Файл: Баклашов, И. В. Расчет, конструирование и монтаж армировки стволов шахт.pdf

Приведенные выражения для расчета армировки по предельным состояниям показывают, что основной характеристикой нормальной эксплуатации армировки является ее долговечность, которую в даль­ нейшем будем обозначать через Т. Под долговечностью армировки Т следует понимать срок службы, по истечении которого необходимо произвести капитальный редюит армировки с заменой ее отдельных эледгентов. Совершенно не значит, что по истечении срока службы Т наступает полное разрушение всех элементов ардшровки. Для раз­ работки рекодіендаций по назначению проектной долговечности ардш­ ровки необходимо оценить надежность и связанную с ней долговеч­ ность эледіентов ардшровки действующих стволов шахт [65].

Работоспособность ардшровки действующих шахт наиболее полно характеризуется надежностью PQ(t), которая является функцией вредіени эксплуатации и определяется как вероятность безаварий­ ной работы ардшровки в течение данного периода эксплуатации. Для суждепия о надежности ардшровки в целоді необходидю знать надежность отдельных ее эледіентов (проводников, расстрелов, со­ пряжений и т. д.). Ниже приводится оценка надежности проводников и расстрелов по результатаді натурного обследования ардшровкп действующих стволов шахт.

В 1963 г. ВНИИОМШСоді были обследованы ардшровки на 63 стволах шахт Донбасса [4]. Результаты обследования сведены в табл. 17, где указано число стволов, в которых был зафиксирован определенный срок службы проводников и расстрелов (основной

Исследования показывают, что для описания надежности эле­ ментов ардшровки в садюді общеді случае целесообразно использо­

199

На основании анализа данных табл. 17 в первом приближении

где X определяется по данным табл. 17.

Так, если замена элементов армировки не производилась (число отказов п = 0), получаем: для расстрелов X = 0,1, для проводников X = 0,2. В табл. 18 (строки 1 и 2, 5 и 6) теоретические надежности Р0 (t), вычисленные по формуле (V.103), сопоставлены с соответст­ вующими эмпирическими надежностями Р* (t), вычисленными по данным строк 1 и 2 табл. 17.

При выходе из строя отдельные элементы заменяются новыми. В этой связи представляет интерес вероятность того, что за время t от начала эксплуатации произойдет п отказов, т. е. п раз будут меняться соответствующие элементы армировки. При использовании

Результаты вычислений по формуле (V.105) сопоставлены в табл. 18 (строки 3 и 4, 7 и 8) с эмпирическими вероятностями Р* (t), построенными по данным строк 2 и 4 табл. 17.

Из выражений (V.103) и (V.105) можно получить формулу для среднего времени жизни элемента

и формулу для функции восстановления

которая определяет среднее число замен элементов за время от на­ чала эксплуатации. Учитывая ранее найденную по данным табл. 17 величину X = 0,1 (для расстрелов) и X = 0,2 (для проводников), приходим к следующим выводам на основании формул (V.106) и

200

(V.107). Средний срок службы расстрелов Т = 10 лет, проводни­

Сравним найденную фактическую долговечность с долговечностью элементов армировки действующих шахт, вычисленной на основе принятой гипотезы о суммировании усталостных повреждений. С этой целью решим неравенство (У.82) относительно t и получим

где. Т — долговечность элементов армировки из условия накопле­ ния усталостных повреждений.

Положим R.d = = 0,5R и кв = 0,5-ІО'6 и, кроме того, учтем, что элементы армировки (проводники, расстрелы) действую­ щих шахт рассчитаны по допускаемым напряжениям, которые обычно назначаются равными 7? (О) = 0,77?. Максимальные напряжения в элементах армировки к моменту наступления предельного состоя­ ния можно положить R (Т) = 0,997?, учитывая, что определяется верхняя граница для долговечности армировки. Тогда, вычислив

армировки действующих шахт из условия накопления усталостных повреждений удовлетворительно согласуется с фактической долго­ вечностью. Следует подчеркнуть, что низкая долговечность элемен­ тов армировки действующих шахт объясняется в первую очередь

201

нерациональными проектными решениями и некачественным произ­ водством монтажных работ. При расчете армировок стволов проекти­ руемых шахт, очевидно, целесообразно ориентироваться на долго­ вечность отдельных элементов не меиее Т = 10 лет. В конечном итоге проектная долговечность должна назначаться по техникоэкономическим соображениям с учетом капитальных и эксплуата­ ционных затрат на армировку.

§ 23. Расчет армировки с постоянным шагом на эксплуатационные нагрузки

Расчет -армировки с постоянным шагом на эксплуатационные нагрузки заключается в определении сечений основных элементов (проводников и расстрелов) и величины шага армировки. Исход­ ными данными для расчета являются параметры подъема, конструк­ тивные параметры ствола, армировки и подъемных сосудов, монтаж­ ные и эксплуатационные параметры армировки и расчетные характер риртпки материалов. Ниже приводится подробное перечисление необходимых исходных данных и принятые обозначения.

Параметры подъема: годовая производительность подъема по стволу А (т/год); тип подъема (одноканатный, многоканатный); число подъемных сосудов в стволе; вес порожнего подъемного сосуда Gc (кгс); вес полезного груза G0 (кгс); максимальная тахограммная скррость движения груженого подъемного сосуда ѵ (см/с); максималь­ ное тахограммное ускорение подъема а (см/с2); высота подъема Н (м).

Конструктивными параметрами ствола являются диаметр ствола ^ в свету, материал и конструкция крепи.

Конструктивными параметрами армировки являются проектная схема яруса армировки с указанием основных размеров по осям эле­ ментов; размещение габаритов подъемных сосудов и противовесов в сечении ствола с указанием необходимых зазоров, допускаемых Правилами безопасности.

Конструктивными параметрами подъемных сосудов являются:

моменты инерции груженого подъемного сосуда относительно цент­ ральных осей Jx, Jу, Jz (кгс-см-с2); расстояния по вертикали 1± и Z2 (см) от центра тяжести подъемного сосуда до горизонтальных пло­ скостей, проходящих соответственно через верхние и нижние напра­ вляющие устройства, или расстояние (^-t- Z2), и величина эксцентри­ ситета центра тяжести сосуда е, необходимые для определения Zx и Z2 по формулам (1.11) и (1.12); расстояние по горизонтали d (см) от центра тяжести подъемного сосуда до вертикальных плоскостей, параллельных несущим расстрелам и проходящих через точки кон­ такта боковых направляющих устройств с проводниками; расстоя­