Обеспечение безопасности работы шахтных подъемов в стволах при сложных горно-геологических и горнотехнических условиях

• Дата: 2014
• Автори: Ильин, С.Р., Радченко, В.К., Адорская, Л.Г., Самуся, С.В., Ильина, И.С., Ильина, С.С
• Формат: Стаття
• Мова: Russian
• Опубліковано: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2014
• Назва видання: Геотехнічна механіка
• Онлайн доступ: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137473
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Обеспечение безопасности работы шахтных подъемов в стволах при сложных горно-геологических и горнотехнических условиях / С.Р. Ильин, В.К. Радченко, Л.Г. Адорская, С.В. Самуся, И.С. Ильина, С.С. Ильина // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2014. — Вип. 119. — С. 157-185. — Бібліогр.: 22 назв. — рос.

В статье приведены результаты анализа потенциально неустойчивых динамических процессов в звеньях механических систем шахтных подъемных установок. Показано, что из-за деградации оборудования ствола, при длительной эксплуатации в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях, рассмотренные процессы могут приводить к существенному снижению уровня безопасности работы систем «сосуд – армировка» вертикальных стволов. Показано, что шахтная подъемная установка является многосвязной полиосцилляторной динамической системой. В ее силовой передаче все динамические процессы энергетически взаимосвязаны между собой. При длительной эксплуатации повышенный износ и нарушение проектных параметров звеньев в определенных условиях вызывают внутренние или внешние резонансы с возбуждением ударно-циклического взаимодействия подъемных сосудов с армировкой аварийно опасного уровня. Источниками таких резонансов являются механические процессы взаимодействия барабана подъемной машины с головными канатами, отклонения геометрических и физико-механических параметров армировки от проектных значений, эксцентриситет подъемного сосуда, несоответствие параметров направляющих устройств сосуда и диаграммы скорости подъема условиям минимизации динамических нагрузок на армировку в условиях конкретного грузоподъемного отделения. В статье приведены результаты исследований, показывающие, что на протяженном участке в средней части ствола, где частоты вертикальных колебаний сосудов 2-х концевой подъемной установки становятся близкими по значению, возникает интенсивный энергетический обмен между колебаниями поднимающейся и опускающейся ветвей канатов через шкив подъемной машины. Он вызывает рост амплитуд горизонтальных колебаний подъемных сосудов и провоцирует ударный режим взаимодействия сосуда с армировкой. К такому же эффекту приводит нарушение цилиндрической формы ведущего шкива подъемной машины вследствие внешнего резонанса. Наличие резких изгибов на переходных участках диаграммы скорости подъема так же повышает горизонтальные нагрузки на армировку из-за создания знакопеременного вертикального ускорения сосуда. Это явление имеет наибольшую интенсивность при аварийном торможении подъемной машины. В стволах с нарушенной геометрией в зоне сдвижения горных пород сочетание глобальных протяженных отклонений от вертикали со знакопеременными отклонениями на коротких участках, сравнимых по длине с 2 – 3 длинами сосуда, неоптимальный выбор жесткости роликовых направляющих вызывают одностороннее поджатие башмаков к проводникам. Это резко интенсифицирует ударное взаимодействие сосудов с армировкой из-за учащения встречи башмаков с набегающими гранями рабочих поверхностей искривленных проводников. Процесс может иметь характер лавинообразного нарастания ударных нагрузок на коротких участках ствола. Одновременное возникновение описанных негативных взаимодействий звеньев на участке ствола с изношенной армировкой может стать причиной спонтанного ускорения ее деградации, накопления усталостных повреждений несущих конструкций сосуда и первопричиной аварии с тяжелыми материальными последствиями. В статье обоснован ряд технических мероприятий по снижению уровня аварийной опасности стволов, находящихся в длительной эксплуатации в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях.