книги из ГПНТБ / Строительство железорудных шахт

На нулевой площадке обмен вагонеток вспомогательного на­ значения выполняется при помощи канатных толкателей.

Как в Челноковой, так и в схеме с перестановочными тележ­ ками используются самокатные уклоны, и режим работы вагоне­ ток существенно изменяется в зависимости от температуры и влаж­ ности воздуха в надшахтном здании. С этой точки зрения более перспективным является переход на работу по схеме полностью принудительного движения, без самокатных уклонов.

Обмен вагонеток в клетях в околоствольных дворах на шахтах Урала механизируется при помощи толкателей нижнего действия с электрическим и пневматическим приводами. За последние годы на шахтах Высокогорского, Гороблагодатского и Северо-Песчан- ского рудников в основном применяются пневматические толкатели типа 2ТВП конструкции Гипрорудмаша.

Вкомплекс механизмов обемена вагонеток входят:

1)кулаки посадочные, унифицированные, на концевую на­ грузку до 27,5 тс. Кулаки имеют или пневмопривод, или дополни­ тельный рычаг, обеспечивающий их выдвижение проходящей клетью (системы АПУ НИГРИ). Преимущественное распространение имеют кулаки с пневмоприводом изготовления Киселевского завода;

2)стопоры дозирующие 2СД12,5-11 и задерживающие 2С12, 5-I-II изготовления Киселевского завода;

3)толкатели вагонов пневматические типа 2ТВП;

пульта включаются воздухораспределительные клапаны ВР-350, обеспечивающие подачу воздуха к пневмоцилиндрам механизмов комплекса. Предусмотрена блокировка, автоматически обеспечи­ вающая необходимую последовательность всех операций обмена.

Механизация разгрузки вагонеток в околоствольных дворах и на рудоперепусках осуществляется при помощи круговых опроки­ дывателей с проходом через них электровоза — для глухих ваго­ неток и при помощи штоковых пневматических опрокидывателей — для вагонеток с боковой разгрузкой. Круговые опрокидыватели ОКЭ-2-4,0 конструкции Гипрорудмаша имеют электропривод из четырех двигателей мощностью по 10 кВт каждый.

Тип электровоза, пропускаемого через опрокидыватель, — 14 KP. В комплекс опрокидывателя входят унифицированные стопоры 2С-12,5-1, устанавливаемые с двух сторон опрокидывателя и пред­

назначенные для дозировки и точной установки вагонов. Управление круговым опрокидывателем осуществляется

с пульта управления: на этом же пульте монтируется аппаратура дистанционного управления электровозом. Таким образом, процесс разгрузки состава в опрокидывателе может выполняться маши­ нистом электровоза.

191

§27. Электровозный транспорт

Вусловиях железорудных шахт Урала основным видом откатки является электровозная с контактными электровозами на напря­ жение 275 В. В настоящее время в эксплуатации находятся элект­ ровозы 10КР-750 и 14КР-750 сцепным весом соответственно 10 и 14 тс. Перспективными для шахт производственной мощностью 3— 5 млн. т в год являются электровозы сцепным весом 25—28 тс, однако такие электровозы до настоящего времени отечественной промышленностью не освоены (за исключением небольшой пар­

тии, выпущенной для Кривого Рога Торецким заводом); освоение их производства является весьма важной задачей ближайшего времени.

Значительное распространение на шахтах Урала получили ва­ гонетки с боковой разгрузкой ВРС-1,6 и ВРС-4,0 емкостью 1,6 и 4,0 м3. Они достаточно надежны в эксплуатации, однако сложны по конструкции, тяжелы, дороги, и для вновь проектируемых шахт и горизонтов вместо них в проектах предусматривают глухие ва­ гонетки емкостью 4,0 и 8,0 м3.

При определении технико-экономической эффективности приме­ нения того или иного типа электровоза и вагонеток определяющим является способ загрузки вагонеток.

Существующий способ загрузки вагонеток (наиболее широко распространенный) при помощи скреперных лебедок малопройзводителен и приводит к длительным простоям составов (до 1,5 ч) на загрузке. В целом процесс загрузки состава занимает до 60% продолжительности рейса. Поэтому внедрение новых способов за­ грузки вагонов, в частности при помощи конвейеров или вибропи­ тателей, может существенно повысить производительность электро­ возного транспорта.

Внедрение самоходных вагонеток. На опытно-промышленных участках шахт Гороблагодатского рудоуправления и шахты «Севе- ро-Песчанская» запланировано внедрение самоходного оборудо­ вания и в том числе самоходных вагонеток 4ВС-10 изготовления Воронежского завода. Опытно-промышленный участок на шахте «Южная» Гороблагодатского рудоуправления введен в эксплуата­ цию в 1972 г.; вагонетки 4ВС-10 находятся в эксплуатации и по первоначальным данным показывают удовлетворительные эксплуа­ тационные качества.

Независимо от указанных первоначальных данных об эксплуа­ тации этих вагонеток, необходимо иметь в виду, что вагонетки 4ВС-10 изготовляют по техническим условиям, разработанным для калийных шахт, и для условий железорудных шахт они должны быть усилены и конструктивно модифицированы.

Необходимость изменения конструкций и параметров вагонов определяется следующим:

1. Емкость бункера-вагонетки 4ВС-10-7.5 м3 рассчитана на пе ревозку калийных солей плотностью 1,2—1,4 т/м3. При плот-

192

ности железных руд 3,5—3,7 т/м3 во избежание перегрузки бункер должен загружаться не более чем на 40% емкости.

2. Вагонетка 4ВС-10 имеет сложную гидросистему, предназна­ ченную для поднимания и опускания кузова при разгрузке на кон­ вейер. В условиях железорудных шахт при работе на рудопере­ пуски система разгрузки вагонеток может быть существенно

упрощена.

3. Исходя из низкого коэффициента сцепления для условий ка­ лийных шахт в вагонетках 4ВС-10 привод осуществлен кардан­

ными валами на две ведущие оси.

Для условий рудных шахт, где коэффициент сцепления в не­ сколько раз больше, вполне достаточен привод на одну ось, что значительно упростит в целом ходовую часть и повысит надежность работы вагонетки в целом.

4. На вагонетке 4ВС-10 установлено электрооборудование во взрывобезопасном исполнении, что значительно утяжелило ма­ шину. Для железорудных шахт может быть принято электрообо­ рудование в нормальном рудничном исполнении.

5. Следствием всего изложенного стоимость вагонеток 4ВС-10 в настоящее время высока (50 тыс. руб.), при модификации стои­ мость может быть значительно снижена.

§ 28. Электроснабжение и электрооборудование

Развитие горнорудных предприятий, карьеров и шахт с вовле­ чением в эксплуатацию месторождений бедных руд (типа Качка­ нарского) и месторождений, расположенных на значительных глу­ бинах, сопровождается резким увеличением энергопотребления. Рост нагрузок по основным Уральским железорудным предприя­ тиям по годам приведен в табл. 17.

Для собственно подземных работ Уральских рудников харак­ терными являются следующие показатели:

1. Удельный расход электроэнергии на 1 т руды (без обогаще­ ния) по данным проектов Высокогорского и Гороблагодатского рудников 18—28 кВт-ч (вторая цифра относится к разработке нижних горизонтов).

Между отдельными основными потребителями расход электро­ энергии распределяется следующим образом: подъемные установки 22—26%, водоотлив 12—15%, компрессорные станции "20—22%, вентиляторные установки 13—15%.

Следствием увеличения потребляемых мощностей явилась не­ обходимость применения для электроснабжения повышенных на­ пряжений—-35 и ПО кВ. До 1940 г. к большинству шахт Урала электроэнергия подавалась по ЛЭП напряжением 6 кВ. В тече­ ние периода с 1940 г. по 1960 г. Бакальский и Гороблагодатский рудники переведены на напряжение ПО кВ, а Высокогорский, Тургоякский, Лебяжинскнй, Билимбаевский, Первоуральский — на напряжение 35 кВ.

Качканарский горнообогатительный комбинат запроектирован и сооружен с электроснабжением по ЛЭП напряжением 220 кВ по схеме глубокого ввода. В перспективе ближайшего времени на напряжение ПО кВ намечается перевод Высокогорского (с Естюнинскнм), Лебяжинского и Первоуральского рудников.

Широкое распространение в электроснабжении горнорудных предприятий Урала получила схема глубоких вводов высоких на­ пряжений с приближением трансформаторных подстанций непо­ средственно к потребителям энергии.

Необходимость глубоких вводов электроэнергии напряжением ПО кВ и приближения трансформаторов к потребителям выяви­ лась на рудниках с подземным способом разработки в последние годы в связи со строительством новых объектов, оснащенных электродвигателями мощностью 1,5—3,5 мВт, таких как башен­ ные копры с многоканатными подъемными машинами, компрес­

сорные станции с турбокомпрессорами, вентиляторные и водоот­ ливные установки.

Для обеспечения нормальных режимов запуска крупных двига­ телей наиболее рациональным является приближение трансформа­ торов 110/6 кВ к местам сосредоточения нагрузки.

В результате в практике проектирования наметилось и осу­ ществляется определенное направление, а именно проектирование элктроподстанций 110/6 кВ в непосредственной близости или в блоке со зданиями центральных компрессорных станций, башен­ ных копров подъемных установок или с примыканием к корпусам агломерационных и обогатительных фабрик.

Поскольку промплощадки шахт и горно-обогатительных комби­ натов, как правило, находятся в зоне запыления от дробильно­ сортировочных и агломерационных фабрик, бункеров, складов руды и пр„ открытое размещение высоковольтных распределительных устройств и трансформаторов возможно только при условии изго­ товления этого оборудования в исполнении с повышенной изо­ ляцией.

Следует отметить, что номенклатура оборудования на напря­ жение ПО кВ с повышенной изоляцией, выпускаемого отечествен­

194

ными заводами, не обеспечивает необходимых схем коммутации подстанций. Необходимо уже в ближайшие годы организовать се­ рийный выпуск разъединителей, отделителей, трансформаторов тока и другой аппаратуры с повышенной изоляцией на заводах электропромышленности.

В части оборудования для распределительных устройств (РУ) на 6 кВ поверхностных подстанций необходимо отметить, что проб­ лема внедрения защиты на оперативном переменном токе до сего времени не решена; выпускаемые приводы к масляным выключате­ лям— ППМ, УПГМ, ПГМ — сложны в наладке и эксплуатации

иненадежны.

Внастоящее время при проектировании сколько-нибудь ответст­

венных установок для распределительных устройств на 6 кВ при­ ходится проектировать электромагнитные приводы постоянного тока — ПС-10, ПЭ-11 с аккумуляторными батареями.

Проблема улучшения приводов переменного тока остается од­ ной из важнейших проблем электроаппаратостроения, без реше­ ния которой невозможно внедрение управления и защиты на пере­ менном токе.

Внастоящее время электропривод подземных машин и меха­ низмов горнорудной промышленности (скреперных лебедок, по­ родопогрузочных машин, вентиляторов и пр.) выпускается на на­ пряжение 380 В.

Внедрение новых систем работ с применением самоходного мощного оборудования, концентрация работ на отдельных участ­ ках и горизонтах приводят к резкому увеличению потребных мощ­ ностей на подземных работах. Энерговооруженность очистных бло­ ков увеличивается в 2—3 раза и соответственно потребные мощ­ ности очистных блоков достигают величины ~ 300 кВт, установлен­ ная мощность ~500 кВт. Сохранение применяемого в настоящее время напряжения 380 В приводит к необходимости применения кабелей максимальных сечений (120—150—185 мм2), тяжелым конструктивным решениям, значительным потерям энергии в ка­ бельных сетях, резкому перерасходу цветного металла.

Впрактике отечественной горной промышленности повышен­ ное напряжение 660 В применяют на рудниках Березниковского ка­ лийного комбината и на ряде угольных шахт. По данным журнала

«Глюкауф», № 19,, 1966 г., электроток напряжением от 525 до 1000 В применяют на угольных шахтах Англии, ФРГ, Франции.

Применение напряжения 660 В для условий существующих систем разработок и оборудования, применяемого в горнорудной промышленности, по предварительным расчетам, может в 2 раза сократить расход цветного металла в кабелях й в 2 раза умень­ шить число штрековых подстанций. Таким образом, перед заво­ дами электропромышленности уже в течение ближайшего пятиле­ тия должна быть поставлена задача разработки конструкций и серийного выпуска электродвигателей и аппаратуры для горных подземных машин на напряжение 660 В.

Необходимо отметить, что вообще до настоящего времени оте­ чественной промышленностью не организован серийный выпуск пусковой и распределительной аппаратуры как высоковольтной, так и низковольтной. Для РУ 6 кВ подземных подстанций вы­ пускают только громоздкие камеры ВЯП-6. Возможно применение (и они применяются) камеры типа КРУН, но они не рудничного исполнения, имеют большие размеры и требуют камер больших размеров.

Напряжение 660 В трехфазного переменного тока сможет быть использовано как на действующих рудниках — Высокогорском, Лебяжинском, Гороблагодатском, Северо-Песчанском, Бакальском при отработке новых горизонтов, так и на намечаемых к строи­ тельству Глубоченском, Донском и других рудниках, однако воз­ можность применения этого напряжения определяется временем освоения и серийного выпуска электропромышленностью элект­ рооборудования и аппаратуры.

Для подземного электроснабжения в ближайшие годы широ­ кое применение должны найти передвижные подстанции ТКШВП, размещаемые в непосредственной близости к очистным блокам. Передвижные подстанции должны обеспечить уменьшение объе­ мов горно-капитальных работ на сооружение камер для подзем­ ных подстанций.

Внедрение самоходного оборудования, в частности вагонеток ВС-10 и ВС-5 с электроприводом постоянного тока на напряже­ ние 550 В, приводит к необходимости Сооружения специальных подстанций с кремниевыми выпрямителями. Установку выпрями­ тельных агрегатов необходимо по возможности производить в ка­ мерах штрековых подстанций.

Более перспективным является внедрение самоходных вагоне­ ток с двигателями переменного трехфазного тока напряжением 660 В. Опытные образцы вагонеток созданы и успешно проходят испытание на опытно-промышленном участке Гороблагодатского рудника. ■

Одной из серьезных задач на ближайшие годы является внедре­ ние на подземном транспорте тяжелых электровозов сцепным ве­ сом 20—28 тс. Электровозы К-20 и К-28 включены в утвержден­ ный типаж оборудования, применение их регламентировано нор­ мами технологического проектирования, однако до сего времени серийный выпуск их не организован, так как заводы электропро­ мышленности не освоили выпуск аппаратуры на напряжение 660 В постоянного тока. .

Внедрение электровозов повышенного сцепного веса при про­ изводственной мощности рудников 3—5 млн. т в год существенно повышает технико-экономические показатели электровозного тран­ спорта и уменьшает численность обслуживающего персонала.

При проектировании электроснабжения подземных работ весьма серьезные вопросы встают в части выбора основных питающих коммуникаций — кабельных сетей напряжением 6 кВ от поверх­

196

ностных подстанций до главных распределительных подстанций, размещаемых, как правило, при главных водоотливных установ­ ках шахт. Суммарные потребные мощности подземных работ (включая мощности водоотливных установок) для шахт произ­ водственной мощностью 2,5—4,0 млн. т достигают величин 4,5— 6,0 мкВт (или в пересчете на токовые нагрузки 500—600 А).

Рис. 57. Открытая часть рудничной подстанции 110/6 кВ:

/ — трансформатор силовой трехфазный 25 000 кВА, 115/6,3 кВ; 2 — выключатель масляный установки ПО кВ; 3, 4, 5 — разъединители трехполюсные ПО кВ; 6 — заземлнтель однополюс­

С увеличением глубин и мощностей водоотливных установок

прокладка не менее двух питающих фидеров, причем каждый фи­ дер должен быть двухили трехкабельным, сечением 3x120 мм2, общее число кабелей напряжением 6 кВ достигает 6.

Размещение этих кабелей требует определенной площади в се­ чении стволов шахт и специальных конструкций для прокладки.

197

Г л а в а VII

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ШАХТ. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ДОБЫЧИ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД

§ 29. Трудоемкость добычи руды

Производительность труда на железорудных шахтах Урала — сравнительно высокая, однако задача сокращения затрат труда на рудниках остается весьма важной.

В табл. 18 приведены данные о трудоемкости добычи руды на железорудных шахтах Урала. Затраты труда показаны по участ­ кам производства при различных уровнях механизации труда.

Для отражения уровня механизации затраты труда распреде­ ляются на четыре группы (уровня):

I— контроль и обслуживание автоматизированных установок; II — полностью механизированный труд;

III — частично механизированный труд;

IV — немеханизированный (ручной) труд.

К I группе отнесен труд рабочих, занятых на обслуживании ав­ томатизированных стационарных (подъемных, вентиляционных и др.) установок.

Ко II группе отнесен труд рабочих, занятых на машинах и механизмах с рычажно-кнопочным управлением (машинистов бу­ ровых станков, скреперных лебедок, электровозов и т. п.).

К III группе отнесен труд, выполняемый с помощью сравни­ тельно простых инструментов, например бурение ручными перфо­ раторами.

Труд остальных рабочих немеханизирован и отнесен к IV группе.

Из табл. 18 видно, что 50—60% затрат труда по шахте при­ ходится на горные участки, т. е. на выполнение подготовитель­ ных и очистных работ.

Структура труда непосредственно на добыче руды такова: про­ ходка подготовительно-нарезных выработок — 25—30%, бурение и взрывание скважин — 20—25%, выпуск и доставка руды — 20— 30%, ремонтно-механическое обслуживание горных участков, до­ ставка материалов и оборудования в блоки — 25—30%.

Повышенные затраты труда на проведение подготовительных и нарезных выработок объясняются тем, что выработки в основном

200