TYPOSZEREG ODRZWI OBUDOWY OŁE6/V36 TYPE SERIES OF SUPPORT OŁE6/V Wstęp. GÓRNICTWO I GEOLOGIA 2012 Tom 7 Zeszyt 1

Podobne dokumenty
NOŚNOŚCI ODRZWI WYBRANYCH OBUDÓW ŁUKOWYCH**

PORÓWNANIE METOD NORMATYWNYCH PROJEKTOWANIA OBUDOWY STALOWEJ ŁUKOWEJ PODATNEJ STOSOWANEJ W PODZIEMNYCH ZAKŁADACH GÓRNICZYCH***

2. Korozja stalowej obudowy odrzwiowej w świetle badań dołowych

ELEMENTY TEORII NIEZAWODNOŚCI I BEZPIECZEŃSTWA KONSTRUKCJI W PROJEKTOWANIU BUDOWLI PODZIEMNYCH. 1. Wprowadzenie

G Ł Ó W N Y I N S T Y T U T G Ó R N I C T W A

KARTA PRZEDMIOTU. 1. Nazwa przedmiotu: BUDOWNICTWO PODZIEMNE 2. Kod przedmiotu: N I BPiOP/26

Analiza warunków współpracy obudowy wyrobiska korytarzowego z górotworem w zależności od parametrów wykładki

2. Przebieg procesu projektowania obudowy

Z1-PU7 Wydanie N1 KARTA PRZEDMIOTU. 1. Nazwa przedmiotu: BUDOWNICTWO PODZIEMNE. 2. Kod przedmiotu: S I BPiOP/27

Badania nośności kasztów drewnianych. 1. Wprowadzenie PROJEKTOWANIE I BADANIA

700 [kg/m 3 ] * 0,012 [m] = 8,4. Suma (g): 0,138 Ze względu na ciężar wykończenia obciążenie stałe powiększono o 1%:

Porównanie nośności odrzwi z wybranych kształtowników walcowanych z różnych gatunków stali

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

BADANIA NAD ZASTOSOWANIEM STALI O ZWIĘKSZONYCH PARAMETRACH WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH DO PRODUKCJI STALOWYCH OBUDÓW TYPU V

Wpływ warunków górniczych na stan naprężenia

ODRZWIA OBUDOWY ŁPw PROJEKTOWANIE I WYNIKI BADAŃ

WARUNKI TECHNICZNE Wykonania i Odbioru typoszeregu odrzwi i łuków obudowy specjalnej ŁPSC Bogdanka z kształtowników V32 i V36

Determination of welded mesh claddings load-bearing capacity. Abstract:

Rozwiązanie obudowy spłaszczonej dla chodnika przyścianowego

GEOTECHNICZNE PROBLEMY UTRZYMANIA WYROBISK KORYTARZOWYCH W ZŁOŻONYCH WARUNKACH GEOLOGICZNO-GÓRNICZYCH

OPTYMALIZACJA KONSTRUKCJI WZMOCNIEŃ ELEMENTÓW NOŚNYCH MASZYN I URZĄDZEŃ

WSPÓŁCZYNNIK PRACY ZŁĄCZA CIERNEGO GÓRNICZEJ, KORYTARZOWEJ OBUDOWY PODATNEJ

Planowanie wykonywania wzmocnień obudów chodnikowych w kopaniach podziemnych

STANOWISKOWE BADANIA ELEMENTÓW OBUDÓW GÓRNICZYCH PRZY ICH DYNAMICZNYM OBCIĄŻENIU. 1. Wstęp. Krzysztof Pacześniowski*, Andrzej Pytlik*, Ewa Radwańska*

ANALIZA WPŁYWU STRZEMION NA PRACĘ ZŁĄCZA CIERNEGO

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

Wzmacnianie obudowy wyrobisk korytarzowych w warunkach wysokich naprężeń

Zadanie 1 Zadanie 2 tylko Zadanie 3

KARTA PRZEDMIOTU. 1. Nazwa przedmiotu: BUDOWNICTWO PODZIEMNE 2. Kod przedmiotu: S I BPiOP/27

Przyczyny zawałów wyrobisk korytarzowych i wybrane sposoby wzmacniania obudowy

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 039

Ocena bezpieczeństwa konstrukcji wyrobisk korytarzowych w kopalniach węgla kamiennego z uwzględnieniem zmienności warunków naturalnych i górniczych

ODRZWIA OBUDOWY ŁPw - PROJEKTOWANIE I WYNIKI BADAN

Analiza wpływu wybranych wielkości charakteryzujących złącze cierne na jego parametry pracy

Zakład Konstrukcji Żelbetowych SŁAWOMIR GUT. Nr albumu: Kierunek studiów: Budownictwo Studia I stopnia stacjonarne

Rys. 32. Widok perspektywiczny budynku z pokazaniem rozmieszczenia kratownic

PRZYKŁADY ZASTOSOWANIA OBUDOWY ŁUKOWEJ PODATNEJ SPŁASZCZONEJ ŁPSp W KOPALNI PIAST

Zakres wiadomości na II sprawdzian z mechaniki gruntów:

SPECJALNOŚĆ STUDIÓW BUDOWNICTWO PODZIEMNE I OCHRONA POWIERZCHNI NA WYDZIALE GÓRNICTWA I GEOLOGII POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

STAN TECHNICZNY OBUDOWY WYROBISK KORYTARZOWYCH JAKO ŹRÓDŁO ZAGROŻENIA OBWAŁAMI

ZASADY DOBORU OBUDOWY POWŁOKOWEJ** 1. Wprowadzenie. Andrzej Wichur*, Kornel Frydrych*, Daniel Strojek*

WYKORZYSTANIE MES DO WYZNACZANIA WPŁYWU PĘKNIĘCIA W STOPIE ZĘBA KOŁA NA ZMIANĘ SZTYWNOŚCI ZAZĘBIENIA

DWUTEOWA BELKA STALOWA W POŻARZE - ANALIZA PRZESTRZENNA PROGRAMAMI FDS ORAZ ANSYS

Analiza wpływu strzemion na parametry pracy złącza ciernego

Ładowarka bocznie sypiąca ŁBS-500 W Ładowarka bocznie sypiąca BOS Ładowarka bocznie sypiąca ŁBS-1200 C4R 43

Rys. 1. Obudowa zmechanizowana Glinik 15/32 Poz [1]: 1 stropnica, 2 stojaki, 3 spągnica

KONSTRUKCJE DREWNIANE I MUROWE

Wytrzymałość drewna klasy C 20 f m,k, 20,0 MPa na zginanie f v,k, 2,2 MPa na ścinanie f c,k, 2,3 MPa na ściskanie

Analiza wytrzymałościowa 5 rodzajów kształtowników

Lp Opis obciążenia Obc. char. kn/m 2 f

Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk

CZTEROKULOWA MASZYNA TARCIA ROZSZERZENIE MOŻLIWOŚCI BADAWCZYCH W WARUNKACH ZMIENNYCH OBCIĄŻEŃ


SPRAWOZDANIE Z BADAŃ

SAS 670/800. Zbrojenie wysokiej wytrzymałości

2. Analiza wpływu konstrukcji tunelu o przekroju kołowym na wartość współczynnika podatności podłoża

THE MODELLING OF CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OF HARMONIC DRIVE

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki PROBLEMY ZWIĄZANE Z OCENĄ STANU TECHNICZNEGO PRZEWODÓW STALOWYCH WYSOKICH KOMINÓW ŻELBETOWYCH

mr1 Klasa betonu Klasa stali Otulina [cm] 4.00 Średnica prętów zbrojeniowych ściany φ 1 [mm] 12.0 Średnica prętów zbrojeniowych podstawy φ 2

Analiza konstrukcji ściany Dane wejściowe

OPTYMALIZACJA ZBIORNIKA NA GAZ PŁYNNY LPG

LISTA BADAŃ PROWADZONYCH W RAMACH ZAKRESU ELASTYCZNEGO LABORATORIUM BADAŃ (DLB)

OBLICZENIA STATYCZNE

1. Projekt techniczny Podciągu

A U T O R E F E R A T

Widok ogólny podział na elementy skończone

Optymalizacja konstrukcji wyrobisk korytarzowych z uwzględnieniem zmienności warunków geologiczno-górniczych i niepewności informacji

MODELOWANIE NUMERYCZNE GÓROTWORU WOKÓŁ WYROBISKA KORYTARZOWEGO NARAŻONEGO NA WPŁYWY CIŚNIEŃ EKSPLOATACYJNYCH

ZASTOSOWANIE I KSZTAŁTOWANIE ROZWIĄZAŃ OBUDÓW ŁUKOWO-PROSTYCH W WARUNKACH DOŚWIADCZEŃ KWK BORYNIA-ZOFIÓWKA-JASTRZĘBIE RUCH JAS-MOS

INIEKCYJNE WZMACNIANIE GÓROTWORU PODCZAS PRZEBUDÓW ROZWIDLEŃ WYROBISK KORYTARZOWYCH**** 1. Wprowadzenie

OBLICZENIA WYTRZYMAŁOŚCIOWE

PORÓWNANIE WYNIKÓW OBLICZEŃ WYTRZYMAŁOŚCI KONSTRUKCJI Z BADANIAMI STANOWISKOWYMI

Analiza obudowy wykopu z pięcioma poziomami kotwienia

Ćwiczenie nr 2: Posadowienie na palach wg PN-83 / B-02482

1. Projekt techniczny żebra

Projekt belki zespolonej

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

Analiza fundamentu na mikropalach

ZAJĘCIA 3 DOBÓR SCHEMATU STATYCZNEGO PŁYTY STROPU OBLICZENIA STATYCZNE PŁYTY

Raport obliczeń ścianki szczelnej

POZ BRUK Sp. z o.o. S.K.A Rokietnica, Sobota, ul. Poznańska 43 INFORMATOR OBLICZENIOWY

ZESPÓŁ BUDYNKÓW MIESZKLANYCH WIELORODZINNYCH E t a p I I i I I I b u d B i C

OBLICZENIA STATYCZNO WYTRZYMAŁOŚCIOWE MOSTU NAD RZEKĄ ORLA 1. ZałoŜenia obliczeniowe

Modelowanie Wspomagające Projektowanie Maszyn

PROJEKT STOPY FUNDAMENTOWEJ

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

WYJAŚNIENIE ORAZ ZMIANA TREŚCI SIWZ

Wykorzystanie metody funkcji transformacyjnych do analizy nośności i osiadań pali CFA

Zbrojenie konstrukcyjne strzemionami dwuciętymi 6 co 400 mm na całej długości przęsła

Doświadczenia ze stosowania obudów podporowych i podporowo kotwiowych w przecinkach ścianowych w kopalni Knurów-Szczygłowice Ruch Knurów

Charakterystyka modelu kasztu górniczego o zwiększonej podporności

ODWZOROWANIE STANOWISKOWYCH BADAŃ ZGINANIA KSZTAŁTOWNIKÓW KO21 ZA POMOCĄ PROGRAMU ANSYS

Opracowanie: Emilia Inczewska 1

Zadanie: Zaprojektować w budynku jednorodzinnym (wg wykonanego projektu) filar murowany w ścianie zewnętrznej na parterze.

Analiza obudowy wykopu z jednym poziomem kotwienia

Praktyczne aspekty wymiarowania belek żelbetowych podwójnie zbrojonych w świetle PN-EN

Projekt ciężkiego muru oporowego

Analiza stanu przemieszczenia oraz wymiarowanie grupy pali

ZMĘCZENIE MATERIAŁU POD KONTROLĄ

Podstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie

Transkrypt:

GÓRNICTWO I GEOLOGIA 212 Tom 7 Zeszyt 1 Piotr GŁUCH Politechnika Śląska, Gliwice Katedra Geomechaniki, Budownictwa Podziemnego i Zarządzania Ochroną Powierzchni TYPOSZEREG ODRZWI OBUDOWY OŁE6/V36 Streszczenie. W artykule przedstawiono konstrukcję i wyniki badań stanowiskowych nowej obudowy o kształcie eliptycznym, wykonanej z ciężkich kształtowników korytkowych. Obudowa o kształcie eliptycznym (OŁE) jest złożona z sześciu elementów łukowych wykonanych z kształtownika V36, skręconych strzemionami. Prowadzono badania stanowiskowe odrzwi obudowy w stanie podatnym i w stanie sztywnym. Podano wyniki badań oraz zastosowanie praktyczne. TYPE SERIES OF SUPPORT OŁE6/V36 Summary. The paper presents the design and results of bench test of new elliptical shape support made of heavy trough section. Support with elliptical shape is composed of the 6 arch elements made of section V36 screwed by clamps. Tests ware conducted separately for yielded and rigid support. Paper presents results of researches and practical application. 1. Wstęp Obudowy o kształcie eliptycznym znajdują zastosowanie zwłaszcza w warunkach geologiczno-górniczych, wymagających zwiększonej wysokości wyrobiska i zwiększonej nośności obudowy. Rozwiązania obudów eliptycznych łukowych podatnych typu ŁPE opisano w pracach naukowo-badawczych, cytowanych w [1], i zrealizowano praktycznie w wyrobiskach udostępniających, w kopalniach węgla kamiennego. Zwiększone wymagania w zakresie stateczności obudowy oraz trudne warunki geologiczno-górnicze spowodowały potrzebę opracowania nowej konstrukcji obudowy o wysokiej podporności i podatności dla udostępniających wyrobisk korytarzowych (przekopów, komór, wlotów).

6 P. Głuch 2. Opis konstrukcji odrzwi obudowy o kształcie eliptycznym typu OŁE6/V36 Odrzwia obudowy OŁE/6/V36 są wykonywane jako sześcioczęściowe. W ich skład wchodzą dwa łuki stropnicowe, dwa łuki stropnicowo ociosowe i dwa łuki ociosowe, które po złożeniu na siebie odpowiednich odcinków są skręcane za pomocą strzemion śrubami z odpowiednim momentem dokręcenia. Konstrukcja obudowy jest posadowiona na stopach podporowych lub, w przypadku gdy wytrzymałość skał spągowych jest odpowiednio wysoka, bezpośrednio na spągu. Podstawowe dane techniczne odrzwi obudowy typoszeregu OŁE6/V32/34/36 przedstawiono w tablicy 1. Ogólne schematy konstrukcji z opisem i charakterystycznymi wielkościami odrzwi przedstawiono na rys. 1, a w widoku na rys. 2. Tablica 1 Podstawowe dane techniczne typoszeregu odrzwi obudowy eliptycznej OŁE6/V32/34/36 Lp. Nazwa obudowy S w mm 1. OŁE6/V36(32,34)/5,5xW 55 2. OŁE6/V36(32,34)/6,xW 6 3. OŁE6/V36(32,34)/6,4xW 6 4. OŁE6/V36(32,34)/6,8xW 68 5. OŁE6/V36(32,34)/7,2xW 72 W C w mm w mm C st Z w mm w mm 37 5 81 39 5 8 91 41 1 15 41 5 875 43 5 8 98 45 1 111 42 5 9 4 5 8 98 46 1 19 45 55 875 47 55 8 98 49 1 111 47 55 11 49 55 8 18 51 1 118

Typoszereg odrzwi obudowy OŁE6/V36 61 Rys. 1. Odrzwia obudowy typoszeregu OŁE6/V36(32/34) 1 - łuk stropnicowy, 2 - łuk stropnicowoociosowy, 3 - łuk ociosowy Fig. 1. Timber set-group OŁE6/V36(32/34) 1 - top section, 2 - top-side section, 3 - side section 3. Stanowiskowe badania podporności obudowy OŁE Badania stanowiskowe podporności obudowy OŁE przeprowadzono w Katedrze Geomechaniki, Budownictwa Podziemnego i Zarządzania Ochroną Powierzchni Politechniki Śląskiej [2]. Badanie stanowiskowe odrzwi obudowy OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m przeprowadzono w stanach podanym i usztywnionym. Rys. 2. Ogólny widok odrzwi obudowy OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m po ich zabudowie w laboratorium Fig. 2. Main parameters test of timber sets OŁE6/V36/5,5 m x 4.1 m after assembly

62 P. Głuch W stanie podatnym badania prowadzono przy zabudowie na złączach obudowy strzemion typu SKL 32/34/36; przeprowadzono badania: - odrzwi obudowy wykonanej ze stali normalnej 31 Mn4 przy obciążeniu czynnym trzema siłami F c =F 4 +F 5 +F 6, przy momencie dokręcenia nakrętek strzemion M = 5 N m (rys. 3), - odrzwi obudowy wykonanej ze stali ulepszonej cieplnie 31Mn4+QT przy obciążeniu czynnym trzema siłami F c =F 4 +F 5 +F 6, przy momentach dokręcenia nakrętek strzemion M = 5 N m (rys. 3), - odrzwi obudowy wykonanej ze stali ulepszonej cieplnie 31Mn4+QT przy obciążeniu czynnym pięcioma siłami F c = F 3 +F 4 +F 5 +F 6 +F 7, przy momencie dokręcenia nakrętek strzemion M = N m, M = 45 N m, M = 5 N m (rys. 4). W stanie usztywnionym przeprowadzono badania odrzwi obudowy OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m przy zabudowie na złączach obudowy strzemion typu SKL 32/34/36 i ich usztywnieniu; przeprowadzono badania: - odrzwi obudowy wykonanej ze stali normalnej 31 Mn4 przy obciążeniu czynnym trzema siłami F c =F 4 +F 5 +F 6 (rys. 3), - odrzwi obudowy wykonanej ze stali ulepszonej cieplnie 31Mn4+QT przy obciążeniu czynnym trzema siłami F c =F 4 +F 5 +F 6 (rys. 3), - odrzwi obudowy wykonanej ze stali ulepszonej cieplnie 31Mn4+QT przy obciążeniu czynnym pięcioma siłami F c = F 3 +F 4 +F 5 +F 6 +F 7 (rys. 4 ). Ogólne schematy badań przedstawiono na rys. 3 i 4. Rys. 3. Ogólny schemat obciążanych odrzwi obudowy OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m. Siły F4, F5 i F6 stanowią obciążenie aktywne (czynne), a pozostałe siły F1, F2, F3 i F7, F8, F9 stanowią obciążenie bierne Fig. 3. Load timber sets OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m. Force F4, F5 i F6 active load, F1, F2, F3 i F7, F8, F9 passive load

Typoszereg odrzwi obudowy OŁE6/V36 63 Rys. 4. Ogólny schemat obciążanych odrzwi obudowy OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m. Siły F3, F4, F5, F6, F7 stanowią obciążenie aktywne (czynne), a pozostałe siły F1, F2, F8, F9 stanowią obciążenie bierne Fig. 4. Load timber sets OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m. Force F3, F4, F5, F6, F7 active load, F1, F2, F8, F9 passive load Pomiary obciążeń i przemieszczeń prowadzono za pomocą wzmacniacza Spider8, czujników ciśnienia P8AP5 bar i drogi WA3 mm oraz programu komputerowego Catman Easy przy częstotliwości 5 Hz. Uzyskane wyniki badań obudowy OŁE6/V36/5 zestawiono w tablicy 2, a charakterystyki pracy obudowy podano na rys. 5. Tablica 2 Zbiorcze zestawienie parametrów i wyników badań obudowy OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m w stanie podatnym Obudowa OŁE6/V36/5,5 m x4,1 m stan podatny Lk. Nazwa Badanie Badanie Badanie Badanie Badanie nr 1 nr 2 nr 3 nr 4 nr 5 1. Nazwa odrzwi OŁE6/V36/ 5,5 m x 4,1 m OŁE6/V36/ 5,5 m x 4,1 m OŁE6/V36/ 5,5 m x 4,1 m OŁE6/V36/ 5,5 m x 4,1 m OŁE6/V36/ 5,5 m x 4,1 m 2. Rodzaj zastosowanych strzemion i ich liczba w złączu SKL32-36 3 i 2 sztuki na złączu SKL32-36 3 i 2 sztuki na złączu st SKL32-36 3 sztuki na złączu SKL32-36 3 sztuki na złączu SKL32-36 3 sztuki na złączu 3. Materiał obudowy 31Mn4 31Mn4+QT 31Mn4+QT 31Mn4+QT 31Mn4+QT 4. Moment dokręcenia strzemion 5. Schemat obciążenia 6. F Np [kn] Początkowa umowna nośność zsuwna odrzwi 7. F zmax [kn] Maksymalna nośność zsuwna odrzwi F zmax 8. F zmin [kn] Minimalna nośność zsuwna odrzwi 5 N m 5 N m N m 45 N m 5 N m Trzy siłowniki F 4 +F 5 +F 6 Trzy siłowniki F 4 +F 5 +F 6 Pięć siłowników F 3 +F 4 +F 5 + F 6 + F 7 Pięć siłowników F 3 +F 4 +F 5 + F 6 + F 7 Pięć siłowników F 3 +F 4 +F 5 + F 6 + F 7 448 68 66 119 85 7 831,4 957 119 131 448 645 623 739 85

64 P. Głuch cd. tablicy 2 9. F zśr [kn] F N Średnia wartość nośność zsuwnej odrzwi 581, 741,6 746,6 892 947 1. F ko [kn] Nośność odrzwi w końcowej fazie badań 623,9 712 74 926 963 11. y p [mm] Całkowite zmniejszenie 36 56 217 28 29 wysokości odrzwi 12. j z Liczba zsuwów 4 5 1 9 7 13. Z c [mm] 34 52 395 38 34 14. Komentarz Zablokowanie złącza. Trwałe odkształcenie łuku stropnicowego Zablokowanie złącza. Trwałe odkształcenie łuku stropnicowego Prawidłowa praca odrzwi Prawidłowa praca odrzwi Wyboczenie odrzwi z płaszczyzny obciążenia Obciążenie w kn 8 7 6 5 3 2 1 5 1 15 2 25 3 35 Przemieszczenie w mm Badanie - 1 Obciążenie w kn 9 8 7 6 5 3 2 1 1 2 3 5 6 Przemieszczenie w mm Badanie - 2 12 1 Obciążenie w kn F3+ F4+ F5+ F6+ F7 12 1 Obciążenie w kn F3+F4+F5+F6+F7 8 8 6 6 2 2 P rzem ies zc zenie w osi w m m 5 1 15 2 25 Badanie - 3 Przemieszczenie w osi w mm 5 1 15 2 25 3 Badanie - 4

Typoszereg odrzwi obudowy OŁE6/V36 65 12 Obciążenie w kn F3+F4+F5+F6+F7 1 8 6 2 Przemieszczenie w osi w mm 5 1 15 2 25 Badanie - 5 Rys. 5. Charakterystyki pracy odrzwi obudowy OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m badanych w stanie podatnym (numery badania i sposób obciążenia wg tablicy 2) Fig. 5. Works characteristic of timber set OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m tested in yielding state (tests number and ways of loading in table 2 Zbiorcze zestawienie parametrów i wyników badań obudowy OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m w stanie usztywnionym podano w tablicy 3, a charakterystyki pracy obudowy na rys. 6. Przykładowe deformacje obudowy, powstałe w końcowej fazie badań, przedstawiono na rys. 7, 8 i 9. Zbiorcze zestawienie parametrów i wyników badań obudowy OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m w stanie usztywnionym Tablica 3 Obudowa OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m w stanie usztywnionym Lk. Nazwa Badanie nr 6 Badanie nr 7 Badanie nr 8 1. Nazwa odrzwi OŁE6/V36/ 5,5 m x 4,1 m OŁE6/V36/ 5,5 m x 4,1 m OŁE6/V36/ 5,5 m x 4,1 m 2. Rodzaj zastosowanych Złącza Złącza Złącza strzemion i ich liczba usztywnione usztywnione usztywnione w złączu 3. Materiał obudowy 31Mn4 31Mn4+QT 31Mn4+QT 4. Trzy siłowniki Trzy siłowniki Pięć siłowników Schemat obciążenia F 4 +F 5 +F 6 F 4 +F 5 +F 6 F 3 +F 4 +F 5 +F 6 + F 7 5. Maksymalna nośność odrzwi F max = (F 3 +F 4 + F 5 +F 6 + F 7 ) [kn] 6. y n [mm] Zmniejszenie wysokości odrzwi usztywnionych w świetle, w mm, przy obciążeniu równym F max. 193 1355 2 93 1 8

66 P. Głuch 7. y nc [mm] Całkowite zmniejszenie wysokości odrzwi usztywnionych w świetle w momencie zakończenia badań 8. Komentarz 144 156 8 Odkształcenie trwałe łuku stropnicowego Odkształcenie trwałe łuku stropnicowego cd. tablicy 3 Sprężysta praca odrzwi obudowy. Badanie przerwano przy obciążeniu 2 kn 12 16 1 1 12 Obciążenie w kn 8 6 Obciążenie w kn 1 8 6 2 2 2 4 6 8 1 12 14 Przemieszczenie w mm 2 4 6 8 1 12 14 16 Przemieszczenie w mm Badanie - 6 Badanie - 7 2 2 Obciążenie w kn F3+F4+F5+F6+F7 ze względów bezpieczeństwa badanie przerwano 16 12 8 Przemieszczenie w osi w mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Badanie - 8 Rys. 6. Charakterystyki pracy odrzwi obudowy OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m badanych w stanie usztywnionym (numery badania i sposób obciążenia wg tablicy 3) Fig. 6. Works characteristic of timber set OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m tested jn rigid state (tests number and ways of loading in table 3)

Typoszereg odrzwi obudowy OŁE6/V36 67 Rys. 7. Deformacja plastyczna łuku stropnicowego przy obciążeniu maksymalnym 193 kn badanie 6, widok od strony zewnętrznej Fig. 7. Plastic deformation of top section with maximal load 193 kn test 6 outside view Rys. 8. Deformacja plastyczna łuku stropnicowego przy obciążeniu maksymalnym 1355 kn badanie 7, widok od strony zewnętrznej Fig. 8. Plastic deformation of top section with Maximal load 1355kN test 7 outside view

68 P. Głuch Rys. 9. Widok odrzwi obudowy OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m ze stali 31Mn4+QT przy obciążeniu o wielkości 2 kn, badanie 8 Fig. 9. View of timber set OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m made with steel 31Mn4=QT with load 2 kn, test 8 4. Stopień wykorzystania maksymalnej nośności odrzwi, wskaźnik nośności odrzwi Stopień wykorzystania maksymalnej nośności odrzwi k 4 określono zgodnie z normą PN-92/G-15/5 [4] wg wzoru: k 4 F F N =, (1) max gdzie: F N nośność robocza odrzwi podatnych, w kn, F max maksymalna nośność odrzwi usztywnionych. Wyniki obliczeń zestawiono w tablicy 4.

Typoszereg odrzwi obudowy OŁE6/V36 69 Porównanie wyników badań Materiał odrzwi 1 z 6 31Mn4 2 z 7 3 z 8 4 z 8 5 z 8 31Mn4 +QT 31Mn4 +QT 31Mn4 +QT 31Mn4 +QT Stopień wykorzystania maksymalnej nośności odrzwi Moment dokręcenia nakrętek odrzwi podatnych, N m Badanie 1 5 Badanie 2 5 Badanie 3 Badanie 4 45 Badanie 5 5 F N, F zmax dla odrzwi podatnych w kn Badanie 1 581 7 Badanie 2 741,6.831,1 Badanie 3 746,6 956 Badanie 4 892 119 Badanie 5 947 131 F max dla odrzwi usztywnionych w kn Badanie 6 193 Badanie 7 1355 Badanie 8 2 Badanie 8 2 Badanie 8 2 k 4 = F F N max k Tablica 4 4 = F Z max F,531,64,547,613,373,478,446,595,473,5155 max Wskaźnik nośności odrzwi obudowy wyznaczono zgodnie z [3]. Dobór obudowy polega na porównaniu wartości obciążenia obliczeniowego obudowy q o z wartościami wskaźnika nośności odrzwi obudowy W N za pomocą wzoru: W Nobl d. (2) q o Wartość wskaźnika nośności odrzwi W Nobl należy przyjmować wg następującej zależności: W Nobl = k 4 W N,8 k wykł, (3) gdzie:,8 współczynnik nierównomierności obciążenia odrzwi, k wykł współczynnik rodzaju wykładki za obudową. Wartości współczynnika wykładki k wykł są zależne od sposobu zapewnienia kontaktu odrzwi z wyłomem. Dla wykładki mechanicznej lub oklinowania odrzwi k wykł = 1. Wskaźnik nośności odrzwi może być określony na podstawie badań stanowiskowych oraz teoretycznych analiz wytrzymałościowych.

7 P. Głuch Wartości wskaźników nośności odrzwi określono drogą obliczeniową za pomocą teoretycznych analiz obliczeniowych, przy wykorzystaniu metody elementów skończonych dla schematów obliczeniowych odrzwi obudowy, na które działa równomierne obciążenie pionowe od strony stropu, a w ociosach wahacze mają moduł ściśliwości E z = 4 MPa. Wskaźnik nośności odrzwi można obliczyć wzorem: σ n W N = 1, (4),2 σ 1 max gdzie: σ n wartość naprężenia granicznego dla danego typu stali, σ max maksymalna wartość naprężenia występująca w najbardziej wytężonym przekroju obudowy uzyskana z obliczeń numerycznych MES, 1 wartość obciążenia jednostkowego (q = 1 kn/m) działająca na obudowę w obliczeniach numerycznych MES, 1, 2 współczynnik zmniejszający, uwzględniający nierównomierność obciążenia, wyboczenie odrzwi. Wartości wskaźnika nośności odrzwi OŁE i odrzwi standardowych ŁP obliczone tą drogą podano na rys. 1.,4 OŁE Wskaźnik nośności odrzwi Wn w MN/m,35,3,25,2,15,1,5 ŁP V32 V34 V36 5 5,5 6 6,5 7 7,5 Szerokość odrzwi w m Rys. 1. Porównanie wykreślne wartości wskaźnika nośności odrzwi obudowy W N między odrzwiami obudowy ŁP i OŁE (Stal S48W) Fig. 1. Comparison of value of load-bearing capacity W N timber sets ŁP and OŁE (steel S48) Na podstawie przeprowadzonych badań wskaźnik nośności odrzwi określa się z maksymalnej podporności odrzwi obudowy wzorem:

Typoszereg odrzwi obudowy OŁE6/V36 71 W N = F max /S ob, (5) gdzie: F max maksymalne obciążenie odrzwi usztywnionych, S ob obliczeniowa szerokość, na którą działa obciążenie. - Dla badanych odrzwi OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m ze stali 31Mn4 i S ob = 3,55 m wskaźnik nośności odrzwi wynosi: W N = F max /S ob = 193/3,55 = 37,8 kn/m. - Dla badanych odrzwi OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m ze stali 31Mn4 + QT i S ob = 3,55 m wskaźnik nośności odrzwi wynosi: W N = F max /S ob = 1355/3,55 = 381,6 kn/m. - Dla badanych odrzwi OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m ze stali 31Mn4 + QT i S ob = 5,3 m wskaźnik nośności odrzwi wynosi: W N = F max /S ob = 2/5,3 = 377,4 kn/m. Uwzględniając, że stosowany materiał wg atestów miał parametry: stal 31 Mn4, R e = 466 MPa, R m = 688 MPa, stal 31 Mn4 + QT, R e = 566 MPa, R m = 739 MPa, a obliczona wartość naprężenia σ n : σ n = R a (m + n) uzyskujemy dla stali: - stal 31 Mn4, R e = 466 MPa, R m = 688 MPa σ n = 699,5 MPa, - stal 31 Mn4 + QT, R e = 566 MPa, R m = 739 MPa σ n = 772,3 MPa, Wskaźnik nośności odrzwi można obliczyć wzorem (4), co daje: - dla odrzwi ze stali 31 Mn4, W N = (699,5 / 1,2 173,3) 1 = 336 kn/m, - dla odrzwi ze stali 31 Mn4 +QT, W N = (772,3 / 1,2 173,3) 1 = 371 kn/m. Wyniki badań w stosunku do wyników obliczeń wytrzymałościowych są porównywalne i wynoszą: - dla stali 31 Mn4 W N = 336 kn/m wartość obliczeniowa, W N = 37,8 kn/m wartość z badań stanowiskowych. Różnica względna (336-37,8)/366 1% = 7,7% - dla stali 31 Mn4 +QT W N = 371 kn/m wartość obliczeniowa, W N = 377,4 do 381,6 kn/m wartość z badań stanowiskowych.

72 P. Głuch Różnica względna maksymalna (381,6-371)/381,6 1% = 2,8% Porównanie wskaźników nośności odrzwi z badań stanowiskowych i obliczeń wytrzymałościowych wykazuje małe odchylenia. 5. Praktyczne zastosowanie Rozwiązanie obudowy eliptycznej zastosowano praktycznie w projekcie obudowy ostatecznej dla węzła przesypowego na skrzyżowaniu przekopu łączącego z przekopem taśmowym II wschodnim, na poziomie 95 m. Przy występowaniu w stropie słabych, uwarstwionych, przedzielonych warstwami węgla łupków ilastych zaproponowano zastosowanie obudowy OŁE6/V36/7,4 x 5,1 m w rozstawie odrzwi co,4 m. Wykonana przez Przedsiębiorstwo Górnicze ROW-JAS konstrukcja obudowy z kształtownika V36 ze stali 31Mn4+QT zapewniła stateczność i funkcjonalność wyrobiska. Schemat zaprojektowanego węzła przesypowego w obudowie eliptycznej OŁE6/V36/7,4 x 5,1 m przedstawiono na rys. 11. Rys. 11. Schemat zaprojektowanego węzła przesypowego w obudowie eliptycznej OŁE6/V36/7,4 x 5,1 m Fig. 11. Scheme of projected junction of loading in elliptical timber set OŁE6/V36/7,4 x 5,1 m

Typoszereg odrzwi obudowy OŁE6/V36 73 6. Wnioski końcowe 1. Obudowa łukowa podatna eliptyczna sześcioelementowa charakteryzuje się wieloma korzystnymi właściwościami, takimi jak: - sześć elementów łukowych ze zmienną zakładką na łukach stropnicowych 5, 8 lub 1 mm, na pozostałych łukach 5 mm lub 55 mm, - układ łuków zapewnia korzystną pracę obudowy jako konstrukcji podatnej przy różnokierunkowym obciążeniu (zwłaszcza pionowym), - przy zwiększeniu zakładki na łukach stropnicowych podnoszona jest podporność odrzwi na obciążenia pionowe oraz ociosowe, - obudowa została zaprojektowana do wykonania z kształtowników: V32, V34, V36, - obudowa została zaprojektowana do wykonania z kształtowników ze stali normalnej 34GJ, 31Mn4, stali o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych G48V, HŁ CORR (S48), ze stali ulepszonej cieplnie 31Mn4+QT, - odrzwia obudowy mają korzystny stosunek szerokości do wysokości z możliwością jego zmiany w zależności od warunków geologiczno-górniczych i wymagań technicznych, - krótkie łuki (zmniejszony ciężar), zwiększona liczba połączeń łuków (dodatkowo dwa połączenia łuków), pozwalające uzyskać podatność odrzwi w szerokim zakresie przy zachowaniu jej kształtu, - układ łuków ociosowych pozwala uniknąć obcinania łuków stropnicowych na skrzyżowaniu ściana-chodnik (w stosunku do dotychczasowych rozwiązań), - łuki ociosowe można zabudować za skrzyżowaniem ze ścianą, stosując zwiększoną zakładkę i dodatkowe strzemię, - do obudowy projektuje się specjalne strzemiona o wysokich parametrach wytrzymałościowych z momentem dokręcenia 5 Nm, - odrzwia obudowy mają łuki ociosowe ustawione w kierunku ociosu średnio od 5 o do 7 o, co pozwala uzyskać zwiększoną odporność na obciążenia ociosowe. 2. Badania stanowiskowe przeprowadzone dla odrzwi obudowy OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m, pracującej jako podatna i w stanie usztywnionym, pozwoliły określić charakterystykę pracy obudowy, wykazując wysoką podporność roboczą średnią (rzędu 1 kn przy momencie dokręcenia strzemion M = 5 Nm) i wysoką nośność odrzwi usztywnionych, przekraczającą 2 kn.

74 P. Głuch 3. Praktyczne zastosowanie obudowy eliptycznej OŁE6/V36/7,4 x 5,1 m o znacznych gabarytach w pełni potwierdziło jej zalety i przydatność ruchową w trudnych warunkach geologiczno-górniczych. BIBLIOGRAFIA 1. Chudek M., Duży S., Głuch P., Kleta H., Cholewa M., Winch M.: Stateczność wyrobisk korytarzowych warunkiem efektywnej eksploatacji i bezpieczeństwa pracy w kopalniach podziemnych. Zagadnienia wybrane. Gliwice 211. 2. Głuch P.: Raport z badań stanowiskowych odrzwi obudowy OŁE6/V36/5,5 m x 4,1 m typoszeregu odrzwi obudowy OŁE6/V36. Praca NB-11/RG-4/28. 3. Główny Instytut Górnictwa: Uproszczone zasady doboru obudowy odrzwiowej wyrobisk korytarzowych w zakładach wydobywających węgiel kamienny, Katowice 21. 4. PN-92/G-15/5 Obudowa chodników odrzwiami podatnymi z kształtowników korytkowych. Odrzwia łukowe otwarte. Badania stanowiskowe. Abstract Timber set in elliptical shape OŁE6 compound from six arches proofs beneficial shape and position of timber sets, providing yielding work of constructions with high load-bearing capacity. Laboratory tests this timber sets showed its load bearing capacity close to 1355 kn, and in rigid state 2 kn. with section V36 made of steel 31Mn4 + QT. Calculated indexes of load-bearing capacities are convergent to laboratories tests. Practically using of timber sets in gallery with high dimension lets positively verify taken assumptions for construction and laboratories tests at stand.