Сборник научных трудов ДонГТУ

Статья

Наименование Особенности расчета и проектирования рамной трапециевидной усиленной крепи
Авторы Фесенко Э. В., к.т.н., доц.
Раздел Разработка полезных ископаемых
Год 2015 Выпуск 44 Страницы 50 - 58
УДК 622.28.042.4:622.281.5:622.283.5:622.23.056
Аннотация Предложена конструкция и исследована работа рамной трапециевидной крепи с центральной стойкой повышенного сопротивления податливости (КРТУ). Исследованы и обоснованы наиболее рациональные конструктивные параметры крепи КРТУ в целом и отдельных ее элементов, проанализировано влияние эксцентриситета установки центральной стойки на несущую способность крепи. Доказана необходимость перерасчета несущего профиля верхняка для каждого конкретного значения эксцентриситета центральной стойки.
Реферат Цель. Изучение особенностей работы и несущей способности рамной трапециевидной крепи с центральной стойкой повышенного сопротивления под действием вертикальной нагрузки при установке центральной стойки на различном расстоянии от оси симметрии выработки.
Методика. Определение параметров трапециевидной крепи с центральной стойкой из коробчатого профиля на основе расчета несущей способности сжато-изогнутого несущего элемента по критерию потери его общей устойчивости с использованием численного моделирования методом конечных элементов.
Результаты. Исследовано влияние места установки центральной стойки относительно оси выработки на технологические параметры крепи. Сравнительный анализ эффективности применения спецпрофиля СВП и замкнутого прямоугольного профиля для верхняка крепи доказал, что использование прямоугольной трубы позволяет сократить расход металла в 1,5…2 раза при существенном увеличении несущей способности. Доказано, что проектировать и эксплуатировать трапециевидные рамные крепи без центральной стойки нецелесообразно из-за низкой несущей способности верхняка. Обоснована техническая возможность и экономическая целесообразность замены в пластовых подготовительных выработках арочной крепи КМП на трапециевидную крепь из коробчатого профиля.
Научная новизна. Обоснован закон распределения внешней нагрузки на раму крепи в виде квадратичной параболы с максимальным значением в центре верхняка, что позволяет более точно вести расчеты крепи для выбора ее прочных параметров. Разработана методика расчета параметров рамной трапециевидной усиленной крепи с центральной стойкой повышенного сопротивления с учетом контактных условий взаимодействия с массивом горных пород и характера действующей нагрузки.
Практическая значимость. Внедрение новой трапециевидной усиленной крепи с центральной стойкой с верхняком из коробчатого профиля позволит отказаться от применения неэффективного спецпрофиля СВП и сократить потребление металлопроката в 1,5…2 раза. Новая крепь позволяет эффективно противодействовать потере устойчивости слоев горных пород своей центральной стойкой, предотвращая конвергенцию кровли и почвы.
Ключевые слова коробчатый профиль, рамная крепь, податливая крепь, трапециевидная крепь, несущая способность, несущий профиль, металлопрокат.
Полный текст