Статья

Наименование	Обоснование и разработка новой конструкции крепи с распорно-податливой трубобетонной стойкой
Авторы	Литвинский Г. Г., д. т. н., проф.
Раздел	Недропользование
Год	2024	Выпуск	78	Страницы	5 - 20
УДК	622.28			EDN	YSWGKU
Аннотация	Приведен ретроспективный анализ векторов и временной последовательности развития конструкций крепи горных выработок. Показано, что стальные рамные арочные крепи стали тормозом развития горной технологии и должны быть заменены стоечно-рамными конструкциями. Рассмотрены особенности работы шахтных стоек и сформулированы требования к ним, выполнено сопоставление показателей стоечной и анкерной крепи. Предложены нормированные критерии технической эффективности крепи и даны оценки коэффициентов конструктивного качества крепежных материалов. Показано, что лучшими по своим критериям технической эффективности являются анкера и стойки. Критически рассмотрены существующие конструкции стоек и выявлены их основные недостатки. Разработаны новые конструкции узлов податливости и предварительного распора стоек на основе использования гидроцилиндров для создания соответствующих усилий в конструкции. Новым в узле податливости является радиальное равномерное обжатие трубобетонной стойки, создаваемое в соосной со стойкой обойме с использованием трибоматериала с высоким коэффициентом трения. Узел предварительного распора крепи выполнен в виде нижней опоры стойки, где размещен цилиндр распора с вакуумной резиной. Определены основные параметры новой конструкции стойки и приведен пример ее расчета. Показано, что распорно-податливая стойка может стать основой для разработки шахтной стоечно-рамной крепи нового технического уровня.
Реферат	Цель исследования — разработка и обоснование параметров новой конструкции шахтной стойки универсального применения, обладающей высоким сопротивлением и регулируемым предварительным распором при установке. Объект — шахтные стойки для крепления очистных и подготовительных горных выработок. Предмет исследований — конструкция шахтной распорно податливой трубобетонной стойки и параметры ее взаимодействия с массивом горных пород. Методика и основная идея работы: на основе анализа существующих конструкций шахтной крепи и тенденций ее развития определить наиболее прогрессивные решения, сформулировать требования и разработать эффективную конструкцию шахтной стойки. Результаты. Выполнен ретроспективный анализ векторов и временной последовательности развития конструкций крепи горных выработок. Показано, что стальные рамные арочные крепи стали тормозом развития горной технологии и должны быть заменены стоечно-рамными конструкциями. Рассмотрены особенности работы шахтных стоек и сформулированы требования к ним, выполнено сопоставление показателей стоечной и анкерной крепи. Предложены нормированные критерии технической эффективности крепи и даны оценки коэффициентов конструктивного качества крепежных материалов. Показано, что лучшими по своим критериям технической эффективности являются анкера и стойки. Критически рассмотрены существующие конструкции стоек и выявлены их основные недостатки. Разработаны новые конструкции узлов податливости и предварительного распора стоек на основе использования гидроцилиндров для создания соответствующих усилий в конструкции. Научная новизна. Новым в узле податливости разработанной конструкции шахтной стойки является радиальное равномерное обжатие трубобетонного штока, создаваемое в соосной со стойкой обойме с использованием трибоматериала с высоким коэффициентом трения. Отличие узла предварительного распора крепи состоит в том, что он выполнен в виде нижней опоры стойки, где размещен цилиндр распора с вакуумной резиной, в который под требуемым давлением подают сжатый газ из баллона через отверстие, снабженное ниппелем. Практическая значимость. Определены основные параметры новой конструкции стойки и приведен демонстрационный пример ее расчета. Показаны основные технико-экономические преимущества предложенного технического решения: высокая грузонесущая способность, технологичность изготовления, простота монтажа и демонтажа, возможность многократного использования и высокая экономия материальных и трудовых затрат. Распорно-податливая трубобетонная стойка может стать основой для разработки шахтной стоечно-рамной крепи нового технического уровня.
Ключевые слова	шахтная крепь, рамная крепь, шахтная стойка, анкер, нормированные критерии технического уровня, крепежные материалы, конструкция шахтной стойки, узел податливости, узел предварительного распора, трубобетон, расчет стойки.
Финансирование
Полный текст