При эксплуатации шахтных подъемных установок до 50% аварий связано с нарушением режима движения подъемного сосуда в шахтном стволе. Шахтные подъемные сосуды обеспечивают подъем полезного ископаемого, перемещение людей и материалов в шахтном стволе. Их исправность определяет безопасность работы людей и оборудования, бесперебойное функционирование угольной шахты или рудника. В ходе их эксплуатации важно следить за исправностью сосудов. Оборудование бракуется, если перестает удовлетворять эксплуатационным требованиям. Дальнейшее использование таких устройств недопустима. Ученые Пермского Политеха выяснили, почему при эксплуатации разрушаются шахтные подъемные сосуды.
Статья опубликована в сборнике «Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности», 2023.
В настоящее время в России наблюдается старение парка шахтных подъемных устройств. Все еще встречается оборудование, которое было изготовлено еще в конце 20 века, тогда как срок службы у них в среднем составляет 7 лет. Во избежание аварийных ситуаций вся подъемная конструкция подвергается тщательному контролю. Особое внимание уделяется состоянию несущих элементов в верхней части подъемных сосудов, воспринимающей весь спектр нагрузок со стороны подъемных канатов при работе установки. При эксплуатационных нагрузках возникает механический износ подъемных сосудов, и появляются усталостные трещины.
Ученые провели исследование инцидентов, связанных с разрушением подъемных сосудов из-за усталости металлоконструкций и выяснили, что большое влияние на нагружение оборудования оказывает режим работы подъемной установки. В процессе подъема сосуды испытывают большие статические нагрузки от собственного веса и веса груза и динамические нагрузки, вызванные ускорением и рывками при движении подъемных конструкций в стволе. Такой вывод политехники сделали по результатам исследований с помощью аппаратуры, измеряющей ускорение подъемного сосуда в различных направлениях, и измерительной системы, контролирующей параметры работы подъемной машины.
— При возникновении динамических напряжений в несущих элементах подъемных устройств накапливаются микроповреждения, которые в дальнейшем вытекают в сквозные трещины вплоть до потери несущей способности конструкций. При таких условиях эксплуатации для сохранения исправного оборудования и надежной работы подъемной установки важно обеспечить плавный подъем сосудов с минимальным перерегулированием скорости движения и исключением ударного взаимодействия с проводниками шахтного ствола, — объясняет заведующий кафедрой «Горная электромеханика» Пермского Политеха Геннадий Трифанов.
В настоящее время состояние подъемных устройств ежедневно контролируется специально назначенными людьми. Однако визуальный контроль не всегда позволяет своевременно выявить возможные повреждения. Для исключения инцидентов на шахтных подъемных установках ученые предлагают применять современные системы непрерывного контроля динамических процессов в шахтном стволе, например, аппаратно-программный комплекс «Карст», который совместно с регистраторами параметров подъемной установки позволяет своевременно выявить причины возникновения нежелательных процессов.
Использование таких систем даст возможность вести непрерывный контроль состояния оборудования шахтных подъёмных установок и оборудования стволов и позволит минимизировать вероятность аварийных ситуаций. Тем самым значительно продлив срок безопасной эксплуатации оборудования.