ШАХТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО

Оригинальная статья

УДК 622.673.2 © Е.Г. Кассихина, Н.О. Бутрим, 2020

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 1-2020 /1126/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-1-51-54

Название

Совершенствование способа опирания стальных укосных копров

Авторы

Кассихина Е.Г., канд. техн. наук, доцент кафедры «Строительство подземных сооружений и шахт» Горного института КузГТУ им. Т.Ф. Горбачева, 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: kalena-07@mail.ru

Бутрим Н.О., горный инженер, директор по развитию ОАО «Техстрой», 650000, г. Кемерово, Россия

Аннотация

В статье рассмотрен новый подход к проектированию стальных укосных копров для вертикальных стволов угольных и рудных шахт на основе рациональных конструктивных решений. Надшахтные копры передают нагрузки от работы шкивов подъемной машины на устье ствола через подкопровую раму. Стойки станка копров всех известных систем устанавливаются на подкопровую раму, замоноличенную в устье ствола ниже нулевой отметки. Конструкция подкопровой рамы, в силу своих размеров и расположения, ограничивает условия для проведения работ по проходке, реконструкции и углубке вертикального ствола. Предложенный авторами копер многофункционального назначения, включающий в себя станок круглого сечения, позволит отказаться от традиционного решения подкопровой рамы в виде балочной клетки в пользу новой стальной конструкции в виде закладного и опорного колец коробчатого сечения. Закладное кольцо монтируется на нулевой отметке во время строительства вертикального ствола в процессе возведения бетонной крепи устья. Опорное кольцо служит основанием для установки цилиндрического станка и устанавливается в любое время по мере необходимости. Преимущества предлагаемого технического решения заключаются в следующем. Расположение опорного кольца в менее агрессивной зоне по сравнению с традиционным вариантом опирания предотвращает преждевременное разрушение опорных элементов станка. Отсутствие элементов подкопровой рамы внутри устья вертикального ствола значительно упрощает монтаж станка и улучшает условия эксплуатации и проведения работ при реконструкции и углубке вертикального ствола.

Ключевые слова

Стальные укосные копры, стальные укосные копры многофункционального назначения, бескаркасный станок круглого сечения, опирание станка на устье вертикального ствола, подкопровая рама, опорное кольцо, закладное кольцо.

Список литературы

1. Максимов А.П. Горнотехнические здания и сооружения. М.: Недра, 1984. 263 с.

2. Бровман Я.В. Надшахтные копры. М.: Госгортехиздат, 1961. 235. с.

3. Баклашов И.В., Антонов Г.П., Борисов В.Н. Проектирование зданий и сооружений горных предприятий. М.: Недра, 1979. 365 с.

4. Русских А.Г. Практические аспекты обследования надшахтных копров // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. №9 (51). Ч. 4. С. 17-20.

5. Rojas-Sola J.I., Montalvo-Gil J.M., Castro-Garcia M. 3D modeling and functional analysis of a headframe for mineral extraction // Dyna-Colombia. 2013. Vol. 80. N 181. Р. 118-125.

6. Rojas-Sola J.I., Palomares-Munoz I. 3D modelling and static analysis of a spanish articulated metal headframe for mineral extraction // Dyna-Colombia. 2015. Vol. 90. N 6. Р. 602-607.

7. Rojas-Sola J.I. Evolución histórica y caracterización tipológica-funcional del patrimonio histórico industrial minero español ligado a diferentes procesos del laboreo de minas // De Re Metallica. 2015. Vol. 24. Р. 1-17.

8. Wei F., Wang I.F.R., Wei F. 3D Parametric design for steel headframe of coal mine based on Solidworks // Key Engineering Materials. 2010. Vol. 455. Is. 1. Р. 340-344.

9. Analysis of the mode of deformation of the subpulley structures on shaft sloping headgear structures / V.N. Kushchenko, A.Ye. Nechytailo, Ye.V. Horokhov, J. Hildebrand / 19th International Conference on the Applications of Computer Science and Mathematics in Architecture and Civil Engineering Weimar, Germany / K. Gurlebeck, T. Lahmer and F. Werner (Editors). Weimar, 2012. Р. 1–16.

10. Ross Ian. Goldcorp's Cochenour gold project // Northern Ontario business. 2013. Vol. 33. Is. 12. Р. 14-15.

11. Selection of a rational form for the steel winding tower as a preventive measure to increase its industrial safety / E.G. Kassikhina, Weiguo Qiao, V.V. Pershin, N.O. Butrim / Taishan Academic Forum – Project on Mine Disaster Prevention and Control. China: Atlantis Press. 2014. Р. 1-4.

12. Кассихина Е.Г., Першин В.В., Бутрим Н.О. Новая конструктивная форма надшахтного копра многофункционального назначения // Уголь. 2012. №7. С. 32-35. URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/072012.pdf (дата обращения: 15.12.2019).

13. Кассихина Е.Г. Новая конструктивная форма надшахтного копра многофункционального назначения // Горный журнал. 2017. № 8. С. 56-60. DOI: 10.17580/gzh.2017.08.10.

Иллюстрации

Рис. 1. Конструктивные решения стальных укосных копров: 1 – надшахтный копер; 2 – шкивы подъемной машины; 3 – шахтный ствол; 4 – подкопровая рама

Рис. 2. Конструктивное решение копра многофункционального назначения: 1 - опорное кольцо станка; 2 – цилиндрический станок круглого сечения

Рис. 3. Опорный узел станка копра многофункционального назначения: 1 – закладное кольцо; 2 – опорное кольцо станка; 3 – ребра жесткости; 4 – болты закладного кольца; 5 – устье ствола; 6 – станок копра

Для цитирования

Кассихина Е.Г., Бутрим Н.О. Совершенствование способа опирания стальных укосных копров // Уголь. 2020. №1. С. 51-54. DOI: 10.18796/0041-5790-2020-1-51-54.

Информация о статье

Поступила в редакцию: 04.02.2019

Одобрена рецензентами: 10.07.2019

Принята к публикации: 06.11.2019

РЕЦЕНЗИЯ

на статью: «Совершенствование способа опирания стальных укосных копров», авторы: Кассихина Е.Г., Бутрим Н.О.

Рецензент

Хямяляйнен В.А., доктор техн. наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической и геотехнической механики КузГТУ, Заслуженный деятель науки РФ, председатель диссертационного совета Д 212.102.02 по наукам о Земле.

Актуальность представленной работы обусловлена тем, что в условиях ограничения инвестиций в строительство шахт большое значение имеет продолжительность и трудоемкость их сооружения. Пласты высококачественного угля залегают, как правило, на больших глубинах и требуют проходки вскрывающих вертикальных выработок, в том числе вертикальных стволов. Однако технология и темпы проходки стволов не соответствуют требованиям интенсификации горного производства и сокращения сроков окупаемости инвестиций.

Для решения этой задачи на кафедре «Строительство подземных сооружений и шахт» КузГТУ развивается научное направление по разработке новых подходов к проектированию стальных укосных копров для вертикальных стволов угольных и рудных шахт на основе рациональных конструктивных решений. В рамках этих исследований авторами статьи разработана конструкция копра многофункционального назначения, защищенная пятью патентами.

Научное значение предложенных технических решений заключается в обосновании новых подходов к разработке систем проектирования копров многофункционального назначения.

Практическая значимость заключается в том, что предложенный авторами копер многофункционального назначения, включающий в себя станок круглого сечения, позволит отказаться от традиционного решения подкопровой рамы в виде балочной клетки в пользу новой стальной конструкции в виде закладного и опорного колец коробчатого сечения. Закладное кольцо монтируется на нулевой отметке во время строительства вертикального ствола в процессе возведения бетонной крепи устья. Опорное кольцо служит основанием для установки цилиндрического станка и устанавливается в любое время по мере необходимости.

Преимущества предлагаемого технического решения заключаются в следующем. Расположение опорного кольца в менее агрессивной зоне по сравнению с традиционным вариантом опирания предотвращает преждевременное разрушение опорных элементов станка. Отсутствие элементов подкопровой рамы внутри устья вертикального ствола значительно упрощает монтаж станка и улучшает условия эксплуатации и проведения работ при реконструкции и углубке вертикального ствола.

На основании вышеизложенного, можно сделать вывод, что представленная статья посвящена решению актуальной для угольной и горнорудной промышленности задачи, характеризуется новизной подхода ее решения и подтверждает ее практическую значимость. Статья хорошо структурирована, материал логично и последовательно изложен.

Статья «Совершенствование способа опирания стальных укосных копров» рекомендуется для публикации в журнале «Уголь».