Необходимость и область применения нержавеющих анкеров
Б.Б. Луганцев1, А.И. Чавкин1, Ю.В. Турук2, Э.Ю. Воронова2, В.С. Исаков3
1 ООО «Шахтинский научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт», г. Шахты, Российская Федерация
2 Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова, г. Шахты, Российская Федерация
3 Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Российская Федерация
Горная Промышленность №1 / 2024 стр. 94-98
Резюме: В процессе эксплуатации анкерной крепи иногда наблюдается коррозионный износ элементов анкеров с потерей несущей способности. Исследования, проведенные в выработках, закреплённых сталеполимерными анкерами, позволили определить закономерности коррозионного износа элементов анкерной крепи. Развитие коррозии элементов анкерной крепи наблюдается при их увлажнении. Вероятность обводнения пород кровли повышается при росте трещиноватости пород. Скорость коррозионного процесса возрастает со снижением водородного показателя воды pH. Анализ возможных способов предотвращения отказов анкерной крепи из-за коррозионного износа выявил, что наиболее экономичным из них является нанесение на элементы анкерной крепи антикоррозионных покрытий. Были разработаны технические требования к средствам антикоррозионной защиты металлической анкерной крепи, произведён выбор их среди поставляемых на рынок Российской Федерации антикоррозионных средств и проведены их шахтные испытания в наиболее агрессивной шахтной среде. По результатам шахтных испытаний было выявлено одно антикоррозионное средство, успешно прошедшее испытания. Созданное им антикоррозионное покрытие не разрушилось, коррозионного разрушения элементов анкерной крепи не наблюдалось. По результатам испытаний был сделан вывод о том, что это антикоррозионное покрытие может предотвращать потерю работоспособности анкерной крепи. Область применения нержавеющих анкеров – это выработки с длительными сроками службы анкерной крепи при увлажнении кровли водой с рН ˂ 7. Экономический эффект от применения анкеров с антикоррозионным покрытием составил бы 6,6 млн руб/км. В среднем только 4,2% анкеров, поставляемых на шахты, должны иметь антикоррозионное покрытие. Прогнозирование необходимости применения нержавеющих анкеров до проходки выработки, позволит заблаговременно определять необходимый объём их закупки.
Ключевые слова: нержавеющие анкеры, коррозионный износ, скорость коррозии, трещиноватость пород, обводнённость, показатель pH, антикоррозионное покрытие
Для цитирования: Луганцев Б.Б., Чавкин А.И., Турук Ю.В., Воронова Э.Ю., Исаков В.С. Необходимость и область применения нержавеющих анкеров. Горная промышленность. 2024;(1):94–98. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-1-94-98
Информация о статье
Поступила в редакцию: 25.11.2023
Поступила после рецензирования: 11.01.2024
Принята к публикации: 16.01.2024
Информация об авторах
Луганцев Борис Борисович – доктор технических наук, профессор, действительный член Академии горных наук, председатель совета директоров ООО «Шахтинский научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт» (ООО «ШахтНИУИ»), г. Шахты, Российская Федерация
Чавкин Александр Иванович – кандидат технических наук, заведующий лабораторией ООО «Шахтинский научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт» (ООО «ШахтНИУИ»), г. Шахты, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Турук Юрий Владимирович – доктор технических наук, профессор, Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова, г. Шахты, Российская Федерация
Воронова Элеонора Юрьевна – доктор технических наук, доцент, заведующая кафедрой, Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова, г. Шахты, Российская Федерация
Исаков Владимир Семёнович – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Российская Федерация
Список литературы
1. Чавкин А.И. Причины, динамика коррозионного износа и прогноз срока службы анкерной крепи в условиях коррозионно-активной среды. Уголь. 2004;(3):15–16. Chavkin A.I. Reasons, dynamics corrosion wearing and prognosis of longleaf anker support for saving of heading and tunneling. Ugol’. 2004;(3):15–16. (In Russ.)
2. Чавкин А.И. Обеспечение проектных сроков эксплуатации анкерных металлических крепей. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008;(12):327–332. Режим доступа: https://www.giab-online.ru/files/Data/2008/12/3_CHavkin.pdf (дата обращения: 03.12.2023). Chavkin A.I. Ensuring the design life of metal roof bolting supports. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2008;(12):327–332. (In Russ.) Available at: https://www.giab-online.ru/files/Data/2008/12/3_CHavkin.pdf (accessed: 03.12.2023).
3. Федотов С.Д., Улыбин А.В., Шабров Н.Н. О методике определения коррозионного износа стальных конструкций. Инженерно-строительный журнал. 2013;(1):12–20. https://doi.org/10.5862/MCE.36.2 Fedotov S.D., Ulybin A.V., Shabrov N.N. The methodology of determining the corrosion of steel structures. Magazine of Civil Engineering. 2013;(1):12–20. (In Russ.) https://doi.org/10.5862/MCE.36.2
4. Mubarak G., Elkhodbia M., Gadala I., AlFantazi A., Barsoum I. Failure analysis, corrosion rate prediction, and integrity assessment of J55 downhole tubing in ultra-deep gas and condensate well. Engineering Failure Analysis. 2023;151:107381. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2023.107381
5. Mohammed H.K., Jafar S.A., Humadi J.I., Sehgal S., Saxena K.K., Abdullah G.H., Saeed L.I., Salman M.S., Abdullah W.S. Investigation of carbon steel corrosion rate in different acidic environments. In: Materials Today: Proceedings. 2023. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.03.792
6. De-León-Escobedo D. Risk-based maintenance time for oil and gas steel pipelines under corrosion including uncertainty on the corrosion rate and consequence-based target reliability. International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2023;203:104927. https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2023.104927
7. Andrade C. Steel corrosion rates in concrete in contact to sea water. Cement and Concrete Research. 2023;165:107085. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2022.107085
8. Li A.-J., Wen H.-C., Batistuta V.H., Cheng S.-H. Influence of ground anchors corrosion and uncertainty strength parameters: A case study slope failure in northern Taiwan. Soils and Foundations. 2023;63(3):101316. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2023.101316
9. Wang Y., Sun X., Ren A. Investigations of rock anchor corrosion and its influence factors by exhumations in four typical field sites. Engineering Failure Analysis. 2019;101:357–382. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.03.022
10. Lin N., Zhang H., Zou J., Han P., Ma Y., Tang B. Improvements in Wear and Corrosion Resistance of RB400 Anchor Rod Steel by Electroless Ni-P Plating. International Journal of Electrochemical Science. 2015;10(1):356–372. https://doi.org/10.1016/S1452-3981(23)04998-2
11. Chen Z., Jin Y., Yin X., Chen Y., Liu Y., Ying H., Yang W. Self-doped poly(aniline-co-metanilic acid) copolymer coatings for enhancing the corrosion resistance of 304 stainless steel. Thin Solid Films. 2022;761:139524. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2022.139524
12. Muciaccia G., Khorasani M., Mostofinejad D. Effect of different parameters on the performance of FRP anchors in combination with EBR-FRP strengthening systems: A review. Construction and Building Materials. 2022;354:129181. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.129181
