Запропоновано та детально проаналізовано ідею безпечного використання електроенергії на вугільних шахтах, небезпечних по газу або пилу, що забезпечується зняттям напруги з аварійного елемента обладнання ще до займання ним навколишнього середовища виключно за рахунок швидкодії захисного апарату, без будь-яких додаткових технічних рішень. Виявивлено відкритий шлях до створення силового електрообладнання у виконанні "РО", яке за умови обов'язкового дотримання правил безпеки під час його експлуатації принципово не може бути джерелом вибуху чи пожежі на підприємствах вугільної галузі. Виконані наукові дослідження, які дозволили обгрунтувати вимоги до надшвидкодіючої захисної апаратури, призначеної для експлуатації на вугільних шахтах, небезпечних за газом або пилом, а також і на інших підприємствах галузі, наприклад, збагачувальних фабриках. Розроблено концепцію створення магнітної станції нового покоління зі змінюваною структурою, яка гарантує безпечне застосування електроенергії на конкретній дільниці, а, отже, і на всій вугільній шахті, небезпечній за газом або пилом, що виключає можливість займання навколишнього середовища від джерела електричної енергії в аварійному режимі, за рахунок комплектації цієї станції захисними пристроями надшвидкодіючого вимикання на електрогідравлічній основі.

Мета роботи - дослідження фізико-механічних характеристик закладних масивів, призначених для підтримання бічних порід у вуглепородному масиві, що вміщує виробки. Для досягнення поставленої мети було виконано експерименти на зразках із породи різного гранулометричного складу, які піддавалися компресійному стисненню. В результаті виконаних досліджень визначено фізико-механічні характеристики закладних масивів із породи різного гранулометричного складу. Встановлено, що зміна пустотності закладних масивів за компресійного стиснення в цілому залежить від величини вертикальних нормальних напружень та розміру фракції породи, їх процентного співвідношення в загальному обсязі. За вертикальних відносних деформацій, коли розширення закладного масиву в сторони неможливе, зменшення кубатури відбувається за рахунок перепакування частинок породи у разі незмінного обсягу твердої частини. При цьому, чим неоднорідна порода, тим ефективніше процес перепакування. В умовах одновимірної задачі питома робота за стискання, що витрачається на деформування одиниці об'єму закладного масиву, збільшується в міру зменшення насипної щільності дробленої породи, коли коефіцієнт ущільнення приймає максимальні значення. Чим більше робота деформації, тим більше модуль стиснення закладного масиву. Напружено-деформований стан закладних масивів, визначається величиною стискаючої сили, насипної щільності породи і компресійного модуля деформації. Доведено, що за компресійного стиснення закладних масивів із породи, значення модуля деформації змінюються по параболічній залежності і зумовлюються гранулометричним складом вихідного матеріалу. У разі наявності у вихідному закладному матеріалі неоднорідних фракцій породи, значення компресійного модуля приймають мінімальні значення і збільшуються, по мірі зміни насипної щільності. Причому, чим менше фракція породи, тим більше її насипна щільність і значення компресійного модуля деформації закладного масиву. Для підтриманння магістральних або дільничих виробок за способу управління покрівлею закладкою виробленого простору необхідно забезпечити неоднорідність гранулометричного складу використовуваної породи. Дотримання цієї вимоги забезпечить максимальне стиснення закладного масиву і плавний прогин бічних порід у виробленому просторі у разі розвантаження вуглепородного масиву, що вміщує виробки.

Мета роботи - вивчення деформаційних характеристик охоронних споруд, що знаходяться під впливом зовнішніх навантажень і використовуються для підтримання бічних порід у вуглепородному масиві позаду очисного вибою. Для досягнення поставленої мети було виконано лабораторні дослідження деформаційних характеристик охоронних споруд за одновісного стискання. В результаті виконаних досліджень встановлено, що за одновісного стискання дерев'яних охоронних споруд у вигляді накатних кострів зі шпал або кущів із стояків, зміна їх жорсткості зумовлена як відмінностями у властивостях деревини за дії зовнішньої сили уздовж або поперек волокон, так і конструктивними особливостями. У випадках, коли постійно діюча стискаюча сила прикладається до експериментального зразка поперек волокон (накатні костри зі шпал), зміна жорсткості відбувається за квадратичною залежністю і досягає мінімальних значень за деформації моделі на 30 - 35 %, а у разі подальшого збільшення деформації до 50 % - жорсткість збільшується. Це свідчить про зростання опірності накатних кострів зовнішнім навантаженням після їх стиснення, без втрати тримкості конструкції. За дії стискаючої сили уздовж волокон (кущі зі стояків), жорсткість експериментальних зразків збільшується до моменту руйнування, коли відбувається втрата тримкості конструкції. Зміна жорсткості закладних масивів з роздробленої породи за можливості їх бокового розширення відбувається внаслідок ущільнення закладного матеріалу, тобто перекомпонування частинок роздробленої породи різних фракцій в загальному обсязі. Зазначено, що характер деформування охоронних споруд, що розглядаються як збірні конструкції, може бути описаний через зміну питомої потенційної енергії деформації, що витрачається на зміну форми та/або об'єму охоронних споруд. Для забезпечення стійкості бічних порід у вуглепородному масиві, що вміщує виробки, необхідно орієнтуватися на використання податливих охоронних споруд, розташованих над відкатним штреком.

Мета роботи - оцінити стійкість бокових порід у вуглепородному масиві, що вміщує виробки, з урахуванням деформаційних характеристик охоронних споруд. Виконано лабораторні дослідження деформаційних характеристик охоронних споруд, розташованих між модельованими покрівлею і підошвою вугільного пласта, які піддавалися одновісьовому стисканню. Доведено, що деформаційні характеристики охоронних споруд впливають на стійкість бокових порід у вуглепородному масиві, що вміщує виробки. Характер деформації охоронних споруд під дією зовнішньої сили визначається їх жорсткістю. За інших рівних умов, коли породи покрівлі і підошви мають постійну згинальну жорсткість, їх стійкість залежить від жорсткості підтримувальних конструкцій та напрямку дії навантаження, яке прикладається в тангенціальному (дерев'яні костри, накатні костри) або радіальному (кущі зі стояків) напрямку. Для модельованих охоронних споруд зі збільшенням стискаючого навантаження фіксується одночасне лінійне зростання їх жорсткості і модуля деформації. Причому, для дерев'яних піддатливих опор, коли навантаження прикладається поперек волокон, відбувається ущільнення затиснутих стояків дерев'яних конструкцій, внаслідок чого конвергенція бокових порід обмежується. Для жорстких конструкцій у вигляді кущів з дерев'яних стояків такої закономірності не простежується. Після втрати стійкості охоронної конструкції модуль деформації зменшується, що супроводжується збільшенням конвергенції бокових порід до повного руйнування конструкції. Рекомендовано відмовитися від жорстких і одночасно крихких охоронних споруд, призначених для підтримання бокових порід. Стійкість покрівлі у вуглепородному масиві, що вміщує виробки, оцінюється за максимальної відносної деформації підтримувальних конструкцій в результаті одновісного стискання за допомогою коефіцієнта, що характеризує співвідношення жорсткості працездатної охоронної споруди і згинальної жорсткості бокових порід. Для забезпечення стійкості бокових порід у вуглепородному масиві і експлуатаційного стану виробок, що примикають до очисного забою на виймальній дільниці вугільної шахти, необхідно орієнтуватися на застосування піддатливих споруд.

Шифр НБУВ: Ж70736 Пошук видання у каталогах НБУВ