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

о

Рис. 62. Общий вид шахтных вагонеток

на электроэнергию. Главный недостаток — возможность обра­

лами безопасности в угольных и сланцевых шахтах откатка контактными электровозами разрешается:

по всем выработкам негазовых шахт и шахт, не опасных по пыли;

в шахтах I и II категорий по газу, а также опасных по пы­ ли — по главным откаточным выработкам, омываемым свежей струей воздуха, с разрешения главного инженера комбината.

Запрещается заезд контактных электровозов в тупиковые выработки шахт, опасных по газу или пыли, проветриваемые вентиляторами местного проветривания.

Для откатки контактными электровозами допускается при­ менение постоянного тока напряжением не свыше 600 В и пере­ менного тока напряжением не свыше 400 В.

Кроме контактных и аккумуляторных электровозов, для от­ катки в подземных условиях могут применяться также дизеле­ возы, воздуховозы, гировозы, контактно-аккумуляторные элек­ тровозы и дизель-электровозы.

140

Рис. 63. Общий вид шахтных электровозов:

а — контактный электровоз 14КР-2; б — аккумуляторный элек­ тровоз АМ-8

Шахтные электровозы выпускают в основном двухосными с односторонним или центральным расположением кабины маши­ ниста. Вследствие ограниченных размеров горных выработок шахтные электровозы имеют небольшие размеры. По сцепной массе шахтные электровозы разделяются на три категории: ма­ логабаритные со сцепной массой от 2 до 6,5 т, средние — от 7 до 14 т и тяжелые — 14 т и более.

Каждый шахтный электровоз характеризуется сцепной мас­ сой, жесткой базой, шириной колеи и габаритами.

Сцепной массой называют ту часть массы электровоза, кото­ рая приходится на ведущие оси.

Жесткой базой называют расстояние между центрами осей полускатов. Чем больше жесткая база электровоза, тем боль­ ше его устойчивость, тем труднее однако проходить ему по за­ круглениям пути.

141

Техническая характеристика некоторых выпускаемых в на­

Аккумуляторные электровозы в отличие от контактных снаб­ жены двигателем, питаемым постоянным током от помещенной на нем аккумуляторной батареи. Батареи заряжают в заряд­ ных камерах. Каждый электровоз снабжен не менее чем двумя батареями, из которых одна находится на электровозе, а другая в зарядной камере.

Аккумуляторные электровозы предназначаются для откатки составов вагонеток, для перевозки пассажирских составов, а также для маневровых работ в шахтах, опасных по газу или пыли.

Техническая характеристика некоторых выпускаемых заво­ дами в настоящее время аккумуляторных электровозов приве­ дена в табл. 6.

Таблица 6

В угольной промышленности СССР в настоящее время нахо­ дится в эксплуатации свыше 13 000 контактных и аккумулятор­ ных электровозов.

Канатная откатка. Канатной откаткой называют перемеще­ ние грузов по горизонтальным и наклонным рельсовым путям: в вагонетках или скипах с помощью лебедок и канатов.

Откатку одним концевым канатом (рис. 64, а) можно приме­ нять в горных выработках с углом наклона более 5°, когда от-

142

дельные вагонетки или партии их перемещают вверх лебедкой, а вниз они катятся под действием собственного веса.

При углах наклона выработок менее 5° и по горизонтальным выработкам при наличии одного пути откатку производят дву­ мя концевыми лебедками (рис. 64,6) или головным и хвостовым канатами с двухбарабанной лебедкой (рис. 64,в).

В горизонтальных выработках и при наличии двух путей от­ катка может производиться головным и хвостовым канатами с двухбарабанной лебедкой (рис. 64, г).

Для получения большей производительности и при наличии двух путей и достаточного угла наклона откатку можно про­ изводить двумя концевыми канатами, когда вагонетки переме­ щаются по двум параллельным путям навстречу друг другу с помощью одной двухбарабанной лебедки (рис. 64,6).

И, наконец, откатка вагонеток может производиться одним бесконечным канатом (рис. 64, е). Бесконечный канат приво­ дится в движение одной тяговой лебедкой. Для натяжения ка­ ната на другом конце откатки имеется натяжной шкив.

При бесконечной откатке необходимо иметь два пути. По одному пути движутся по направлению к тяговой лебедке гру­ женые вагонетки, а навстречу им, по другому пути, движутся порожние вагонетки.

Прицепка и отцепка вагонеток происходят беспрерывно. Вагонетки могут прицепляться по одной или группами.

143

При откатке бесконечным канатом применяют лебедки со шкивами трения, обеспечивающими передачу тягового усилия за счет сил трения между приводным шкивом и канатом. В слу­ чае необходимости применяют тяговые лебедки с несколькими приводными и противостоящими шкивами для создания необхо­ димой силы тяги. Для увеличения силы трения и предохране­ ния каната от преждевременного износа шкивы футеруются де­ ревом.

Откатки бесконечным канатом применяются при вагонетках грузоподъемностью не более 1 т и скорости движения каната не более 1 м/с. При больших скоростях движения каната чело­ век не в состоянии обеспечить своевременную прицепку и от­ цепку вагонеток.

При откатке концевыми канатами кроме вагонеток могут применяться скипы и клети, которые наглухо прикрепляют к концам канатов.

Скипы применяют опрокидные, с задней разгрузочной стен­ кой її с разгрузкой через дно. Грузоподъемность каждого скипа

5—6 т.

Кдостоинствам всех видов канатной откатки относят: преж­ де всего простоту оборудования и обслуживания; возможность применения при любых углах наклона выработок, включая сю­ да и выработки с переменными углами наклона; возможность обслуживания нескольких горизонтов, особенно при откатке одноконцевым и бесконечным канатом в вагонетках.

Косновным недостаткам всех видов канатной откатки отно­ сят: прежде всего низкую производительность; низкую обора­ чиваемость вагонного парка; трудность осуществления полной автоматизации работ. В связи с этим область применения ка­ натной откатки в шахтах сужается.

На главных откаточных горизонтальных выработках канат­ ная откатка полностью вытеснена электровозной и применяется

только в подготовительных выработках и при маневровых опе­ рациях под погрузочными пунктами и на приемно-отправитель- ных площадках. Канатную откатку применяют еще в наклон­ ных выработках, особенно там, где по горно-геологическим ус­ ловиям другой вид транспорта не применим.

§ 4. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

Для перевозки людей, закладочных материалов, оборудова­ ния и вспомогательных грузов на шахтах СССР применяют раз­ личные средства транспорта: локомотивы с обычными и специ­ альными вагонетками, канатные и монорельсовые установки, самоходные вагонетки и автомашины, конвейеры и другое транс­ портное оборудование.

Широкое применение находят средства предварительного пакетирования стандартных грузов, облегчающих условия пе-

144

Рис. 65. Классификация средств вспомогательного транспорта

регрузки и транспортирования. Для механизации погрузочноразгрузочных операций используют краны, передвижные балки, тали, тельферы и т. п.

Применяемые на горных предприятиях средства вспомога­ тельного транспорта характеризуются большим разнообразием и отличаются друг от друга по назначению и принципу дейст­ вия, способу транспортирования, типу привода и тяговых эле­ ментов, способу передачи тягового усилия, типу транспортных путей и другим признакам (рис. 65).

Наиболее перспективными являются монорельсовые уста­ новки с автономным приводом и принудительным прижатием тяговых колес, которые обладают рядом преимуществ ио срав­ нению с другими средствами вспомогательного транспорта: высокой маневренностью и автономностью действия, возмож­ ностью работы в выработках с большим углом наклона, неболь­ шими поперечными размерами и радиусами закругления, с пучащей и обводненной почвой, при наличии в выработке дру­ гих средств транспорта и различного оборудования, размещен­ ного на почве.

Монорельсовые установки состоят из подвесного или назем­ ного монорельсового пути, путевого оборудования, средств тяги, подвижного состава, грузоподъемных и других вспомога­ тельных устройств, обеспечивающих механизацию погрузочноразгрузочных операций, закрепление груза на подвижном со­ ставе, а также автоматизацию монтажно-демонтажных работ.

Монорельсовые установки классифицируют по следующим основным признакам: назначению (грузовые, грузолюдские и людские) ; грузоподъемности (легкие, средние, тяжелые) ; кон­ струкции пути (с одним, двумя сближенными рельсами); рас­ положению подвижного состава относительно опорной поверх­ ности монорельса (навесные, с центром тяжести выше опорной поверхности, и подвесные, с центром тяжести ниже опорной поверхности); расположению ходовых колес (с ездой поверху и с ездой понизу); типу привода (с ручной, канатной и локо­ мотивной тягой); применяемой энергии (электрические, пневма­ тические, дизельные, электромагнитные и др.).

Монорельсовый путь состоит из опорных, несущих и соеди­ нительных элементов. К опорным элементам относят крепь или непосредственно почву выработки, к несущим — монорельс, к соединительным — скрепления, узлы, подвески, стрелочные пе­ реводы и другие средства соединения пути.

Монорельс служит для направления колес подвижного со­ става, передачи нагрузки через поддерживающие и крепежные элементы опорам, а в установках с локомотивной тягой, кроме того, для реализации тягового усилия приводными колесами локомотива.

Монорельсы подвешивают к опорам жестко или с помощью разного рода подвесок, обладающих некоторой податливостью Монорельсы могут устанавливаться также п непосредственно на почву выработки.

Монорельсовые установки с канатной тягой применяют трех типов: с бесконечным канатом, с одним концевым канатом и с двумя концевыми канатами (головным и хвостовым). В моно­ рельсовых установках с канатной тягой применяют лебедки со шкивами трения, одно- и двухбарабанные лебедки с элект­ рическими, пневматическими и гидравлическими двигателями мощностью 300 кВт и более.

Управление лебедками может быть ручным, дистанционным и автоматизированным. Скорость движения тяговых канатов изменяется в пределах от 0,2 до 4 м/с.

В СССР в качестве средств тяги для монорельсовых дорог применяют в основном однобарабанные лебедки типа ЛЛД-2м

ДонУГИ; ЛТП-1-1,4, ЛВД-24 и другие, а также лебедки со шкивами трения типа 4Л-1 и др.

Монорельсовые установки с локомотивной тягой являются наиболее универсальным средством вспомогательного транспор­ та, позволяющим организовать бесперегрузочную доставку раз-

146

личных грузов к большому числу пунктов назначения по раз­ ветвленным горным выработкам любой длины и при любом угле наклона, в том числе и при переменном.

Внастоящее время известно несколько типов монорельсо­ вых установок с локомотивной тягой.

Вкачестве привода в локомотивах монорельсовых дорог применяют в основном дизельные двигатели, которые обеспе­ чивают автономность таких установок. В последние годы ве­

Автономность их действия, большая маневренность и универ­ сальность применения позволят при соответствующих условиях достаточно эффективно разрешить проблему механизации вспо­ могательного транспорта на угольных шахтах, особенно в вы­ работках с переменным углом наклона при ограниченных по величине грузопотоках и большой неравномерности поступле­ ния грузов.

§ 5. ПОДЪЕМ ПО ВЕРТИКАЛЬНЫМ СТВОЛАМ

Подъем грузов по вертикальным стволам шахт представля­ ет собой разновидность канатного транспорта. В понятие подъем входит также н спуск различных грузов по стволу. Термин подъем утвердился только в силу того, что преоблада­ ющим является подъем грузов на земную поверхность.

Для подъема применяют установки, состоящие из следую­ щих основных частей: копра, подъемных сосудов, подъемных канатов, направляющих шкивов, подъемных машин.

К подъемной установке относится также устройство для за­ грузки и разгрузки сосудов. Помимо общих для всех подъем­ ных установок элементов, в состав их может входить электри­ ческий агрегат, предназначенный для питания электродвигате­ ля подъемной машины постоянным током, а также хвостовой канат, подвешиваемый под подъемными сосудами для уравно­ вешивания.

Схема работы подъемной установки состоит в следующем:

в то время как другой канат свивается с органа навивки и подвешенный на нем сосуд опускается. После того как подъем­ ные сосуды достигнут конечных пунктов и будут разгружены или загружены, направление вращения двигателя изменяют на обратное и подъемные сосуды будут двигаться в противо­ положном направлении.

Копры. Для выполнения транспортных операций по верти­ кальным стволам шахт над ними устанавливают копры — со­ оружения, предназначенные для установки направляющих шки-

Рис. 66. Схемы клетевого подъема и разгрузки:

кривых для скипов и опрокидных клетей, крепления посадоч­ ных устройств клетей, а также для расположения на них мно­ гоканатных подъемных машин. Копры воспринимают нагрузку от натяжения подъемных канатов, от веса оборудования, рас­ положенного на копре, от давления ветра и т. д.

В зависимости от материала и назначения копры делят на металлические, деревянные и железобетонные, проходческие и эксплуатационные. На угольных шахтах наибольшее распрост­ ранение получили металлические копры.

По конструкциям копры разделяют на А-образные, четырех­ стоечные, башенные и шатровые.

Башенные копры (когда подъемные машины располагают на копре) получают в последние годы большое распростране­ ние. Высота обычных копров составляет от 15 до 50 м. Вы­ сота башенных копров достигает 100 м и более.

Подъемные сосуды. В настоящее время для подъема угля или породы применяют клети и скипы. Клети (рис. 66) приме­ няют одноэтажные, двухэтажные и многоэтажные. На зару­ бежных шахтах применяют 10—12-этажные клети. Для безо­ пасного движения клетей последние оборудуют направляющими

148

и парашютными устройствами. Парашюты в случае обрыва каната удерживают клеть на проводниках при помощи особых устройств, действующих автоматически.

Скип (рис. 67) представляет собой металлический сосуд, который автоматически загружают углем из бункера на околоствольном дворе и автоматически разгружают на поверхности. По типу разгрузки скипы классифицируют на опрокиды­ вающиеся, с разгрузкой через дно или сбоку при опрокиды­ вании заслонки.

Скипы по сравнению с кле­ тями имеют ряд преимуществ:

большую пропускную спо­ собность, поскольку скипы из­ готовляются большой емкости до 5, 9,5, 11, 15, 20, 30 и 50 т;

меньшие размеры, благода­ ря чему занимают в сечении ствола мало места;

позволяют иметь в околоствольном дворе и на поверх­ ности сооружения меньшего объема;

меньшую стоимость подъе­ ма 1 т угля.

Наряду с этим скипы по сравнению с клетями имеют и ряд недостатков:

необходимость иметь кле­ тевой подъем вследствие того,

пы не разрешается ставить на свежей струе воздуха, поступа­ ющего в шахту.

Достоинства и недостатки скипов послужили основанием для создания опрокидных клетей (см. рис. 66, б). Вагонетки груженные углем не выкатывают из опрокидных клетей, а раз­ гружают при опрокидывании клети. После разгрузки вагонетки вместе с опрокидной клетью возвращаются на околоствольный двор. Опрокидные клети при разгрузке могут наклоняться на угол 45 и 135°.

Подъемные машины представляют собой основную часть

149