Причины разрушения шахтных подъемных сосудов при эксплуатации и способы их предотвращения установили ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 24 июля сообщает пресс-служба вуза.

Результаты исследования проблемы разрушения шахтных подъемных сосудов ученые ПНИПУ опубликовали в статье сборника «Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности», 2023.

До 50% аварий в процессе эксплуатации шахтных подъемных установок связаны с нарушением режима движения подъемного сосуда в шахтном стволе. Шахтные подъемные сосуды поднимают добываемые полезные ископаемые, перемещают в шахтном стволе людей и необходимые материалы.

От их исправности зависит безопасность людей и оборудования, бесперебойная работа угольной шахты или рудника. В ходе эксплуатации шахтных подъемных установок необходимо тщательно следить за исправностью сосудов по их соответствию эксплуатационным требованиям.

Когда оборудование перестает удовлетворять таким требованиям, оно бракуется, и дальнейшее использование таких устройств запрещено.

В России наблюдается старение парка шахтных подъемных устройств. При допустимом сроке службы такого оборудования, составляющем в среднем 7 лет, еще можно встретить оборудование, изготовленное еще в конце XX века. Поэтому для предотвращения аварийных ситуаций вся подъемная конструкция тщательно контролируется.

Весь спектр нагрузок со стороны подъемных канатов при работе подъемной установки приходится на несущие элементы верхней части подъемных сосудов, поэтому именно их состоянию уделяется особое внимание. Эксплуатационные нагрузки также приводят к механическому износу подъемных сосудов, в которых возникают усталостные трещины.

Ученые Пермского Политеха исследовали все возможные инциденты, связанные с разрушением подъемных сосудов из-за усталости металлоконструкций и установили, что наибольшее влияние на нагруженность оборудования оказывает режим работы подъемной установки.

При подъеме шахтные сосуды испытывают большие статические нагрузки от собственного веса и веса груза, а также динамические нагрузки, вызываемые ускорениями и рывками во время движения подъемных конструкций в стволе.

Это показали результаты исследований, выполненных политехниками с помощью аппаратуры, измеряющей ускорение подъемного сосуда в различных направлениях, и измерительной системы, контролирующей параметры работы подъемной машины.

Завкафедрой «Горная электромеханика» ПНИПУ Геннадий Трифанов пояснил:

«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».

При том что состояние шахтных подъемных устройств ежедневно контролируют специально назначенные люди, визуальный контроль не всегда позволяет своевременно выявить возможные повреждения. Поэтому для исключения аварий на шахтных подъемных установках в ПНИПУ предложили использовать современные системы непрерывного контроля динамических процессов в шахтном стволе, такие как аппаратно-программный комплекс «Карст».

Этот комплекс, работающий совместно с регистраторами параметров подъемной установки, способен своевременно отследить возможность возникновения нежелательных процессов и тем самым минимизировать вероятность аварийных ситуаций и значительно продлить срок безопасной эксплуатации оборудования.