CC BY
28
2. Загрязнение атмосферы топливно-энергетическим комплексом при использовании углей Подмосковного бассейна / Качурин Н.М., Поляков В.В., Ефимов В.И., Стась Г.В. // Москва - Тула. «Гриф и К». 2004. 268с.
3. Качурин Н.М., Лагун Н.С., Саломатин В.А. Геоинформационные технологии в решении региональных проблем // Тула. ТулГУ. 2002. С.121 - 124.
N.M. Kachurin, L.E. Shainkman, A.E. Pushkasrev, R.A. Kovalev
PROVIDING TECHNOLOGICAL SAFETY OF USING MINERAL RESOURCES PROCESSES
The improving methodical principals of systematic approach and providing safety of using mineral resources processes were expounded. Kuznetsk Basin territory is used as basic territory because there are very many mining enterprises there. Coal is important of mineral resource. The finding results are shown and special account is taken of their practical implication.
Key words: mine, methane, explosion, mineral resources, systematic approach, safety, technology.
Получено 17.02.2012
УДК 622.283.4
И.М. Каверин, канд. техн. наук, доц., (4872) 35-20-41, kim 2005 63 63@mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ), О.В. Коновалов, канд. техн. наук, доц., (4872) 35-20-41 (Россия, Тула, ТулГУ),
А.Е. Харламов, канд. техн. наук, асс., (4872) 35-20-41, borhar@rambler.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ПОВЫШЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ КРЕПИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ШАХТНЫХ СТВОЛОВ
Предложена рациональная конструкция арматурного каркаса на основании модельных испытаний ж/б крепи вертикального ствола; приводятся результаты зависимости коэффициента упрочнения армированной крепи от коэффициента армирования.
Ключевые слова: крепь вертикального ствола, коэффициент армирования, радиальная арматура.
Расчеты и опыт крепления стволов монолитной железобетонной крепью с гибкой арматурой показывают, что применение обычной продольной гибкой арматуры в крепи, испытывающей сжимающие тангенциальные напряжения нерационально [1]. При обычно принятом проценте армирования (до 3 %) наличие арматуры приводит к незначительному уменьшению напряжений в бетоне. Потеря несущей способности крепи
происходит в результате разрушения бетона, при этом стержни арматуры теряют устойчивость в продольном отношении и изгибаются [2].
В работе [3] на основании экспериментального изучения механизма и закономерностей разрушения крепи на моделях обоснованы рациональные параметры монолитной железобетонной крепи шахтного ствола. Установлено две стадии разрушения монолитной бетонной крепи. На первой стадии разрушения образуется наклонная к радиусу трещина сдвига, соответствующая линии логарифмической спирали. Ослабление крепи в результате образования трещины сдвига, приводит к локализации участка разрушения, который на второй стадии выдавливается внутрь ствола, при этом крепь подвергается деформациям изгиба. На рис. 1. показаны стадии разрушения крепи.
а) 1 стадия
б) 2 стадия
Рис. 1. Схема разрушения крепи ствола
На основании установленного механизма разрушения монолитной бетонной крепи, предложено рациональное армирование модели. Рациональное армирование заключается в установке рабочей арматуры в радиальном направлении (рис. 2).
2
Рис. 2. Схема армирования железобетонной крепи ствола: 1-рабочая радиальная арматура; 2- рабочая продольная арматура;
3-распределительная арматура
Несущая способность монолитной железобетонной модели крепи ствола повысится, если линии скольжения пересечена хотя бы одним стержнем радиальной арматуры. Радиальная арматура препятствует образованию трещин сдвига и обеспечивает целостность крепи. Крепь не теряет несущей способности, и после образования трещин сдвига, хотя сопротивление крепи уменьшается. Радиальная арматура, пересекаемая линией скольжения модели крепи ствола, в общем случае не срезается. При этом предел текучести материала радиальной арматуры на растяжение определяет степень удлинения радиальной арматуры и частично вдавливания ее в материал модели крепи.
Исследовались модели монолитной железобетонной крепи ствола при различном расположении рабочей арматуры. Установлено, что наилучшие результаты достигаются при расположении рабочей арматуры строго радиально.
Количественно эффект упрочнения оценивается коэффициентом упрочнения
СУ*
Купр =— > С1)
а
*
где ас и ас - соответственно предел прочности на сжатие материала ра-диально армированной модели крепи и неармированной модели.
Эффективность армирования возрастает с увеличением плотности установки радиальной арматуры (рис. 3). Эффективность армирования уменьшается по мере повышения прочности материала модели крепи ас .
После математической обработки результатов экспериментов, получен экспериментальный критерий прочности монолитной железобетонной крепи вертикальных шахтных стволов повышенной несущей способности подобный экспериментальному критерию прочности при напрягающей штанговой крепи в работе [4]
ас*=1Д4аУ<35 , (2)
где /л - процент армирования.
Рис. 3. Зависимость коэффициента упрочнения армированной крепи
от коэффициента армирования
Опытами установлено, что монолитные железобетонные модели крепи с радиальным расположением главной арматуры обладают значительной несущей способностью - в 2,5 раза большей, чем у неармирован-ных моделей.
Список литературы
1. Булычев Н.С., Фотиева Н.Н., Стрельцов Е.В. Проектирование и расчет крепи капитальных выработок. М.: Недра, 1986. 288 с.
2. Unrug K. Zasady obliezania obudowy betonowej i zelbetonowej w swietle badan modelowych / Gornictwo, z.38/ Krakow. 1971, p.93.
3. Каверин И.М. Обоснование параметров железобетонной крепи стволов повышенной несущей способности: дис...канд. техн. наук/ ТулГТУ. Тула, 1995. 112 с.
4. Кравченко Г.И. Облегченные крепи вертикальных выработок. -М.: Недра, 1974. 208 с.
I.M. Kaverin, O.V. Konovalov, A.E. Harlamov
SUBSTANTIATING METHOD OF IMPROVING CARRYING CAPACITY FOR VERTICAL
SHAFTS LINING
Rational construction of reinforcing cage with using model tests of vertical shaft ferroconcrete lining was proposed. The dependence of reinforced lining strengthening coefficient from reinforcing coefficient was illustrated.
Key words: vertical shafts lining, reinforcing coefficient, reinforcement.
Получено 17.02.2012
