Надежность крепи и армировки

26.09.2019

Одной из важнейших инженерно-экономических задач при проектировании и сооружении вертикальных стволов шахт является обеспечение надежности работы крепи и армировки в течение предусматриваемого срока эксплуатации.

При проектировании крепи и армировки стволов применялись различные подходы к принципам проектирования и определения расчетных коэффициентов запаса. Среди них можно отметить методы расчета по допустимым напряжениям и по предельным состояниям, а также методы с применением общих и частичных коэффициентов запаса. Каждое вводимое в методы расчета изменение преследовало цель обеспечить надежную работу конструктивных элементов ствола шахты. Однако повреждения и аварии в стволе все же продолжают происходить, когда в силу разных причин действующий коэффициент запаса становится меньше единицы.

Такими причинами могут быть:

- недостаточное соответствие расчетной модели действительным условиям работы элемента ствола шахты или другие ошибки при проектировании;

- несоблюдение технологических процессов и, как следствие, снижение качества работ ниже требуемого уровня, а временами даже значительные, принципиальные ошибки при производстве работ по сооружению ствола;

- нарушение принципов предусматриваемой эксплуатации;

- появление непредвиденных горно-геологических воздействий.

Попытки обеспечения требуемой прочности крепи и армировки ствола путем какого-либо повышения расчетных коэффициентов запаса не дали бы полной гарантии достижения требуемого качества. В то же время такая мера не устранила бы влияние различных известных и случайных факторов. Повышение коэффициентов запаса привело бы к неоправданному перерасходу материалов и повышению трудоемкости и вместе с тем не обеспечило бы полной гарантии прочности конструкций ствола.

Иногда считается, что коэффициент запаса представляет собой коэффициент незнания явления. В самом деле, чем меньше известно о материале, из которого конструкция должна быть выполнена, об условиях сооружения и эксплуатации, тем больший запас принимается при проектировании элементов ствола.

Независимо от принятого метода проектирования существует определенный процент риска. Поэтому на основе количественной оценки отдельных параметров, влияющих на прочность конструкций ствола, можно определить вероятность повреждений или аварий при различных значениях коэффициентов запаса и таким образом установить процент риска. Можно пойти и обратным путем, т. е. установить необходимые коэффициенты запаса при заданной вероятности возникновения повреждения или аварии.

В общем случае надежность есть вероятность того, что в течение заданного срока службы (при средних условиях эксплуатации) не наступит ни одно из недопустимых предельных состояний всей конструкции ствола, его элементов, узлов и соединений. Повреждения, дефекты и аварии могут иметь место при сооружении ствола шахты в начальный период его эксплуатации, а также и на дальнейших стадиях. Они могут быть вызваны, во-первых, неблагоприятным воздействием непредвиденных факторов и, во-вторых, систематическим техническим износом элементов крепи и армировки ствола в сочетании с действием собственных и эксплуатационных нагрузок. Интенсивность технического износа может быть снижена путем обеспечения рациональных условий эксплуатации и прежде всего путем соответствующего технического содержания и ремонтов. Все эти условия следует учитывать при анализе надежности.

Поэтому характеристиками надежности являются:

- начальная безотказность — способность элементов ствола и армировки обеспечить необходимую прочность и устойчивость в течение заданного начального периода, т. е. вовремя возведения и начального (короткого) периода эксплуатации;

- долговечность — продолжительность безотказной работы элементов (узлов) крепи и армировки в определенных условиях эксплуатации (с возможными перерывами для профилактического ремонта) от момента возведения до полной потери эксплуатационных свойств или в период между двумя капитальными ремонтами;

- ремонтопригодность — приспособленность элементов (узлов) крепи и армировки к сохранению, периодическим профилактическим осмотрам или замене поврежденных частей.

При практическом анализе надежности целесообразно рассматривать два ее этапа — начальную безотказность и долговечность с учетом ремонтопригодности.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна