Файл: Добжанский Н.Е. Штанговая крепь на криворожский рудниках.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.04.2024

Просмотров: 25

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Штанга с распорной головкой

Клиновые штанги с клином

Клиновые штанги с клином

Рис. 4. Величина усилий выдергивания штанг из скважин в зависимости от способа их закрепления

о

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

Результаты лабораторных испытаний штанг с замками различной конструкции

 

 

 

 

 

 

Нагрузка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выдерги­

 

 

 

 

 

Тип головки (замка) штанги

Диаметр

Диаметр

вания или

 

 

Примечание

 

 

штанги, мм

скважины,

разру­

 

 

 

 

 

 

 

мм

шения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

штанги,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

Распорная с

конусной головкой

25

45

15,5

Натяжение штанг измеряли динамометром.

 

 

 

 

Испытания вели тарированным гаечным клю­

То же

 

25

46

чом. При испытании сорвало резьбу штанги

 

5

Головка штанги прошла через распорную

 

 

 

 

гильзу из-за большого диаметра скважины

»

 

25

46

10

Головка штанги прошла через распорную

 

 

 

 

гильзу из-за большого диаметра скважины

п

 

25

42

11

Штанга разорвана по резьбе

 

 

 

 

25

44

8,3

Замок не расклинился, так как распорная

 

 

 

 

гильза была разрезана автогеном и

заусеницы

 

 

25

44

внедрялись в конусную часть штанги

Распорная канатная штанга с конусной

19,5

Штанга разорвана по резьбе

 

 

Три пряди

44

7,7

Канат проскальзывал в шайбе с конусным

головкой и

шайбой с конусным от­

с канатом

 

отверстием и

конусным клином

 

 

верстием и

конусным клином

0 36 мм,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГОСТ

 

 

 

 

 

 

 

То же

 

3079-46

44

15,6

Канат при

увеличении нагрузки

втягивался

 

То же

 

 

 

 

в

шайбу с конусным отверстием

вместе с ко­

 

 

 

 

нусным клином.

Проскальзывания

замка .не

Распорная с

 

 

 

было

 

 

 

 

клиновой головкой

23,5

46

15,4

Штанга разорвана по линий АА

распорных

То же

 

23,5

46

10,5

Головка штанги выдернулась

из

 

цилиндр ической голов-

 

 

плашек (большой диаметр скважин)

 

Распорная с

25

45

15,4

Раскололся

бут

гранита

 

 

кой и клином

 

 

 

 

 

 

 

 


В результате лабораторных испытаний пришли к заключе­ нию, что наиболее рациональны конструкции штанг с цилиндри­ ческой и конусной головками.

Рис. 5. Клиновая штанга из

Рис. 6. Штанга с

конусной

головкой

трубы:

 

и гильзой:

 

1 — штанга; 2 — клин

/—штанга

с распорной конусной голов

 

кой; 2 — разрезная

коническая

гильза;

 

3— опорная

плитка;

4 — шайба;

5 — гайка

Кроме лабораторных испытаний, НИГРИ проводил испыта­ ния в производственных условиях с целью определения прочно­ сти закрепления штанг в скважинах, пробуренных в мягких и средней крепости породах, с коэффициентом крепости 6 и ниже по шкале проф. Протсдьяконова. При этих испытаниях приме­ няли усовершенствованный Н. Е. Добжанским гидравлический пресс-динамометр конструкции А. Ф. Скобкина, общий вид которого показан на рис. 8. Обычная схема испытаний штанго-

2*

И

вой крепи таким динамометром в сочетании с электродинамо­

метром изображена на рис. 9.

Усовершенствованный пресс-динамометр был изготовлен

экспериментальными мастерскими НИГРИ и испытан

на

на­

 

 

 

грузку 30 т. Максималь­

 

 

 

ная

нагрузка

в

процессе

 

 

 

испытаний в шахтных ус­

 

 

 

ловиях достигала 18 т.

 

 

 

Конструкция пресс-дина -

 

 

 

мометра

оказалась

впол­

 

 

 

не

надежной.

 

 

испы­

 

 

 

Промышленные

 

 

 

тания

штанговой

крепи в

 

 

 

породах мягких и средней

 

 

 

крепости

 

проводили

па

 

 

 

шахтах

 

«Центральная»

 

 

 

рудника

 

«Ингулец»

и

 

 

 

«Гигант» рудника им.

 

 

 

Дзержинского.

 

 

 

 

 

 

 

Испытывали

штанги

 

 

 

распорного

типа

длиной

 

 

 

1,5—1,8 м с цилиндриче­

 

 

 

ской

головкой

длиной

 

 

 

150

 

мм

 

и

диаметром

 

 

 

40 мм. В ходе испытаний

 

 

 

определяли величину сме­

 

 

 

щения штанг в скважине.

 

 

 

Предварительно

проверя­

 

 

 

ли величину первоначаль­

 

 

 

ного

натяжения,

которая

 

 

 

изменялась

для

разных

 

 

 

штанг от 0,5 до 2,0 т в

 

 

 

условиях шахты «Цент­

 

 

 

ральная» и от 2

до 4,8 г

 

 

 

в условиях

шахты

 

«Ги­

 

 

 

гант».

 

 

 

 

 

 

Рис. 7. Штайга с цилиндрической головкой

 

Результаты испытаний

и клином:

 

графически

изображены

I — клин; 2 — головка;

3 — штанга;

4 — опорная на

рис.

10

и

11,

из

кото­

к.-’итка размером 150

X 150 X 10 мм\

5—шайба;

рых

видно,

что

обычно

6 — гайка

 

 

 

 

штанги

начинают

 

сме­

щаться после повышения усилий выдергивания штанг из сква­ жин до определенного для каждой штанги максимума. Затем смещение штанги в скважине идет при снижении усилий выдер­ гивания, причем снижение нагрузки наблюдается либо сразу, либо через некоторое время после достижения максимального

значения. Такое явление характерно для штанг, установленных в породах малой крепости, когда прочность закрепления штанг

12


меньше временного сопротивления штанг на разрыв. В породах относительно крепких, где возможно прочное закрепление штанг в скважинах, снижения нагрузки после достижения максималь­ ной величины не наблюдается. В таких случаях разрушение штанг наступает при усилиях меньших, чем прочность закреп-

Сметение замка штанги

Рис. 10. Динамика изменения величины смещения штанг в скважинах в за­ висимости от усилий выдергивания штанг (рудник «Ингулец»):

Блок 9.

штрек 1:

/ — штанга под углом 80° к

плоскости напластования

пород;

2 — штан­

га параллельно

слоистости. Блок 13, штрек 2:

1 — штанга

под

углом 80°

к

плоскости

напластования пород с длиной замка 125

мм-,

2 — штанга

под углом

80°

к

напластова­

нию с

длиной

замка 300 мм. Блок 5:

1 — штанга

под

углом

60°

к

напластованию:

 

 

2 — штанга, заложенная

параллельно

напластованию

 

 

 

 

ления штанг в скважинах. Если скважина пересекает слои с разной крепостью, величина усилий выдергивания штанги из­ меняется в зависимости от крепости слоя, по которому переме­

щается замок выдергиваемой штанги.

С повышением крепости пород, при прочих равных условиях, возрастает прочность закрепления штанг в скважинах и умень­ шается величина смещения штанг. Так, максимальное усилие выдергивания штанги в блоке 5 шахты «Центральной», в дже­ спилитах с коэффициентом крепости 2—3, равнялось 1,5 т при смещении штанги на 36 мм, тогда как для штанги, установлен­ ной в гематито-мартитовых рудах с коэффициентом крепости

14


3—5, максимальное усилие выдергивания составило 11,9 т при смещении штанги на 65 мм. Максимальное усилие выдергива­ ния штанги в плотных гидрогематито-мартитовых рудах с коэф­ фициентом крепости 4—6 выразилось в 1,94 т при смещении штанги на 43 мм.

Рис. 11. Динамика изменения величины смеще­ ния штанг в скважинах в зависимости от усилий

 

выдергивания штанг

(рудник им.

Дзержинского):

 

 

1, 2, 3, 4 и 5 — штанги,

заложенные соответственно

па-

 

 

иаллельно слоистости пород под углом к плоскости на­

 

 

пластования 30, 45, 60 и 90°

 

 

не

Исследования показали, что прочность закрепления зависит

только от крепости пород, но и от угла установки

штанг

по

отношению к плоскости

напластования. Чем

больше

этот

угол, тем выше прочность

закрепления

штанг в

скважинах и

тем меньше величина их смещения. Так, в штреке 2 блока 9

максимальная прочность закрепления штанги, установленной

под углом

80° к плоскости напластования пород,

составила

11,9 т при смещении штанги на 67 мм, тогда как в

штанге, уста­

новленной

параллельно плоскости напластования,

эта

величина

15