БЕЗОПАСНОСНОСТЬ
Оригинальная статья
УДК 622.272:516.02 © С.В. Черданцев, А.Ю. Ерастов, 2023
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 2-2023 /1164/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2023-2-34-40
Название
Математическое моделирование напряженного состояния в шахтной перемычке, установленной в выработке круглого поперечного сечения
Авторы
Черданцев С.В., доктор техн. наук, главный научн. сотрудник АО «НЦ ВостНИИ», 650002, г. Кемерово, Россия, e-mail: svch01@yandex.ru
Ерастов А.Ю., старший научный сотрудник АО «НЦ ВостНИИ», 650002, г. Кемерово, Россия, e-mail: eractov_a_y@mail.ru
Аннотация
С целью предотвращения распространения теплофизических и газодинамических процессов в рудничной атмосфере угольных предприятиях используются шахтные перемычки. К настоящему времени существует большое разнообразие конструкций шахтных перемычек и технологических схем их возведения. Вместе с тем имеющиеся методики расчета перемычек, на наш взгляд, не отвечают современным требованиям по обеспечению надежности шахтных перемычек. В данной статье предпринята попытка расчета шахтных перемычек на базе фундаментальных положений механики твердого деформируемого тела. В частности, рассматривается осесимметричная краевая задача теории упругости, в ходе решения которой получены формулы для определения компонентов напряженного состояния в шахтной бетонной перемычке, построены графики компонентов напряжений и выявлены некоторые закономерности их распределения в перемычке.
Ключевые слова
Горные выработки, шахтные перемычки, компоненты напряженного состояния, обобщенный закон Гука, осесимметричная задача теории упругости, гиперболические функции и функции Бесселя.
Список литературы
1. Линденау Н.И., Маевская В.М., Крылов В.Ф. Происхождение, профилактика и тушение эндогенных пожаров в угольных шахтах. М.: Недра, 1977. 320 с.
2. ChanyshevA.I. Amethodtodetermineabody’sthermal state // Journal of Mining Science. 2012. Vol. 48. Is. 4. P.660–668.
3. Зыков В.С. О механизме формирования выбросоопасной ситуации в очистном забое угольной шахты // Маркшейдерский вестник. 2016. №5. С.44?48.
4. Черданцев Н.В. Об одном подходе к расчету выброса угля из газоносного пласта, вмещающего геологические нарушения // Безопасность труда в промышленности. 2019. №8. С.13?18.
5. Теплофизические и газодинамические условия протекания процессов дефлаграции и детонации в пылегазовоздушных потоках горных выработок вблизи очагов самонагревания / С.В. Черданцев, П.А. Шлапаков, Е.А. Шлапакови др. // Химическая физика и мезоскопия. 2019. Т. 21. №2. С.179–189.
6. Формирование детонационного процесса при внезапном выбросе газа в горную выработку со сверхзвуковой скоростью / С.В. Черданцев, П.А. Шлапаков, К.С. Лебедев и др. // Горный информационно аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. №7. С.62–73.
7. Kurlenya M.V., Skritsky V.A. Methane Explosions and Causes of Their Origin in Highly Productive Sections of Coal Mines // Journal of Mining Science. 2017. Vol. 53. Is. 5. P. 861–867.
8. Нургалиев Е.И. Обоснование и разработка технологии изоляции пластовых выработок безврубовыми монолитными перемычками с одновременным возведением тампонажных завес: автореф. дисс. … канд. техн. наук. Кемерово: ФГОУ «Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева», 2021. 22 с.
9. КолтуновМ.А., ВасильевЮ.Н., ЧерныхВ.А. Упругость и прочность цилиндрических тел. М.:Высшая школа, 1975. 526 с.
10. Соляник-КрассаК.В. Осесимметричная задача теории упругости. М.:Стройиздат, 1987. 336 с.
11. KolskyH. Stress waves in solids. Oxford, 1953. 192 p.
12. КошляковН.С., ГлинерЭ.Б., СмирновМ.М. Уравнения в частных производных математической физики.М.:Высшая школа, 1970. 712 с.
13. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Линейная алгебра. М.:ФИЗМАТЛИТ, 2005. 280 с.
14. Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В. Решение задач вычислительной математики в Mathcad 12, MATLAB 7, Maple 9. М.:НТ Пресс, 2006. 496с.
Поддержка
Исследование выполнено в рамках комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла «Разработка и внедрение комплекса технологий в областях разведки и добычи полезных ископаемых, обеспечения промышленной безопасности, биоремедиации, создания новых продуктов глубокой переработки из угольного сырья при последовательном снижении экологической нагрузки на окружающую среду и рисков для жизни населения», утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации от 11.05.2022 г. №1144-р.
Для цитирования
Черданцев С.В., Ерастов А.Ю. Математическое моделирование напряженного состояния в шахтной перемычке, установленной в выработке круглого поперечного сечения // Уголь. 2023. № 2. С. 34-40. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-2-34-40.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 12.12.2022
Одобрена рецензентами:25.12.2022
Принята к публикации: 26.01.2023
