Офіційний веб сайт

Розробка теорії, методів розрахунку і технології створення гумотросових канатів шахтних підйомних установок нового покоління

М58

 

Автор: Колосов Д.Л., к.т.н.

 

Представлена Національним  гірничим  університетом

 

 Автором розроблено математичні моделі напружено-деформованого стану гнучкої композитної тягово-несучої системи з розподіленими параметрами, якою є плоский гумотросовий канат шахтної підйомної установки при його навантаженні в реальних умовах гірничо-видобувного виробництва.

Розроблено  аналітичні та чисельні методи дослідження вказаних моделей, що дозволило встановити закономірності перерозподілу напружень між елементами конструкції тягово-несучої системи з урахуванням  її  конструкційних та фізичних параметрів та умов взаємодії цієї системи з вантажем та іншими елементами підйомної машини.

Виконані дослідження дозволили обґрунтувати основні конструкційні параметри зазначених композитних виробів, що забезпечують значне підвищення їх надійності та довговічності у порівнянні з існуючими сталевими канатами.

За результатами роботи в 2009 році на ВАТ “Криворізький залізорудний комбінат” впроваджено проект нової ліфтової установки з гумотросовими тяговими канатами у баштовому копрі шахти “Гвардійська-2”.

Аналогів гумотросових підйомних та тягових канатів шахтних підйомних установок в світі немає.

 

Кількість публікацій:  57  наукових  публікацій, в т.ч.  39 статей, 18 тез доповідей, 6 патентів.

Надіслати коментар

Коментарі

Малиновський В.А.

Пріоритетність розвитку гірничодобувної галузі України визначена Указами Президента України, Постановами Кабінету Міністрів, довгостроковими програмами розвитку економіки. Тому питання підвищення ефективності функціонування гірничодобувних підприємств набули надзвичайної актуальності. Це стосується в першу чергу технологічних процесів видобутку, підйому та транспортування гірничої маси з одночасним покращанням експлуатаційних характеристик гірничого обладнання. Широке застосування нових технологічних схем видобутку гірничої маси створює особливі умови функціонування гірничих машин і потребує пошуку шляхів зниження енергоспоживання та експлуатаційних витрат при видобутку корисних копалин.
Саме тому науково-дослідна робота Колосова Д.Л., яка за змістом і назвою відповідає вирішенню вказаних задач і базується на усебічному дослідженні напружено-деформованого стану гнучкої композитної тягово-несучої системи – підйомного гумотросового каната, та створенні на цій основі високоефективних систем шахтного підйому нового покоління, є актуальною і своєчасною.
Автором виконано комплекс наукоємних досліджень щодо встановлення умов взаємодії каната з елементами підйомної машини, розробці вимог та методів розрахунку напружено-деформованого стану гумотросових канатів на ділянках, де мають місце значні контактні та зсувні напруження циклічного характеру та великі деформації гуми. На основі проведеного комплексного аналізу напружено-деформованого стану гумотросового каната, встановлені його раціональні параметри та параметри робочих органів машин, обладнаних такими канатами. Виконано дослідження нових математичних моделей напружено-деформованого стану гумотросового каната в причіпних пристроях, що дозволило встановити перерозподіл зусиль в тросах і обгрунтувати раціональні параметри пристроїв приєднання каната до підйомної посудини. Досліджено механізм перерозподілу зусиль в канаті при його згині на барабані підйомної машини, у тому числі з урахуванням відхилення форми барабана від циліндра та у разі пошкодження тросової основи каната. Розроблено повний комплекс нормативних документів на виготовлення, розрахунок та експлуатацію канатів. Виконано успішне промислове впровадження результатів роботи до вітчизняного виробництва. Практичне значення роботи підтверджується дворічним досвідом використання канатів на промисловій ліфтовій установці на ш. Гвардійська-2 (м. Кривий Ріг), де у якості підйомних та зрівноважувальних вперше застосовані плоскі гумотросові канати. Очікується вагомий економічний ефект від впровадження результатів роботи внаслідок значного збільшення довговічності канатів. Прогнозований термін експлуатації підйомних гумотросових канатів складатиме 10-12 років, при тому, що довговічність існуючих сталевих підйомних канатів глибоких шахт не перевищує декілька років.
Виконані дослідження уявляють розв’язання важливої для гірничодобувної промисловості України проблеми ліквідації імпортної залежності в частині створення високотехнологічних гумотросових підйомних та зрівноважувальних канатів. Враховуючи вищесказане, вважаю, що науково-дослідна робота Колосова Д.Л. «Розробка теорії, методів розрахунку і технології створення гумотросових канатів шахтних підйомних установок нового покоління», виконана на високому сучасному рівні апробованими методами досліджень, розв’язує важливу народногосподарську проблему, успішно впроваджена до виробництва з вагомим очікуваним економічним ефектом і заслуговує присудження премії Президента України для молодих вчених.

Виконавчий директор Міжнародної асоціації дослідників сталевих канатів, доктор технічних наук, професор В.А. Малиновський

Бельмас

ВІДГУК
на науково-дослідну роботу Колосова Дмитра Леонідовича
«Розробка теорії, методів розрахунку і технології створення гумотросових канатів шахтних підйомних установок нового покоління»,
представленої на здобуття премії Президента України для молодих вчених

Гумотросові зрівноважувальні канати на шахтних підйомних установках вперше у світовій практиці були застосовані в Україні. На дійсний час такі канати використовуються в декількох країнах світу. Українська промисловість, як лідер в цьому, вимагає подальшого вдосконалення та розширення області застосування гумотросових канатів. Одним із шляхів розвитку цього важливого для країни напрямку слід вважати використання таких канатів в якості головних канатів підйомних машин, включно і для підняття вантажів зі значних глибин. Вказане вимагає комплексного розв’язання наукоємних задач з розробки наукових основ розрахунків та принципів їх створення. Реалізуючі вказану задачу автор присвятив роботу встановленню умов взаємодії каната з елементами підйомної машини, розробці вимог та методів розрахунку напружено-деформованого стану гумотросових канатів на ділянках, де мають місце значні контактні та зсувні напруження та деформації гуми. Виконані дослідження напружено-деформованого стану гумотросових канатів на ділянках їх взаємодії з барабаном підйомної машини та причіпними пристроями вантажних посудин дозволили авторові роботи обгрунтувати їх конструкції, параметри та типорозмірні ряди та виконати промислове впровадження результатів.
В роботі, вперше в практиці створення канатів, включно і канатів для надвеликих глибин, розроблені теорія, методи розрахунку, технологія виготовлення і використання гумотросових канатів, що поєднують в собі високі ресурсні характеристики, які значно перевищують аналогічні характеристики сталевих канатів і гарантують істотно більшу надійність підйомних установок, обладнаних такими канатами. Зростання довговічності запропонованих канатів зумовлено тим, що троси канату захищені гумовою оболонкою. Прогнозований термін експлуатації канатів нової конструкції сягає 10-12 років, тоді як довговічність традиційних сталевих канатів не перевищує одного – двох років.
Наукове значення науково-дослідної роботи полягає в розвитку теорії механіки деформування гумотросових канатів з урахуванням створення канатів нової конструкції, при усебічному врахуванні умов їх експлуатації на шахтній підйомній установці. Практичне значення підтверджується використанням канатів на промисловій ліфтовій установці, де у якості підйомних канатів вперше застосовані плоскі гумотросові канати. Очікується вагомий економічний ефект від впровадження результатів наукової роботи внаслідок значного (до 5-6 разів) збільшення довговічності канатів.
Таким чином, представлена робота є розвитком та поглибленням комплексу досліджень і технічних заходів, спрямованих на розробку високотехнологічних вітчизняних гумотросових виробів, окремі експлуатаційні характеристики яких перевищують світовій рівень. Тому виконані дослідження розв’язують важливу для гірничої промисловості проблему збільшення глибин підняття та надійності підйомних гірничих машин.
На підставі наведеного, вважаю, що робота Колосова Дмитра Леонідовича «Розробка теорії, методів розрахунку і технології створення гумотросових канатів шахтних підйомних установок нового покоління» відповідає сучасному рівню та методам досліджень, виконана на досить високому науковому рівні і успішно впроваджена до виробництва, має вагоме практичне значення і заслуговує присудження премії президента України для молодих вчених.

Завідувач кафедри обладнання переробного і харчового виробництва, д.т.н., професор

Бельмас І.В.

Картавый Н.Г.

Задачи обеспечения безопасности и безаварийности работы шахтных подъемных установок в течение всего времени эксплуатации угольных и горнорудных предприятий, добывающих полезные ископаемые шахтным способом, являлись актуальными и весьма ответственными. Особенно острой эта научная и техническая проблема стала в связи с увеличением глубин подъема, грузоподъемности и скорости движения шахтных подъемных сосудов. Рост производительности и глубин добычи полезных ископаемых требует применения на подъемных установках канатов повышенной долговечности и надежности.
Представленная работа посвящена обоснованию теории и методов расчета плоских резинотросовых канатов, способных работать в качестве подъемных и тяговых на подъемных установках предприятий горнодобывающего комплекса. Автор провел комплекс исследований, касающихся разных аспектов работы резинотросовых канатов и обосновал параметры наиболее долговечных, технологичных в изготовлении конструкций. Решен ряд задач по расчету напряженно-деформированного состояния и увеличения долговечности резинотросовых канатов, исследовано нагружение каната в условиях его взаимодействия с прицепными устройствами подъемных сосудов, разработаны способ и технология изготовления длинномерных резинотросовых изделий для горношахтного оборудования. Результаты научно-исследовательской работы, на основании которых были разработаны нормативные документы на расчет, эксплуатацию и изготовление канатов и методики определения рациональных параметров канатов и прицепных устройств, успешно внедрены в производство. Успешно завершены и эксплуатационные испытания промышленного лифтового подъемника с резинотросовыми тяговыми и уравновешивающими канатами, смонтированного в 2009 г. на шахте «Гвардейская-2» (г. Кривой Рог). Результаты представленной работы также заслушивались на международных конференциях «Неделя горняка-2010, 2011», проходивших в Московском государственном горном университете.
Научное значение работы заключается в разработке научных основ создания и расчета плоских резинотросовых подъемных и тяговых канатов, рабочих органов подъёмных машин и устройств присоединения сосуда к канату подъемной машины. Успешное внедрение плоских резинотросовых канатов на предприятиях горнодобывающего комплекса обеспечит значительное (до 5-6 раз) увеличение срока эксплуатации этих канатов.
Оценивая работу в целом, необходимо отметить, что автором выполнены новые оригинальные исследования, позволяющие решить задачи повышения надежности и долговечности канатов подъёмных установок и тем самым, решить важную народнохозяйственную проблему, актуальную для всей горнодобывающей отрасли Украины. Полагаю, что работа “Разработка теории, методов расчёта и технологии создания резинотросовых канатов шахтных подъёмных установок нового поколения” и ее автор, Д.Л. Колосов, заслуживает присуждения премии Президента Украины для молодых ученых.

Заслуженный деятель науки РФ,
профессор кафедры горной механики и транспорта
Московского государственного горного университета,
докт. техн. наук Н.Г.Картавый

Волошин О.І.

Розширення області застосування гумотросових канатів на гірничовидобувних підприємствах вимагає розв’язання цілого комплексу наукоємних задач з розробки наукових основ та принципів їх створення. Внаслідок цього роботу присвячено встановленню умов взаємодії каната з елементами підйомної машини, розробці вимог та методів розрахунку напружено-деформованого стану гумотросових канатів на ділянках, де мають місце значні контактні та зсувні напруження циклічного характеру та великі деформації гуми. Виконані дослідження напружено-деформованого стану гумотросових канатів на ділянках їх взаємодії з барабаном підйомної машини та причіпними пристроями вантажних посудин дозволили авторові роботи обгрунтувати їх конструкції, параметри та типорозмірні ряди та виконати промислове впровадження результатів.
В роботі, вперше в практиці створення канатів, розроблені теорія, методи розрахунку, технологія виготовлення і використання гумотросових канатів, що поєднують в собі високі ресурсні характеристики, які значно перевищують аналогічні характеристики сталевих канатів і гарантують істотно більшу надійність підйомних установок, обладнаних такими канатами. Прогнозований термін експлуатації підйомних установок з новими конструкціями гумотросових канатів складає 10-12 років, при тому, що довговічність існуючих сталевих підйомних канатів глибоких шахт становить не більше 24 місяців.
Наукове значення науково-дослідної роботи полягає в розвитку механіки гумотросових канатів за умови усебічного розглядання їх експлуатації на шахтній підйомній установці. Практичне значення підтверджується використанням канатів на промисловій ліфтовій установці, де у якості підйомних вперше застосовані плоскі гумотросові канати. Очікується вагомий економічний ефект від впровадження результатів наукової роботи внаслідок значного (до 5-6 разів) збільшення довговічності канатів.
Таким чином, представлена робота є розвитком та поглибленням великого комплексу досліджень і технічних заходів, спрямованих на розробку високотехнологічних вітчизняних гумотросових виробів, окремі експлуатаційні характеристики яких перевищують світовій рівень. Тому виконані дослідження представляють собою розв’язання важливої для гірничої промисловості проблеми.
Виходячи з наведеного вище, вважаю, що робота Колосова Дмитра Леонідовича «Розробка теорії, методів розрахунку і технології створення гумотросових канатів шахтних підйомних установок нового покоління» відповідає сучасному рівню та методам досліджень, виконана на високому науковому рівні і успішно впроваджена до виробництва, має вагоме народногосподарське значення і, без сумніву, заслуговує присудження премії президента України для молодих вчених.

Зав. відділом вібропневмотранспортних систем і комплексів
Інституту геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України,
член-кореспондент НАН України, д-р техн. наук,професор О.І. Волошин

Гість

Доктор технічних наук,
професор, зав.каф.
електромеханічного обл.
енергоємних виробництв
НТУ “КПІ”
С.П. Шевчук

Актуальність представленої науково-дослідної роботи досить переконливо обгрунтована. Дійсно, безперервно зростаючі виробничі потужності сучасних підприємств з видобутку та переробки корисних копалин обумовлюють необхідність створення високоміцних та надійних в експлуатації гірничих машин, серед яких провідне значення займають шахтні підйомні установки. Тому проблема збільшення експлуатаційної міцності і ресурсу тягових органів завжди була однією з головних задач підвищення технічного рівня та економічної ефективності гірничого виробництва. Це підтверджує актуальність виконаних досліджень для визначення перспектив технічної політики при переході гірничовидобувних підприємств на використання гумотросових канатів замість сталевих як тягових органів підйомних установок.
У роботі виконаний цілий комплекс теоретичних та експериментальних досліджень, розроблена нормативна документація на готову продукцію, результати роботи впроваджені до виробництва.
Новизна наукових положень полягає в тім, що автором вперше вирішені задачі визначення напружено-деформованого стану плоского гумотросового каната: з пошкодженням окремих тросів та досліджено перерозподіл зусиль між цілими тросами по ширині та довжині каната при руйнуванні тросової основи; при його взаємодії з привідним барабаном шахтної підйомної машини з урахуванням деформацій стиску і зсуву гуми та згинальної жорсткості тросів та досліджено сумісний вплив тиску каната на барабан, відхилення твірної барабана від прямої лінії, навантаження каната дотичною та тяговою силою на напружений стан гумової обкладинки каната; при навантаженні в пристрої приєднання до підйомної посудини шахтної підйомної установки.
На основі уточненого аналізу механізму взаємодії тросів в канаті, обґрунтовано параметри високоміцних гумотросових канатів із значно збільшеною (у порівнянні зі сталевими канатами) довговічністю, чим розв’язано важливу науково-технічну задачу створення надміцних та надійних канатів, включно і на основі тросів вітчизняного виробництва.
Обґрунтованість наукових положень науково-дослідної роботи можна оцінити наступними показниками: задачі, пов’язані з розгляданням напружено-деформованого стану плоского гумотросового каната з пошкодженням окремих тросів та напруженого стану гумотросового каната ступінчастої конструкції, а також впливу форми робочої поверхні барабана на напружено-деформований стан плоского гумотросового каната з пошкодженими тросами, розв’язані аналітичними методами; для розв’язку задач, пов’язаних з деформуванням тросів каната на барабані та в причіпному пристрої використані апробовані сучасні обчислювальні та програмні засоби. Теоретичні результати узгоджуються з результатами, отриманими експериментальним шляхом.
Вважаю, що автором роботи «Розробка теорії, методів розрахунку і технології створення гумотросових канатів шахтних підйомних установок нового покоління» Колосовим Д.Л. вирішена актуальна прикладна проблема обгрунтування параметрів та конструкцій високоміцних плоских гумотросових підйомних та тягових канатів та виконано комплексне дослідження їх напружено-деформованого стану. Робота без сумніву заслуговує присудження премії Президента України для молодих вчених.

Івасів В.М.

Підйомні машини, оснащені плоским канатом, мають переміщати вантаж або за рахунок сил тертя, що виникають поміж канатом та барабаном машини, або за рахунок багатошарового намотування каната на барабан. Перші машини відносяться до машин зі шківом тертя. Другі – до машин з намотуванням каната у бобіну. Відомі результати досліджень напружено-деформованого стану гумотросового каната не дають змоги отримати детальний опис його навантаження під час взаємодії з елементами підйомної установки (привідним барабаном, причіпним пристроєм, тощо), а лише надають приблизну картину розподілу навантажень без урахування деяких механічних і геометричних характеристик тіл цієї взаємодії. Тому розробка теорії та методів розрахунку гумотросових шахтних підйомних канатів зі збільшеним терміном експлуатації, на підставі яких обґрунтовуються раціональні конструкції гумотросових підйомних та тягових канатів високої довговічності для глибоких шахт – актуальна науково-технічна задача.
В роботі досліджується напружено-деформований стан гумотросових композитних одно- та багатошарових стрижнів, площин та масивів, для відбудови математичних моделей яких використовуються теоретичні та експериментальні методи досліджень. У теоретичних дослідженнях використовуються положення та методи теорії пружності та механіки композитних матеріалів, а в експериментальних – апробовані методи лабораторних досліджень механічних характеристик гуми при розтягненні та стисканні.
Наукова новизна роботи полягає, перш за все в тому, що в ній вперше розглядається комплексна задача дослідження напружено-деформованого стану гумотросового каната в умовах його взаємодії з елементами підйомної установки. На основі цього авторові вдалося встановити закономірності розподілу напружень в гумотросовому канаті на усіх ділянках взаємодії, що насправді є новим результатом, який має важливе загальнотеоретичне і, безумовно, практичне значення. На підставі виконаних досліджень розроблені вітчизняні конструкції гумотросових підйомних та тягових канатів, що охоплюють усі необхідні типорозмірні параметри канатів для гірничовидобувної промисловості України.
Результати представленої роботи доповідалися автором на чисельних міжнародних конференціях, досить повно опубліковані в наукових спеціалізованих виданнях і захищені низкою патентів. Оцінюючи науково-дослідну роботу «Розробка теорії, методів розрахунку і технології створення гумотросових канатів шахтних підйомних установок нового покоління» в цілому, можна зробити висновок, що виконані дослідження уявляють вирішення важливої для гірничої промисловості проблеми, а її автор Д.Л. Колосов заслуговує присудження премії Президента України для молодих вчених.

Доктор технічних наук, професор,
професор кафедри нафтогазового обладнання
Івано-Франківського національного технічного
університету нафти і газу,
лауреат Державної премії України
в галузі науки і техніки
Івасів В.М.

Шевчук С.П.

Актуальність представленої науково-дослідної роботи досить переконливо обгрунтована. Дійсно, безперервно зростаючі виробничі потужності сучасних підприємств з видобутку та переробки корисних копалин обумовлюють необхідність створення високоміцних та надійних в експлуатації гірничих машин, серед яких провідне значення займають шахтні підйомні установки. Тому проблема збільшення експлуатаційної міцності і ресурсу тягових органів завжди була однією з головних задач підвищення технічного рівня та економічної ефективності гірничого виробництва. Це підтверджує актуальність виконаних досліджень для визначення перспектив технічної політики при переході гірничовидобувних підприємств на використання гумотросових канатів замість сталевих як тягових органів підйомних установок.
У роботі виконаний цілий комплекс теоретичних та експериментальних досліджень, розроблена нормативна документація на готову продукцію, результати роботи впроваджені до виробництва.
Новизна наукових положень полягає в тім, що автором вперше вирішені задачі визначення напружено-деформованого стану плоского гумотросового каната: з пошкодженням окремих тросів та досліджено перерозподіл зусиль між цілими тросами по ширині та довжині каната при руйнуванні тросової основи; при його взаємодії з привідним барабаном шахтної підйомної машини з урахуванням деформацій стиску і зсуву гуми та згинальної жорсткості тросів та досліджено сумісний вплив тиску каната на барабан, відхилення твірної барабана від прямої лінії, навантаження каната дотичною та тяговою силою на напружений стан гумової обкладинки каната; при навантаженні в пристрої приєднання до підйомної посудини шахтної підйомної установки.
На основі уточненого аналізу механізму взаємодії тросів в канаті, обґрунтовано параметри високоміцних гумотросових канатів із значно збільшеною (у порівнянні зі сталевими канатами) довговічністю, чим розв’язано важливу науково-технічну задачу створення надміцних та надійних канатів, включно і на основі тросів вітчизняного виробництва.
Обґрунтованість наукових положень науково-дослідної роботи можна оцінити наступними показниками: задачі, пов’язані з розгляданням напружено-деформованого стану плоского гумотросового каната з пошкодженням окремих тросів та напруженого стану гумотросового каната ступінчастої конструкції, а також впливу форми робочої поверхні барабана на напружено-деформований стан плоского гумотросового каната з пошкодженими тросами, розв’язані аналітичними методами; для розв’язку задач, пов’язаних з деформуванням тросів каната на барабані та в причіпному пристрої використані апробовані сучасні обчислювальні та програмні засоби. Теоретичні результати узгоджуються з результатами, отриманими експериментальним шляхом.
Вважаю, що автором роботи «Розробка теорії, методів розрахунку і технології створення гумотросових канатів шахтних підйомних установок нового покоління» Колосовим Д.Л. вирішена актуальна прикладна проблема обгрунтування параметрів та конструкцій високоміцних плоских гумотросових підйомних та тягових канатів та виконано комплексне дослідження їх напружено-деформованого стану. Робота без сумніву заслуговує присудження премії Президента України для молодих вчених.

Корнеев С.В., зав. кафедрой ГЭМ и О ДонГТУ

ВІДГУК
на науково-дослідну роботу Колосова Дмитра Леонідовича
«Розробка теорії, методів розрахунку і технології створення гумотросових канатів шахтних підйомних установок нового покоління», яка представлена на здобуття премії Президента України для молодих вчених

При експлуатації підйомних установок гірничовидобувних підприємств особливо важливим елементом є підйомний канат, від якісного стану якого залежить безперебійна робота всього підприємства. Необхідність удосконалення цього елемента ще більше зростає у зв’язку з постійним збільшенням глибин видобутку корисних копалин і, таким чином – зростанням навантажень та погіршенням умов роботи. При цьому основними причинами низької надійності і довговічності сталевих канатів є їх експлуатація в умовах обводненості шахтних стволів та контактна взаємодія з барабаном підйомної машини. Тож підвищення довговічності підйомних канатів є актуальною проблемою, що потребує негайного вирішення.
У зв’язку з цим виконані автором дослідження, наслідеом яких є розробка та впровадження нових конструкцій плоских гумотросових канатів, а також обгрунтування їх раціональних параметрів, представляються своєчасними і доцільними, що значною мірою сприяє вирішенню проблеми безвідмовної роботи підйомних установок гірничодобувних підприємств.
Більш складний характер навантаження мають ділянки каната у місці його приєднання до посудин і на барабані підйомної машини. Саме ці навантаження більшою мірою визначають довговічність роботи каната, тому і потребують детального дослідження.
Автором розроблені та досліджені математичні моделі гумотросових канатів у напружено-деформованому стані: 1) з довільним розташуванням поривів тросів і врахуванням механічних характеристик армуючих металотросів та гуми; 2) на барабані підйомної машини з урахуванням відхилення його форми від циліндричної та поривів тросів; 3) з елементами причіпного пристрою в місцях локального навантаження каната в умовах прикладення зусиль від елементів машини до каната через його гумову оболонку.
Практичним результатом роботи є: розробка норм відбраковування; способів часткового відновлення тягової спроможності каната; обґрунтування вимог до конструкції барабана, пристосованого до плоского гумотросового каната; обґрунтування конструкційних параметрів гумової оболонки канатів для застосування їх як головних на багатоканатних шахтних підйомних установках; обґрунтування раціональних конструкцій причіпних пристроїв приєднання гумотросового каната до посудин шахтних підйомних машин; обґрунтування способів укладання і транспортування плоских гумотросових канатів великої одиничної довжини; розробка інженерних методик з розрахунку параметрів канатів, робочих органів підйомних машин і причіпних пристроїв; розробка нормативних документів на виготовлення та експлуатацію плоских гумотросових канатів.
Оцінюючи роботу в цілому, необхідно зазначити, що автором виконані нові оригінальні дослідження, що дозволяють вирішити проблему підвищення надійності і довговічності підйомних та тягових гумотросових канатів, впровадження яких забезпечить значне зростання терміну їх використання у якості підйомних та тягових канатів для глибоких шахт.
Вважаю, що розглянута науково-дослідна робота «Розробка теорії, методів розрахунку і технології створення гумотросових канатів шахтних підйомних установок нового покоління» є важливим закінченим дослідженням, результати якої впроваджені у промисловість з вагомим економічним ефектом та на цей час вже отримали подальший розвиток, а її автор, Колосов Дмитро Леонідович, заслуговує присудження премії Президента України для молодих вчених.

Завідувач кафедри
гірничої енергомеханіки та обладнання
ДонДТУ, д.т.н., професор Корнєєв С.В.

Кондрахін В.П.

ВІДГУК
на науково-дослідну роботу Колосова Дмитра Леонідовича
«Розробка теорії, методів розрахунку і технології створення гумотросових канатів шахтних підйомних установок нового покоління», представленої на здобуття премії Президента України для молодих вчених

Забезпечення безвідмовної експлуатації підйомних установок гірничовидобувних підприємств - важлива задача підвищення ефективності гірничого виробництва. У зв’язку з цим дослідження, присвячені проблемі збільшення надійності і довговічності підйомних канатів, спочатку є актуальними.
Автором розроблено принципово нові математичні моделі напружено-деформованого стану гнучкої композитної конструкції – плоского гумотросового каната в умовах його взаємодії з елементами підйомної машини. На основі усебічного аналізу напружено-деформованого стану гумотросового каната, встановлені його раціональні параметри та параметри робочих органів машин, обладнаних такими канатами. Розроблена та досліджена нова математична модель напружено-деформованого стану гумотросового каната в причіпному пристрої, що дозволило встановити перерозподіл зусиль в тросах і обґрунтувати раціональні параметри цих пристроїв. Досліджено механізм перерозподілу зусиль в канаті при його вигині на барабані підйомної машини, у тому числі з урахуванням відхилення форми барабана від циліндра та у разі пошкодження тросової основи каната. Розроблено комплекс нормативних документів на виготовлення та експлуатацію канатів. Виконано успішне впровадження до вітчизняного виробництва.
За своїми техніко-економічними показниками нові вітчизняні гумотросові шахтні підйомні та тягові канати не мають зарубіжних аналогів. Використання на підйомних установках гірничовидобувної промисловості цих плоских гумотросових канатів замість круглих сталевих дозволить збільшити їх довговічність в 5-6 разів. Це забезпечить значний економічний ефект у народному господарстві.
Отримані результати можуть бути використані під час наукових досліджень, пов’язаних з визначенням напружено-деформованого стану всіх гумотросових тягових органів (канатів та стрічок); у виробничих умовах при проведенні проектно-конструкторських робот, виготовленні та експлуатації промислових підйомних установок з гумотросовими канатами.
Враховуючи вищесказане, вважаю, що науково-дослідна робота Колосова Д.Л. «Розробка теорії, методів розрахунку і технології створення гумотросових канатів шахтних підйомних установок нового покоління», виконана на сучасному рівні апробованими методами досліджень, розв’язує важливу народногосподарську проблему, і заслуговує присудження премії Президента України для молодих вчених.

Завідувач кафедри гірничозаводського
транспорту і логістики ДВНЗ «Донецький
національний технічний університет»
д.т.н., проф. В.П. Кондрахін

Докт. техн. наук, проф. В.Г. Гріньов

Задачі забезпечення безвідмовної роботи і збільшення експлуатаційної міцності та довговічності канатів підйомних установок вугільних і гірничорудних підприємств завжди були актуальними і дуже відповідальними. Особливо гострою ця науково-технічна проблема стала у зв’язку з відсутністю до недавнього часу вітчизняного виробництва гумотросових канатів і конвеєрних стрічок та необхідністю їх закупівлі за кордоном. Тільки починаючи з 1999 р. в Україні налагоджено власне виробництво цього виду продукції. В даний час ці гумотросові зрівноважуючі канати і гумотросові стрічки успішно застосовуються на рудних шахтах Кривбасу і вугільних шахтах Павлоградського басейну, в Росії, Білорусі і в Казахстані. Значний досвід застосування гумотросових канатів на промислових підйомних установках у якості зрівноважуючих, дозволив автору роботи обгрунтовано підійти до питань застосування плоских гумотросових канатів як тягових на шахтних підйомних установках зі шківом тертя.
Представлена робота присвячена розробці методів розрахунку і обгрунтування раціональних параметрів і конструкцій високоміцних гумотросових канатів для гірничовидобувних підприємств. Розроблено теорію і методи розрахунку шахтних підйомних плоских гумотросових канатів для застосування їх як тягових на багатоканатних підйомних установках з метою підвищення термінів експлуатації канатів великої одиничної довжини. Сам по собі факт створення теорії, методів розрахунку і технології виготовлення плоских гумотросових канатів відкриває перспективи задоволення потреби підприємств гірничовидобувної галузі у високоміцних і довговічних підйомних та тягових органах.
Автор провів комплекс досліджень, що стосуються різних аспектів роботи гумотросових канатів на підйомній установці та обгрунтував їх раціональні параметри. Вирішено цілий ряд задач з розрахунку напружено-деформованого стану, збільшення довговічності плоских гумотросових канатів, обгрунтовані експлуатаційні методики розрахунку раціональних параметрів канатів і причіпних пристроїв. Результати досліджень апробовані і успішно впроваджені до виробництва, очікується значний економічний ефект.
Вважаю, що автором автором роботи Колосовим Д.Л. вирішена важлива народно-господарська проблема, робота «Розробка теорії, методів розрахунку і технології створення гумотросових канатів шахтних підйомних установок нового покоління» виконана на високому науково-технічному рівні, впроваджена у виробництво, очікується істотний економічний ефект і заслуговує присудження премії Президента України для молодих вчених.
Заступник директора Інституту фізики
гірничих процесів НАН України,
докт. техн. наук, проф. В.Г. Гріньов

Б.А. Грядущий

Отзыв
на научно-исследовательскую работу
Колосова Дмитрия Леонидовича “Разработка теории, методов расчёта и технологии создания резинотросовых канатов шахтных подъёмных установок нового поколения”, представленной на соискание ежегодной премии Президента Украины для молодых ученых

Основной причиной малого срока службы стальных канатов подъёмных установок является их эксплуатация в условиях постоянного контакта с подземными водами и непосредственное взаимодействие с барабаном подъемной машины. Как следствие – коррозия металлоторосов и их механический износ. В многоканатной подъемной машине одновременно используются несколько канатов, расположенных параллельно, при этом невозможно обеспечить равномерность натяжения всех тросов. Это обуславливает необходимость введения дополнительных запасов прочности на неравномерность распределения напряжений между тросами.
Описанные недостатки устраняются применением подъемного каната, в котором система параллельно расположенных в одной плоскости тросов завулканизирована в резиновую оболочку. Положительный опыт изготовления и эксплуатации плоских резинотросовых уравновешивающих канатов на шахтах Кривбасса, позволил обосновано подойти к созданию головных резинотросовых канатов, которые имеют следующие преимущества: тросы защищены от коррозии; кручение тросов в резиновой матрице отсутствует; отсутствует дополнительное удлинение каната от его раскручивания; нет необходимости увеличения запасов прочности на неравномерность распределения напряжений.
Для обоснования норм эксплуатации таких канатов необходимо выполнить комплексное исследование его напряженно-деформированного состояния. Вследствие этого представленная работа, посвященная разработке теории и методов расчета напряженно-деформированного состояния плоского резинотросового каната при взаимодействии с элементами подъемной машины, является актуальной. Методическую основу исследований, выполненных Д.Л. Колосовым, составляет комплексный подход, основанный на аналитических, численных и экспериментальных исследованиях.
Научное значение работы заключается в разработке научных основ создания и расчета плоских резинотросовых подъемных и тяговых канатов, рабочих органов подъёмных машин и устройств присоединения сосуда к канату подъемной машины. Внедрение таких канатов обеспечит рост срока их использования в качестве подъемных и тяговых канатов для глубоких шахт. В результате перехода горных предприятий на использование новых резинотросовых канатов планируется увеличение долговечности их эксплуатации в 5-6 раз. Результаты доведены до реального производства, ожидается значительный экономический эффект от внедрения.
Оценивая работу в целом, необходимо отметить, что автором выполнены новые оригинальные исследования, позволяющие решить проблему повышения прочности и долговечности канатов подъёмных установок. Полагаю, что автор работы “Разработка теории, методов расчёта и технологии создания резинотросовых канатов шахтных подъёмных установок нового поколения” Д.Л. Колосов заслуживает присуждения премии Президента Украины для молодых ученых.

Председатель правления
ПАО “Научно-исследовательский институт
горной механики им. М.М. Федорова”,
Лауреат Государственной премии
Украины в области науки и техники
доктор технических наук,
профессор, Герой Украины Б.А. Грядущий

Докт. физ.-мат. наук, проф. А.Н. Морозов

Автором впервые разработаны теория и математические модели напряженно-деформированного состояния гибкой композитной тягово-несущей системы с распределенными параметрами – плоского резинотросового каната:
– с произвольным расположением порывов тросов с учетом жесткости тросов на изгиб и сжатия резины, что позволило исследовать напряженное состояние каната в условиях его эксплуатации, установить допустимые повреждения тросовой основы, обосновать нормы отбраковки канатов, разработать способы частичного восстановления тяговой способности каната при повреждении тросовой основы, разработать методику определения длин ступеней резинотросового каната с дискретным по длине каната количеством тросов в его сечении;
– на барабане шахтной подъемной машины, что позволило определить закономерности распределения напряжений в канате при его изгибе на барабане с учетом приложения касательного усилия, отклонения формы барабана от цилиндра, разработать требования к конструкции барабана для плоского резинотросового каната, обосновать параметры и конструкции оболочки канатов, разработать методику определения допустимых повреждений тросовой основы резинотросовых головных канатов шахтной подъемной машины со шкивом трения;
– на участках взаимодействия с прицепным устройством подъёмного сосуда, что позволило исследовать влияние толщины резиновой обкладки на распределение напряжений в канате на участках его взаимодействия с барабанами прицепного устройства и определить минимальную толщину обкладки из условия прочности на этих участках, обосновать рациональные конструкции устройств присоединения плоского каната к сосудам шахтных подъемных машин.
Основные научные положения и результаты представленной автором работы неоднократно обсуждались на всероссийских научных конференциях “Необратимые процессы в природе и технике”, проводившихся в МГТУ им. Н.Э. Баумана в 2005-2011 гг., где получили высокую оценку ведущих специалистов в области расчёта композитных конструкций.
Считаю, что представленная работа выполнена на высоком профессиональном уровне, отвечает современному уровню развития мировой науки и техники, результаты работы успешно внедрены в производство, а её автор, Колосов Д.Л., заслуживает присуждения премии Президента Украины для молодых ученых.

Генеральный директор Центра прикладной физики Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана (МГТУ им. Н.Э. Баумана, Россия, г. Москва), докт. физ.-мат. наук, проф. А.Н. Морозов

Б.А. Грядущий

Отзыв
на научно-исследовательскую работу
Колосова Дмитрия Леонидовича “Разработка теории, методов расчёта и технологии создания резинотросовых канатов шахтных подъёмных установок нового поколения”, представленной на соискание ежегодной премии Президента Украины для молодых ученых

Основной причиной малого срока службы стальных канатов подъёмных установок является их эксплуатация в условиях постоянного контакта с подземными водами и непосредственное взаимодействие с барабаном подъемной машины. Как следствие – коррозия металлоторосов и их механический износ. В многоканатной подъемной машине одновременно используются несколько канатов, расположенных параллельно, при этом невозможно обеспечить равномерность натяжения всех тросов. Это обуславливает необходимость введения дополнительных запасов прочности на неравномерность распределения напряжений между тросами.
Описанные недостатки устраняются применением подъемного каната, в котором система параллельно расположенных в одной плоскости тросов завулканизирована в резиновую оболочку. Положительный опыт изготовления и эксплуатации плоских резинотросовых уравновешивающих канатов на шахтах Кривбасса, позволил обосновано подойти к созданию головных резинотросовых канатов, которые имеют следующие преимущества: тросы защищены от коррозии; кручение тросов в резиновой матрице отсутствует; отсутствует дополнительное удлинение каната от его раскручивания; нет необходимости увеличения запасов прочности на неравномерность распределения напряжений.
Для обоснования норм эксплуатации таких канатов необходимо выполнить комплексное исследование его напряженно-деформированного состояния. Вследствие этого представленная работа, посвященная разработке теории и методов расчета напряженно-деформированного состояния плоского резинотросового каната при взаимодействии с элементами подъемной машины, является актуальной. Методическую основу исследований, выполненных Д.Л. Колосовым, составляет комплексный подход, основанный на аналитических, численных и экспериментальных исследованиях.
Научное значение работы заключается в разработке научных основ создания и расчета плоских резинотросовых подъемных и тяговых канатов, рабочих органов подъёмных машин и устройств присоединения сосуда к канату подъемной машины. Внедрение таких канатов обеспечит рост срока их использования в качестве подъемных и тяговых канатов для глубоких шахт. В результате перехода горных предприятий на использование новых резинотросовых канатов планируется увеличение долговечности их эксплуатации в 5-6 раз. Результаты доведены до реального производства, ожидается значительный экономический эффект от внедрения.
Оценивая работу в целом, необходимо отметить, что автором выполнены новые оригинальные исследования, позволяющие решить проблему повышения прочности и долговечности канатов подъёмных установок. Полагаю, что автор работы “Разработка теории, методов расчёта и технологии создания резинотросовых канатов шахтных подъёмных установок нового поколения” Д.Л. Колосов заслуживает присуждения премии Президента Украины для молодых ученых.

Председатель правления
ПАО “Научно-исследовательский институт
горной механики им. М.М. Федорова”,
Лауреат Государственной премии
Украины в области науки и техники
доктор технических наук,
профессор, Герой Украины Б.А. Грядущий