книги из ГПНТБ / Электрические подъемные установки учебное пособие для студентов горных вузов проф. В. Б. Уманский ; под редакцией Барамидзе К. М. 1960- 20 Мб

подъемных сосудов с целью уменьшения нагрузки приводного двигателя. Высота подъема здесь составляет сотни метров в отличие от других подъемных установок, где она измеряется

метрами или десятками метров. При больших глубинах вес

отвеса каната становится равным или больше веса поднимаемого груза, что приводит к неравномерной нагрузке двигателя и в конечном счете к увеличению его мощности; это обстоятель­

ство, в некоторых случаях, приводит к необходимости примене­ ния хвостового каната. Большие скорости и большие маховые массы приводят к необходимости применения в шахтном подъеме специальной аппаратуры защиты и управления; это же обстоя­ тельство в значительной степени усложняет вопрос автоматиза­ ции шахтного подъёма. Эти и другие отличительные особенности приводят не только к конструткивным разновидностям этих

установок, но и вносят существеные различия в теории. Шахтные подъемные установки классифицируются по ряду

признаков:

I. По углу наклона ствола шахты —на подъем­ ные установки вертикальных и наклонных шахт.

II. По назначению — на главные (используемые для

подъема преимущественно полезного ископаемого) и вспомо­ гательные (используемые для транспортировки людей, материа­ лов, породы и др.).

III. По типу подъемных сосудов — клетевые, ски­ повые, бадьевые и комбинированные.

IV. Потипу органов навивки — с постоянным радиу­ сом навивки (с одним или двумя цилиндрическими барабанами, со шкивом трения) и с переменным радиусом навивки (с одним или двумя бицилиндроконическими барабанами, с бобинами).

V. По типу привода — с асинхронным • двигателем и с двигателем постоянного тока.

VI. По степени уравновешенности — неуравнове­ шенные, статически уравновешенные и динамически уравнове­

шенные подъемные установки.

Глава I

ПОДЪЕМНЫЕ СОСУДЫ

Подавляющее большинство подъемов оборудовано двумя подъемными сосудами. Каждый из них перемещается в одном из двух рядом расположенных подъемных отделений, причем, в то время как один из сосудов поднимается с грузом от уровня околоствольного двора к приемной площадке, другой, порожний, перемещается в обратном направлении; когда один из сосудов

разгружается, другой загружается. Под циклом подъема подра­

зумевается процесс, протекающий с момента начала подъема груженого сосуда до момента, когда этот сосуд будет поднят и разгружен, второй же — опущен на уровень околоствольного двора, нагружен и готов к подъему.

Подъемные сосуды имеют специальные лапы, в которые вхо­ дят шахтные проводники, укрепленные на армировке ствола, чем и обеспечивается направленное движение сосудов вдоль проводников.

Проводники бывают деревянные, рельсовые и канатные.

Располагаются они с одной или с двух сторон сосуда, обычно количество проводников — два для каждого сосуда.

Изучение конструкций подъемных сосудов и их расчет не входят в задачу настоящего курса. В этой главе рассматрива­ ются лишь те особенности подъемных сосудов, которые в той или иной степени могут влиять на режим работы всей уста­ новки или отразиться на выборе ее элементов.

Старейший тип подъемного сосуда — бадья — в настоящее время находит применение лишь при проходческих работах.

Подъемные сосуды, обслуживающие нормальную эксплуа­

тацию современных шахт, могут быть разделены на два основ­ ные типа: клети и скипы.

Преимущество клетей — их универсальность. Они могут об­ служивать любые функции подъема. В клети может быть уста­ новлена вагонетка с полезным ископаемым, породой или мате­ риалом, помещена машина, подлежащая спуску в шахту, раз­ мещены люди.

Подъемная клеть; посадочные устройства. Клеть представляет собой платформу, подвешенную при помощи

канату.

При разгрузке и погрузке клетей они устанавливаются одно­

временно на уровне околоствольного двора и приемной пло­ щадки. На уровне околоствольного двора клеть устанавливается на посадочные кулаки или на посадочные брусья. При обслу­ живании подъемом нескольких выданных горизонтов, на проме­ жуточных горизонтах, как правило, устанавливаются качаю­ щиеся площадки. Приемные площадки оборудуются посадоч­ ными кулаками или качающимися площадками.

Рис. 2. Посадочные кулаки

С точки зрения режима работы подъемной машины качаю­ щиеся площадки имеют существенные преимущества по срав­ нению с посадочными кулаками. С точки зрения безопасности также нежелательно применение посадочных кулаков, так как при недостаточно четком управлении машиной опускающаяся

клеть может приблизиться к ним с некоторой конечной ско­ ростью и испытать значительный удар. Основное преимущество

посадочных кулаков—четкая фиксация клети на уровне прием­ ной площадки.

На угольных шахтах качающиеся площадки находят приме­

нение при вагонетках вместимостью до 2 т, так как при тяже­ ловесных вагонетках они сравнительно быстро изнашиваются

и выходят из строя.

Для посадки клети / на посадочные кулаки (рис. 2) необхо­

димо приподнять ее на 0,2—0,3 м выше приемной площадки, выдвинуть кулаки, а затем опустить на них клеть. Для дальней­

шего движения клети ее необходимо приподнять и убрать кулаки.

Каждая клеть обслуживается двумя парами кулаков, кото­

рые связаны между собой тягами 5.

Кулаки 2, управляются рукояткой 4; под действием грузи­ ков 3, нормально они находятся в отведенном положении, соот­ ветствующем пунктирным линиям.

12 Подъемные сосуды

Качающиеся площадки (рис. 3) представляют собой полки 1Т которые могут качаться вокруг оси 2. При разгрузке и загрузке

и, прижимая конец полка к полу клети, образует мостик ме­ жду приемной площадкой и клетью. Полки взаимосвязаны при помощи тяг 3, чем и обеспечивается их одновременное дей­ ствие.

Ручное управление качающимися площадками осущест­ вляется рычагом 5.

Производительность клетевого подъема;

многоэтажные клети. Производительность подъемной установки определяется двумя факторами: одновременно подни­ маемым полезным грузом Q и числом подъемов в час г. Послед­ нее, в свою очередь, зависит от скорости подъема и продолжи­ тельности паузы, необходимой для разгрузки и нагрузки клети:

3600

г~ Т^- 9 ’

где Т—чистое время движения клетей, сек.;

©— продолжительность паузы (включая и время маневри­ рования).

Таким образом, часовая производительность подъема может быть выражена так:

Чистое время движения определяется высотой подъема Н и средней скоростью

Т- —

Vcp

Из соображений обеспечения надежности и безопасности работы подъема, а отчасти и экономических (см. далее), эта

числом одновременно помещаемых в клети вагонеток и их емкостью.

Площадь пола клети ограничена сечением шахты. В лучшем случае на этой площади могут быть размещены две вагонетки (обычно одна за другой). Дальнейшее увеличение одновременно

поднимаемого груза возможно за счет применения многоэтаж­ ных клетей.

Рис. 3. Качающиеся площадки для клегей

вый путь, по которому погружаемая вагонетка скатывается под действием собственного веса. В конце своего пути она развивает достаточную скорость, чтобы ударом выбить находящуюся в клети вагонетку и стать на ее место.

Продолжительность паузы, включая и маневры, необходимые для перестановки этажей клети, при механизированной погрузке составляет около 15 сек. на один этаж. При ручной погрузке

для этой величины можно принимать 20 сек.

Уменьшение общей продолжительности паузы при много­ этажных клетях может быть достигнуто путем устройства двух­ этажных околоствольных дворов и приемных площадок, при которых возможна одновременная разгрузка двух этажей клети. Но эта мера приводит к значительному удорожанию как поверхностных, так и подземных сооружений.

На новых шахтах, как правило, нет клетей с числом этажей более двух. Наша горная техника отказалась от повышения про­ изводительности подъема путем применения громоздких и неудобных в эксплуатации многоэтажных клетей, решая этот вопрос другими путями (см. ниже).

Практика старых шахт Донецкого бассейна знает уста­ новки с четырех- и даже шестиэтажными клетями. Однако при­

менение клетей с таким числом этажей не может быть признана рациональным.

В самом деле, с увеличением числа этажей возрастает полез­ ный груз, но одновременно увеличивается продолжительность

щадки. В результате производительность установки растет да­ леко непропорционально числу этажей клети.

Мертвый вес клети. Так как полезное ископаемое, поднимаемое в клети, помещается в вагонетках, то соотношение

между полезной емкостью и общим объемом клети неблагоприят­ но. Соответственно неблагоприятно и отношение мертвого веса подъемного сосуда (в него должны быть включены как вес самой клети, так и вес вагонеток) к весу полезного ископае­

мого.

В табл. 1 и 2 приведены стандартные данные неопрокидных клетей и вагонеток, применяемых в угольной промышлен­ ности.

На рис. 4 представлен чертеж неопрокидной двухэтажной клети. Клеть состоит из трех горизонтальных рам, склепанных

из швеллеров, которые связаны в вертикальной плоскости стой­ ками из швеллеров. Горизонтальные швеллеры перекрыты листо­ вой сталью, служащей полом для каждого этажа, на которых

уложены рельсы из уголков для установки на них вагонеток,-

Верхний пояс клети перекрыт листовой сталью, образующей собой крышу; боковые стенки клети обшиты перфорированной сталью. Каждый этаж клети имеет с торцовых сторон двуствор­ чатые двери и оборудуется специальным стопорным устройством для удержания вагонеток в определенном положении. Для на­

правления клети по проводникам на каждом горизонтальном

поясе укреплены башмаки.

Подвесное устройство клети состоит из центральной грузовой штанги и четырех запасных цепей или жесткой рамки, к которым при помощи коуша и жим-

ков клеть подвешивается

к подъемному канату.

В некоторых случаях предусматривается еще приспособление для регу­ лирования длины каната (например, в связи с его вытяжкой). Оно выпол­

со съемными звеньями.

Рис. 4. Неопрокидная двухэтажная клеть Рис. 5. Парашютное устройство типа Шахтостроя

При отсутствии юстирных приспособлений регулировка каната может производиться путем полной перепанцировки каната или при помощи специальных устройств, предусмотренных в органах навивки (см. главу III).

Под полной высотой клети мы будем подразумевать расстоя­ ние от головки рельсов на нижнем этаже клети до последнего

жимка каната на прицепном устройстве.

В настоящее время при деревянных проводниках применяются парашютные устройства типа Шахтостроя, а при металлических проводниках — так называемые парашюты типа ПТК. (пара­ шюты с тормозными канатами).

Парашюты типа Шахтостроя (рис. 5) действуют следующим образом: при обрыве подъемного каната приводная пружина 3,

находящаяся до обрыва в сжатом состоянии, расправляется и приводит систему рычагов 2 в движение; при этом ловители 1

щие на своих концах зубья, врезаясь в проводники, поворачи­ ваются: до положения, перпендикулярного к проводникам. В ре­ зультате врезания и вмятия ловителей в проводники падающая клеть плавно затормаживается.

Парашюты типа ПТК (рис. 6) приводятся в действие пру­ жиной 1, которая расправляется при обрыве подъемного каната; под действием пружины опускается шток 2, с которым посред­ ством рычагов связаны клинья 3. Клинья перемещаются в спе­

циальных разъемных муфтах и тем самым зажимают тормозные канаты 4; плавность торможения клети обеспечивается упругими удлинениями канатов, а также специальными амортизаторами, установленными на копре.

Недостатки клетевого подъема. Величина одно­ временно поднимаемого в клети полезного груза ограничена подъемной способностью каната, рациональным числом этажей, емкостью вагонеток. При глубоких шахтах, чтобы получить зна­ чительную производительность, приходится прибегать к большим

скоростям. Получаются чрезвычайно интенсивные подъемы. Большой мертвый вес требует мощных канатов. С этим связан орган навивки большого диаметра (см. ниже), вся установка становится весьма громоздкой, дорогой, неэкономичной.

С другой стороны, с применением клетей на крупной шахте связана сложная конфигурация поверхности, требующая спе­ циальных устройств для опоражнивания вагонетки и дальнейшей

транспортировки угля, значительного числа путей в надшахтном

здании и т. д.

Первый подъемный сосуд — бадья—не мог обеспечить гор­ ному предприятию должного развития. Возрастающая произво­ дительность шахт вызвала появление клети. Последняя обеспе­

чила возможность развития современной крупной шахты. Но дальнейший рост производительности показал историчность и этого типа подъемного сосуда. При очень больших производи­ тельностях клеть стала узким местом. Для дальнейшего роста

Революционизирующее значение скипа для горного предприя­ тия огромно: скип радикально упростил поверхность, уничтожив рельсовые пути в надшахтном здании, значительно уменьшил

персонал, обслуживающий подъем, и значительно расширил пре­

делы Производительности подъема.

Преимущества скипового подъема; типовая

схема оборудования шахт подъемными уста­ новкам ш Скип отличается весьма благоприятным соотноше-