Geoteh. meh. 2020, 150, 82-97

https://doi.org/10.15407/geotm2020.150.082

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ «ПОДЪЕМНЫЕ СОСУДЫ - АРМИРОВКА» МЕТОДОМ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

1Дубинин М.В., 2Ильин С.Р.

1Филиал НИИГМ им. М.М.Федорова, г. Киев, 2Институт геотехнической механики  им. Н.С. Полякова НАН Украины

УДК 622.673.1:622.272.6

Язык: Русский

Аннотация.

С ростом срока эксплуатации стволов, в принципе, как и при проектировании новых и реконструкции (модернизации) старых - проблема обеспечения безопасности движения подъемных сосудов по проводникам жесткой армировки приобретает особую актуальность, так как требует проведения разнопланового и систематического исследования уже эксплуатируемого и вновь закладываемого оборудования по критерию взаимной пригодности и высокой степени безотказности. Для старых стволов, имеющих геометрические нарушения вследствие геологических процессов и сильные коррозийный и механический износы - также необходимы дополнительные исследования взаимодействия системы «подъемный сосуд - армировка» (ПСА) для выявления аварийноопасных участков армировки с последующей разработкой решений и соответственно мероприятий по приведению этих участков в безопасное и безаварийное состояние.

Методом конечно-элементного моделирования получены жесткостные параметры наиболее распространенных схем армировок и конструкций подъемных сосудов и амплитудно-частотные параметры системы ПСА современных отечественных угледобывающих предприятий. Полученные результаты расчетов для отдельных элементов ПСА, а также их взаимодействия соответствуют результатам, полученным в работах Гаркуши-Дворникова, однако такой подход не позволяет учесть все конструктивные особенности как оборудования системы «ПСА» (а также и узлов их взаимодействия), так и геометрические изменения армировки вследствие геологических и «временных» факторов (механический износ и коррозия). Возможность определения конструктивных недостатков элементов системы «ПСА» и дальнейшего их учета при «подборе» жесткостных, а соответственно и частотных характеристик элементов системы «ПСА» делает конечно-элементное моделирование незаменимым инструментом, как на этапе проектирования, так и при последующей эксплуатации и возможной реконструкции (с учетом их фактического технического состояния).

Длительная эксплуатация подъемных установок в сложных горно-геологических условиях неизбежно приводит к конструктивным изменениям их элементов. При этом в течение нескольких десятилетий появляются новые типы основных узлов, меняющие расчетные схемы исходного оборудования. Все это требует при проведении экспертных исследований и оценки безопасности выполнять значительный объем динамических расчетов, не заложенных в классической Методике НИИГМ им. М.М.Федорова. В этой ситуации единственным выходом является разработка нового методического подхода, позволяющего учитывать новые изменения и адекватно и достоверно оценивать безопасность эксплуатации подъемных установок в условиях повышенного износа и растущих отклонений геометрических параметров от проектных величин.

Ключевые слова:

динамические параметры, подъемные сосуды, армировка, твердотельное моделирование

Список  литературы

1. Плахно М.  Новые методы проектирования жесткой армировки стволов // Горнодобывающие науки 50. 2006.  выпуск 4.  с. 465-496.

2. Воробель С.В. , Трифанов Г.Д., Князев А.А. Динамическое обследование жёсткой армировки шахтных стволов //  Проблемы комплексного освоения месторождений полезных ископаемых в Пермском крае: материалы краевой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. Пермь ПГТУ, 2007  с. 195 – 201.

3. Хансэл Дж., Кавка Г., Плахно М. Диагностика шахтных проводников // Механика. том 4, часть 2. Краков: Издательство AGN, 1985. с. 115-128.

4. Дворников В.И., Дубинин М.В. Конечно-элементное моделирование напряженно-деформированного состояния жесткой армировки стволов под действием эксплуатационных нагрузок со стороны подъемных сосудов // Актуальные проблемы повышения эффективности и безопасности эксплуатации горно-шахтного и нефте-промыслового оборудования: Материалы I Международной науч.-практ. конф. «Горная электромеханика – 2014», Пермь. -2014 г. / под ред. д-ра техн. наук Г.Д. Трифанова и д-ра техн. наук, проф. Г.З. Файнбурга. Пермь: Изд-во Перм. нац. иссл. политех. ун-та, 2014.  с.55-60.

5. НПАОП 10.0-1.01-10. Правила безпеки у вугільних шахтах: Затв. наказом Державного комітету України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду  22.03.2010 № 62. Київ: Мінвуглепром України, 2010 430 с. (Нормативний документ Мінвуглепрому України)

6. Ильин С.Р., Соломенцев К.А.,  Василькевич В.И. Анализ влияния формы сечения коробчатых проводников жесткой армировки шахтных стволов на допустимую скорость движения подъемных сосудов // Геотехническая механика: Межвед. Сб-к. науч. тр. / ИГТМ НАН Украины. Днепропетровск, -2014. Вып. 120  с. 265-275.

7. Методика расчета жестких армировок вертикальных стволов шахт / НИИГМ им. М.М. Федорова. Донецк, 1994.

8. Ильин С.Р. Опыт динамического аппаратурного контроля и оценка безопасной эксплуатации системы "сосуд - армировка" вертикальных шахтных стволов / Международный журнал транспорта и логистики, с. 395-403.

9. Ильин С.Р., Трифанов Г.Д. Динамическая диагностика систем «сосуд – армировка» вертикальных шахтных стволов // Горное оборудование и электромеханика. 2009. №8. с. 29 – 34.

Об авторах

Дубинин Михаил Валерьевич, научный сотрудник, Научно-исследовательский институт горной механики им. М.М. Федорова (Филиал НИИГМ им. М.М. Федорова), Киев, Украина.

Ильин Сергей Ростиславович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник старший научный сотрудник отдела горной термоаэродинамики и автоматизированных систем, Институт геотехнической механики им. Н.С.Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.