проверенные временем и признанные шахтерами



Предыдущая | Следующая

 

проверенные временем и признанные шахтерами 31 марта 2007 г. исполнится 14 лет с момента создания НПЦ «Геомеханика». Об этом мы узнали от его основателя — лауреата Государственной премии Украины в области науки и техники, чл. корр. Академии горных наук, кандидата технических наук, директора Центра — Владимира Яковлевича Кириченко.
Владимир Яковлевич показал нам свои замечательные крепи, рассказал об их преимуществах и особенностях:
— «В основу наших крепей положена идея, что каждая выработка или шахтопласт, в зависимости от структуры слагающего массива и формы проявления горного давления, должны крепиться крепью, адаптированной к этим условиям. То есть, в основу своей деятельности мы поставили задачу совместного решения вопросов технической и геомеханической безопасности при креплении и поддержании горных выработок». Идея легкая, понятная, но, к сожалению, ее никто не выполнял и до сегодняшнего времени и в Украине, и в России, и других странах продолжают применять циркульную крепь типа АП-3 различного сечения.
— «Наше предприятие единственное в Украине создало 10 типов метоллокрепей, в том числе по каждому типу — свои соответственные типоразмеры, различные сечения. «Геомеханика» выпускает в промышленном масштабе 67 типоразмеров указанных крепей с годовым объемом 38 – 43 тыс. т проката.
Разработанные крепи — это воплощение научных знаний инженерных расчетов и достижений шахтерской практики. Их применение обеспечивает шахтам экономичность и безопасность крепления горных выработок. В условиях ограничения материальных и финансовых средств использование перечисленных крепей обеспечит ресурсосбережение, качество и надежность горных выработок».
Ключевой задачей развития подземного комплекса угольных шахт является долговременное поддержание разветвленной сети горных выработок в эксплуатационном состоянии. В связи с этим создание крепей горных выработок должно учитывать такие обязательные факторы: их надежность по деформационно-силовым характеристикам (податливость, несущая способность); качество изготовления и качество применения;
долговечность, обеспечивающая безопасность; экономичность.
Известное выражение, что предел хитроумия — это умение управлять, не применяя силы, в контексте сформулированной задачи, трансформируется в необходимость создания крепей на базе знания сущности процессов и формы их протекания в системах «крепь выработки — породный массив».
Соблюдение этих условий позволило Западно-Донбасскому научно-производственному центру «Геомеханика» (г. Павлоград Днепропетровской обл.)
создать штрековые металлокрепи, которые обеспечивают снижение общего и удельного расхода металла, повышение устойчивости выработок за счет большей несущей способности крепей и надлежащего качества их работы с массивом пород, увеличение доли повторно используемых выработок и уменьшение частоты несчастных случаев от обрушения пород и завалов выработок.
Учитывая, что промышленная безопасность становится важнейшей составляющей национальной безопасности любой страны, Центр в основу своей деятельности поставил задачу совместного решения вопросов технической и геомеханической безопасности при креплении и поддержании горных выработок.
Техническая безопасность обеспе Технические характеристики крепей, разработанных и выпускаемых Центром «Геомеханика» Технические характеристики чивается уже на стадии качественного изготовления крепей на современных производственных линиях методом гидравлического прессования. Геомеханическая безопасность достигается гармоничной совместной работой крепей с породными массивами за счет рационального выбора их геометрических и деформационно-силовых характеристик.
За счет этого достигается эффективность управления горным давлением и эконо мичность крепления выработки.
КЦЛ-Ш Разработанные Центром «Геомеханика» металлокрепи адаптированы к слож (крепь циркульнолинейная шатровая) ным горно-геологическим условиям:
интенсивное горное давление в слабых породах, большое опускание кровли и КЦЛ-О пучение пород почвы, существенные асимметричные нагрузки, значительные (крепь циркульно зоны разрушения пород вблизи выра боток. К особым качествам крепей сле Крепь — КМП дует отнести: обоснованное отношение геометрических размеров элементов крепи, нетрадиционное их соединение, воспринимающее разнонаправленные нагрузки, обеспечивая высокую устойчи вость крепи; форма крепей, создающая щей охранной конструкции.
Технические характеристики разрабо танных и выпускаемых Центром «Геоме Во всех случаях, когда принято решение о применении крепи с открытой почвой, крепь КШПУ-М обеспечит самое экономичное и безопасное поддержание гор Крепь КМК-4 (4-х звенная) КМК-5(5-ти звенная) ных выработок. Крепь отличается рацио нальным соотношением радиусов стойки Крепь КПП-3 и верхняка, при котором обеспечивается самозапирание крепи, уменьшенной длиной и радиусом верхняка с целью повы шения отпора крепи опускающимся породам кровли, удлиненной прямолинейной частью стоек крепи, что в совокупности позволяет компенсировать пучение до 800 – 1000 мм и вовлечь в работу приконтурный массив путем формирования вокруг выработки консолидированной металлопородной охранной конструкции высокой грузонесущей способности.
КРЕПИ КЦЛ Эти крепи позволяют значительно упростить процессы поддержания горных выработок на сопряжениях штрек-лава.
Они обеспечивают качественно новый уровень поддержания выемочных штреков до подхода лавы и при снятии стоек крепи для обеспечения передвижения забойного конвейера. Наличие циркульно-линейного верхняка обеспечивает повышение его сцепления с породами кровли и отпор крепи. КЦЛ имеет улучшенные характеристики статической несущей способности и повышенную восприимчивость к возможным динамическим нагрузкам со стороны кровли. Крепь облегчит операции по ее усилению применением индивидуальных или анкерных крепей. В совокупности это обеспечивает сохранение контура и уменьшение потери сечения выработок, что повышает возможность их повторного использования.
КРЕПИ КМП В сложных горно-геологических условиях отказы серийных конструкций крепи приобретают массовый характер, удельный вес травматизма от обрушений пород и завалов выработок достигает 37 – 43 %.
Доказано, что рамные крепи в тяжелых геомеханических условиях должны иметь рабочее сопротивление до 400 кН на раму и конструктивную податливость до 1000 мм. Данным требованиям не отвечают известные конструкции крепей. Центром «Геомеханика» разработана крепь металлическая податливая двухрадиусная, трехэлементная А3Р2, четырехэлементная А4Р2 и пятиэлементная А5Р2. Новая крепь имеет форму овоида, максимально приближенного к эллипсу. Данная форма крепи является наиболее устойчивой при воздействии на нее всестороннего давления, оказываемого породным массивом. Разработанная конструкция крепи позволила практически без изменения веса комплекта увеличить несущую способность верхняка в 2,7 раза за счет увеличения кривизны и уменьшения пролета.
Повышена конструктивная податливость до 1000 мм за счет сопрягаемости сегментов крепи с одинаковой длиной и уменьшенной кривизной. Конструкция крепи исключает провалы верхняка синклинальной структуры, свойственные практике крепления выработок с обычной крепью.
КРЕПИ КВТ Это экономичные крепи для условий высокого горного давления при большом вертикальном смещении пород (КВТ-2) и при интенсивном пучении пород (КВТ). Крепи обеспечивают конкурентоспособность крепления за счет снижения удельного расхода металла.
Главным своим преимуществом крепь имеет геомеханически обоснованную и практикой проверенную форму. Остроконечная форма крепи с большим отношением высоты к ширине обеспечивает высокий эффект арочности и формирование консолидированной грузонесущей породной оболочки вблизи и вокруг контура выработок.
Большая стрела свода в крепи КВТ-2 исключает образование критических изгибающих усилий в стойках и возможность появления экстремальных изгибающих моментов, вызывающих деформацию крепи. Наличие единого ограниченно-податливого шарнира существенно повышает качество работы крепи с массивом и устойчивость стоек к боковым нагрузкам. Остроконечная форма крепи способствует обтеканию пород по контуру, их самозаклиниванию и консолидации.
КВТ успешно предотвращает широко распространенную форму проявления горного давления в выработках — пучение. Эта крепь, альтернативная известным кольцевым крепям, которые в условиях высокого горного давления претерпевают большие деформации.
Форма и параметры крепи создают надлежащие условия для совместной работы крепи с окружающим выработку массивом, используя его несущую способность и обеспечивая статическое равновесие системы «крепь – массив» в течение всего срока эксплуатации горных выработок.
Крепь обладает высокой несущей способностью за счет исполнения несущих конструктивных элементов цельными при отсутствии шарниров по контуру крепи.
Нетрадиционно выполненное сочленение несущих элементов в узлах податливости с помощью прессованного из СВП башмака обеспечивает первоначально ограниченный режим податливости, а в последующем — комбинированный.
Конструкция башмаков выполнена так, чтобы обеспечить самозапирание элементов крепи с переводом ее работы в жесткий режим. Установка почвенных элементов крепи не влияет на скорость проходки выработки. КВТ обеспечивает: компенсацию горного давления при меньших на нее нагрузках, своевременное включение в работу с необходимым первоначальным отпором, снижение асимметрии нагружения, уменьшение разрыхления и сохранение прочности пород почвы. Надежное взаимодействие крепи с приконтурным массивом пород — главное условие ее высокой несущей способности, что достигается субоптимальной формой и параметрами, обеспечивающими гармонизацию в управлении горным давлением в выработках.
КРЕПИ КМК Предназначены для особо сложных условий поддержания горных выработок при больших смещениях пород по их контуру. Практикой доказано, что их применение создает равнопрочный контур горных выработок, сохраняя несущую способность породного массива. Многоэлементная кольцевая конструкция обеспечивает поглощение асимметричных нагрузок на крепь, исключает пучение, возможность вывалов и внезапную потерю устойчивости выработок, что в совокупности создает предпосылки для безремонтного поддержания выработок в сложных горно-геологических условиях.
КРЕПИ КПП Эти крепи применимы в широком диапазоне горно-геологических условий, когда проходка выработок осуществляется под кровлю угольного пласта при сложении ее породами высокой прочности или требуется минимизировать присечку пород, формируя плоскую кровлю. Конструкция крепи состоит из прямолинейных элементов спецпрофиля, изогнутых под углом 135°. Такая форма крепи создает преимущества в части устойчивости под плоской кровлей и усиления ее анкерными крепями.
Крепи Центра «Геомеханика» уже эксплуатируются на ряде угольных и рудных шахт. Применение крепей нового технического уровня способствует снижению травматизма, повышению экономических показателей работы шахт в результате увеличения темпов проходки и проведения выработок больших сечений, обеспечивающих повторное их использование. При этом расширяются возможности в процессе управления сложным подземным производством.
Надеемся, что крепи Центра «Геомеханика» будут находить все больше новых потребителей среди служб сооружений и эксплуатации горных выработок.

/*/

кто работал с геомеханикой?