Горный журнал УГГУ - Результаты поиска для: Литвинский Г. Г.

В настоящее время наиболее перспективным видом транспортирования ископаемого на поверхность является скиповой трубопроводный пневмоподъем, в котором сосуды в виде цилиндрических капсул с высокими скоростями перемещаются по гладким трубам. При равной производительности с канатными установками пневмоподъем обладает меньшей себестоимостью и позволяет существенно снизить затраты на проходку стволов, строительство надшахтных зданий и сооружений. В двухтрубной установке один трубопровод служит для подъема, а другой – для спуска скипов. Для проектирования систем скипового пневмоподъема необходима математическая модель, в которую входят уравнения кинематики груженого и порожнего сосудов. Особый интерес представляют функции скорости и ускорения сосуда, спускающегося под собственным весом по трубопроводу. Тело, движущееся в газообразной среде, создает зону повышенного давления, величина которого зависит от скорости тела и скорости распространения импульса в среде. На основании положений механики сплошных сред получены теоретические зависимости скорости, ускорения и перемещения скипа в период его падения в спускном трубопроводе. Установлено, что кинематика порожнего скипа существенно отличается от свободного падения. Выполнены оценочные расчеты применительно к конкретным значениям массы сосуда и диаметра трубопровода. Выведена формула значения, к которому асимптотически приближается скорость сосуда. Построены кривые, иллюстрирующие изменение во времени ускорения, скорости и перемещения «падающего» скипа.

Рассмотрена возможность повышения энергоэффективности установок скипового пневмоподъема. Показано, что снижение потребления электроэнергии достигается в двухскиповой установке с подъемным и спускным трубопроводами за счет соединения спускного трубопровода с входным патрубком воздухонагнетательного агрегата (воздуходувки). Теоретически получены соотношения диаметров входного и выходного трубопроводов, обеспечивающие равенство средних скоростей подъема и спуска скипов и оптимальные с точки зрения потребления энергии воздуходувкой. Выполнение скиповой пневмоподъемной установки в соответствии с представленными рекомендациями даст возможность существенно повысить ее энергоэффективность, упростить конструкцию и снизить затраты на монтаж и обслуживание. Получены формулы, позволяющие вычислить диаметры трубопроводов энергосберегающей скиповой пневмоподъемной установки в зависимости от масс груженого и порожнего скипов, их средней скорости, температуры воздуха на входе и выходе воздуходувки и величины утечек через зазоры в пневмосистеме.

Доказывается, что для совершенствования рамных крепей необходимо заменить малоэффективный стандартный спецпрофиль типа СВП замкнутым прямоугольным профилем проката и разработать новые узлы податливости. Сформулированы требования к узлам податливости и предложены их новые конструкции, в которых для создания сопротивления впервые использованы управляемое пластическое формоизменение и местная потеря устойчивости коробчатого профиля. Проведены лабораторные исследования новых узлов податливости, определены их технологические параметры, построены и проанализированы стадии работы и деформационно-силовые характеристики. Предлагаемый узел обладает постоянным и высоким сопротивлением 100–105 кН, что соответствует характеристикам лучших современных серийно выпускаемых узлов. При этом, в отличие от последних, новый узел поступает в проходческий забой отрегулированным и установленным на крепь в полной заводской готовности, в нем отсутствуют резьбовые соединения, он предельно прост для монтажа и обладает стабильным сопротивлением при любой величине податливости. Оценены перспективы промышленного применения нового узла податливости, который позволит перейти к применению коробчатого профиля в рамной крепи и обеспечит ее эффективную работу в податливом режиме, особенно в зоне вредного влияния очистных работ.

На основе сопоставления данных акустического каротажа с результатами измерений скорости продольной упругой волны на образцах предлагается показатель степени нарушенности породного массива. По результатам лабораторных исследований установлена зависимость относительного роста скорости волны от действующего напряжения, что позволяет учитывать величину горного давления и использовать установленные статистические зависимости для прогноза свойств и состояния породного массива.

Определяющим фактором горной технологии являются прочностные свойства разрабатываемых пород. Целью приведенных исследований является разработка системы прогнозных оценок прочности породного массива на базе совместного использования результатов скважинных исследований и лабораторного определения свойств пород. Сопоставление данных акустического каротажа и скорости продольной упругой волны в образцах с учетом действия горного давления (для условий месторождения Юбилейное) позволило оценить меру поврежденности пород массива и учитывать ее при построении паспортов прочности. Полученное выражение коэффициента структурного ослабления, учитывающего масштабный эффект и блочное строение массива, дает возможность осуществлять прогноз изменения прочности породного массива по глубине залегания пород. Найденная корреляционная взаимосвязь прочности и скорости упругой волны расширяет возможности прогноза.