Научная статья на тему 'Результаты испытаний металлических арочных крепей в жестком и податливом режимах из СВП-33 для устьев наклонных стволов'

Результаты испытаний металлических арочных крепей в жестком и податливом режимах из СВП-33 для устьев наклонных стволов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
185
54
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ КРЕПЬ / СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ / НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ / ЖЕСТКИЙ РЕЖИМ / ПОДАТЛИВЫЙ РЕЖИМ / УДЕЛЬНАЯ МАССА / ГРАФИК ЗАВИСИМОСТИ / METALLIC TIMBERING / STAND TEST / CARRIER ABILITY / HARD MODE / SOFT MODE / SPECIFIC MASS / DEPENDENCE GRAPH

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Будников Павел Михайлович

На основании результатов испытаний металлических рамных крепей в жестком и податливом режимах, получены графики зависимости несущей способности, удельной массы, прогиба верхняка, сопротивления рамы, наработки до отказа и энергоемкости рамы от ее типоразмера.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Будников Павел Михайлович

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

Results of tests the metallic arched bolts in hard and soft mode from SVP-33 for mouth tilted stem

On the basis of results of tests of metallic frame bolts in hard and pliable modes the charts of dependence of bearing strength, specific mass, bending of head tree, resistance of frame are got, works completely and power-hungriness of frame from its size.

Текст научной работы на тему «Результаты испытаний металлических арочных крепей в жестком и податливом режимах из СВП-33 для устьев наклонных стволов»

Г еотехнология

43

УДК 622.281.5

П. М. Будников

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ АРОЧНЫХ КРЕПЕЙ В ЖЕСТКОМ И ПОДАТЛИВОМ РЕЖИМАХ ИЗ СВП-33 ДЛЯ УСТЬЕВ НАКЛОННЫХ СТВОЛОВ

Существующие типовые и унифицированные сечения капитальных горизонтальных и наклонных горных выработок с различными видами крепи ограничены максимальной площадью поперечного сечения в свету 18-20 м2.

Исходя из этого, в проектах производства работ при необходимости разрабатываются и закладываются сечения выработок различных форм и размеров с площадью поперечного сечения в свету более 18-20 м2.

Разрабатываемые металлические рамные крепи, согласно [1, 2], должны пройти приемочные испытания. Их параметры (размеры, податливость, несущая способность, сопротивление, стабильность работы в податливом режиме) должны соответствовать требованиям ГОСТа [1].

В России определить несущую способность, сопротивление, податливость и коэффициент использования несущей способности рамных крепей

в натуральном виде можно в двух местах: НИЦ ГП - ИГД им. А. А. Скочинского (г. Люберцы, Московской обл.) и в ОАО «КузНИИшахтострой» (г. Кемерово). В этих организациях имеются стенды для испытания рамных и анкерных крепей.

На основе проведения анализа и требований [1,2] в ОАО «КузНИИшахтострой» были разработаны типы металлических крепей арочной формы, представленные в табл. 1 и 2.

Стендовые испытания проводились в двух режимах: жестком и податливом [3,4].

В результате выполненных в соответствии с требованиями ГОСТ [2] приемочных испытаний металлической четырех- и пятизвенной арочной крепей в жестком режиме определены: несущая способность рам (Рн), удельная масса (Мг), прогиб верхняка (/гв) для всех типоразмеров крепи, результаты которых представлены в табл. 1 и на рис. 1, 2, 3.

Таблица 1 - Результаты испытаний металлической арочной крепи в жестком режиме

Типоразмер крепи Р„, кН/раму му • ю-3, кг/кН • м2 Ив, мм

КМП-А4У-22-ЗЗр 520 50 320

КМП-А4У-24-ЗЗр 490 48 335

КМП-А4У-27-ЗЗр 450 50 340

КМП-А4У-30-ЗЗр 430 50 360

КМП-А4-21-33 693 37 298

КМП-А4-24-33 663 36 330

КМП-А4-27-33 619 34 340

КМП-А4-30-33 545 38 361

КМП-А5-21-33 728 37 282

КМП-А5-24-33 698 36 304

КМП-А5-27-33 650 34 326

КМП-А5-30-33 625 36 346

Таблица 2 - Испытание металлической арочной крепи в податливом режиме

Типоразмер крепи Рс, кН/раму Кн, % Го, мм Гэ, кДж

КМП-А4У-22-ЗЗр 340 7,2 290 103,0

КМП-А4У-24-ЗЗр 330 8,1 305 101,0

КМП-А4У-27-ЗЗр 315 8,7 315 98,0

КМП-А4У-30-ЗЗр 295 9,1 325 93,0

КМП-А4-21-33 444 9,8 175 278,0

КМП-А4-24-33 399 9,6 217 261,0

КМП-А4-27-33 354 9,5 259 244,0

КМП-А4-30-33 263 9,2 343 198,0

КМП-А5-21-33 387 10,0 192 235,0

КМП-А5-24-33 340 9,8 236 217,0

КМП-А5-27-33 294 9,7 280 200,0

КМП-А5-30-33 274 8,0 360 196,0

44

П. М. Будников

На основании результатов испытаний металлических рамных крепей в жестком режиме и построенных на их основе графиков установлено, что уменьшение несущей способности от 14,1 % до 21,3 %, при прочих равных условиях, происходит с увеличением площади поперечного сечения,

при этом удельная масса претерпевает незначительные изменения в большую на 4 % или в меньшую сторону на 2,7 %, а прогиб верхняка увеличивается с возрастанием площади поперечного сечения крепи от 11,1 % до 18,5 %.

При испытании крепи в податливом режиме

Рис. 1 - График зависимости несущей способности рамы крепи от ее типоразмера

S ас 60

"и Ъй 50

2 S се О. 40

се о g 30

S § 20

X л 5 10

Е[ >> 0

у ='-0,0667х + 47,8

1 У = 1 1 0,0333х + 35 -0,1667х + 41 Г >,4

У - J

20

22 24 26 28

Типоразмер крепи, м2

30

- КМП-А4У-ЗЗр КМП-А4У-33

■ КМП-А5-33

32

Рис. 2 - График зависимости удельной массы рамы крепи от ее типоразмера

Рис. 3 - График зависимости прогиба верхняка рамы крепи от ее типоразмера

Г еотехнология

45

Рис.4 - График зависимости сопротивления рамы крепи от ее типоразмера

Рис. 5 - График зависимости наработки до отказа рамы крепи от ее типоразмера

300 П 250

ы

£ 200

1 150

<D

г юо

а.

0 -I--------------------------------------------------------------

20 22 24 26 28 30 32

Типоразмер крепи, м2

—♦ - КМП-А4У-ЗЗр КМП-А4У-33 —а— КМП-А5-33

ш- — . , у = -8,56 б7х + 463,7

у = -4,46 'б7х + 325,9' 1

У = -1,1х '+126,8

Рис. 6 - График зависимости энергоемкости рамы крепи от ее типоразмера

определены: конструктивная податливость вертикальная (И) и горизонтальная (в), нахлест в конце испытаний средний (/ср), сопротивление (Рс), наработка до отказа (Г0), стабильность работы (Кн), энергоемкость (Рэ) для всех типоразмеров

крепи, результаты которых представлены в табл. 2 и на рис. 4, 5, 6.

Установленная несущая способность крепи всех типоразмеров оказалась не ниже регламентируемой [1].

46

П. М. Будников

Конструктивная податливость (вертикальная и горизонтальная), сопротивление и стабильность работы в податливом режиме находятся в пределах, установленных [1].

На основании результатов испытаний металлических рамных крепей в податливом режиме и установленных зависимостей выявлено, что уменьшение сопротивления от 13,2 % до 40,8 %, при прочих равных условиях, происходит с увеличением площади поперечного сечения, при этом наработка до отказа в некоторых случаях увеличивается незначительно на 10,8 %, а в некоторых случаях увеличивается на 49 %, энергоемкость уменьшается с возрастанием площади поперечного сечения крепи от 9,7 % до 28,8 %.

На основании данных, полученных при испытании в жестком и податливом режимах, расчетным путем определен коэффициент несущей способности крепи (К„.с). Результаты представлены в табл.. 3.

Таблица 3 - Коэффициент несущей способности _________________крепи_________________

Типоразмер крепи К„.С, %

КМП-А4У-22-ЗЗр 65

КМП-А4У-24-ЗЗр 67

КМП-А4У-27-ЗЗр 70

КМП-А4У-30-ЗЗр 69

КМП-А4-21-33 64

КМП-А4-24-33 61

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

КМП-А4-27-33 57

КМП-А4-30-33 48

КМП-А5-21-33 66

КМП-А5-24-33 63

КМП-А5-27-33 60

КМП-А5-30-33 48

Результаты выполненных испытаний положены в основу для разработки металлических рамных крепей для устьев строящихся и реконструируемых шахт Кузбасса [5].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ Р 51748-2001. Крепи металлические податливые рамные. Крепь арочная. Общие технические условия : введ. с 01.01.2002. - М. : Госстандарт России, 2001. - 12 с.

2. ГОСТ Р 50910-96. Крепи металлические податливые рамные. Методы испытаний : введ. с 01.01.1997. - М. : Госстандарт России, 1996. - 11 с.

3. Войтов, М. Д. Исследование несущей способности крепи КМП-АЗМ из спецпрофиля СВП / М. Д. Войтов, П. М. Будников, С. Г. Ващенко // XIII Международная научно-практическая конференция «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири». Кемерово 28-29 октября 2010. с. 228-231.

4. Войтов, М. Д. Исследование и анализ стендовых и приемочных испытаний металлических арочных крепей из СВП / М. Д. Войтов, С. Г. Ващенко, П. М. Будников // Вестник КузГТУ. - 2011. - № 6 с. 21-25.

5. Патент РФ на полезную модель № 59726. Крепь горной выработки / Авт. М. Д. Войтов, В. В. Першин, К. В. Садыков, П. М. Будников. Опубл. 27.12.2006. Бюл. № 36.

Автор статьи

Будников Павел Михайлович старший преподаватель кафедры строительства подземных сооружений и шахт КузГТУ.

E-mail: [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.