Identyfikatory
Warianty tytułu
The Mathematical Modelling of the Stress State of the Explosion-stable Mine Stopping
Model matematyczny stanu naprężenia i odkształcenia tamy przeciwwybuchowej
Języki publikacji
Abstrakty
Objective: Determination of the principal technical characteristic of the explosion-stable mine stopping with embrasure pipes, i.e. thickness, depending on mechanical characteristics of the material, cross-sectional area and disposition depth of a mine working and external loads. Methods: The theoretical method of investigation of the stress state of the explosion-stable mine stopping being erected by the mine rescuers from gypsum with the use of one of the basic numerical methods of the solution of the boundary problems of the elasticity theory, i.e. the variation method, is applied. Results: The mathematical model of the deflected mode of the explosion-stable mine stopping with embrasure pipes represented in the form of a thick plate with a radius of curvature changing according to the parabolic dependence under the influence of the normal and pressure load, and its three edges are fixed and the fourth one is free, is worked out; the distributions of the tensions in the stopping according to the relative coordinates depending on its thickness, mechanical characteristics of gypsum, acting loads, cross-section area and disposition depth of the mine working are received; the strength of the stopping with one embrasure pipe of 0.8 m radius is ensured in the mine working with the cross-section area from 4...30 m2 and with such two tubes - in the mine working with the cross-section area of 8 m2; the values of the stopping thicknesses received by the use of the mathematical model worked out are by 14 per cent lower on average than the values adduced in normative documents. Conclusions: The mathematical model of the deflected mode of the explosion-stable mine stopping worked out allowed the scientific substantiation of its principal technical characteristic, i.e. thickness, depending on mechanical characteristics of the material, loading conditions, cross-section area and disposition depth of the mine working, what will guarantee the safe operation of the mine rescuers and cost reduction by erection of the stoppings as a result of accident elimination by the explosions in the coal mines.
Cel: Określenie podstawowej charakterystyki technicznej, stosowanej w kopalniach tamy przeciwwybuchowej z rurami wentylacyjnymi tj. grubości przy uwzględnieniu mechanicznych właściwości materiału, przekroju powierzchni i głębokości wyrobisk oraz oddziaływania sił zewnętrznych. Metody: Metoda teoretyczna badania stanu naprężania i odkształcenia, stosowanej w kopalniach przeciwwybuchowej tamy wentylacyjnej wznoszonej przez ratowników górniczych z gipsu, została zastosowana z użyciem jednej z podstawowych metod numerycznych – rozwiązania zadań brzegowych w teorii sprężystości – metody wariacyjnej. Wyniki: Opracowano model matematyczny stanu naprężenia i odkształcenia przeciwwybuchowej tamy z rurami wentylacyjnymi. Model przedstawia tamę w formie grubej płyty o promieniu krzywizny zmieniającym się według parabolicznej zależności, pod wpływem przyłożonych sił normalnych i naprężenia. Trzy końce tamy są sztywno umocowane, czwarty zaś luźno. W wyniku analizy otrzymano rozłożenie naprężenia w tamie w zależności od jej grubości, mechanicznych właściwości gipsu, sił oddziałujących, powierzchni i głębokości wyrobisk. Wytrzymałość tamy wentylacyjnej z jedną rurą o średnicy 0,8 m jest zapewniona w wyrobisku o przekroju powierzchni od 4 do 30 m2, a przy dwóch rurach – o powierzchni 8m2. Wartości opisujące grubość tam, otrzymane przy wykorzystaniu opracowanego modelu matematycznego, są w przybliżeniu o 14% niższe od wartości podanych w dokumentach normatywnych. Wnioski: Opracowany model matematyczny stanu naprężenia i odkształcenia, stosowanej w kopalniach odpornej na wybuchy tamy pozwolił na naukowe uzasadnienie jej podstawowej technicznej charakterystyki – wartości niezbędnej grubości w zależności od mechanicznych charakterystyk materiału, warunków obciążenia, przekroju powierzchni i głębokości rozmieszczenia wyrobiska, jaka umożliwi bezpieczną pracę ratowników górniczych i redukcję kosztów przy stawianiu tam wentylacyjnych w celu likwidacji awarii przy eksplozjach w kopalniach węgla.
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
33--39
Opis fizyczny
Bibliogr. 9 poz., il.
Twórcy
autor
- The “Respirator” Scientific Research Institute of Mine-Rescue Work and Fire Safety; address: Ukraine, Donetsk, Artem, 157
autor
- Donetsk National Technical University; address: Ukraine, 83001, Donetsk, Artema, 58
Bibliografia
- 1. Статут ДВГРС по організації і веденню гірничорятувальних робіт: НПАОП 1.1.30-4.01-97: Затв. Мінвуглепромом України 06.06.97 № 232, Київ, 1997,454 с.
- 2. СОУ 10.1-00174102-016:2011. Вентиляційні, ізолюючі та вибухостійкі перемички при ліквідації аварій у вугільних шахтах. Конструкція, матеріали та технологія зведення, Киів, 2012, 55 с.
- 3. Ageev V.G. Математическая модель напряженно-деформированного состояния шахтой взрывоустойчивой монолитной перемычки, Науковий вісник УкрНДШПБ, 2012, № 2, С. 165-172.
- 4. Timoshenko S.P., Сопротивление материалов. Т. 1, М.: Физматгиз, 1965, 343 с.
- 5. Mikhlin S.G. Вариационные методы в математической физике, М.: Гостехиздат, 1957, 422 с.
- 6. Sherman D.I. О напряжениях в плоской весомой среде с двумя одинаковыми симметрично расположенными круговыми отверстиями, Прикладная математика и механика, 1951, Т. 1, вып. 3., С. 94–99.
- 7. Kosmodamianskii A.S., Распределение напряжений в изотропных многосвязных средах, Сб. науч. тр. ДонГУ.– Донецк, 1972, № 2, С. 103–110.
- 8. Sobolev G.G., Горноспасательное дело / G.G. Sobolev. , М.: Недра, 1979, 432 с.
- 9. Beliaev N.M., Сопротивление материалов / N.M. Beliaev, М.: Наука, 1976, 608 с.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-71957429-aad6-4441-88f4-ce4c6fb228d5
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.