Безопасное использование замковых соединений арочной податливой крепи
Целью исследований является изучение работы замковых соединений арочной податливой крепи из спецпрофиля. Проанализированы деформации замковых соединений в шахтных условиях в виде их перекоса и отрыва. Для углубления понимания работы замковых соединений проведены стендовые испытания. Они заключалис...
Gespeichert in:
| Datum: | 2016 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2016
|
| Schriftenreihe: | Геотехнічна механіка |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137605 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Безопасное использование замковых соединений арочной податливой крепи / Ю.М. Халимендик, А.С. Барышников, В.Ю. Халимендик // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 61-69. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-137605 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1376052018-06-18T03:08:15Z Безопасное использование замковых соединений арочной податливой крепи Халимендик, Ю.М. Барышников, А.С. Халимендик, В.Ю. Целью исследований является изучение работы замковых соединений арочной податливой крепи из спецпрофиля. Проанализированы деформации замковых соединений в шахтных условиях в виде их перекоса и отрыва. Для углубления понимания работы замковых соединений проведены стендовые испытания. Они заключались в нагружении на прессе прямолинейного отрезка крепи из спецпрофиля СВП с узлом податливости. Установлено, что при работе замкового соединения чередуется взаимное сцепление и скольжение элементов податливого узла с перекосом скоб. Резкий переход из сцепления в скольжение сопровождается скачком скоб с искрообразованием. Теоретические исследования показали, что температура и время жизни искр достаточны для воспламенения метановоздушной смеси. Таким образом, впервые практически доказано, что арочная податливая крепь может послужить источником аварии в горной выработке. Для исключения искрообразования предложена усовершенствованная конструкция замка податливости, устраняющая его перекос. Новая конструкция включает в себя фиксирующую планку, устанавливаемую между скобой и элементом крепи. Результаты испытаний замков с фиксирующей планкой подтвердили эффективность предложенного решения – достигнута плавная рабочая характеристика крепи без резких смещений скоб и искрообразования. Метою досліджень є вивчення роботи замкових з'єднань аркового податливого кріплення зі спецпрофілю СВП. Проаналізовані деформації замкових з'єднань у шахтних умовах у вигляді їх перекосу й відриву. Для поглиблення розуміння роботи замкових з'єднань проведені стендові випробування. Вони полягали в навантаженні на пресі прямолінійного відрізка кріплення зі спецпрофілю СВП з вузлом податливості. Встановлено, що при роботі замкового з'єднання чергується взаємне зчеплення й ковзання елементів податливого вузла з перекосом скоб. Різкий перехід зі зчеплення в ковзання супроводжується стрибком скоб з іскроутворенням. Теоретичні дослідження показали, що температура й час життя іскор достатні для запалення метаноповітряної суміші. Таким чином, уперше практично доведено, що аркове податливе кріплення може послужити джерелом аварії у гірничий виробці. Для виключення іскроутворення запропонована вдосконалена конструкція замка податливості, що усуває його перекіс. Нова конструкція містить у собі фіксуючу планку, що встановлюється між скобою й елементом кріплення. Результати випробувань замків з фіксуючою планкою підтвердили ефективність запропонованого рішення – досягнута плавна робоча характеристика кріплення без різких зміщень скоб і іскроутворення. The purpose of this research is to investigate operation of joint clamps in the arch yielding supportы made of special V-shape profile SVP. The joint clamps bending deformation and breakaway in the mine conditions are analyzed. On order to better understand operation of the joint clamps, the bench tests were conducted with using hydraulic press for loading a line segment of the v-shape profile support with yielding joint. It is found that when a yielding joint operates, the adhesion and slipping of its elements are interchanged, and the joint clamps are bended. The abrupt transition from the adhesion to the slipping is accompanied by jumping of the bended clamps and spark generation. The theoretical studies have shown that the spark temperature and life-time are enough to ignite a methane-air mixture. Thus, it is practically proved that the arch yielding support can be a source of an accident in the mine. To exclude spark generation, an improved design of the joint clamp is proposed, which prevents the clamp from bending. The new design includes a clamping plate, which is installed between the joint clamp and the support element. Results of bench testing of the joint clamps with a clamping plate confirm effectiveness of the proposed solution: a smooth operating characteristic of support without sudden jump of the clamps and spark formation is achieved. 2016 Article Безопасное использование замковых соединений арочной податливой крепи / Ю.М. Халимендик, А.С. Барышников, В.Ю. Халимендик // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 61-69. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137605 622.28.04:622.81 ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Целью исследований является изучение работы замковых соединений арочной податливой крепи из спецпрофиля. Проанализированы деформации замковых соединений в шахтных условиях в виде их перекоса и отрыва. Для углубления понимания работы
замковых соединений проведены стендовые испытания. Они заключались в нагружении на
прессе прямолинейного отрезка крепи из спецпрофиля СВП с узлом податливости. Установлено, что при работе замкового соединения чередуется взаимное сцепление и скольжение
элементов податливого узла с перекосом скоб. Резкий переход из сцепления в скольжение
сопровождается скачком скоб с искрообразованием. Теоретические исследования показали,
что температура и время жизни искр достаточны для воспламенения метановоздушной смеси. Таким образом, впервые практически доказано, что арочная податливая крепь может послужить источником аварии в горной выработке. Для исключения искрообразования предложена усовершенствованная конструкция замка
податливости, устраняющая его перекос. Новая конструкция включает в себя фиксирующую
планку, устанавливаемую между скобой и элементом крепи. Результаты испытаний замков с
фиксирующей планкой подтвердили эффективность предложенного решения – достигнута
плавная рабочая характеристика крепи без резких смещений скоб и искрообразования. |
| format |
Article |
| author |
Халимендик, Ю.М. Барышников, А.С. Халимендик, В.Ю. |
| spellingShingle |
Халимендик, Ю.М. Барышников, А.С. Халимендик, В.Ю. Безопасное использование замковых соединений арочной податливой крепи Геотехнічна механіка |
| author_facet |
Халимендик, Ю.М. Барышников, А.С. Халимендик, В.Ю. |
| author_sort |
Халимендик, Ю.М. |
| title |
Безопасное использование замковых соединений арочной податливой крепи |
| title_short |
Безопасное использование замковых соединений арочной податливой крепи |
| title_full |
Безопасное использование замковых соединений арочной податливой крепи |
| title_fullStr |
Безопасное использование замковых соединений арочной податливой крепи |
| title_full_unstemmed |
Безопасное использование замковых соединений арочной податливой крепи |
| title_sort |
безопасное использование замковых соединений арочной податливой крепи |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2016 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137605 |
| citation_txt |
Безопасное использование замковых соединений арочной податливой крепи / Ю.М. Халимендик, А.С. Барышников, В.Ю. Халимендик // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 61-69. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Геотехнічна механіка |
| work_keys_str_mv |
AT halimendikûm bezopasnoeispolʹzovaniezamkovyhsoedinenijaročnojpodatlivojkrepi AT baryšnikovas bezopasnoeispolʹzovaniezamkovyhsoedinenijaročnojpodatlivojkrepi AT halimendikvû bezopasnoeispolʹzovaniezamkovyhsoedinenijaročnojpodatlivojkrepi |
| first_indexed |
2025-07-10T04:06:36Z |
| last_indexed |
2025-07-10T04:06:36Z |
| _version_ |
1837231400587100160 |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
61
of the gas-drainage pipeline with condensate accumulations, it is proposed to assume the same val-
ue of absolute equivalent surface roughness of the pipeline inner surface as of the pipe after a long
period of operation. The article describes character of changes in the absolute pressure of the gas
mixture along the length of unpressurized pipe with local sediments, as well as interdependence be-
tween turbulent component of aerodynamic resistance of the pipeline and absolute equivalent
roughness of the pipeline inner surface.
Keywords: gas mixture, gas-drainage pipeline, gas pipeline network, aerodynamic drag, con-
densate accumulation.
Статья поступила в редакци 24.04. 2016
Рекомендовано к печати д-ром техн. наук Т.В. Бунько
УДК 622.28.04: 622.81
Халимендик Ю.М., д-р техн. наук, профессор,
Барышников А.С., канд. техн. наук,
Халимендик В.Ю., магистр
(ГВУЗ «НГУ»)
БЕЗОПАСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗАМКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
АРОЧНОЙ ПОДАТЛИВОЙ КРЕПИ
Халимендик Ю.М., д-р техн. наук, професор,
Барышников А.С., канд. техн. наук,
Халимендик В.Ю., інженер
(ДВНЗ «НГУ»)
БЕЗПЕЧНЕ ВИКОРИСТАННЯ ЗАМКОВИХ З’ЄДНАНЬ АРКОВОГО
ПОДАТЛИВОГО КРІПЛЕННЯ
Khalimendik Yu.M., D. Sc. (Tech.), Professor,
Baryshnikov A.S., Ph.D. (Tech.),
Khalimendik V.Yu, M.S (Tech)
(SHEI “NMU”)
SAFE USAGE OF JOINT CLAMPS FOR THE ARCH YIELDING SUP-
PORTS
Аннотация. Целью исследований является изучение работы замковых соединений ароч-
ной податливой крепи из спецпрофиля. Проанализированы деформации замковых соедине-
ний в шахтных условиях в виде их перекоса и отрыва. Для углубления понимания работы
замковых соединений проведены стендовые испытания. Они заключались в нагружении на
прессе прямолинейного отрезка крепи из спецпрофиля СВП с узлом податливости. Установ-
лено, что при работе замкового соединения чередуется взаимное сцепление и скольжение
элементов податливого узла с перекосом скоб. Резкий переход из сцепления в скольжение
сопровождается скачком скоб с искрообразованием. Теоретические исследования показали,
что температура и время жизни искр достаточны для воспламенения метановоздушной сме-
си. Таким образом, впервые практически доказано, что арочная податливая крепь может по-
служить источником аварии в горной выработке.
________________________________________________________________________________
© Ю.М. Халимендик, А.С. Барышников, В.Ю. Халимендик, 2016
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
62
Для исключения искрообразования предложена усовершенствованная конструкция замка
податливости, устраняющая его перекос. Новая конструкция включает в себя фиксирующую
планку, устанавливаемую между скобой и элементом крепи. Результаты испытаний замков с
фиксирующей планкой подтвердили эффективность предложенного решения – достигнута
плавная рабочая характеристика крепи без резких смещений скоб и искрообразования.
Ключевые слова: замковое соединение, узел податливости, спецпрофиль, метановоз-
душная смесь, воспламенение, искра, взрывобезопасность.
Введение. Соединение элементов арочной металлической крепи из специ-
ального взаимозаменяемого профиля (СВП) производится с помощью замковых
устройств с использованием скоб с винтовой резьбой. Взаимодействие поверх-
ностей спецпрофилей при соединении их внахлестку с прижатием скобами ха-
рактеризуется взаимным внедрением контактирующих неровностей на малую
глубину и образованием адгезионных связей между элементами крепи. Про-
цесс повторяется многократно, образуя периодические изменения тонких слоев
трущихся поверхностей. Эти фрикционные контакты имеют весьма малую
толщину.
При смещении элементов крепи происходит перекос соединительных хому-
тов, а, при наличии изгибающих моментов, усиливается деформация планки и
скобы. В таких условиях сила удара оторванных элементов замкового соедине-
ния достаточна для травмирования людей (рис. 1).
Рисунок 1 – Деформация и отрыв планок замковых соединений АПЗ-030
Перекос скоб возникает под действием тангенциальных сил, что временно
увеличивает затяжку профилей в узле податливости. Дальнейшее взаимное пе-
ремещение элементов крепи приводит к «срыву» (резкому смещению) скоб и
ослаблении силы затяжки (рис. 2).
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
63
Рисунок 2 – Перекос скоб и планок замковых соединений ЗПКм
При анализе результатов испытаний крепи на стенде ДонУГИ на круговой
диаграмме видно участок А плавного проскальзывания элементов крепи за счет
трения спецпрофиля, и участок Б со скачками нагрузки при перекосе и резком
смещении скоб замковых соединений (рис. 3).
А – участок проскальзывания элементов крепи за счет трения спецпрофиля; Б – участок с
резкими смещениями скоб при их перекосе
Рисунок 3 – Характерные участки характеристики работы крепи.
Испытания на стенде ДонУГИ.
Целью работы является исследование особенностей работы замковых сое-
динений узла податливости металлической крепи из СВП.
Материалы и результаты исследования. Было произведено исследование
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
64
работы замковых соединений на гидравлическом прессе ПГ-100А ЗИМ «Армо-
вир» лаборатории строительных конструкций НГУ. Для этого использовались
элементы крепи из СВП-27, скоба диаметром 26 мм и планки замков ЗШ-000
или ЗПКм. В процессе испытаний производилась видеосъемка.
Во время испытания элементов крепи на стенде отмечалось периодическое
звуковое сопровождение трения в контактах податливого узла. Это являлось
признаком перехода трения сцепления в кратковременное скольжение. Частота
перехода сцепления в скольжение зависит от проявления усилия сжатия элеме-
нтов крепи, величины тангенциальных сил и геометрических параметров зам-
ков крепи.
Учитывая, что поверхности элементов крепи не имеют необратимых изме-
нений соприкасающихся поверхностей, можно утверждать, что при кратковре-
менном скольжении не возникают сильные локальные нагревы в местах кон-
такта.
Периодическое замедление смещений вызвано изменением силы трения по-
коя – перед скольжением она становится диссипативной (рассеивающей энер-
гию).
Во время испытаний на прессе периодически происходили резкие смещения
хомутов – «срывы», которые сопровождались локальным пластическим дефор-
мированием спецпрофиля с последующим отрывом части металла с высокой
температурой (рис. 4, 5).
а) б)
Рисунок 4 – Перекос нижней скобы (а) и искрообразование при ее резком смещении (б)
Радиус разлета искр составлял около 1 м. По их цвету можно определить
температуру, которая для белых искр превышает 1000º С. Время «жизни» искр,
оцененное по результатам кадровой съемки, составило 0,16–0,3 сек.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
65
Рисунок 5 – Следы деформации спецпрофиля СВП в местах контакта со скобой замкового
соединения перед ее срывом
Для температуры источника возгорания 1000º С время индукционного пери-
ода метановоздушной смеси составляет около 0,15 секунд [1]. А учитывая, что
температура воспламенения метановоздушной смеси составляет 650-750º С [1],
то искрообразование при резком смещении скоб может быть источником еѐ
взрыва.
Процесс резкого смещения скобы можно сравнить с резанием или ударом
[2], когда из металлического тела вырывается его часть в виде искры. При пе-
рекосе и натяжении скобы в области ее контакта с профилем СВП концентри-
руется большое количество тепла, разогревающее участок металла до темпера-
туры 800-1200º С с последующим его отрывом.
Подтверждением возможности взрыва могут служить результаты исследо-
ваний [3,4]. Установлено, что, даже при наличии флегматизирующей концен-
трации галлонов, энергия источника от 2 до 420 Дж достаточна для воспламе-
нения метановоздушной смеси [3,4]. Расчет теплотворной способности 1 г ме-
талла при переходе из твердого состояния в жидкое (в процессе вырывания его
скобой из отрезка профиля СВП) показывает около 400 Дж.
При расследовании причин аварии на шахте «Комсомольская»
ОАО «Воркутауголь» было установлено, что произошло образование взрывча-
той концентрации метановоздушной смеси над металлической крепью, а резкое
сдвижение пород привело к проскальзыванию элементов крепи в узле податли-
вости с последующим возникновением температурного импульса [5].
Таким образом, конструкция замков с использованием скоб имеет неста-
бильную рабочую характеристику из-за чередования взаимного скольжения
элементов крепи и резкого «срыва» скоб замков с последующим искрообразо-
ванием с достаточной энергией для воспламенения и взрыва метановоздушной
смеси. Схема возникновения резких смещений скоб приведена на рисунке 6.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
66
1 – начало взаимного смещения элементов крепи, 2 – деформация скобы в виде перекоса,
3 – резкое смещение скобы с ослаблением затяжки замка
Рисунок 6 – Схема возникновения резких смещений скоб при нагружении элемента крепи с
податливым узлом
Для решения проблемы искрообразования необходимо исключить перекос
скоб при взаимном перемещении элементов крепи.
Стендовыми испытаниями доказано, что этого можно достичь, применяя
фиксирующую планку скобы замка податливости металлического крепления
(рис. 7) [6].
1, 2 – элементы спецпрофиля СВП; 3 – скоба; 4 – гайка; 5 – планка замка;
6 – фиксирующая планка
Рисунок 7 – Усовершенствованная конструкция замка податливости
Рабочая характеристика испытания вертикальных стоек из профиля СВП-27
с замками ЗПКм и фиксирующими планками приведена на рис. 8.
Видимого значительного перекоса скоб при испытании работы замковых
соединений не наблюдалось. Среднее значение верхних пиков нагрузки в по-
датливом режиме составляет 250 кН (≈25 т).
Отпор стойки с таким замковым соединением несколько выше, чем при ис-
пользовании замков ЗЗД-20 [7].
При испытании арочной крепи вертикальными нагрузками [Компанец, В.Д.,
1988] c учетом наклонного положения замковых соединений можно ожидать
несущую способность крепи не менее 500 кН (50 т/арку).
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
67
P – нагрузка; u – взаимное смещение элементов крепи
Рисунок 8 - Рабочая характеристика испытания вертикальных стоек с применением
фиксирующей планки и замка ЗПКм.
Выводы. Стендовыми испытаниями узла податливости крепи из СВП дока-
зано появление искр при перекосе и дальнейшем резком смещении скоб замко-
вых соединений. Параметры искры достаточны для инициирования воспламе-
нения и взрыва метановоздушной смеси. Таким образом, в шахтных условиях
арочная податливая крепь может быть причиной аварии. Для исключения ис-
крообразования и обеспечения взрывобезопасности необходимо исключить яв-
ление перекоса и резкого смещения скоб. Разработано техническое решение с
применением в конструкции замка фиксирующей планки. Результаты испыта-
ний замков с фиксирующей планкой подтвердили эффективность предложен-
ного решения – достигнута плавная рабочая характеристика крепи без резких
смещений скоб и искрообразования. Отпор стойки податливой крепи из отрез-
ков СВП с применением двух усовершенствованных замков составляет 250 кН.
__________________________________
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ушаков, К.З. Рудничная аэрология / К.З. Ушаков, А.С. Бурчаков, И.И. Медведев. – М.: Недра,
1978. – 440 с.
2. Стручалин, В.Г. Обеспечение пожаровзрывобезопасности котлов железнодорожных цистерн
для перевозки легковоспламеняющихся и горючих жидкостей : дис…. канд. техн. наук: 05.26.03 /
Стручалин Владимир Гайозович. – Москва: Моск. гос. ун-т путей сообщ., 2016. – 172 с.
3. Ботвенко, Д.В. Разработка методики оценки и классификации фрикционной опасности горных
пород : дисс. ... канд. техн. наук : 05.26.03 / Ботвенко Денис Вячеславович. – Кемерово, 2004. – 147 c.
4. Лисочкин, Я.А. Влияние энергии источника зажигания на экспериментально определяемое
значение минимальной флегматизирующей концентрации галоидоуглеводородов / Я.А. Лисочкин //
Физика горения и взрывов. – 2004. - т.40. – №4 - с. 3-7.
5. Денгис, В.Р. Ликвидация аварии на шахте «Комсомольская» ОАО «Воркутауголь» /
В.Р. Денгис // Безопасность труда в промышленности. – 2007. – №12. – с. 20-25.
6. Пат. № 110404 UA, МПК E21D 11/22 (2006.01). Замок піддатливості металевого кріплення зі
спецпрофілю / В.В. Вишневецкий, Ю.М. Халимендик, В.Ю. Халимендик; заявник і патентовласник
В.В. Вишневецкий, Ю.М. Халимендик, В.Ю. Халимендик. – a 2014 03573; заявл. 12.10.2015, Бюл.№
19; опубл. 25.12.2015, Бюл. № 24. – 5 с.
7. Исследование работоспособности узла податливости стойки усиления крепи / Э.П. Курченко,
Б.Т. Тупиков, А.А. Сытник, А.А. Федористова // Уголь Украины. – 2002. – №9. – с. 26-28.
REFERENCES
1. Ushakov, K.Z., Burchakov, A.S. and Medvedev, I.I. (1978), Rudnichnaya aerologiya [Mine aerolo-
gy], Nedra, Moscow, SU.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
68
2. Struchalin, V.G. (2016), «Providing of fire and explosion safety caldrons of railway cisterns for trans-
portation of flammable and combustible liquids», Ph.D. Thesis, 05.26.03, Mosk. gos. un-t putei soobshch.,
Moscow, RU.
3. Botvenko, D.V. (2004), « Development of method of estimation and classification of friction danger
of mine breeds», Ph.D. Thesis, 05.26.03, Kemerovo, RU.
4. Lisochkin, Ia.A. (2004), «Influence energy of source of lighting on the experimentally determined
value of minimum phlegmatizated concentration of galoid-hydrocarbons», Physics of burning and explo-
sions, Vol. 40, no. 4, pp. 3-7.
5. Dengis, V.R. (2007), «Liquidation of failure on a mine «Komsomolskaya» OAO «Vorkutaugol», Be-
zopasnost truda v promyshlennosti, no. 12, pp. 20-25.
6. Vyshnevetskiy, V.V., Khalimendik, Yu.M. and V.Yu. Khalimendik, V.Yu. (2015), zaiavnyk i paten-
tovlasnyk V.V. Vyshnevetskiy, Yu.M. Khalimendik, V.Yu. Khalimendik, Zamok piddatlyvosti metalevoho
kriplennia zi spetsprofiliu [Lock of pliability of the metallic fastening from the specialtype], Kiev, UA, Pat. #
110404 UA, MPK E21D 11/22 (2006.01).
7. Kurchenko, E.P., Tupikov, B.T., Sytnik, A.A. and Fedoristova, A.A. (2002), «Fasten research of ca-
pacity of knot of pliability of bar of strengthening», Coal of Ukraine, no. 9, pp. 26-28.
______________________________________
Об авторах
Халимендик Юрий Михайлович, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры
маркшейдерии ГВУЗ «Национальный горный университет», Днепр, Украина, khalymendyk@meta.ua
Барышников Анатолий Сергеевич, кандидат техических наук, ассистент кафедры маркшейде-
рии ГВУЗ «Национальный горный университет», Днепр, Украина, as_nmu@mail.ru
Халимендик Владимир Юрьевич, магистр, инженер лаборатории строительных конструкций
ГВУЗ «Национальный горный университет», Днепр, Украина, khalymendyk@meta.ua
About the authors
Khalimendik Yuriy Mikhailovich, Doctor of Technical Sciences (D.Sc.), Professor, Professor of Mine
Surveying Department of State Higher Educational Institution “National Mining University” (SHEI
«NMU»), Dnepr, Ukraine, khalymendyk@meta.ua
Baryshnikov Anatoliy Sergeyevich, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Assistant of Mine Survey-
ing Department of State Higher Educational Institution “National Mining University” (SHEI «NMU»),
Dnepr, Ukraine, as_nmu@mail.ru
Khalimendik Vladimir Yuriyevich, Master jf Science, Engineer of Building Constructions Laboratory of
State Higher Educational Institution “National Mining University” (SHEI «NMU»), Dnepr, Ukraine, khaly-
mendyk@meta.ua
__________________________________
Анотація. Метою досліджень є вивчення роботи замкових з'єднань аркового податливо-
го кріплення зі спецпрофілю СВП. Проаналізовані деформації замкових з'єднань у шахтних
умовах у вигляді їх перекосу й відриву. Для поглиблення розуміння роботи замкових з'єд-
нань проведені стендові випробування. Вони полягали в навантаженні на пресі прямоліній-
ного відрізка кріплення зі спецпрофілю СВП з вузлом податливості. Встановлено, що при
роботі замкового з'єднання чергується взаємне зчеплення й ковзання елементів податливого
вузла з перекосом скоб. Різкий перехід зі зчеплення в ковзання супроводжується стрибком
скоб з іскроутворенням. Теоретичні дослідження показали, що температура й час життя іскор
достатні для запалення метаноповітряної суміші. Таким чином, уперше практично доведено,
що аркове податливе кріплення може послужити джерелом аварії у гірничий виробці. Для
виключення іскроутворення запропонована вдосконалена конструкція замка податливості,
що усуває його перекіс. Нова конструкція містить у собі фіксуючу планку, що встановлюєть-
ся між скобою й елементом кріплення. Результати випробувань замків з фіксуючою планкою
підтвердили ефективність запропонованого рішення – досягнута плавна робоча характерис-
тика кріплення без різких зміщень скоб і іскроутворення.
Ключові слова: замкове з'єднання, вузол податливості, спецпрофіль СВП, метаноповіт-
ряна суміш, запалення, іскра, вибухобезпечність.
Abstract. The purpose of this research is to investigate operation of joint clamps in the arch
mailto:khalymendyk@meta.ua
mailto:as_nmu@mail.ru
mailto:khalymendyk@meta.ua
mailto:khalymendyk@meta.ua
mailto:as_nmu@mail.ru
mailto:khalymendyk@meta.ua
mailto:khalymendyk@meta.ua
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
69
yielding supportы made of special V-shape profile SVP. The joint clamps bending deformation and
breakaway in the mine conditions are analyzed. On order to better understand operation of the joint
clamps, the bench tests were conducted with using hydraulic press for loading a line segment of the
v-shape profile support with yielding joint. It is found that when a yielding joint operates, the adhe-
sion and slipping of its elements are interchanged, and the joint clamps are bended. The abrupt tran-
sition from the adhesion to the slipping is accompanied by jumping of the bended clamps and spark
generation. The theoretical studies have shown that the spark temperature and life-time are enough
to ignite a methane-air mixture. Thus, it is practically proved that the arch yielding support can be a
source of an accident in the mine. To exclude spark generation, an improved design of the joint
clamp is proposed, which prevents the clamp from bending. The new design includes a clamping
plate, which is installed between the joint clamp and the support element. Results of bench testing
of the joint clamps with a clamping plate confirm effectiveness of the proposed solution: a smooth
operating characteristic of support without sudden jump of the clamps and spark formation is
achieved.
Keywords: joint clamp, yielding joint, special v-shape profile SVP, methane-air mixture, igni-
tion, spark, explosion safety.
Статья поступила в редакцию 16.05. 2016
Рекомендовано к печати д-ром техн. наук К.К. Софийским
|