Статья

Наименование	Закономерности формирования нагрузки на крепи горных выработок
Авторы	Литвинский Г. Г., д. т. н., проф.
Раздел	Горные науки
Год	2016	Выпуск	46	Страницы	5 - 15
УДК	622.831:622.28			EDN	XAECFF
Аннотация	Дан анализ изученности проблемы формирования нагрузки на крепь. Показаны последствия ошибок проектирования I и II рода. Дана классификация основных факторов, влияющих на проектирование крепи. Рассмотрен практический пример неудачного крепления подготовительной выработки. Сформулированы требования к аналитическому описанию нагрузки на крепь. Получена обобщенная формула распределения нагрузки на крепь для разных условий контакта ее с породой.
Реферат	Цель. Цель исследования состоит в развитии теории прочностного расчета крепи за счет теоретического обоснования обобщенного закона распределения нагрузки на крепь при ее контактном взаимодействии с окружающим массивом горных пород. Методика. Провести анализ актуальности поставленной научной проблемы, дать классификацию основных влияющих на проектирование крепи горных выработок факторов, выполнить обобщение возможных форм распределения нагрузок на крепь; теоретически описать взаимодействие крепи и окружающих пород; получить обобщенную формулу закона распределения нагрузки на крепь, провести ее анализ и сделать практические рекомендации. Результаты. Дан анализ изученности проблемы формирования нагрузки на крепь. Показаны последствия ошибок проектирования I и II рода, которые ведут либо к неоправданному перерасходу материалов и трудовых ресурсов (ошибки проектирования I рода) или к повреждению и разрушению крепи (ошибки проектирования II рода). Впервые с позиций проектной расчетной практики разработана классификация основных факторов, влияющих на проектирование крепи и показана сложность их учета в практике проектирования. Рассмотрен практический пример из производственного опыта работы шахты на большой глубине в виде неудачного крепления подготовительной выработки. Сформулированы требования к аналитическому описанию нагрузки на крепь. Из обоснованной расчетной схемы проявлений горного давления выведено дифференциальные уравнения смещений пород в горную выработку и распределения нагрузки на крепь. Из решения полученного дифференциального уравнения и естественных граничных условий, которым должна удовлетворять внешняя нагрузка, получена обобщенная формула распределения нагрузки на крепь для разных условий контакта ее с породой. Проанализированы закономерности возможных схем формирования нагрузки на крепи подготовительных горных выработок. Сформулированы задачи дальнейших исследований. Научная новизна. Впервые в основе аналитического вывода предложена обобщенная формула для описания возможных вариантов формирования и распределения нагрузки на крепь при ее взаимодействии с массивом. Практическая значимость. На основе изученных закономерностей распределения нагрузки на крепь проектировщик и производственник получает научно обоснованный метод расчета крепи с учетом всего разнообразия контактных условий взаимодействия крепи с массивом горных пород, что повышает надежность проектирования, заметно снижает вероятность возникновения ошибок проектирования и, в конечном счете, способствует снижению издержек на ремонты и восстановление горных выработок.
Ключевые слова	крепь, деформации, пучение почвы, проектирование крепи, нагрузка на крепь, распределение нагрузки.
Финансирование
Благодарности
Список источников	1. http://www.coal.in.ua/vosstanovlenie_donbassa/razvitie_jekonomiki_ugolnoj_promyshlennosti/634-shaxtnyj-fond-osnovnye-i-oborotnye-sredstva.html/ 2. Литвинский Г.Г. Стальные рамные крепи горных выработок / Г.Г. Литвинский, Г.И. Гайко, Н.И. Кулдыркаев. — К.: Техника, 1999. — 216 с. 3. Давыдов С.С. Расчет и конструирование подземных конструкций / С.С. Давыдов. — М.: Стройиздат, 1950. — 376 с. 4. Булычев Н.С. Расчет крепи капитальных горных выработок / Н.С. Булычев, А.З. Амусин, А.Г. Оловянный. — М.: Недра, 1974. — 320 с. 5. Antoni Tajdus, Marek Gala, Krzysztof Tajdus. Geomechanika w budownictwie podziemnym. — Krakow: AGH, 2012. — 762 p. 6. Jovanovic Р. Proektowanie i proracun pograde podzemnih prostoria / Petar Jovanovic. — Beograd: Rudarsko-geoloski fakultet Unniverziteta u Beogradu, 1994. — 436 p. 7. Заславский Ю.З. Расчеты параметров крепи выработок глубоких шахт / Ю.З. Заславский, А.Н. Зорин, И.Л. Черняк. — К.: Техника, 1972. — 156 с.
Полный текст