книги из ГПНТБ / Баклашов, И. В. Расчет, конструирование и монтаж армировки стволов шахт

изменение лобовой (а) и боковой (б) жесткости проводников в скипо­ вом стволе шахты «Мушкетовская-Заперевальная» № 2 (в настоящее время переименована в шахту им. газеты «Социалистический Дон­ басс») [29] и в скиповом стволе шахты «Октябрьская» рудоуправле­ ния им. Коминтерна, замеренное ИГМиТК [10].

Гармонический анализ натурных замеров жесткости проводников на шахтах Донбасса и Кривбасса показывает, что функции факти­ ческой лобовой и боковой жесткости на участке между ярусами можно с достаточной степенью точности аппрокбимировать тригоно­ метрическим рядом

і=0

При этом в разложении функции лобовой жесткости (11.57) достаточно'ограничиться первыми двумя членами, а в разложении функции боковой жесткости (11.58) — первыми тремя членами.

Ниже для примера представлена аппроксимация фактической лобовой и блоковой жесткости проводника № 2 шахты «Октябрьская» (рис. 52):

Установка для парных проводников в середине пролета скобстяжек существенно влияет только на лобовую жесткость проводни­ ков [29] и приводит к увеличению свободного члена и коэффициента при члене і = 2 в разложении (11.57). Амплитуда гармоники і — 1 значительно уменьшается. Например, на рис. 53 показан . график изменения фактической лобовой жесткости свободного 2 и усилен­ ного скобами-стяжками 1 проводника на участке между двумя сосед­ ними ярусами. Ниже приводится разложение функций лобовой жесткости указанных проводников:

свободного

Cnpp(z)=1250 + 9 9 c o s - ^ - l , 7 c o s 2 - ^ - H , 7 c o s 4 ^ +

71

а

Су ,кгс/см

Рис. 51. Изменение поперечной жесткости проводника по глу­

бине скипового ствола шахты «Мушкетовская-Заперевальная»

№ 2

а

Рис. 52. Изменение поперечной жесткости проводника по глубине скипового ствола шахты «Октябрьская» рудоуправления им. Ко­ минтерна

Су,кгс/сн

г о о о

1000.

Рис. 53. Изменение лобовой поперечной же­ сткости проводника при установке скоб-стя­ жек в середине пролета между ярусами

В этом случае необходимо учитывать три члена в разложении функ­ ции лобовой жесткости.

Сравнительный гармонический анализ жесткости одного и того же проводника для различных участков ствола обнаруживает изме­ нение коэффициентов разложений по глубине. Указанное изменение

В качестве иллюстрации высказанных положений в табл. 7 при­

ВНИИОМШСом (кружками обозначена нарушенная заделка). Схема яруса показана на рис. 54.

Так как по натурным замерам охарактеризовать точно степень заделки концов расстрелов не представляется возможным, были зафиксированы только два положения — ненарушенная заделка и нарушенная заделка (разрушение бетона, наличие укороченного расстрела, разрушение болтового соединения), которую можно счи-. тать шарнирной.

Данные таблицы свидетельствуют о следующем: около половины сопряжений нарушено, наиболее нарушенными являются заделки несущих расстрелов (2, 3, 4, 8, 7,6) ив первую очередь стыки (6, 7, 8) несущих расстрелов с центральным расстрелом.

73

74

О скорости разрушения заделки концов расстрелов можно судить по тому факту, что на некоторых шахтах Донбасса перезаделка концов расстрелов производилась по всему стволу уже после 2— 5 лет после начала эксплуатации.

Таким образом, фактические замеры жесткости элементов армировки подтверждают принятую гипотезу о шарнирном опирании кон­ цов расстрелов и периодический характер функций лобовой и боко­ вой жесткости проводников. Дополнительной иллюстрацией сфор­ мулированного положения является график фактической лобовой жесткости (рис. 55, а) одного из проводников в скиповом стволе шахты «Мушкетовская-Заперевальная» № 2 [29] и соответствующий

Су/Ср

Рис. 55. Графики фактической и расчетной лобовой жесткости про­ водника в скиповом стволе шахты «Мушкетовская-Заперевальная» № 2

график расчетной лобовой жесткости (рис. 50, б) этого проводника, построенный по формуле (11.50) в предположении шарнирного опирания концов расстрелов.

§ 11. Деформационные свойства системы «подъемный сосуд — армировка» *

Движущийся подъемный сосуд, контактируя с проводниками армировки и обладая определенной податливостью, также деформи­ руется. Поэтому колебания подъемного сосуда и величины эксплу­ атационных нагрузок на армировку зависят от жесткости системы «проводник — направляющее устройство — подъемный сосуд», элементы которой соединены последовательно. Так как жесткости подъемного сосуда и направляющего устройства не зависят от коор­ динаты z, приведенная жесткость системы сохраняет периодический характер поперечной жесткости проводников Спр (z) и определяется выражением

где Сл — жесткость направляющего устройства; СП.с — жесткость подъемного сосуда.

* § 11 написан совместно с В. Н. Борисовым.

75

Для дальнейших расчетов целесообразно ввести функции отно­ сительной жесткости элементов системы

Жесткость направляющего устройства Ca может быть вычислена теоретически в зависимости от его конструкции или определена эксрериментально. Для жестких направляющих устройств следует полагать (Сн )-1 = 0. При оборудовании подъемного сосуда ролико­ выми направляющими устройствами для ограничения его колебаний устанавливаются предохранительные жесткие лапы скольжения, по которым обычно рекомендуется производить динамический расчет системы. В этом случае также следует полагать (Сн )_1 = 0. Жесткость

ментов остова рамы подъемного сосуда относительно горизонтальной оси, нормальной к направлению кон­ тактной нагрузки (при деформировании сосуда лобовыми нагрузками принимаем Jv.cx, боковыми нагрузками —

/р . с у)-

Сучетом (Сн)"1 == 0 выражение (11.63) преобразуется к виду

Сделаем несколько замечаний о величине параметра а в существу­ ющих и проектируемых конструкциях жесткой армировки.

Исследования различных схем армировки скиповых и клетевых стволов, разработанных Кривбасспроектом (1964—1965 гг.), Южгипрошахтом (1968—1969 гг.) и Гилроцветметом, дают основания полагать, что в лобовой плоскости параметр

76

Т аблица

77

Значения коэффициентов Ат (а), зависящих от величины пара­ метра а согласно (11.40) и в конечном итоге определяющих функцию жесткости проводников Спр (z), приведены в табл. 8.

По данным табл. 8 на рис. 56 приведены некоторые примеры изменения поперечной жесткости проводников в пределах одного шага армировки с однородными параметрами (£ = т] = 0). Из при­ веденных примеров видно, что Cnp(z) является периодической функцией по глубине ствола и ее глубина модуляции увеличивается с уменьшением параметра а. Согласно (11.68) и (11.69) приведенные на рис. 56 графики при а > 0,1 иллюстрируют лобовую поперечную

Рис. 56. Изменение поперечной жесткости проводника в пределах од­ ного шага армировки в завнспмости от величины параметра а

жесткость проводников, а графики при а <Z 0,1 — боковую попе­ речную жесткость проводников.

Привести аналогичное графическое изображение поперечной же­ сткости проводников для армировки с неоднородными параметрами (I =£ 0, т] =ь 0) не представляется возможным. Тем не менее совер­

Учитывая периодический характер функций /*, /| и /^, предста­ вим выражение для поперечной жесткости системы (11.66) в виде тригонометрического ряда. Гармонический анализ (11.66), а также гармонический анализ натурных замеров поперечной жесткости проводников [29] показывают, что в разложении регулярной соста­ вляющей жесткости системы достаточно удержать первые три члена, а в разложении флюктуационной составляющей — первые два члена. Тогда, ограничиваясь линейным приближением для коэффициентов

78

при гармонических и флюктуациониых членах, получим следующее выражение для поперечной жесткости системы:

~<?„. I

где через а* в отличие от а обозначен приведенный безразмерный параметр, определяемый но формуле

(И.75)

Из выражения (11.70) при абсолютно жесткой конструкции подъемного сосуда, когда (Сп.с )-1 = 0 , получаем соответствующее разложение в тригонометрический ряд поперечной жесткости проводников:

(j = 0,1; 7 = 0,1) — коэффициенты ряда (11.76), зависящие от без­ размерного параметра а.

Величины коэффициентов Rt, R%k+j, R‘nk+I^ необходимые для определения (11.71), (11.72), (11.73) и (11.74), были вычислены и

79

\

Рис. 57. Графики изменения коэффициентов Ri (і = 0, 1, 2) в зависимости от

величины параметра а в интервале 0 ^ а ^ 1,0

Рис. 58. Графики изменения коэффициентов Ri (і = 0, 1, 2) в зависимости от величины параметра а в интервале 0 ^ а ^ 0,2

V