книги из ГПНТБ / Ляхов Г.М. Основы разработки угольных месторождений подземным способом учебник

ного вентиляторного агрегата с резервным двигателем. Главные вентиляторные установки должны быть оборудованы реверсив­ ными устройствами, позволяющими производить не более чем за 10 мин изменение на­ правления вентиляци­ онной струи, поступа­

ющей в выработки. Для проветривания

ющее отверстие к цент­ ру колеса, и выбрасы­ вают его к периферии.

ивают таким образом, чтобы не меняя направления колеса вен­ тилятора, можно было изменить направление воздушной струи, т. е. перейти от всасывающего проветривания к нагнетательно­ му и наоборот.

Осевые вентиляторы (рис. 59,6) захватывают воздух при помощи пропеллеров. При перемене вращения пропеллера осе­ вой вентилятор из всасывающего превращается в нагнета­ тельный.

§ 14. ВЕНТИЛЯТОРЫ МЕСТНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ

Проветривание забоев подготовительных выработок произво­ дится за счет общешахтной депрессии или же вентиляторами местного проветривания. При проветривании за счет общешахт­ ной депрессии и проведении выработок по углю узким забоем параллельно основной выработке проводят выработки для вы­ дачи исходящей струи воздуха. Эти параллельные выработки сбивают с основной выработкой через определенные промежут­ ки (не более 30 м) печами шириной не более 1,5 м, а по пла­ стам мощностью меньше 0,6 м — не более 2 м. По мере прс-

130

Рис 60. Схема проветривания тупиковых выработок и вентиляторы местного проветривания

ведения новых печей старые заделывают прочными чураковыми или кирпичными перемычками.

При проветривании тупиковых выработок для подачи све­ жей и отвода исходящей струй воздуха применяют перемычки (рис. 60, а) или вентиляционные трубы (рис. 60,6).

Применение вентиляторов местного проветривания в забоях подготовительных выработок допустимо при условии обеспече­ ния непрерывности их работы. Вентиляторы устанавливают на свежей струе воздуха не ближе 10 м от исходящей струи.

Для местного проветривания выпускают значительное число различных типов вентиляторов: «Проходка-500м» (рис. 60,в),

ВМ-4 (рис. 60, г), ВКМ-200, ВМП-4, ВМП-5, ВМП-6 и др.

Они рассчитаны на проветривание подготовительных выра­ боток длиной 2000 м и более. Необходимость разработки мощ­ ного проходческого вентилятора обусловлена внедрением в угольную промышленность столбовой системы с обратным по­ рядком отработки шахтных полей. В настоящее время удельный вес выработок длиной более 800 м составляет 15—17%. Для этих целей разработан вентилятор ВЦ-7 (центробежный, одно­

стороннего всасывания). Один вентилятор ВЦ-7 с трубопрово­ дом диаметром 800 мм обеспечивает проветривание выработок сечением до 10 м2, длиной до 2300 м.

Контрольные вопросы

1. Что Вы знаете о шахтном воздухе и его составных частях?

2.Какие бывают взрывчатые газовые примеси в шахтном воздухе и нормы

допустимого их содержания?

3. Расскажите о метаноносности и метаноемкости угольных пластов.

4.Какие бывают виды выделения метана в шахтах?

5.Как определить необходимое количество воздуха для проветривания?

6.Какова скорость движения воздуха по выработкам?

7.Назовите меры борьбы с метаном в шахтах.

8.Что Вам известно об угольной пыли?

9.Какие вентиляционные устройства имеются в шахтах и для чего их применяют?

10.Расскажите о вентиляторах общего и местного проветривания.

Глава X ПОДЗЕМНЫЙ ТРАНСПОРТ И ПОДЪЕМ

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Шахтный транспорт служит для перемещения угля и пород от забоя по выработкам к стволу, затем до места разгрузки на поверхности, а также для перемещения по выработкам от ствола к забою крепежных, закладочных и других материалов. При помощи шахтного транспорта осуществляется также пере­ возка людей от ствола к месту работы и обратно.

Весь путь полезного ископаемого от забоя до мест разгруз­ ки на поверхности разделяется на следующие этапы:

доставка угля из очистного забоя до промежуточных штреков;

перемещение по промежуточным штрекам и бремсбергам до этажного (откаточного) штрека;

перемещение по этажным штрекам, квершлагам и в околоствольном дворе;

подъем по стволам шахт; перемещение на поверхности шахт.

Перемещение угля до откаточных путей (до мест погрузки в шахтные вагонетки) принято называть доставкой, перемеще­ ние грузов до околоствольного двора в вагонетках по рельсо­ вым путям с уклоном до 30° — откаткой, перемещение грузов вверх в скипах или клетях с углом превышающим 30° —

подъемом.

Выбор вида шахтного транспорта определяется горнотехни­ ческими условиями и обосновывается технико-экономическими расчетами.

В технологическом процессе добычи угля шахтный транс­ порт является одним из важнейших и трудоемких звеньев. Так,

132

в среднем по угольной промышленности СССР трудоемкость работ на подземном транспорте составляет около 92 чел-дней на 1000 т суточной добычи. В Донбассе трудоемкость транс­ порта составляет 129 чел-дней, а в Кузбассе — 52 чел-дня на 1000 т суточной добычи.

По сравнению с транспортом общего пользования шахтный транспорт имеет ряд особенностей, а именно:

транспортировка грузов всегда производится в одном и том же направлении (уголь — от забоя до погрузочного пункта на поверхности, закладочные материалы — от поверхности до за­ кладочного пункта);

подвижность транспортных установок; стесненность подземных выработок, которую приходится

учитывать при выборе вида транспорта; изменчивость профиля пути, по которому происходит пере­

мещение грузов, и т. д.

Специфические условия эксплуатации предъявляют особые требования к конструкциям подземных транспортных устано­ вок: высокую производительность, прочность, простоту ухода за оборудованием, экономичность транспортировки.

В связи с разнообразием условий в шахтном транспорте применяются установки непрерывного и прерывного действия. К первым относят установки для перемещения грузов под дей­ ствием собственного веса, конвейеры, откатку вагонеток беско­ нечным канатом, а также установки гидравлического и пневма­ тического транспорта. Ко вторым относят скреперные установки, откатку вагонеток концевым канатом, самоходными вагонетка­ ми и локомотивами.

Шахтный транспорт, являясь важнейшим звеном в техноло­ гическом процессе добычи угля, располагает большим количе­ ством транспортных средств, предназначенных для механиза­ ции маневровых, погрузочных и разгрузочных работ, для сосре­ доточения грузов в местах перегрузок с одних транспортных средств на другие, для очистки вагонеток и рельсовых путей, для дистанционного управления, автоматизации, сигнализа­ ции и др.

§2. СПОСОБЫ ДОСТАВКИ УГЛЯ ИЗ ОЧИСТНЫХ

ИПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ЗАБОЕВ

Простейший и наивыгоднейший вид безрельсового транс­ порта — спуск добытого угля, породы и материалов под дей­ ствием силы тяжести по наклонной плоскости. Применять его можно для доставки угля и материалов в очистном пространст­ ве при разработке крутых и наклонных пластов, для спуска угля по скатам, гезенкам и печам и для доставки в забой кре­ пежного леса.

Спуск угля самотеком вдоль очистного забоя при углах па-

133

дения больше 35° осуществляется по почве пласта, при углах падения 25—35° — по досчатому настилу, укладываемому на почву пласта, и, наконец, при углах падения 18—25° — по ме­ таллическим листам, уло-

укрепленными на ней скребками. Цепь со скребками, двигаясь по желобу, захватывает уголь и перемещает его в направлении движения цепи. На концах желоба цепь огибает специальные звездочки — ведущую у разгрузочного конца конвейера и на­ правляющую у противоположного конца.

Ведущая звездочка получает движение от привода, ее на­ зывают приводной. На противоположном конце конвейера нахо­ дится холостая звездочка, расположенная на валу, который при помощи натяжного устройства можно перемещать вдоль кон­ вейера и создавать необходимое натяжение цепей. В длинных конвейерах приводы устанавливают на обоих его концах.

Г34

Скребки при одной цепи прикрепляют к ней посередине. При двух цепях их крепят по краям. При трех цепях скребки крепят к цепям по краям и посредине.

грузовой, или рабочей ветвью, другую ветвь называют холо­ стой. Загрузка конвейера может производиться в одном или нескольких пунктах, а также по всей длине конвейера, разгруз­ ка — только в одном конце конвейера, в месте огибания цепью концевой звездочки.

В зависимости от условий работы и назначения скребковые конвейеры делят на доставочные и агрегатные. Доставочные конвейеры служат только для доставки угля, их устанавливают в очистном забое.

Агрегатные конвейеры применяют в комплексе с другими выемочными машинами. К агрегатным относят конвейеры, по рештачному ставу которых движутся комбайны, врубовые и врубонавалочные машины, а также конвейеры, допускающие взрывонавалку угля на рештаки.

Скребковые конвейеры различают также по способу пере­ мещения их на новое рабочее место. Одни из них разборные, другие — безразборные. Разборные перед переноской разби­ рают, по частям переносят на новое место и там вновь соби­ рают. Безразборные скребковые конвейеры на новое место пе­ ремещают без разборки с помощью передвижников или домкратов. При небольшой длине конвейер передвигают одно­ временно весь, при большой длине — участками, по мере пе­ редвижения выемочной машины.

Скребковые конвейеры различают по числу приводов на одноприводные и многоприводные, а по возможности менять направление движения тяговых цепей — на реверсивные и не­ реверсивные. Рештаки конвейера состоят из секций длиной 1 — 2,5 м.

К достоинствам скребковых конвейеров можно отнести: воз­ можность быстрого перемещения на новое место по мере подвигания очистного забоя; высокую механическую прочность, допускающую обрушение угля непосредственно на конвейер при взрывопавалке; небольшую высоту навалки; возможность пере­ движки конвейера без разборки.

Недостатками скребковых конвейеров являются: быстрый из­ нос цепей и рештаков; значительное измельчение угля; возмож­ ность заклинивания цепей на звездочках; высокая металлоем­ кость.

В настоящее время скребковые конвейеры разделяют на че­ тыре типа: СК — одноцепные с двумя ветвями, расположенны­ ми в одной плоскости, с консольными скребками; С — одно­ цепные с рабочей ветвью, расположенной над холостой; СР —

133

двухцепные разборные передвижные; СП — двухцепные без­ разборные передвижные.

На шахтах СССР эксплуатируется около 40 тысяч скребко­ вых конвейеров.

Ленточные конвейеры. Ленточные конвейеры получили ши­ рокое применение на угольных шахтах для перемещения угля и породы по горизонтальным, наклонным и особенно по проме­ жуточным выработкам, а также по главным откаточным и ма­ гистральным штрекам и наклонным стволам.

В очистных забоях ленточные конвейеры по ряду причин не применяют. Они являются основным видом транспорта на по­ верхности шахт, на обогатительных фабриках и сортировках.

Ленточные конвейеры представляют собой транспортирую­ щие устройства непрерывного действия. Тяговым и одновремен­ но несущим элементом является гибкая бесконечная лента, под-, держиваемая на всем протяжении как на груженой, так и на холостой ветви роликовыми опорами и огибающая приводной и натяжной барабаны. Приводной барабан, сообщающий дви­ жение ленте, называют ведущим, натяжной барабан, находя­ щийся на противоположном конце конвейера, — холостым, или направляющим.

Ленточные конвейеры по сравнению со скребковыми имеют как ряд достоинств, так и недостатков.

К достоинствам ленточных конвейеров можно отнести: высо­ кую производительность, возможность дистанционного управле­ ния, автоматизацию перегрузки с одного конвейера на другой или в вагонетки, малую истираемость транспортируемого мате­

риала, особенно антрацитов, и т. д.

К недостаткам ленточных конвейеров можно отнести: быст­ рый износ ленты, возможность ее загорания при трении о неис­ правные ролики, возможность электрического искрения, чувст­ вительность ленты к изгибам выработок.

Кроме того, применение ленточных конвейеров ограничено углами наклона. При углах наклона, превышающих 18°, уголь и порода начинают скатываться по ленте вниз. При транспор­ тировке груза вниз по бремсбергу допустимый угол наклона не должен быть более 15°.

Весьма тяжелой операцией является изменение длины лен­ точного конвейера.

Основным узлом ленточных конвейеров является лента. Она относится к наиболее дорогим элементам конвейера. Лента со­ стоит из двух основных частей: каркаса и защитного покрытия. Для изготовления каркаса применяют натуральные и химиче­ ские волокна, хлопок, лен, капрон, лавсан, анид.

Ширина конвейерных лент на подземных установках 800, 1000, 1200 мм и более. Для подземных шахтных конвейеров при­ меняют только огнестойкую резину.

Для увеличения угла наклона с целью расширения области

1,36

применения ленточных конвейеров применяют специальные ленты, позволяющие перемещать грузы вверх при угле наклона до 35°.

Трудоемкой работой является сшивка концов лент. Различа­ ют разъемные и неразъемные стыки лент. Последние применя­ ют при стационарных конвейерах.

Поддерживающие ленту ролики изготовляют из отрезков стальных цельнотянутых труб. Вращаются ролики на неподвиж­ ных осях, смонтированных на шарикоподшипниках, или на втулках.

Приводная головка ленточного конвейера состоит из элект­ родвигателя, редуктора с турбомуфтами, приводных, отклоня­ ющих и разгрузочных барабанов и рамы. По количеству при­ водных барабанов приводы разделяют на однобарабанные, двух­ барабанные и трехбарабанные. Приводные барабаны применяют для передачи ленте тягового усилия трением.

Общее число ленточных конвейеров на шахтах СССР около

12тысяч.

Впериод с 1974 по 1975 гг. намечается освоение серийного

производства конвейеров нового унифицированного ряда, а

шахтах СССР применяют также пластинчатые конвейеры, с по­ мощью которых можно транспортировать груз вверх при угле наклона до 28° и вниз при угле наклона до 22°.

При наличии на полотне поперечных перегородок конвейер работает на подъем 40—75°. Так, пластинчатый конвейер П-50 предназначен для транспортировки угля в промежуточных и подэтажных горизонтальных горных выработках, искривленных в плане. Пластинчатое полотно конвейера набрано из штампо­ ванных пластин шириной 500 мм из стали толщиной 4 мм.

Пластинчатое полотно движется на ходовых роликах по на­ правляющим специального профиля, укрепленным на секциях конвейера. Ходовые ролики консольно укреплены на пластинах, образуя ходовые каретки.

В местах изгиба конвейера предусмотрена установка специ­ альных криволинейных секций. Для увеличения длины конвейер может быть оборудован промежуточными приводами.

Ширина пластинчатого полотна в других конвейерах изме­ няется от 500 до 1200 мм. По профилю пластины бывают пря­ моугольные, трапециевидные и полукруглые.

К основным преимуществам пластинчатых конвейеров мож­ но отнести: высокую производительность; возможность транс­ портировки грузов по искривленной трассе с радиусом закруг­ ления до 15 м; возможность установки промежуточных приво­ дов в любом месте трассы конвейера; огнестойкость несущего полотна; способность перемещения грузов на подъем до 40°;

137

большую прочность и долговечность. Кроме конвейера П-50 вы­ пускают также конвейер П-65.

Пластинчатые конвейеры имеют и ряд недостатков: слож­ ность конструкции; большую металлоемкость; трудоемкость операций при ликвидации обрывов тяговой цепи или несущего полотна.

Однако вследствие значительных достоинств пластинчатые конвейеры получают все большее применение в угольной про­ мышленности. Помимо описанных выше конвейеров, в горной промышленности имеют незначительное применение качающие­ ся, вибрационные, ленточно-цепные и ленточно-канатные кон­ вейеры.

Правилами безопасности рекомендуется ряд обязательных мероприятий для предотвращения разного рода аварий и не­ счастных случаев с обслуживающим конвейеры персоналом. Так, например, при автоматическом или дистанционном авто­ матизированном управлении конвейерной линией должны обес­ печиваться:

подача отчетливо слышного по всей длине конвейера линии автоматического предупредительного сигнала длительностью не менее 5 с перед пуском первого конвейера линии;

включение каждого последующего конвейера в линии только после установления рабочей скорости движения тягового органа предыдущего конвейера;

двусторонняя телефонная связь между пунктами разгрузки и загрузки линии, а также между пунктами установки приво­ дов конвейеров.

§ 3. РЕЛЬСОВЫЙ ТРАНСПОРТ

Рельсовый путь. Транспортировка угля и породы по глав­ ным выработкам производится преимущественно по рельсовым путям в шахтных вагонетках.

Рельсовый путь состоит из основания (почвы выработки) и верхнего строения пути — балластного слоя, шпал, рельсов и скреплений (накладок, подкладок, болтов, костылей).

Вкачестве балласта применяют щебень, гальку или гравий

спеском, чаще — смесь этих материалов. Применяют также дробленую породу определенной крепости, добываемую в шах­ те при проведении и ремонте подготовительных выработок при условии, если она не разрушается от действия шахтных вод. Толщину балластного слоя под шпалами устанавливают на месте.

Шпалы для шахтных рельсовых путей применяют обычно де­ ревянные, пропитанные антисептиками, или железобетонные. Длина деревянных шпал должна быть: при ширине колеи 600 мм — 1200 мм, а при ширине колеи 900 мм — 1700 мм. Материалом для шпал служат сосна, кедр, пихта, лиственница.

138

Расстояние между осями шпал устанавливают в зависимо­

ботках, в наклонных стволах и уклонах при вагонетках емко­ стью до 2 м3 должны применяться рельсы типа Р-24, при боль­ шей емкости вагонеток должны применяться рельсы типов Р-33 и Р-38. На промежуточных и вентиляционных штреках допу­ скается применение рельсов типа Р-18 (число показывает мас­ су 1 м рельсов, кг).

На откаточных выработках рельсы необходимо укладывать на подкладках и соединять между собой накладками и болтами. Допускается также сварка рельсовых стыков.

Для осушения шахтного рельсового пути вдоль него должна быть устроена канавка с продольным уклоном, равным уклону выработки (0,003—0,005).

В выработках с углом наклона более 10° и в обводненных выработках шпалы необходимо укладывать в поперечные ка­ навки глубиной, обеспечивающей заглубление в нее шпалы на 2/з толщины.

Ширина колеи. Под шириной колеи понимают расстояние между внутренними сторонами головок рельсов. Различают:

широкую колею (1523 мм), нормальную (1450 мм) и узкую ко­ лею (менее 1450 мм). В СССР на транспорте общего пользова­ ния принята широкая колея, а в угольных шахтах принята уз­ кая колея двух размеров: 600 и 900 мм.

Шахтные вагонетки разделяют на грузовые, людские и спе­ циального назначения. Грузовые вагонетки изготовляют с цель­ ным кузовом (рис. 62, а), а также с кузовом, разгружающимся через дно (рис. 62,6). На угольных шахтах СССР применяют в основном вагонетки с глухим кузовом (95%). В настоящее время создано большое количество типоразмеров шахтных ва­ гонеток. Однако наличие на одной шахте большого разнообра­ зия типов создает трудности при эксплуатации вагонеток; для новых шахт применяют вагонетки грузоподъемностью 1,2; 3,5 и 8 т.

Электровозная откатка. В угольных шахтах СССР наиболее распространенным механизированным транспортом по основным выработкам является откатка электровозами. По способу пи­ тания электроэнергией электровозы разделяют на контактные и аккумуляторные (рис. 63).

Двигатели контактных электровозов питаются через токо­ приемник постоянным электрическим током от подвешенного на изоляторах у кровли выработки контактного провода. Рельсы, по которым движется электровоз, используют в качестве обрат­ ного провода.

Главное достоинство контактных электровозов — простота конструкции и эксплуатации и относительно небольшие расходы

13Ѳ