Сборник научных трудов ДонГТУ

Статья

Наименование Эффективность рамных конструкций крепи
Авторы Литвинский Г. Г., д.т.н., проф.
Смекалин Е. С., к.т.н., доц.
Раздел Горные науки
Год 2015 Выпуск 44 Страницы 18 - 25
УДК 622.28.042.4:622.281.5:622.283.5:622.23.056
Аннотация Проведен анализ проблемы крепления горных выработок в горной промышленности. Рассмотрены и сравнены арочные и трапециобразные конструкции крепи. Предложена методика технико-экономического сравнения и критерии оценки рамных крепей. Выявлены тенденции развития рамного крепления и показаны преимущества крепи нового технического уровня. Дана оценка экономического эффекта в горной промышленности при внедрении нового крепления.
Реферат Цель. Оценка эффективности различных конструкций крепи подготовительных горных выработок путем сопоставлении различных технико-экономических показателей.
Методика. Оценка параметров крепей производилась по относительной шкале в процентах по отношению к среднему значению параметра принятым вариантам крепи, что позволило сравнивать основные конструкции крепей горных выработок для одинаковых наборов размещенного в них транспортного оборудования по стандартным техническим и экономическим показателям. Параметры анализируемых крепей определялись с использованием графоаналитических и расчетных методов, а также по нормативным данным. Предложены критериям работоспособности и эффективности рамных конструкций крепи. Критерий работоспособности отражает совершенство конструктивного решения крепи и показывает, какая работа по сопротивлению смещениям пород выполняет единица массы конструкции крепи. Критерий эффективности показывает соотношение несущей способности к стоимости рамы и отражает эффективность затрат на создание сопротивления рамы горному давлению.
Результаты. Проранжированы рамные конструкции крепи различной конструкции и формы по эффективности. Установлено, что эти крепи обладают существенными недостатками и не могут удовлетворить возросший уровень требований горной промышленности. Для всех рассмотренных подготовительных выработок арочные крепи уступают трапецеидальным на 20-30%, что обусловлено их недостаточной податливостью, которая меньше в 2-3 раза, чем у крепи с плоским верхняком, хотя в условиях малых смещений породного контура арочные крепи будут предпочтительнее.
Научная новизна. Предложенный подход отличается использованием относительной оценочной шкалы, основанной на сравнении со средним значением параметров основных типов рамной крепи выработок, идентичных по набору и габаритам транспортного оборудования с использованием предложенных критериев работоспособности и эффективности, которые дают возможность наиболее полно оценить различные конструкции.
Практическая значимость. Рекомендовано в горной промышленности отказаться от арочной формы подготовительных горных выработок и повсеместно перейти к трапецеидальной, выработки следует проходить с нижней подрывкой под плоскую кровлю с применением высокоэффективной конструкции нового технического уровня типа КРК-Т4,что позволит получить прямую экономию в размере 7-10 тыс. долларов на 1 Кт угля.
Ключевые слова рамная крепь, выбор размеров, форма выработки, несущая способность, податливость, работоспособность, критерии оценки, эффективность.
Полный текст