Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Одной из основных причин, сдеряшплюшпх эффективность подземной добычи угля в России, является гиеокат трудоемкость работ, связанных с проведением и поддержанием подготовительных выработок, особенно при неустойчивых вмещающих породах. Практически отсутствуют средства комплексной механизации производственных, процессов при проведении подготовительных выработок, протяженность их растет, увеличиваются затраты на поддержание. Поэтому задача, обеспечения устойчивости выработок путем совершенствования конструкций крепи из основе разработки методі г< расчета, позволяющих раскрыть резервы их несущей способности, приобретает особую важность и актуальность.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ состоит а совершенствовании методики опенки предельных состояний металлических податливых крепей подготовительных выработок угольных шахт для выбора параметров специяиьннх шахтных профилей и узлов податливости, обеспечивавших поптіенне зфективности и безопасности ведения горных работ.
ИДЕЯ РАБОТЫ заключается в определении несущей способно.:! и и перемещений металлических-податливых крепей о учетом нелинейных характеристик узлов податливости, изменения-формы и пластически-': деформаций их элементов на основе численного моделирования с использованием метода начальных параметров.
МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ заключается в анализе и научном обобщении имеющихся результатов экспериментальных исследований работы узлов .податливости, аналитической оценке несущей способности узлов г. учетом конструктивных параметров'.соединяемих профилей и соединительных замков, численном моделировании на ЭВМ силового взаимо действия податливых крепей с породами, обобщении результатов моделирования.
НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, РАЗРАБОТАННЫЕ ЛИЧНО СОИСКАТЕЛЕМ, И H0P11JH.V получены. формулы для определения сопротивления узлов податливости металлических крепей из спецпрофилей с учетом изгнонон жесткости их стенок и днищ, деформационных и прочностных характеристик замковых соединений, а. также характера взаимного контактирования соединяемых профилей в узле, позволяющие 'на стадии проектирования производить. оценку параметров профиля- по критериям эффективности работы узлов;
'.' установлено, что обобщенная нагрузочная характеристика податливых узлов металлических шахтных крепей может быть предстль
-4-JU'Hfi диаграммой деформирования упруго-пластического-тела с нелинейным упрочнением, описываемой универсальной степенной функцией, что "позволило расширить область применения существующей методики автоматизированного расчета шахтных крепей за счет учета реальных нагрузочных диаграмм узлов, как элементов системы крепь-массив;
' скорректированы алгоритм и программа расчета металлических шахтних крепей на ЭВМ. что позволяет при расчетах вместо условного .параметра "сопротивление узлов податливрсти" вводить в исходных данных геометрические, деформационные и прочностные характеристики элементов соединяемых профилей и соединительных замков или обобщенные параметры,, определяющие форму реального графика работы узла в целом;
введено понятие "линии влияния виртуальных перемещений в узлах", позволяющее оценивать величину и характер распределения внутренних.усилий и'перемещений в элементах крепи, обусловленных просадкой узлов;
па базе линий влияния разр:>г,отана методика расчета податливых крепей по предельным усилиям в узлах;
показано, что работоспособность податливых узлов может быть существенно (до 1.65 раза) увеличена за счет повышения жесткости замков и увеличения толщины днищ спецпрофилей.
ОБОСНОВАННОСТЬ и ДОСТОВЕРНОСТЬ научных положений, выводов и регомендэцнй подтверждается корректным использованием методов строительной механики, сопротивления материалов и механики подземных сооружений, уравнений метода начальных параметров и апробированных* расчетных моделей, алгоритмов и программ, а также удовлетворительной сходимостью результатов исследований с экспериментальными данными, полученными при испытаниях узлов и крепей (в большинстве случаев расхождение не. превышает 14- 19 /,).
НАУЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ состоит в установлении .закономерностей Формирования несущей способности шахтных металлических податливых крепей с учетом реальных характеристик .податливых узлов,. зависящих от геометрических. прочностных'и деформационных параметров соединяемых профилей_и соединительных-замков, а также от изменения формы крепи, обусловленного срабатыванием узлов.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ состоит В. разработке методики автоматизированного расчета металлических крепей с учетом, особен-' постен работы узлов податливости, реализации разработанной мето- " лики в виде' пакета прикладных программ для персональных ЭВМ, поз-іюлявчщіх проводить много'вариантные расчеты для оптимизации пара-
5 - .
метров спенпрефилей, узлов и крепи ь петом, ffcooj.in.a приют.о спи базовая -ь системе "САПР паспортов крепления ьиемочаих идра.оа" для условий Подмосковного бассейна.
РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ, Основане результаты раОїЛчі ьеавій ооотъь-ной частью в систему "САПР крепей подготовительных вцраосго-г. разрабатываемую в ТупГУ совместно с АО І1ПЦЯІ; разработаїтние імміс-
ТруКЦИИ УЗЛСН It СПСИПрОфШЬЙ ОДООрбНи" II ПРИНЯТЫ УГОЛЬНОЙ Ki.Ml.ailil-
ей "Укрросугонь"; получена положительное решение на патент.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной рясоти докладывались на XXXII и XXXI11 научно-технических контерешшлх профессорско-преподавательского сосіава ТудГУ (г. Гула, 1936 - lea/ гг.);- на 1-й Международной конференции "Проблемы создания зколо-гжчееки чистых и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отводов горного производства" с..i,j-7U. (Тула", 1996 г.); на расширенном заседании кафедры -"Технология и комплексная механизация горних работ" (г. Тула, 1097 г.).
ПУБЛИКАЦИИ. По' результатам выполненных исследований опубликовано -I научные работы.
ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация- состоит из введения, гшш глав-, заключения, содержит 218 страниц, включая 72 рисунка, 16 таодпп и список литературы из 178 наименований.
Автор выражает глубокую признательность и олаї одариоси. док.т. техіг. наук, проф. В. Б. Клейменову зацепные советы и нпучные консупотащи! при выполнении работы.
