Стационарные установки и горные машины для подземных работ

Стационарные установки и горные машины для подземных работ Кумыкова Т. М. , канд. техн. наук, профессор кафедры Технологические машины и оборудование ВКГТУ им. Д. Серикбаева

Литература Хаджиков Р. Н. , Бутаков С. А. Горная механика. – М. : Недра, 1982. – 407 с. Смородин С. С. , Верстаков Г. В. Шахтные стационарные машины и установки. Учебное пособие. – М. : Недра, 1975. – 280 с. Картавый Н. Г. , Топорков А. А. Шахтные стационарные установки. Справочное пособие. – М. : Недра, 1978. – 263 с. Кумыкова Т. М. Стационарные установки шахт в задачах и примерах. Учебное пособие. – Усть. Каменогорск: ВКГТУ, 2007. – 210 с.

Лекция № 1 § § § Общие сведения о стационарных установках. Подъемные установки. План Классификация Устройство Основные схемы подъемных установок

Назначение Подъёмные установки служат для выдачи на поверхность добытого в шахте полезного ископаемого, породы, спуска и подъёма людей, оборудования и материалов.

КЛАССИФИКАЦИЯ по назначению: главные – для подъёма полезного ископаемого; вспомогательные – для подъёма (спуска) людей и транспортирования различных грузов (породы, оборудования, материалов), причем они могут быть людские, грузовые и грузо-людские; проходческие – при проходе и углубке стволов шахты.

с органами навивки постоянного радиуса (цилиндрические барабаны, ведущие шкивы трения); с органами навивки переменного радиуса (бицилиндрокопические барабаны)

одноканатные многоканатные

вертикальные; наклонные.

неуравновешенные (с цилиндрическими барабанами без уравновешивающего каната); статически уравновешенные (с уравновешивающим канатом при органах навивки постоянного радиуса; с органами навивки переменного радиуса.

малой глубины – до 300 м; средней глубины – от 300 до 800 м; глубокие – от 800 до 1600 м; сверхглубокие – свыше 1600 м.

с асинхронным электрическим приводом; с приводом переменного тока.

Шахтная подъемная установка состоит из горнотехнических сооружений и подъемного оборудования.

надшахтные, состоящие из копра и приемного бункера (при скиповом подъеме) При клетевом подъеме вместо приемного бункера у копра сооружается надшахтное здание с приемными площадками и откаточными путями;

подземные сооружения: ствол шахты, оборудуемый расстрелами и укрепленными на них проводниками (направляющими) для подъемных сосудов, а у наклонных шахт – рельсовыми путями;

околоствольные, которые для скипового подъема состоят из загрузочного бункера и камеры для опрокидывателя вагонеток, а для клетевого – из приемной площадки.

подъемные сосуды; загрузочные и разгрузочные устройства; подъемные канаты; подъемные машины.

ПОДЪЕМНЫЕ СОСУДЫ Назначение: Предназначены для транспортирования из шахты на поверхность полезного ископаемого и породы, для спуска и подъема людей, материалов и оборудования.

o o o Классификация: скипы различных конструкций (для подъема полезного ископаемого или породы) клети неопрокидные и опрокидные (для подъема грузов и людей) бадьи (проходческие)

Требования к сосудам: безопасность перемещения грузов и в особенности людей; большая грузоподъемность при малом собственном весе; автоматичность загрузки и разгрузки; простота конструкции и надежность в работе.

При углах наклона до 35 о подъем осуществляется в вагонетках или скипах, которые загружаются через верх и движутся при помощи колес по рельсам. Разгрузка таких скипов осуществляется через днище или открывающуюся заднюю стенку, с дополнительным наклоном кузова скипа.

§ § При углах наклона трассы более 35 о, для предотвращения просыпания транспортируемого материала, спуск и подъем вагонеток производится на платформах клетей, а скипы конструируются с закрытым верхом. Загрузка скипов производится через открытую переднюю стенку Разгрузка – опрокидыванием, или через заднюю стенку без дополнительного наклона кузова.

Скипы вертикальных подъемников представляют собой призматические сосуды, загружаемые сверху и разгружаемые в зависимости от их конструкции через верх (опрокидывающиеся скипы), боковую стенку (с неподвижным кузовом) или через дно (с отклоняющимся кузовом).

Скип подвешивается к головному канату при помощи коуша и жимков. К нижней поперечине рамы прикрепляется подвесное устройство для хвостового каната. Для движения скипа по направляющим проводникам в стволе и предотвращения скип снабжается роликовыми опорами. В верхней части скипа имеется площадка с ограждением, которая служит для спуска рабочих при осмотре ствола.

Скип с опрокидным кузовом имеет раму, с которой при помощи шарнира связан кузов. Опрокидывание кузова на угол 135 -145 o относительно рамы происходит у бункера благодаря роликам, перемещающимся по разгрузочным кривым.

Неопрокидная клеть представляет собой металлический опорный каркас, оборудованный направляющими башмаками, рельсовой колеёй, подвесным, парашютным и стопорным устройствами. Длинные боковые стороны клети по всей высоте обшиты листовой сталью или дюралюминием. Торцевые стороны снабжены дверьми, открывающимися внутрь и оборудованные засовами с внешней стороны. Горизонтальная нижняя рама клети зашита стальными листами, служащими полом.

Неопрокидные клети классифицируются по следующим признакам: по числу этажей; по грузоподъемности и типу вагонетки; по способу загрузки и разгрузки (одно- и двусторонняя загрузка и разгрузка вагонетки); по конструкции парашютных устройств; по конструкции и материалам изготовления – клеть из товарной стали, из низколегированных сталей, из дюралюминия и пластмассы.

Опрокидная клеть состоит из рамы, поворотной платформы с разгрузочным роликом, парашюта, направляющих башмаков, направляющих муфт, стопорного устройства, дверей, крыши, запорного устройства, предназначенного для предотвращения опрокидывания платформы при движении клети по стволу.

Бадьи применяют при проходке и углубке стволов шахт для спуска-подъёма людей и транспортировке породы, материалов, оборудования. Бадья состоит из сварного кузова и дуги.

Подвесное устройство, соединяющее подъемный сосуд с канатом, является одной из наиболее ответственных его деталей. Подвесное устройство для клетей по ПБ должно иметь двойную независимую подвеску, каждая из которых рассчитывается с 13 -кратным запасом прочности. Подвесное устройство для скипов имеет одинарную подвеску, рассчитываемую с 10 кратным запасом прочности.

Основным узлом каждого подвесного устройства является прицепное устройство для каната. • По способу прикрепления к канату прицепные устройства разделяются на два типа: глухие, с постоянным закреплением конца каната и регулируемые. К первому типу относится закрепление конца каната коушем с жимками, а также при помощи глухих клиновых муфт. Ко второму – закрепление самозатягивающимися клиновыми коушами и рычажно-клиновыми коушами.

Коуш представляет собой грушевидное тело с осью вращения, расположенной несимметрично, с тем, чтобы вес сосуда передавался на длинный конец каната и не выдергивал короткий конец, соединенный с ним жимками.

При заделке конца каната в клиновой муфте он расплетается, и между отдельными слоями вставляются клинья, придающие ему коническую форму. Для предохранения от выпадения клиньев нижняя часть заделки заливается баббитом. Конусная заделка каната вставляется в стакан и зажимается верхними и нижними плашками. Чтобы плашки не выпадали, стакан закрывается крышкой.

Направляющие проводники устройства, навешиваемые в стволах шахт для движения по ним подъемных сосудов. • Направляющие проводники препятствуют боковым перемещениям и вращению подъемных сосудов и исключают их столкновение при встрече в стволе.

Вертикальные стволы в настоящее время, как правило, оборудуют жесткими направляющими проводниками (металлическими или деревянными). Канатные проводники применяют в эксплуатационных условиях лишь в редких случаях, в основном при проходке стволов.

• Согласно ПБ клети, служащие для спуска и подъема людей, за исключением клетей многоканатных установок, снабжают парашютами, которые должны обеспечивать: автоматическую остановку клети при обрыве каната, безопасный для людей режим торможения. Замедление порожних клетей при улавливании их должно быть не более 50 м/с2, а при остановке клетей с максимальным числом людей – не менее 6 м/с2.

• • Парашют состоит из ловителей и приводного механизма. Источником энергии для действия парашюта является масса клети и сила пружины. Парашюты своими ловителями могут действовать либо на специальные тормозные канаты, либо на проводники.

• • • Применяют следующие типы парашютов, действующих на тормозные канаты: ПТК с мгновенным захватом ловителями при обрыве подъемного каната двух тормозных канатов; ПТКП для установок с противовесом; ПТКШ для установок с ведущим шкивом трения. Эти парашюты предназначены для любых типов металлических проводников при любых схемах их расположения.

Парашюты ПДП, улавливающие клеть за деревянные проводники, состоят из пружинного приводного механизма, рычажной передачи и четырех ловителей (по два на каждый проводник). При обрыве каната ловители своими гребнями внедряются в древесину проводников.

Подъемные машины § § По принципу действия подъемные машины могут быть с барабанными органами навивки и со шкивами трения. Подъемные машины с барабанными органами навивки выпускаются четырех типов и обозначаются следующим образом: Ц — цилиндрические однобарабанные; ЦР — цилиндрические однобарабанные с разрезным барабаном; 2 Ц — цилиндрические двухбарабанные; БЦК — бицилиндроконические с разрезным барабаном.

Конструкции канатоведущих органов

подъемные машины: однобарабанные: Ц 1, 2 x 1, Ц 1, 6 x 1, 2, Ц 2 x 1, 5, Ц 2, 5 x 2, Ц 3 x 2, 2, Ц 3, 5 х х2, 4; с разрезным барабаном: ЦР 3, 5 x 3, 2/0, 8, ЦР 4 x 3/0, 7, ЦР 5 x 3/0, 6, ЦР 6 x 3, 4/0, 6; двухбарабанные: 2 Ц 1, 2 x 0, 8, 2 Ц 1, 6 x 0, 8, 2 Ц 2 хт Х 1 Д 2 Ц 2, 5 x 1, 2, 2 Ц 3 x 1, 5, 2 Ц 3, 5 х 1, 8, 2 Ц 4 x 2, 3, 2 Ц 5 x 2, 4, 2 Ц 5 x 2, 8, 2 Ц 6 x 2, 4, 2 Ц 6 x 2, 8; с бицилиндроконическими барабанами: БЦК 8/5 х2, 7 и БЦК-9/5 Х х2, 5 (числитель дроби — диаметр большого цилиндра (м), знаменатель — малого цилиндра (м); далее — ширина большого цилиндра (м)).

Машина с бицилиндроконическим барабаном

Машины выпускаются с редукторным и безредукторным (от тихоходного двигателя) приводами органов навивки, с правым или левым расположением приводов. Редукторы в приводе могут быть цилиндрическими одноступенчатыми (ЦО) и цилиндрическими двухступенчатыми (ЦД). В обозначения редукторов с зацеплением Новикова добавляется буква Н (ЦОН, ЦДН).

Кинематическая схема двухбарабанной подъемной машины

Основные схемы подъемных установок

Скиповая и клетевая подъемные установки

Машины со шкивами трения серии ЦШ (цилиндрические шкивы) выпускаются в настоящее время многоканатными: ЦШ 2, 1 x 4, ЦШ 2, 25 x 6, ЦШ 2, 8 x 6, ЦШ 3, 25 x 4, ЦШ 4 x 4, ЦШ 5 x 6, ЦШ 5 x 8 (первые цифры обозначают диаметр канатоведуших шкивов по оси каната, а вторые — число подъемных канатов. Подъемные машины со шкивами трения имеют редукторный (ЦШ 2, 8 x 6, ЦШ 3, 25 x 4, ЦШ 4 x 4) или безредукторный привод