в 1-3 опродолотае и формулировка задач розрабпплзаскоГ, типологии; 5-патурныо наблюдения и разработка технологии кродлешш очо-чоитов податливой армировки; 6-7 разработка,внедронио узлов анкерногь даплокия,методики испытаний армировки в стволе,выбор оптимальных тел 1ряпрования.В работо 4<саносгоятолыгоИ) исследованы и установлены аиа-■штичоскиэ зависимости отклонений кропя стволов и расчет параметров узой анкерного крепления расстрелов.