Крепи сопряжений: состояние и тенденции развития
М.К. Королев1, Ю.В. Малахов1, С.М. Никитенко1, И. Вайс2
1 1Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово, Российская Федерация
2 EEP Elektro-Elektronik Pranjic GmbH, Гельзенкирхен, Германия
Горная Промышленность №S2 / 2023 стр. 95-100
Резюме: Вопросы безопасной и эффективной отработки угольных месторождений обретают дополнительную актуальность по мере усложнения горно-геологических условий на более глубоких лицензионных участках и горных отводах действующих шахт. При этом проходится большая сеть подготовительных горных выработок, а также их сопряжений, которые отличаются сложной конфигурацией, а в месте их сооружения горное давление проявляется в наибольшей степени. Отмечается, что механизация работ на сопряжениях очистного забоя и примыкающих горных выработок является определяющим фактором эффективного применения механизированных комплексов по добыче угля. В статье приводится сформированная авторами патентная коллекция, состоящая из патентных семейств, относящихся к сопряжению горных выработок, из которой были отобраны патентные семейства, содержащие конструкции механизированных крепей сопряжения. Обоснованы тенденции развития крепей сопряжения: повышение надежности всех элементов и узлов; повышение устойчивости; интеграция в автоматизированные горнодобывающие комплексы; оптимизация затрат на изготовление. Авторы отмечают тенденцию к разработке конструкции крепей сопряжения шагающего типа, что связано с главной их особенностью – возможностью постоянной поддержки кровли в процессе передвижки и исключения эффекта «топтания» кровли. Это позволило в полной мере обосновать принципиальную схему перспективной конструкции крепи сопряжения. В итоге обоснована возможная область применения механизированной шагающей крепи для поддержания сопряжений подготовительных выработок и очистных забоев.
Ключевые слова: горно-геологические условия, сопряжения горных выработок, устойчивость, крепь сопряжения, патентный анализ, шагающая крепь
Благодарности: Статья подготовлена в рамках гранта Минобрнауки России (Соглашение №075–15-2022-1190).
Для цитирования: Королев М.К., Малахов Ю.В., Никитенко С.М., Вайс И. Крепи сопряжений: состояние и тенденции развития. Горная промышленность. 2023;(S2):95–100. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S2-95-100
Информация о статье
Поступила в редакцию: 29.07.2023
Поступила после рецензирования: 14.08.2023
Принята к публикации: 18.08.2023
Информация об авторах
Королев Михаил Константинович – ведущий инженер лаборатории угольного машиноведения, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово, Российская Федерация; е-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Малахов Юрий Валентинович – кандидат технических наук, ведущий инженер лаборатории угольного машиноведения, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово, Российская Федерация; е-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Никитенко Сергей Михайлович – доктор экономических наук, доцент, главный научный сотрудник лаборатории угольного машиноведения, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Инна Вайс – кандидат технических наук (PhD in engineering), руководитель отдела продаж, EEP Elektro-Elektronik Pranjic GmbH, Гельзенкирхен, Германия
Список литературы
1. Королев М.К. Геотехнологические вызовы как фактор формирования закономерностей создания новых горных машин. В кн.: Майоров А.Е. (ред.) Развитие – 2022: материалы Ежегодной конференции молодых ученых, г. Кемерово, 11–13 мая 2022 г. Кемерово: ФИЦ УУХ СО РАН; 2022. С. 9–16. https://doi.org/10.53650/9785902305668_9
2. Кириенко Ю.А. Обоснование конструкции крепи сопряжения шахтного ствола, пройденного в солях. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(6):20–34. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_6_0_20
3. Данилкин М.С. Подходы к расчету геометрических параметров сопряжений горных выработок. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2002;(9):234–236.
4. Вильнер М.А. Геомеханический прогноз нагрузок на крепь сопряжений выработок в структурно-нарушенных массивах горных пород: автореф. … дис. канд. техн. наук. СПб.; 2022. 24 с.
5. Chen K.-H., Peng F.-L. An improved method to calculate the vertical earth pressure for deep shield tunnel in Shanghai soil layers. Tunnelling and Underground Space Technology. 2018;75:43–66. https://doi.org/10.1016/j.tust.2018.01.027
6. Холм Д. Кровельные опоры для сплошной выемки. Патент 2544345. Российская Федерация, МПК E21D23/04, № 2012101713/03, заявл. 09.07.2010, опубл. 20.08.2013. Режим доступа: https://patents.s3.yandex.net/RU2544345C2_20150320.pdf
7. Nikitenko M.S., Malakhov Yu.V., Kizilov S.A., Zhuravlev S.S. Multifunction walking roof support for underground mining of stratified deposits and placers. Eurasian Mining. 2020;(2):58–62. https://doi.org/10.17580/em.2020.02.14
8. US Patent 2,795,936 Sept. 30, 1952 Walking roof support. Warren A. Blower, Franklin, and Richard L. Ziegler, Seneca, Pa., assignors to Joy Manufacturing Company, Pittsburgh, Pa., a corporation of Pennsylvania. Appl., Serial No. 312,182 5 Claims. (Cl. 61-63).
9. US Patent 4,189,258 Maykemper et al., Feb. 19, 1980 Walking mine-roof support. Hermann Hemscheidt Maschinenfabrik GmbH & Co., Wuppertal, Fed. Rep. of Germany.
10. US patent 3,435,620 Weirich et al., Apr. 01, 1969 Walking mine roof support Walter Gewerk schaft Eisenhuette Westfalia, Altlunen, Germany CL. E21d 11/00 U.S. Cl. 61-45 7 Claims.
11. United States Patent 4,710,064 Dec. 1, 1987 Stafford et al. Movable roof support and bolter system. Appl. No.: 912,331 22 Filed: Sep. 26, 1986.
12. United States Patent 4,737,051 Mobile mine-roof support Hans Bill. Hermann Hemscheidt Maschinenfabrik GmbH & Co., Appl. No.: 1,495 22 Filed: Dec. 5, 1986.
13. Наместников Ю.И., Потапенко В.А., Никишичев Б.Г., Сидорчук В.К., Рыжов А.М. Самоходная механизированная крепь. Патент №2134793 C1 Российская Федерация, МПК E21D 23/04, E21D 23/08. № 98102104/03, заявл. 10.02.1998, опубл. 20.08.1999. Режим доступа: https://patents.s3.yandex.net/RU2134793C1_19990820.pdf
14. Клишин В.И., Фрянов В.Н., Павлова Л.Д., Никитенко С.М., Малахов Ю.В. Исследование взаимодействия многофункциональной шагающей крепи с массивом горных пород при проведении подземных выработок. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2021;(3):3–12. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20210301
