Научная статья на тему 'ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ УЧАСТКА КРЕПЛЕНИЯ БЕЗРАССТРЕЛЬНОЙ АРМИРОВКИ ВЕРТИКАЛЬНОГО СТВОЛА'

ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ УЧАСТКА КРЕПЛЕНИЯ БЕЗРАССТРЕЛЬНОЙ АРМИРОВКИ ВЕРТИКАЛЬНОГО СТВОЛА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
4
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БЕЗРАССТРЕЛЬНАЯ СХЕМА АРМИРОВКИ / КЛЕТЕВОЙ СТВОЛ / НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ / КОНСОЛЬ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Панкратенко А. Н.

Рассмотрены параметры безрасстрельной схемы армировки клетевого ствола. Разработана численная модель участка ствола с армировкой. Выполнен анализ напряженно-деформированного состояния армировки и крепи при комплексном действии постоянных и кратковременных нагрузок.The parameters nesrastanii schema reinforcement cage of barrel. Developed a numerical model of the trunk portion with the reinforcement. The analysis of the stress-strain state of the reinforcement and supports in a comprehensive action permanent and transient loads.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ УЧАСТКА КРЕПЛЕНИЯ БЕЗРАССТРЕЛЬНОЙ АРМИРОВКИ ВЕРТИКАЛЬНОГО СТВОЛА»

Coal Sci. and Technol. - 1986. - №2. - С. 11-13.

Панкратенко А.Н., доктор технических наук профессор, зав. кафедрой СПСиШ Московский горный институт НИТУМИСиС

Россия, г. Москва

ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ УЧАСТКА КРЕПЛЕНИЯ БЕЗРАССТРЕЛЬНОЙ АРМИРОВКИ ВЕРТИКАЛЬНОГО СТВОЛА

Аннотация: Рассмотрены параметры безрасстрельной схемы армировки клетевого ствола. Разработана численная модель участка ствола с армировкой. Выполнен анализ напряженно-деформированного состояния армировки и крепи при комплексном действии постоянных и кратковременных нагрузок.

Ключевые слова: безрасстрельная схема армировки, клетевой ствол, напряженно-деформированное состояние, консоль.

Abstract: the parameters nesrastanii schema reinforcement cage of barrel. Developed a numerical model of the trunk portion with the reinforcement. The analysis of the stress-strain state of the reinforcement and supports in a comprehensive action permanent and transient loads.

Keywords: letrasterra scheme of reinforcement, cage barrel, the stress-strain state, the console.

Рассмотрим участок ствола в месте крепления яруса безрасстрельной армировки при комплексном действии нагрузок на крепь и армировку со стороны породного массива и движущегося подъемного сосуда.

Исследуемое сечение представлено на рис. 1, а ее основные характеристики приведены в табл. 1. При консольном исполнении армировки из схемы исключаются элементы типа распор 1. В случае блочного исполнения к основным несущим консолям добавляется вертикальный распор.

Примем для дальнейшего рассмотрения консольное исполнение несущего яруса. Исследование работы участка А (рис. 1) при комплексном действии нагрузок с помощью аналитических методов весьма затруднено. В связи с этим прибегнем к численным математическим методам.

Рис. 1. Безрасстрельная схема клетевого ствола Кб-4

Наименование параметра Единица измерения Значение параметра

Диаметр ствола м 8,0

Шаг армировки м 4,0

Тип и число подъемных сосудов шт Две клети, 5200x1500 мм

Масса груженой клети кг 23490

Тип и размеры профиля проводников мм Коробчатые, 160х160х11 мм

Тип и размеры консолей мм Коробчатые, 160х100х10 мм

Способ крепления консолей к крепи ствола - 4 анкерами

Тип профиля анкеров - Труба, 40х10 мм

В настоящее время при решении задач геомеханики наибольшее распространение получил метод конечных элементов.

С помощью программного комплекса Лира 9.0 выполнено построение и расчет модели, представляющий собой объемный участок породного массива с пройденным и закрепленным стволом и установленным несущим элементом армировки (рис. 2).

б)

Рис. 2. Фрагмент численной модели ствола в точке крепления

консоли армировки

Диаметр породного массива принят равным 5 диаметрам ствола, высота участка - 2,5 диаметрам. Крепь ствола принята монолитной бетонной класса В20, толщиной 300 мм.

Крепь и породный массив разбивались на объемные конечные элементы (КЭ) в виде универсального пространственного изопараметрического восьмиузлового КЭ, предназначенного для определения напряженно-деформированного состояния континуальных объектов и массивных пространственных конструкций.

Консоль и опорная плита разбивались на КЭ типа изгибаемых пластин, анкера моделировались в виде стержневых КЭ, жестко связанных с КЭ крепи ствола.

Для проведения расчетов была сформирована таблица расчетных сочетаний усилий (РСУ), позволяющая исследовать комплексное влияние нагрузок на крепь и армировку. Все нагрузки были разделены на постоянные и кратковременные.

К постоянным нагрузкам отнесены собственный вес элементов и нагрузка на крепь со стороны породного массива.

К кратковременным нагрузкам отнесены динамические воздействия со стороны подъемного сосуда.

Динамические воздействия со стороны подъемного сосуда разбиваются на боковую и лобовую составляющую и определяются согласно [1] по формуле

Р

л(б)

2 • п2 • д„

к.

•{т • V2)

Н2

п

л(б)

где дп - зазор на сторону между рабочими или предохранительными направляющими скольжения и проводником;

кр - коэффициент влияния типа рабочих направляющих подъемного сосуда;

И - шаг армировки, м;

пл(б) - коэффициент, учитывающий эксцентриситет центра масс груженого сосуда, относительного искривления проводников, и др.

Главные напряжения в центре тяжести каждого КЭ консоли в его срединной поверхности определялись из выражения

/л-г _1_ ^ Л2

2

+ г2

Эквивалентные напряжения в соответствии с 3 теорией прочности (наибольших касательных напряжений), широко применяемой для металлов, определялись из выражения

Э

На рис. 3 представлены полученные графики зависимостей максимальных эквивалентных напряжений в консоли от интенсивности подъема при учете только кратковременных нагрузок Рл(б) (аэкв), а также при комплексном действии всех возможных нагрузок (аэкв').

Рис. 3. График зависимости максимальных эквивалентных напряжений в консоли от интенсивности подъема при различных сочетаниях нагрузок ([а] - максимально допустимые напряжения в армировке) Полученные данные свидетельствуют о том, что при рассмотрении участков крепления армировки необходимо рассматривать весь комплекс нагрузок и воздействий, что позволит более точно определять параметры рассматриваемых конструкций.

Использованные источники: 1. Пособие по проектированию и монтажу жесткой армировки вертикальных стволов шахт и рудников. СНиП 11-94-80. - М.: Недра, 1989.160 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.