автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка способов повышения безопасности и эффективности горноспасательных работ в восстающих горных выработках

Шнютерство осв1ти УкраТни КРИВ0Р13ЬКИЙ ТЕХН1ЧНИЙ УН1ВЕРСИТЕТ

На правах рукопису УДК 622.867.2

КОМАХЦБНКО Пегро Григорович

Розробка засоб!в пщвищення безпеки та ефективност1 прничорятувальних робгг в шдняткових прничих виробках

Спещальшсть 05.26.01 —-

Охорона пращ Автореферат

дисертаци на здобуття наукового ступеню кандидата техшчних наук

Кривий Р1г-1897

Дисертац1я е рукопис.

Робота виконана в Укражському Державному науково-дослщному ¡нституп безпеки прац1 \ екологи в прничоруд-нгй та металурпйжй промисловостк

Науковий кер1вник—

доктор техжчних наук, професор Ф.Г. Гагауз

Офщшж опоненти:

доктор технмних наук, професор А.О. Гурш

кандидат техшчнкх наук, доцент О.Д. Загороджй

Провщна оргажзацт — ¡нститут НДГР1, мюто Кривий Р\г.

1

Д 16.01.03 Криво^зького техшчного ун!верситету за адресою: 324002, м. Кривий Р1г, вул. Пушкжа, 37 .

3 дисертафю можна ознайомитись в б15лютец1 ушверситету

Автореферат розгсланий '/2-' /1 ЮНЮ1£) 1997 р.

Вчений секретар спец1ал1зованоТ ради професор

ЙЛШЫ1Л ХАРАКТЕР1ЕТИКА РСЕОГИ

Актуальн1сть р о б о т и. Забезпечення потрХб-!Юго об"ему металург1йно1 сировини и умовах реал1зац11 екологГ?-шге ирограм I надал1 буде досягагись шляхом подальшого розвитку п1дземного способу видобутку зпл1зних руд як за рахунок розробки поклад1в на глибоких горизонтах д1гчи): шахт, так I освоения но-вих родовищ.

Застосування нсвих технологи!, зы1на форм орган1зац11 пра-ц1, оновлення та техн1чне переоснашення д1стих г1рничих п1д-лриемств налротяз1 багатьох рок1в стримувало р1ст традаатизму та авар1йност1. Але зб1льшення глибини розробки корисних к опалин злачно лог1ршвло г1рш;чогеолог1чн1 та г1рничотехн1чн1 умовп ви-добутку, що привело до пом1тпого зростання загального травматизму I появи р1зного роду трудноы1стких небезпечних авар1й, повя-заних 1з значними труднойамя при 1хнК: л1кв1дац11. Особливо гшстро сто1ть цо питания при проходкенн1 п1днятковях г1ряичих виробок.

Застосування механ1зоваиного способу проходки з допомогою комплекс 1в типу КПВ, ( пятила вага проходки цш способ01.1 переви-щуе 7<Т/э ) дозволило значно зб1льшитл цродуктивн1сть црац1 г1рни-к!в та покра'цати умови I безпеку проходки. Але застосування про-х1дкицьких комплекс1в шв не гаранту» повку безпеку г1рник1в, талу то при 1хн1Л експлуатацП траплякться зависания каб1н КПВ, травмувашш прох1дник1в падастши кусками породи, отрувяня газом.

Головна задача г1рничорятувальник1в в цих умов ах це, швид-ко I безпечно пХянятлся на комплекс КПВ, ао завис в п1днятков1Я виробц1, нацати допомогу потерп1лим, провести евакуац1ю 1х на нинчележачий горизонт для подальшого транспороуваяня на поверхгао.

Як показу© практика зробити це за досокогою в1домих способа I иаявгшх технГчних засоб1в зозс1м непросто, а часом - не-

КО-ЛЯЕО.

В зв"язку з цш, розробка новех техн1чних р1иень для пок-ра^ення умов I п1дшиення бвзпеки та ефективност1 прад1 г1рнп-чорятувалънпк1в при проведеннГ аварШно-рятувальних роб1т в п1даяткових виробках, що проходиться ыехан1эованим способом, е актуальною науково-практячною задачею.

Робота вкконана зг1дно з планом науково-дослЗдних та дос-лХдно-конструкторських роб1т НДШ1Г за завданням Уцравл1ння охорони I спецчастин Шячормету СРСР.

Мета робот н. Створення безпечних умов прац1 для г1рЕЕчорятувальнЕк1в I п1двлю.ення ефектявност! авар1йно-ряту-валъннх роб1т в п1днятковях г1ршгчих виробках оснааених монорейками.

I д е я р о б о т я полетав в вдкористанн! спец1ального, мобХяьного блочно-ыодульного механ1зованого цристрою з надййнн-ш захлсники засобами, здатного забезпечлти швддкий п1дйом г1р-нлчорятуБальнкк1в до авар1Г;ного прох1дницького комплексу для л1кв1дац1й авар1й та надання квал1ф1ковано1 допшоги потерпЬт-:.

II е т о л л досл1д£ень. Застосований комплекс сучасних кетод1в дослТлкекъ: б1бл1ограб1чний, статисткчний I анал1тичний. 0станн1й застосований 1з вякористаншш теорИ удару та елемент1в теорИ прузност1 на баз1 анал1зу I узагалънень попередн1х науково-техн1чЕШх досягнень.

Експериментальн1 досл1дзг.енкя проведен1 в лабораториях I промислових умовах як по загальнов1домим методикам, так I по розробленим автором.

Н а у к о в I полоаення, як! захяшаються в дисер-

тацП авторе:.-.:

- нэобхЗдною у^овоп для одергачяя висских пслсаэнкк1в удеро-¡.?1цност1 I нед1йност1 еластичкого зпхлепого зента на р1вн1: напруга-дефор;.сац1я э борг.ува.чич ?.ого сплоео1 характеристики в мез»е>: област1 прунно1 деформацП;

- сила опору еластичного захненого зонта зоэп1го1й д11 улару прямо пропорцИпа його проггну э меках зберекеняя пераыетр1з ударш1цност1;

- оптймалья1 параметра та кад18н1сть рятувального прострой зябезлечуються каипоновкою його зузл1в та агрегат!в по незален-н12 блочно-«одулья1й схем1.

0бгруктоваяк1сть I в1рог1дн1сть наукових полон еяь, в2сновк1в I рекомендаций пХдтвердаувться ыгкористанкям метод1в теоретичного анал1зу на р1вя1 загальних црняупеяь, бггаторазовшя лабораторялыл I натур-ними дослХдами з впкоркстакняи сучасних ыетодлк I контрольно-зги1рюзальних пристро1з, перев1ркою одергакях реэультат1э з црсь'Г.словЕх умозах, про со св1дчать актл праймалышх 1/<1кз1доы-члх-зщробуваяь на шахтах ПО "Кривбасруда", а так02 сп1зстаэ-еим аяал1зо1.1 результата роб1т влконаниг 1яшемп азтораья!.

II а у к о в е значеивя робот я:

1. Впкорлстапня еластлчнпх матер1ал1в для побудоЕЛ захле-ного зонта аварИно-рятузального пристрою, як зас1<5 п1дзиаеннл бСООК тлаяост1 г1рнпчорятузальнЕх р<х51т.

2. Саерпап1 анал1тлчн1 та емп1рлчп1 залеаност1 для злэна-чекяя проищу зонта з урахузаяням опору матер1алу та еяергИ розс1квання.

3. Егзяйчен1 законом1рност1 формуваиня силового опору конструкцП захленого зонта в залеаност! в1д зовя1ен1х факто-

р1в удародП, а такок визначен1 параметр« <йгнкц1оиально1 ефек-тивност1 эластичного эахисного зонта.

4. Запропоновано спос1б I конструкцТю досл1дно-вкпробоцу-вального стенду з пристроен для вим1рсзания прогшгу еластичного захисного зонта { а.с. 1731744 ).

5. Визначен! осковн1 критерИ I параметра побудови авар1й-но-рятувального простою для пересуваяня в п1дняткових г1рнич2х в^робках.

Практично значения р о б о т и :

1. На осное1 залеяностей, одержаних експериментально, а таког розрахованих, роэроблена конструкцГя еластичного зонта з д1апазонсы ударои1цност1 в1д 4500 Н до 10000 Н.

2. 3 врахувашшы параметр1в ударом1цност1 захисного зонта, влерше, розроблена конструкц1я блочно-модульного механ1зованого пристрою для пересування г1ркичорязувальник1в по вертикально монорв2ц1 з аиссясими параметрами над1йност1, захлсних функцК та мо<51лъност1 в авар1йп1й сизуацП.

Ре а л Iз ад I я висноэк1в I пропози-ц I й.

Розроблено г1рнкчорятувалький пГдйомннк в1дпов1дно до су-часних напрямк1в розвитку даного виду техн1ки з характеристиками на р1вн1 краяих св1тових досягнень.

Норм а тлея о~техн1чп а документад1я на п1дйомник передана 1нституту ШШгХрмаш ( НИПИгорыаш ), як головному по г1рничо-прох1дшщькш малинам типу КПВ, I використана при сп1льн1й роз-робц1 црсмислоЕОГо зразку г1рничорятувального пХдйшнпка бага-тоц1льоеого цризкачення.

Розроблен1 г1р,чичорятувальн1 пШомнкки ПГС-200 I ПГС-350 цройшш прпйкальн! ы!жв1домч1 влпробування I рекомендован! до

серК:ного виготовлення.

Досл1дн1 зразки г1рничорятувальиих п1дйомиик1в впроваджен1 в п1дроэд1лах Кривор1зького г1рничорятувального загону.

Апробад1я робот и. Основн1 положения роботи допов1дались на: науково-технГчних народах НД1БПГ 1983 - 1988 рр., 1993 р., 1996 р; науково-технГчних нарадах 1Щ11г1рмаш 1984 -1988 рр., 1991 р.; техн1чн1й нарад1 при головному 1нженер1 заводу "Амурський метал1ст" ( ы. БлаговХщенськ ) 1983 р.; Всесоюз-н1й науково-техн1чк1й конференцП "Сучасн1 способи боротьби з п1дземними пожарами I проведения авар1Яно-рятувальних роб1т на г1рничорудних п1дпривмствах" ( м. Катвринбург ) 1984 р.; Все-союзних нарадах командного складу ВГРС М1нчормету СРСР, м. Мар-ганеиь, 1986 р., м. Кривий Р1г, 1990 р.; ВсеооюзнИ нарад! "Координац1я сп1льних роб1т по розробц1, випуску та експлуатацП г1рницьких мапшн на пер1од до 2000 року", НДШг1рмаш ( м. Ка-теринбург ) 1989 р.; на дн1 спец1ал1ста "Способи I засоби безпе-ки при проходженн1 п1дняткових вир обок механ1зованш способа", концерн "Укррудпром", м. Кривий Р1г, 1993 р.

Пуб л1к ацП. За наслХдкаыи виконаних досл1даень опубл1ковано 7 роб1т. Новизна одернаних результат1в захшена п"ятьма авторськими св1доцтвами.

Структура та обсяг роботи. Дисертац1я складаегъся 1з всзупу, чотирьох глав, влснощу I списку вико-ристано1 л1тератури, що ш1щув 90 даерел, та викладвна на стор1кках машинописного тексту. В робот1 18 таблиць, 56 ыалюн-к1в, 5 додатк1в.

ОСНСИНИЙ ЗЩСТ РСБОГИ

Запровадаення прохХяшщьких комплекс1в типу КПВ для меха-

н1зовано1 проходки п1дняткових виробок привело до появи нових ви-д!в аварК та травм при 1хн1й експлуатацП. Це звязано в перщу чергу 1з специф1чшши умовами проходки, як1 обумовлено великою трудоадк1стю операцИ 1з-за значно1 частей ручно1 прац1, високою небезпеков трашування в1д падаших куск1в породи, обмеиен1стю д11 в уыовах малого перер1зу виробки I плоа1 робочого м1сод, не-задов1льгшм осв1тленкяы, трудности в орган1зац11 ейектлвного пров1трювання.

Б результат! анал1зу нещасних випадк1в I аварК:, а також обставил при яких вони виникли, були визначен1 не т1лыш особливо небезпечн1 процеси, трашугч! фактори, основн1 причини авар1й, иаслЗдкя техн1чних несправностей кс*.шлекс1в, а й загальна картина д1й Прничорятувальник1в спрямованих на л1кв1дац1ю авар1й та надання першо1 допомоги потерп1лим. Визначено, що вксакий р1вень трашатизыу г1рник1в, особливо тяжкого, часто зв"язаний з в1д-сутн1стю у г1рничорятувальник1в спец1ально1 механ!зовано1 техн1-кп пристосовано1 для ведения ряоувальних роб1т в п1дняткових ви-робках споряджених монорейкою.

Труднол1 л1кв1дац11 авар1й полягають в неыояливост1 д1ста-тись до потерп1лих, а якзо це адавться при допомоз1 п1дручних засоб1в, то ця операц1я зайлае багато часу I ф1зичких сил, при цьоыу ниття самих г1ркичорятувальник1в, як! беруть участь в л1к-в1дацП авар1й, п1дляга© смертольнШ небезпец1.

В Укра1н1 та в деяких 1нших промислово-розвинених кра1нах 1нтенсивно велись I вздуться досл1дно-пошуков1 роботи по розроб-ц1 засоб1в механ1зац11 рятувальних роб1т в п1дняткових г1рничих виробках. Бир1шенкю ц1е1 проблеми присвячен1 науков1 прац1 вче-Ш1х 1ЩХЕПГ, ВДТ1, ЩЩрудмаш, КГРГ - в Укра1н1, НДП1г1рмаш I ЩЩЛ БГРЧ Уралу в РосП, йДрмя "Ал1макп в Швед11 I багато 1шшх.

Пезвадаючи на це, ще не знайдено засоби, як1 дозволили б одно-часно п1двшцити безпеку I оперативн1стъ Прнячорянувалъякх роб1т з наданням ефективно1 допомоги потерп1лим.

Так, нацриклад, адшшй в своему род1 аварКно-рлтувалънпй п1дйомник ПАС-600, розроблений 1нстятутом НДП1г1рмаш, не знай-шов застосувшшя через значн1 габарити та велису масу, а тпкоя жорстку масивну конструкцйо кл1т1, що не дозволяв швидко доста-вити п1дйомник до п1дняткових впробок I змонтувати його на моно-рейц!. При цьому визначено, що коротка конструкц1я каб1ни п1д-йомника обумовлена масивнов конструкцию металевого захисного зонта, функцП якого викояув робоча площадка прох1дницького комплексу. Т1ж сам1 недол1ки мавть I допом1кн1 п1дйсшики.

Биходячи 1з внщесказалого, а також 1з мети дисертацП, були поставлен1 сл1дуюч1 задач1 досл1джень:

- визначити м1ру зале~лост1 безпоки та ефектквност1 Прни-чорятувалъних роб1т в1д конструкцП рятувальних та зпхисгшх пристро1в;

- розробити аварП'шо-рятувальний пристрЫ для пересування по монорейц1 в п1дкяткових виробках та способи його використан-ня;

- запропонувати та досл1дити ефективну конструкц1ю захисного зонта для авар1йно-рятувалъного пристрою;

- розробити 1нженерну методику визначення характеристики ударом1цност1 захисного зонта;

- перев1рити запропонован1 конструктивн1 р1шення в промяс-лових умовах та впровадити 1х у виробництво.

В результат1 анал1зу характеристик сучасних рятувальних засоб1в було встановлено, що п1двшити безпеку та ефективн1сть г1рничорятувальних роб1т в п1дняткових виробках мояливо т1льки

через розробку спец1алъного механ1зованного г1рничорятувальиого пристрою з невеликими габаритами I масою, але з достатньою ваи-тат.оп1дйомн1стп I швидк1стю пересування по вертикалън1й ыонорей-ц1. Пргстр1й повииен легко розбиратися на окрем1 ^узли та агрегата, як1 ыоеливо було б переносити вручну. При розробц! такого пристрою стрюшевою задачею в захист самого прострою та людей, як1 в ньому знаходяться в1д ударио1 д11 надаючих куск1в породи.

1з анал1зу функц1й в1домих захисних простро1в зроблено вис-новок про тз, ио 1хня ефективн1сть залежить в першу чергу в1д конструктивного вирГгаення та властивостей мптер1ал1в, способу та углов 1х закр1плення, а такон в1д характеру I умов навантаження. При цьому визначено, що проблема розробки ефективного удароза-хпсту для авар1йно-рятувальних пристро1в мояе бути вир1шена шляхом застосування гнучких, еластичних матер1ал!в при умов1 подо-лання трудноаДв, звязаних з 1хн1ш ф1зико-механ1чними властивос-тями.

Наявн1 метода розра^гунку силових характеристик гумових конструктивних елемент1в при великих деформац1ях, в основному базуються на емпХричких формула«, розроблених з застосуванням до елемент1в простих форм.

1з цього зроблено висповск, що для розробки ефективно1 конструкцИ захисного зонта рятувалъного прострою необх1дн1 тео-ретичн1 досл1д?.екня з подальше® експерементальною перев1ркою результат1в. Метою таких досл1дженъ мае бути математичний опис динам1ки в1дгуку ударозахисно1 систем:: прострою ( захисного зонта ) на д1ю зовн1ган1х ударних навантаяень.

И опередив вивчення вар1ант1в конструктивного вар1шення захисного зонта показало, що його ефектиЕн1сть, як елемента аыор-тизацИ рятувального пристрою, буде залегати в!д показшж!в си-

лових реакцГн, застосованих еленент1в ударозахисту та 1хнього конструктивного вт1леиня. Такими елементами мояутъ бути: еластич-н1, гумов1 стр1чки, листова гума, трубчат1 гумов1 елементи.

Досл1дження динам1чно1 модел1 ударозахисно1 систомл, взято1 у вигляд1 гумово1 еластично1 стр1чки з закр1пленши к1нцями, Дали р1вняння II максимального прогшу

■IV

( I )

де £ - максимальна в1дносна деформац1я; I - довкина стрГчки, м.

Це р1вняння враховуе- внутр1шн1й оп1р матер1алу лише в за-гальному виглвд1, тому наступякм етапом досл1дження була побудо-ва модел1 зонта у вкгляд1 рухомо1 механ1чно1 систем яка мае одну ступ1нь свободи ( у вигляд1 п1дцрунинено1 шшти ). В результат! одержали формулу для визначення деформацП обрано! оисгеми

А = —+ + -!-г, м ( 2 )

с ]1 с с(/?7, +/?/,)

де маса падаючого вантажу, кг; /772 - маса плити (зон-

та), кг; ¡1. - висота з яко1 падав вантаж, м; ^ - прискорення в1льного пад1ння, м/сек^; С - коеф1ц1ент жорсткост1 системи, Н/м.

При одеряанн1 формули (2) припускали, що сила пропорцКна здавлювашпо, або

^ = Н ( 3 )

де р - сила опору на здавлювання, Н.

Враховуючи особливост1 гуми, як конструкц1йного матер1алу, визначен! в Гюго нездавлюваност! I могливост! працювати при ве-

ликих де5ормац1ях, нел1н1йност1 силово1 характеристики I релек-сац11 напрутя задану силову характеристику захисного зонта моя-ливо отримати ц1лесцрямованов зм1ною його форми та розы1р1в, штучно зб1льшивши корстк1сть досл1дно1 системи.

Нацриклад, для прунно1 полусфери, як визначив Герц, залек-н1сть сили опору мае вигляд

/• = с,-А', Я ( 4 )

де - коеЙ1ц1ент пропориДност1 для сферичних кра1в т1л що

ударяють одне об одне, Я/и.

4

с' ~ (1 1 „Л

3

V Е, Е7

Н/м С 5 )

— + — < N /?, /?а

де I £г - модул1 пругност1 мэтер1алу т1л, Н/м2; I

/иг - ковш1д1»нти Пуасона; /?-( I /?2- рад1уси закр1пле-них кра1в, ы.

Длл пруяних елемент1в, виконаних в вигляд1 пластин з пос-т1йною площею перер1зу, коеф1ц1ект норсткост1 визначавться 1з р1вняння

с=£'А н/м (6)

к

Де Ьо I £п » & - в1дпов1дно початкова тошина, м; плола перер1зу, м2; модуль пружност1 пластини, Н/м2.

На основ1 викладеного визе зробили висновок, що п1двищення енергоеыкост1 конструкцП зонта I зб1льшення допустимих ход1в (прогину) магливо одерпати шляхом хЯдвищення складност1 кон$1-17рац11 складових елемент1в робочого т1ла.

Зм1нивши робоче т1ло досл1дного зонта, побудували Лого у вигляд! пакета вэаемозвязаних эластичною стрГчкою гумових тру-

бок, каповнених, нащнпслад, стиснеиш ловГтрям. Розглядакчл ди-нам1ку в1дгуку такого захисного зонта при д11 на нього падаючого т1ла одержали вяраэ, яки? дозволяв визначити деформац1ю трубки у влгляд1 руху поршня на довзыщу /у , во в наш»,ту модельному розрахунку екв1валентно црогину стр1чки

( V )

i = /eI —I. м

де Ь{ - початкова довкина трубки, м; Т - ступ1нъ здавлюван-ня газу в трубц1 при удар1.

Подальше здавливання газу в трубц1 супроводауеться значним

зб1лыпенням ефективного коеф1ц1ента жорсткост1 за рахунок внут-р1шнього опору матер1алу трубок та крайового ефекту, одерганого иляхом закр1плення кра1в трубок. При цьому здавлювання газу в трубках в загальному вигляд1 пропорц1йно перер1зу площ1 з1ткнен-ня падаючого т1ла з трубками та iioro масою.

В цьому випадку ефективний коеф1ц1внт корсткост1 дор1втое

с =c+BS , Н/м ( 8 )

Уф уп '

де S - коеф1ц1*нт залегли;': в1д маси падаючого т1ла (при Ша = 5 - 10 кг I mz= 20 - 40 кг 5 .I05

vr

де !Т1г- "аса досл1дного т1ла (зонта) ).

Пор1втжзчл виразл (5) I (6) бачимо, шо на коеф1ц1«нт яор-ctkoctI суттвво впливае форма прокладки. Враховуши це, на ос-нов1 виконаних досл1д1в вибрана арочна форма зонта, побудован-ного на ochobI взаемозвязаних еластичною стр1чкогз хумових трубок, наповнених стисненим пов1трям. При цьому було враховано, ао ударний 1мпульс при абсолютно непрукнсму удар1 в два рази меншй, His ударний 1мпульс при абсолютно пру иному удар1, мавчн на уваз! зм1ну форми зонта при втрат! ним задано! прузшост!.

Досл1дяукчи динам1чну модель захлского зонта, яка приведена на р;:с. I, одержали загальну формулу для визначення Яого лрогшгу, по з1дбивае (Изту процесу при косину удар!

д = к

с I с' Г <1 + ат'

,м

( 9 )

Ч ! ^ 1

де tTti - маса падавчого т1ла, кг; //?£- маса зонта, кг; -Елсота з яко1 педав т1ло, м; С - коеф1ц1ент динам1чно1 жор-

о

ст:-:ост1 зонта, Н/м; - лрискорення з1льного пад1ння, мсс; (X - коеф1ц1внт з алеляк": ь1д форма ударного дуль су; ^ - кут в1д>:илеяня нормал! захисного зонта в!д вертикально! в1с! пХднят-козо1 неробки, град; /<( - коеф1ц1ент залекниГ: в1д длнам1чно1 ".орсткосг! слстеми.

Рис. I. Схема до розрахунку максимального прогину захне-ного зонта з врахуванням кута зустр1ч1 падавчого т!ла I робочо! поверхн! зонта ( косий удар )

В цьо.'.'у эулашу сллова характеристика еласткчного зонта эи-раховуеться через дшам1чник коеф1ц1ент горстКост1 С , яке? знаходигься по формул1 (10) шляхом внесения числовых даких прогулу зонта, одерканих ексг,ери.;ентально або через формулу (12)

с =

н/м ( 10 ,

А!

Бри цьому сила опору захнсного зонта ударн1й д11 легко виз-начавться 1з в1дшого виразу (3).

Таким чином

р=2тф н ( п )

Д '

На основ1 проведение досл!д1в з врахуванням одерг.аних дапих розроблена принципово ноЕа конструкц1я захисного зонта ( а.с. 1133408, СРСР ), рис. 2. Розроблено I виготовлено стенд 1з вшД-рювальним прнстроем ( а.с. 1791744, СРСР ), для вштробування I досл1днення еластичних захисних зонт1в.

Лабораторними дослХдами встановлена залекн1сть прогину захисного зонта в1д тиску П0В11РЯ в "ого пороЕНИн1 - Р , в1д кута розкриття робочо1 поверхн! - оС, в1д маси та висоти пад1н-ня вдаряетого т1ла в1дпов1дяо П1 та /г , а такоя в1д плоз1 Кого ударно1 поверхн1 - $ .

Результатом обробкл на 3Ш одерканпх в лабораториях умозах даних в емп1рачна залекн1сть д = .^Р, о( И1 /? 3 )' аб°

4,690-10"'■то п> 5°"'.М

Цим не шляхом одержанI числов1 значения кое?1ц1ента К для формули (9), яки:" дор1внт 1,6 та 1,375 в!дпов1дно для об-

8)

Рис. 2. Захисний зонт (а), схема зв"язаннх гумових трубок ( непорних рукав1в ) властичнои стр1чкок> (б), схема кр1шюння напорних рукав1в до колектор1в ^ I - в1др1зок напорного рукава; 2 - еластична стр1чка; 3 I 4 - ггрох1дн1 I непрох1дн1 шоуцери; 5 I 6 - метала в1 колектори; 7 - пневмоклапан ручний; 8 - клапан залобЬаний; 9 - вузол шарн1рний; 10 - палець кр1плек-ня; II - затвор; 12 - кран пробковий; 13 - лист гуын

ласт1 прунно! деформацП конструхцП I област1 пругло! деформаиП матер1алу ( див. рис. 4 ).

л£орстк1сна та силова характеристики зонта приведен! в1дпо-в1дно на рис. 3 14.

/3000

10000

7000 ЧООО

то

0,02 0,06 0,1 0/1 0,18 Ц22Д м

Рис. 3. Залежн1сть динам1чно1 корсткост1 захисного зонта в1д величина його прогощу

Визначена такси робоча м1цн1стъ зонта, яка в1дпов1да© разовому суммарному р1вшэ в 15000 Н при величин1 прогину не б1льше, н1ж 250 мм ( рис. 5 ), що значно перевишу» межу триразового запасу м1цност1 само1 в1дпов1дально1 детал1 ходово1 частини та вловлювача п1дПомяика.

Шсля 1спит1в конструкц1я зонта доповнена зросовим елемен-том ( а.с. 1453021, СРСР ), що дозволило в два рази зб1лыпити показники його силово! характеристики в закритичн!й облает!.

у 1пра р^О МПа ■ 2 пРи р~0,5ИПс{

\

\

V

\

> к -г

\

\

\

ч

ч

>

7000

5000

то

1 1

1 при. Р=0 МП« Р=0,5МПа — —

г у

/

N у г ' ПК /

/ Я /

4

Рис.4. Силово характеристика захисного зонта

I - прукиа дейорма-ц1я коиструкцИ; П - зм1на оорми зонта (втрата конструктивно! прун-ност1); Ш - пругла деформац1я матер1а-ЛУ

0,02. 0,06 0,1 0,14 0,18 ОД ^ м

Рис. 5. Изол1н11 пересування точок робочо! поверхн1 захисного зонта

I - облясть пружно1 деформацИ кокструкцП; П - область зм1ни форми зонта I пруию1 деформацИ матер1алу; Ш - область закритичио! деформацИ

3 врахуванням характеристик розробленого зонта, на ochobI 1няенерних розрахунк1в та багаторазових 1спит1в в лаборатории* умовах во1х частин, вузл1в та деталей по спец1альним методика!.! розроблена конструкц1я г1рничорятувального п1д£омника ПГС-200 ( а.с. II70I47, СРСР ). В1н складаеться з кл1т1 та барабана шлангового. Кл1гь в свга черту складаеться 1з пТдвТсно! кабЪш та ходово! частши. П1дв1сна каб1на може при необх1дност1 скла-датися та розкладатнся, що в1д1грае ваклшзу роль при рятувальних роботах в п1дняткових виробках з малою плацев перер1зу. Щдйом-ник оснащений вловливачем, тормоз ними та запоб1жними простроями, системою авар1йного забезпечення повГтрям та системою звязку. Maca кожного окремого вузла або агрегату (модуля) дозволяв пере-носити Лого вручпу, що ванливо при доставцГ п1дйсмника до п1д-нятковоГ виробки, а такок при монта&них I демонтажних роботах на монорейц1.

Така конструкц1я Прничорятувального п1дйомника дозволяв легко та швидко впконати увесь комплекс рятувальних роб1т одним в1дц1ленням г1рничорятувалышк1в, який складаеться з чотирьох чолов1к. При цьому витраченяй час, на монтая п1дйсиника, стано-вить не б1льше 15 хвилин, а на демонтаж не бГльше 25 хвклин.

Шдйомник усп1шно пройшов промислов1 I приймальн1 м1жв1дом— ч1 влпр обувания на шахт1 "Пгант-Глибока" ПО "Кривбасруда" I рекомекдований до сер1йного виготовлення.

ТехнГчна характеристика ПГС-200 Вантажоп1дйомн1сть кл!т1, кг 200

чол.

2

Середня швидкГсть руху кл1т1, м/с Максимальна довжина (висота) виробки, м Ном1нальниГ: тиск стисненого повТтря

0,1 120

( б1ля пневмомотора кл1т1 ), Ша 0,5

Maca сухого п1дПоыника, кг 200

ходоео1 частпнл, кг 115

п1дв1сно1 каб1ки, кг 60

шлангового барабана ( без врахування

масн шланга ), кг 25

На етап1 п1дготовки його до серИ'.ного випуску вся норматив-но-техн1чна документац1я була передана 1нституту НШППрмаш, як головногду по г1рничопрох1дкицькйм комплексам типу КПВ. В результат! сп1льно1 роботи розроблений досл1дно-промисловий зразок пШошшка г1рничорятувального ПГС-350 багатоцГльового призна-чення, шо значно розпщрш область fioro використання. Конструк-ц1я п1дйоыника эбер1га» ochobhI конструктивн1 особливост1 ПГС-200, що п1дтвердкуеться ( а.с. II I52I692, СРСР ). В1н прой-шов в установленому порядку попередн1 та прикмальн1 м1жв1домч1 вяпробування I рекдаендоваяяй до серШного виготовлення.

Техн1чна характеристика ПГС-350

Вантахоп1дйомн1сть кл1т1, кг 350

чол 3

Середня швидк1сть руху кл1т1, w/c 0,31

Максимальна довжияа (висота) виробки, м 200

Ном1нальний тиск стисненного пов1тря

( б1ля пневмомотора кл1т1 ), Ша 0,5

Maca сухого пХдйомника, кг 615

кл1т1, кг 405

барабана шлангового, кг 200

котушки кабельно!, кг 10

BViCUOEiV:

IIa ochobI резулътат1в виконаних досл1двень дано нове р1шен-ня актуально1 науково-техн1чно1 задач1 по створенню безпечних умов прац1 та пХдвилешпо ефективност1 г1рничорятувальних роб1т за рахунок використанкя спец1ального, моб1льного, блочно-модуль-ного механ1зованого п1дйомнака.

OchobhI науково-практичн1 результата роботи зводяться до наступного:

1. Встановлено, що п1дв!шення 1нтенсивност1 проведения п1д-няткових г1рничих вщ)обок за остан1й час шлихом застосування механ1зованих прохХцницьких ксмплекс1в, стало причиною виникнен-ня авар1й I не-ласних виладк1в, основними 1з яких » техн1чн1 не-справност1 комплекс1в як1 становлять - 88а з визначених трав-муючих фактор1в самим небеэпечним ö падаюч1 куски г1рнячо1 маси -51,4$,

2. На озброе-нн! г1рничорятувальних служб до цього часу нема» ефективних I над Ii" них засоб1в пересування, як1 б дозволили швидко I безпечно д1статися до завислого прох1дшщького комплексу для надання допомоги потерп1лим та Ix евакуацП по п1д-нятковШ виробц1 на шкчелеяачий горизонт. Наявн1 засоби в1д-зкачаютйся великою масс® I значЕтми габаритами, короткою конструкцию каб1ни та захисних пристро1в I не мозуть забезпечити достатньо1 оперативност1 г1рничорятувальним роботам.

3. Доведено, по 5ункц1ональн1 мояливост1 рятувального пристрою, його маса I габарити заделать в1д застосованих мате-р1ал1в та конструктивна р1шень захисного зонта, а ефективн1сть I оперативн1сть г1рничорятувальних роб1т в п1дняткових виробках, оснащених монорейками, залекить в1д Гюго моб!льност1.

4. Вперше доведена ыожлив1сть використання еластичних за-хисних конструкц1й при розробц1 г1рничорятувально1 техн1кн. Теоретично I экспериментально досл1джен1 динам1чна модель еластично-го зонта та його силова характеристика. Встановлено, що сила опору зонта зовн1шн1й удародП прямо цропорц1ональна його прогину. 0держан1 анал1тичн1 I емп1ричн1 залекност1 для визначення прогину зонта, як1 ярахоцрэть енерг1ю розс1ювання удародП I onlp матер1алу.

5. Розроблен! еластичний зонт, стенд I методика його випро-бувакня. Встановлено, ио спектр перевантаяення зонта при забез-печен1 ударом1вдост1 його та рятувального прострою в ц1лому ста-новить 4500 - 10000 Н. Ц1 значения значно перевишукть розрахун-кову м1цн1сть самих в1дпов1дальних деталей ходов oí частили. Встановлено, ио основними факторами ( конструктивными та зовн1ш-н1ми ), як1 впливають на корсткХсну I силову характеристики зонта, становлять: форма I геометричн1 розм1ри, cnocltí кр!плення на основяГй кояструкцП та маса, тиск повГтря в його пороянин1 I кут розкриття робочо1 поверхн1 ; матер1ал, форма та геометричн1 розм1ри елемент1в з яких в1н складаеться, маса та висота пад1ння вдаряючого т1ла, а такс® площа 1х контакту.

6. Розроблений г1рничорятувальний п1дйомник ПГС-200, здат-ний забезпечиги високу оператявн1сть I ефективн1сть г1рничоря-яувальних роб1т, котрий пройшов м1яв1домч1 приймальн1 випробу-вання в црсмислових умовах I переданий в експлуатацйэ Прничо-рятувальним службах!. Визначено, шо безпека I над1йн1сть п1дйом-ника забезпечена незалекною схемою роботи запобЪших засоб1в та присзро1в, розрахованих та вибраних з врахуванням нормативно1 кратност1 1х запасу м1цност1, а такон компоновкою вузл1в I складових частин по блочно-модульн1й схем!, шо, з врахуванням

IxhIx невеликих розы1р1в та маси, в1дпов1дають тактичним вимо-гам та д1ям г1рничорятувальних служб.

7. На баз1 нормптивно-техн1чно1 документацП п1дйомника ПГС-200, з метою розпшрення област1 використання, сп1льно з 1нститутом НДП1г1рмаш розроблений Прничорятувальний п1дйомник ПГС-350, багатоц1льового призначення, з характеристиками на р1вн1 кращих св1тових досягнень в дан ему вдц1 техн1ки.

OchobhI полояення дисертацИ опубл1кован1 в роботах:

1. Оконевский А.Ф., Рясной В.М., Комащенко П.Г. и др. Повышение эффективности горноспасательных работ при механизированной проходке восстающих горних выработок - Горный яурнал, 1985. - А 9. - С. 8-9.

2. Рясной В.М., Гладырь Б.В., Комащенко П.Г. и др. Подъемник для спасательных работ в восстающих выработках - Безопасность труда в промышленности, 1986. - Jk 12. - С. 30-31.

3. Умнов Д.Е., Рясной В.М., Комащенко П.Г. и др. Новое техническое средство для спасательных работ - Горный журнал, 1988. - № 4. - С. 51-53.

4. Способы и технические средства, применяемые при ведении аварийно-спасательных работ в восстающих горных выработках

/ А.Е. Умнов, В.М. Рясной, П.Г. Комаяенко и др. //Информационный научн.техн. бюллетень - М.: ЦНИИ информации и технико-эконом. исследований черной металлургии, 1990. - Вып. II. -С. 43-51.

5. A.c. И II33Q8 (СССР) Защитный зонт к аварийно-спасательному подъемнику /П.Г. Комаленко, В.М. Рясной, A.B. Сербуя и др. - Опубл. в Б.И., 1985. - й 4.

6. A.c. je II70I47 (СССР) Горноспасательный подъемник /П.Г. Комащенко, В.М. Рясной, В.В. Кравченко и др. - Опубл. в

L.i;. - 15Й5. - )b 2.

7. А.с. !) I453C2I (СССР) Загптнкй зонт к азерк:но-сласг-телькому подгешгжу /П.Г. Ко.1.: г.™ его: о, D.M. Ряс.■■о:':, Б.Е. Гладкрь л др. - Опубл. з к.}!. - 1303. - }:■ 3.

8. А.с. a I52I682 (СССР) Предохргклтельяое устройство реечного водъеккс.а / ¡¡.Г. Кокспе.чко, Б.!.'. Ряской, Е.И. Фельдсероз, З.А. Чарлн л др. - Опубл. 3 Е.И. - I3S9. - ¡г 42.

5. А.с. И 1791744 (СССР) Стенд для ударных еспутеняй иде-ля2 /П.Г. Коьга-екко, В.)<!. РясяоЯ, JT.3. Потурайко. - Опубл. э 5.и. - 1992. - и 8.

Abstract

Komashenko P.G. "Working out of the means for improving of the Safety and efficiency of the mine rescue operations in the rise underground working".

The thesis is submitted for Candidate's Degree (Eng.) manuscript in the field of the "Labour Protection"(05.26.01), Kryvoi . Rog Technical University, Kryvoy Rog, 1997.

Complex of investigations in the field of improving the safety and the efficiency of minerescue operation is to be defended results of theoretical and experimental investigations in shilding* of the mine rescuer and miners against the falling rock lumps are included too.

Mechanized devices for moving of the mine rescuer along the vertical monorail having high parameters of the emergency conditions (situations) have been worked out. Data about their efficiency and tactical methods of their usage in the real conditions in the connection with the general tactical and technical actions of the mine rescuer are cited.

АННОТАЦИЯ

Комащенко Л.Г. "Разработка средств повышения безопасности а эффективности горноспасательных работ в восстатях горных выработках".

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук (рукопись) по специальности 05.26.01 - "Охрана !груда", Криворонский технический университет, Кривой Рог, 1997.

Защищается комплекс исследований по повышении безопасности и эффективности горноспасательных работ в воссташих горных выработках, в которкй входят результата теоретических и экспериментальных исследований по защите горноспасателей и горнорабочих от падащих кусЕОэ горной порода.

Разработаны механизированное устройства передвижения горноспасателей по вертикальному монорельсу с высокими параметрами надекности л занятных функций в аварийных ситуациях. Приводятся данные по их эффективности и тактические приемы их применения в реальнкх условиях, взаимоувязанные с оба имя тактико-техническими действиями горноспасателей.

Ключов1 слова

Шдняткова виробка, механ1зований прох1дшщький комплекс, авар!йно-рятувальн1 роботи, ефектизн!сть, безпека, г!ряичо-