Армировка шахтного ствола

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛ ИСТИЧ Е СРЕСПУБЛИК 19) (11) 51)5 Е 21 О 7/О И Т 2еее ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Днепропетровский горный институт им.Артема и Криворожский горнорудный институт(54) АРМИРОВКА ШАХТНОГО СТВОЛА(57) Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам армиИзобретение относится к горной промышленности, в частности в армировкам стволов, и может быть использовано в вертикальных шахтных стволах преимущественно с безрасстрельными схемами армировки.Известна армировка ствола с постоянным продольным расстоянием между расстрелами жесткой армировки от 2 до 6 м, дающая возможность снижения коэффициента аэродинамического сопротивления до 30-400. Там же приведены значения коэффициента аэродинамического сопротивления модели ствола с безрасстрельной армировкой при постоянном (от 2 до.8 м) и переменном ее шаге (4 - 2 - 2 - 4 м).Недостаток данной армировки состоит в том, что ее нельзя использовать при соорования стволов, и может быть использовано в вертикальных шахтных стволах преимущественно с безрасстрельными конструкциями армировки. Цель изобретения - сокращение энергозатрат на вентиляцию за счет снижения аэродинамического сопротивления ствола, При постоянно-переменном шаге армировки 1 - 2 - 1 - 2 величинувыбирают из диапазона х 11 х 2, где х 1 = 1 - 2,5 м, х 2 = 3,5 м - 2 (1 - высота профиля проката элемента армировки), обеспечивающего минимальные энергозатраты на вентиляцию при сохранении степени надежности крепления элементов армировки шахтного ствола. ружении стволов с безрасстрельными схемами при постоянно-переменном шаге армировки, так как в данном случае имеют место величины шага армировки, экологически невыгодные по затратам на вентиляцию.Наиболее близкой по техническому решению к предлагаемой является безрасстрельная армировка вертикальных шахтных стволов, при которой расстояние между элементами армировки по вертикали превышает длину их по горизонтали в пределах 1,5 - 2,5 м, а расстояние между конструкциями (шаг армировки) меняется в пределах 4 - 5 м, По сути ствол заармирован безрасстрельной армировкой с постоянно-переменным шагом армировки:1 2 1 2 1 "51015 55 где 1= Ь+1,5 - 2,5 м;2=4 - 5 м;Ь - длина элементов армировки по горизонтали, м (определяется проектом).Однако данная армировка не учитывает аэродинамических особенностей данного шага армировки, вследствие чего расход электроэнергии на вентиляцию достигает значительных величин.Цель изобретения - повышение эксплуатационных качеств за счет снижения аэродинамического сопротивления ствола.Указанная цель достигается тем, что консольные расстрелы установлены с величиной одного из чередующихся расстояний в пределах х 1 М 1 хг,где х 1 = и - 2,5 м;х 2= 3,5 м - 2;1,2 - последовательно чередующиесяпродольные расстояния между консольными расстрелами (шаги армировки), м; 12;Ь - высота профиля проката консольного расстрела,м.Установка консольных расстрелов армировки с использованием предлагаемоготехнического решения позволяет заложитьв проект и осуществить строительство вертикального шахтного ствола с наименьшейвеличиной аэродинамического сопротивления, а значит, с сокращением энергозатратна вентиляцию.Установку армировки шахтного, стволаосуществляют следующим образом,После принятия схемы безрасстрельной армировки и выбора геометрическихразмеров (диапазон Ь = 0,5 - 1,5 м включаетсуществующие параметры консолей)ее элементов осуществляют расчет шага армировки по фактору надежности (согласно прототипу), например, полагая, что2=4,0 м;при Ь = 0,5 м 1= 0,5+ (1,5 - 2,5) = 2,0 - 3,0 м;при Ь = 1,0 м 1 = 1,0+ (1,5 - 2,5) = 2,5 - 3,5 м;при Ь =1,5 м 1=1,5+(1,5 - 2,5) =3,0 - 4,0 м.Затем, проверяя величину 1, по факторувентиляции делают окончательный выборшага армировки шахтного ствола (согласнопредлагаемому решению): при Ь = 0,5 мх 11 х 2 (1 = 2,0-3,0 м). Так как х 1 = Ь - 2,5м, а х 2 = 3,5 м - 2, то экономически выгодная область шага армировки будет находиться в диапазоне 1 = 2,0-2,5, т,е. онаотвечает требованиям надежности крепления и в то же время аэродинамически совершенна, Следует отметить также, что более меньшее значение первого предела х характеризует меньшее значение коэффициента аэродинамического сопротивления 20 25 30 35 40 45 50 ствола. Таким образом, оптимальным постоянно-переменным шагом армировки, который является также средством борьбы с явлением резонанса, в данном случае будет шаг 2 - 4 - 2 - 4 - 2, Величина шага= 2,5 - 3,0 м отвечает требованиям надежности крепления, однако обусловливает высокую энергоемкость ствола по фактору вентиляции: при Ь = 1,0 м х 112 (1 = = 2,5 - 3,5 м) исходя из установленных величин принимают по фактору вентиляции 1=2,5; 3,5, т.е. при такой длине консолей могут быть приняты только два значения, Значения, заключенные между данными величинами, аэродинамически невыгодны, В данном случае при практически равном аэродинамическом сопротивлении предпочтение отдается шагу армировки 3,5 м, так как здесь имеет место экономия металла, расходуемого на армировку, и в то же время сохраняется соответствие требованиям надежности, Принятый шаг 3,5 - 4 - 3,5 - 4 - 3,5: при Ь = 1,5 м х 112 (1 =3,0 - 4,0 м) окончательно принимают диапазон 1 = 3,5-4,0 м, в котором следует принимать большие величины второго предела х 2, так как он отвечает меньшему значению коэффициента аэродинамического сопротивления ствола, т,е, имеют постоянный шаг армировки 4 - 4 - 4., который при таких размерах консоли оказался наиболее приемлемым по факторам надежности и вентиляции.Аэродинамическое несовершенство существующих величин шага армировки таких (наиболее распространенных), как 2,0; 2,5;3,0 и 3,126 м, в большинстве случаев создает необоснованный перерасход электроэнергии на вентиляцию. Проведенные исследования позволили обнаружить те пределы шага армировки, при котором аэродинамическое сопротивление ствола максимально, С физической точки зрения установленный диапазон величин шага армировки объясняется следующим образом, Когда значение 1 меньше первого предела х 1, то вентиляционный поток, обтекая первую консоль, расположенную от предыдущей на расстоянии 2, не успевает сомкнуться за ней. И вот в этой зоне как раз и должна находиться следующая консоль, прикрываемая турбулизированной областью от основного потока (эффект аэродинамической тени). При 1х 2 поток успевает восстановиться для преодоления следующего источника сопротивления - консоли, расположенной от предыдущей на расстоянии 1. Во всех иных случаяхсмыкание линийтока происходит в районе нахождения следующей консоли,.40 45 50 Составитель Л. ЧерепенкинаТехред М.Моргентал Корректор Н. Ревская Редактор С. Пекарь Заказ 1987 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 чем и обусловлен повышенный расход энергии,Предлагаемая армировка шахтного ствола обладает большими технико-экономическими преимуществами по сравнению с известной. В то же время предлагаемая армировка не требует никаких затрат на использование (ввод в порядок проектирования стволов дополнительной позиции) и, как показали экспериментальные исследования, способствует снижению аэродинамического сопротивления шахтного ствола по сравнению с прототипом в среднем на20%.Формула изобретения Армировка шахтного ствола, включающая консольные расстрелы с опорными кронштейнами, установленные с последовательно чередующимися расстояниямимежду ними, о т л и ч а ю щ а я С я тем, что,с целью повышения эксплуатационных ка 5 честв за счет снижения аэродинамическогосопротивления, консольные расстрелы установлены с величиной одного из чередующихся расстояний в пределахх 1 И г,10 гдех 1= й - 2,5 м;х 2= 3,5 м - 12;11 иг - последовательно чередующиесярасстояния между консольными расстрелами,м;15 и - высота профиля проката консольного расстрела,