ШАХТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
Оригинальная статья
УДК 622.673.2 © Е.Г. Кассихина, Н.А. Русакова, 2022
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 10-2022 /1159/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2022-9-55-59
Название
Определение рациональной формы укосины для стальных укосных копров многофункционального назначения
Авторы
Кассихина Е.Г., канд. техн. наук, доцент кафедры «Строительство подземных сооружений и шахт» ФГБОУ ВПО «КузГТУ им. Т.Ф. Горбачева», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: kalena-07@mail.ru
Русакова Н.А., 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
Аннотация
Существующие расчеты конструктивных элементов укосных стальных надшахтных копров включают в себя расчет укосины, который сводится к определению внутренних усилий с последующими проверками по предельным состояниям по аналогии с балками постоянного сечения. Так как изгибающие моменты обычно меняются по длине укосины неравномерно, подбирая ее сечение по наибольшему изгибающему моменту, получают излишний запас материала во всех сечениях укосины, которому соответствует максимальное значение момента. Такой подход не позволяет получить конструкцию минимальной материалоемкости. Для получения рационального сечения укосины нужно стремиться к тому, чтобы по возможности наибольший объем материала работал при напряжениях, равных допускаемым или близким к ним. В предложенной укосине переменного по высоте сечения эффективность достигается оптимизацией его размеров в соответ-
ствии с эпюрами внутренних усилий. При этом параметры полученного сечения должны удовлетворять условию равнопрочности растянутой и сжатой зон при изгибе. Для конструкции из стали, материала, одинаково работающего на растяжение и сжатие, условие равнопрочности выполняется для сечений, симметричных относительно нейтральной оси. К таким сечениям относится сечение в форме симметричного двутавра либо близкого к нему по критерию рациональности, так называемое коробчатое сечение, в которых большая часть материала сосредоточена в зонах, максимально удаленных от нейтральной оси. Предложенный подход по оптимизации параметров укосины позволяет получить эффективную конструкцию, обладающую минимальной площадью и максимальными значениями осевых моментов инерции при заданной нагрузке, т. е. конструкцию минимальной материалоемкости при соблюдении условий прочности.
Ключевые слова
Стальные укосные копры, стальные укосные копры многофункционального назначения, построение рациональной формы укосины.
Список литературы
1. Русских А.Г. Практические аспекты обследования надшахтных копров // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. № 9 (51). Часть 4. С. 17-20. DOI: 10.18454/IRJ.2016.51.103.
2. Butler D.W., Schneyderberg A.C. Headframe selection – steel vs. concrete // Mining Congress Journal. 1982. 7(1). 15.
3. Edwards F.A. Hoisting systems. SME Mining engineering handbook [M]. Society for Mining, Metallurgy and Exploration, 1992. Vol. 2.
4. R ojas-Sola J.I., Montalvo-Gil J.M., Castro-Garcia M. 3D modeling and functional analysis of a headframe for mineral extraction // Dyna. 2013. Vol. 181. Р. 118-125.
5. Nechytailo A.Ye., Horokhov Ye.V., Kushchenko V.N. Analysis of the mode of deformation of the sub-pulley structures on shaft sloping headgear structures / 18th International Conference on the Application of Computer Science and Mathematics in Architecture and Civil Engineering 1. Weimar. 2009.
6. H artman H.L., Mutmansky J.M. Introductory Mining EngineeringJohn Wiley and Sons. 2002. 592 p.
7. H artman H.L., Britton S.G., Mutmansky J.M. SME Mining Engineering Handbook , Society for Mining, Metallurgy and Exploration.
8. R oss I. Goldcorp going electric with Chapleau gold mine. Northern Ontario Business. 2016. URL : http://www.mining.com/web/goldcorp-going-electric-with-chapleau-gold-mine (датаобращения 15.09.2022).
9. R ojas-Sola J.I., Palomares-Mu?oz I. 3D modelling and static analysis of a Spanish articulated metal headframe for mineral extraction // Dyna. 2015. Vol. 6. 602 p.
10. Kelly L. Historical end. Northern Ontario business [J]. 2014. Vol. 34(3). P. 31.
11. R euther Ernst-Ulrich. Einf?hrung in den Bergbau. Essen: Auflage Verlag Gl?ckauf GmbH, 1992.
12. R euther Ernst-Ulrich. Lehrbuch der Bergbaukunde. Essen: Auflage, VGE Verlag GmbH, 2010. Vol. 1.
13. Ernst R. W?rterbuch der Industriellen Technik. Wiesbaden, 1989.
14. КассихинаЕ.Г. Новаяконструктивнаяформанадшахтногокопрамногофункциональногоназначения // Горныйжурнал. 2017. № 8. С. 56-60.
15. Selection of a Rational Form for the Steel Winding Tower as a Preventive Measure to Increase its Industrial Safety / E.G. Kassikhina, Qiao Weiguo, V.V. Pershin et al. / Taishan Academic Forum – Project on Mine Disaster Prevention and Control 1. Atlantis Press. 2014.
16. Kassikhina E.G., Pershin V.V., Glazkov J.F. New Technical Solution for Vertical Shaft Equipping Using Steel Headframe of Multifunction Purpose // E3S Web of Conferences. 2017. Vol. 21. P. 01007.
Для цитирования
Кассихина Е.Г., Русакова Н.А. Определение рациональной формы укосины для стальных укосных копров многофункционального назначения // Уголь. 2022. № 10. С. 55-59. DOI: http:// dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2022-10-55-59
Информация о статье
Поступила в редакцию: 17.08.2022
Одобрена рецензентами:30.08.2022
Принята к публикации: 26.09.2022
