ГМи ПГРВ_1 / Документ Microsoft Office Word
.docxПод горными работами подразумеваются работы по проведению и содержанию горных выработок. Чтобы иметь возможность эксплуатировать горное месторождение, необходимо получить к нему доступ с поверхности земли. Вскрытие месторождения и последующая обработка осуществляются проходкой ряда специальных выработок, представляющих собой полости в земной коре и имеющих разную форму сечения (прямоугольную, трапециевидную, круглую, овальную и т.д.). Каждая пройденная выработка имеет свое функциональное значение и характер пространственного расположения относительно горного массива.
Горные выработки по назначению делятся:
на разведочные – для разведки полезных ископаемых (скважины, шурфы, канавы и т. д.);
на вскрывающие – открывающие доступ к полезным ископаемым (стволы: вертикальные, наклонные и слепые, штольни, квершлаги и др.);
на капитальные – служат для доступа к полезным ископаемым и обслуживания подземных работ (машинные камеры, околоствольный двор и др.);
на подготовительные – с их помощью подготавливают участки к выемке (штреки, орты, уклоны и др.);
на нарезные – служат для разделения полей и блоков шахт на очистные участки (этажные и подэтажные штреки, бремсберги, уклоны, просеки, печи, скаты, ходки и др.);
очистные – предназначенные для добычи полезного ископаемого (лавы, камеры и др.).
К элементам горной выработки относятся: устье, забой, бока, почва и кровля.
Устье – это начало горной выработки.
Забой – постоянно перемещающаяся поверхность, на которой ведутся горные работы.
Почва – это поверхность, ограничивающая выработку снизу.
Кровля – ограничивает выработку сверху.
Бок – поверхность, ограничивающая выработку сбоку.
Сопряжение – место соединения одной выработки с другой.
В зависимости от расположения по отношению к пласту горные выработки делятся:
на полевые – пройденные по породам параллельно пласту;
на пластовые – пройденные по пласту, часто с подрывкой боковых пород.
По расположению в пространстве выработки делятся на вертикальные, горизонтальные и наклонные.
К вертикальным горным выработкам относятся: ствол, шурф, слепой ствол, гезенк. Две первые из них имеют выход на дневную поверхность.
Ствол предназначен для вскрытия шахтного поля и обслуживания подземных работ.
Шурф – вертикальная выработка небольшой длины и поперечного сечения, предназначенная для вентиляции, перемещения людей и спуска материалов.
Слепой ствол служит для подъема угля с нижнего горизонта на верхний и для вентиляции.
Гезенк предназначен для спуска угля сверху вниз под действием собственного веса. Может служить для вентиляции и передвижения людей.
К горизонтальным выработкам относятся: штрек, квершлаг, штольня, орт, просек. Обычно они проводятся не строго горизонтально, а с уклоном 2-50 в сторону движения груженого состава, что обеспечивает сток шахтной воды к водосборнику.
Штрек – это выработка, проведенная по простиранию пласта и предназначенная для транспортировки горной массы, передвижения людей, вентиляции.
Квершлаг имеет то же назначение, что и штрек, но проводится вкрест простирания пласта. Он, как правило, соединяет (вскрывает) соседние пласты.
Штольня имеет выход на дневную поверхность, предназначена для вскрытия шахтного поля и обслуживания подземных работ.
Орт проводится вкрест простирания пласта, но проходит по самому пласту от лежачего до висячего бока. И имеет то же назначение, что штрек и квершлаг.
Просек проводится по простиранию пласта без подрывки боковых пород и служит для транспорта и вентиляции между лавой и транспортным штреком.
Наклонные горные выработки: наклонный ствол, наклонный шурф, сбойка, бремсберг, уклон, скат, печь, ходок.
Наклонный ствол имеет выход на поверхность. Проводится по падению пород или пласта и предназначен для вскрытия шахтного поля и обслуживания шахтных работ.
Наклонный шурф проводится также с выходом на поверхность и имеет такие же размеры и назначение, что и вертикальный.
Сбойка бывает наклонной и горизонтальной, может иметь выход на поверхность и служит для вентиляции.
Бремсберг проводится по восстанию пласта. Служит для спуска полезного ископаемого с вышележащего горизонта на нижележащий с помощью механических средств.
Уклон пройден по падению пласта для транспортирования полезного ископаемого снизу вверх.
Скат проводится так же, как бремсберг, и уголь по нему транспортируется под действием собственного веса.
Печь проходит по восстанию и имеет то же назначение, что и просек.
Ходок проводится параллельно бремсбергу, уклону, скату, предназначен для передвижения людей и транспортирования материалов.
К очистным выработкам (по назначению) относятся лава и камера.
Лава (название устаревшее) – протяженная выработка (длиной более 25 м и шириной 3-4 м), пройденная по пласту. В ней добывают уголь.
Камера имеет то же назначение, что и лава, находится в угольном массиве и сравнительно большой ширины [2, 3].
В царской России подъемные машины, как и другие виды электромеханического оборудования, закупались за рубежом. На рудниках в основном использовались паровые приводы.
В 20-х годах разработаны принципы конструирования и изготовления систем вертикального канатного подъема. В 1935 г. осуществляется строительство первой отечественной подъемной установки с асинхронным приводом, мощностью 700 кВт.
Основным типом подъемных сосудов для выдачи полезного ископаемого становятся скипы, а движение им передается металлическими канатами [13, 14].
Применение электрических двигателей поставило ряд серьезных технических проблем, связанных с необходимостью учета динамических возмущений и вредных сопротивлений, возникающих при движении подъемных сосудов.
М.М. Федоров предложил рассматривать вертикальный канатный транспортный комплекс как единый электромеханический, состоящий из взаимосвязанных элементов, включая привод. Им впервые выведено основное динамическое уравнение подъемных машин с постоянным радиусом навивки, ставшее классическим. Продолжая поиск оптимальных условий работы подъема, обеспечивающих эффективную минимальную мощность двигателя, рациональную величину скорости движения сосудов М.М. Федоров создает новую методологию выбора наивыгоднейших динамических режимов управления. Подъемные установки состоят из канатов, сосудов, подъемных машин, копров с направляющими шкивами, загрузочных и разгрузочных устройств, электропривода, системы электроснабжения, автоматизации, управления и различного вспомогательного оборудования (рис. 6.11).
Подъемные установки различают: по назначению – главные, вспомогательные и проходческие; по углу наклона стволов – вертикальные и наклонные; по расположению относительно поверхности – подземные и поверхностные; по типу сосудов – скиповые, клетьевые, скипо-клетьевые и бадейные; по количеству головных несущих канатов – одно-канатные и многоканатные; по типу органов навивки подъемных канатов
– с переменным и с постоянным радиусом навивки; по степени уравновешенности системы – неуравновешенные, статически и динамически уравновешенные.
Подъемные канаты изготовляют из стальной светлой или оцинкованной проволоки, свитой в пряди, которые, в свою очередь, скручены вокруг метоллорганического сердечника.
Канаты имеют следующие направления навивки: односторонняя правая или левая, крестовая, комбинированная а, по степени самораскручивания при изменении действующих нагрузок навивки бывают раскручивающиеся (Р), малораскручивающиеся (МК) и нераскручивающиеся (Н);
По геометрическому профилю наружного слоя проволоки в канате – открытые, закрытые и полузакрытые.
Клети служат для спуска и подъема людей, спуска материалов и оборудования. Подразделяются на одноэтажные, многоэтажные, неопрокидные и опрокидные. Наибольшее распространение получили одноэтажные неопрокидные клети.
Скипы осуществляют транспортировку полезного ископаемого и
породы и делятся на опрокидные с отклоняющимся кузовом и неопрокидные с донной разгрузкой. В связи с ростом грузопотоков на шахтах и рудниках наибольшее применение нашли неопрокидные с рычажными, секторными, шиберными и клапанными затворами грузоподъемностью до 50 т.
СКИП С НЕПОДВИЖНЫМ КУЗОВОМ
Бадьи, применяемые на проходческих работах, имеют бочкооб-
разную форму и оснащены специальными рамками, определяющими их направленное движение по канатным проводникам.
Для предотвращения падения подъемных сосудов при обрыве канатов применяют специальные устройства, называемые парашютами.
Подъемные машины механически связаны с головными каната-ми для перемещения сосудов по стволам. В горной промышленности успешно эксплуатируются цилиндрические однобарабанные (Ц), одно-барабанные с разрезным барабаном (ЦР), двухбарабанные (2Ц), бицилиндрические (БЦК), многоканатные (МК, ЦШ) подъемные машины.
Конструктивные схемы подъемных машин содержат следующие элементы: орган навивки, двигатель, редуктор, тормозное устройство, аппаратуру управления.
Машины типа Ц, ЦР, 2Ц характеризуются постоянным радиусом навивки тяговых канатов, жестко закрепленных на рабочих барабанах.
Бицилиндрические органв навивки имеют переменный радиус навивки.
Многоканатные подъемные машины МК и ЦШ оборудованы многожелобчатыми шкивами трения с навешенными на них подъемными канатами.
Копры располагаются над стволами шахт и рудников и представляют собой пространственные металлические, железобетонные или комбинированные конструкции А-образного, подкосного, шатрового или другого типа (рис. 6.12). Многоканатные подъемные машины устанавливают на железобетонных копрах, имеющих прямоугольную или круглую форму поперечного сечения.
Тенденция роста глубины карьеров обуславливает применение наклонных канатных подъемных установок, структура которых подобна подземным установкам.
Подъемные установки транспортируют людей, материалы, оборудование с помощью клетей – платформ специальной конструкции, а насыпные материалы скипами, грузоподъемностью до 200 т. Для перемещения сосудов используются шахтные подъемные машины разнообразных типов [23, 24].
Рис. 6.12. Копер подъемной машины
Наибольшее распространение получили комбинированные автомобильно-скиповые подъемы
Вопросы к самопроверке
1. Для каких целей необходимы вентиляторные установки.
2. Какими способами подземные выработки проветривались в древности.
3. В каком году и кто разработал первый центробежный вентилятор.
4. Опишите принцип действия центробежного вентилятора.
5. Какие заводы выпускали вентиляторы в 30-х годах прошлого
столетия.
Библиографический список
1. Победов Н.С. Природные ресурсы земли и охрана окружающей среды. – М.: Недра, 1985.
2. Ребрик Б.Н. У колыбели геологии и горного дела. – М.: Недра, 1984.
3. Ковалев А.Е., Владимирский В.В., Санович П.И. Как добывается каменный уголь. – М.: Гостопиздат, 1941.
4. Борисов А.А. Технология подземной разработки пластовых месторождений. – М.: Недра, 1972.
5. Бронников Д.М., Залесов Н.Ф., Богданов Г.И. Разработка руд на больших глубинах. – М.: Недра, 1982.
6. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых работ. - М.: Недра, 1985.
7. Арсентьев А.И., Падуков В.А. Беседы о горной науке. – М.: Наука, 1981.
8. Агрикола Г. О горном деле и металлургии. – М.: Изд-во АН СССР, 1962.
9. Григорян А.Т. Механика от античности до наших дней. – М.: Наука, 1971.
10. Зворыкин А.А. История горной техники. – М.: Углетехиздат, 1949.
11. Бублейников Ф. История открытий ископаемых богатств нашей страны. – М.: География, 1948.
12. Зворыкин А.А. Открытие и начало разработок каменного угля в России в XYIII веке. – М.: Углетехиздат, 1949.
13. Данилевский В.В. Русская техника. – Л.: Лениздат, 1948. 14. Остромецкий А.А. Очерки по истории русской горной механики. – М.: Углетехиздат, 1953.
15. Мельников Н.В. Горные инженеры. – М.: Наука, 1981.
16. Яцких В.Г., Спектор П.А., Кучерявый А.Г. Горные машины и комплексы. – М.: Недра, 1984.
17. Гетопанов В.Н., Гудилин Н.С., Чугреев Л.И. Горные и транспортные машины и комплексы. – М.: Недра, 1991.
18. Научно-техническому горному обществу 100 лет. / Под общей ред. К.К. Кузнецова. – М.: Недра, 1986.
19. Хорин В.Н. Техника для выемки тонких пластов. – М.: Недра, 1984.
20. Дьяков В.А. Транспортные машины и комплексы открытых разработок. – М.: Недра, 1986.
21. Скребковые забойные конвейеры. / Под ред. В. Н. Хорина, И.С. Солопий, В.П. Щенникова и др. – М.: Недра, 1981.
22. Боярский В.А. Добыча руды открытым способом. – М.: Недра, 1971.
23. Боярский В.А. Развитие открытой добычи руды. – М.: Недра, 1975.
24. Подэрни Р.Ю. Горные машины и автоматизированные комплексы для открытых горных работ. – М.: Недра, 1985.
25. Картавый Н.Г., Топорков А.А. Шахтные стационарные установки. – М.: Недра, 1978.
26. Гришко А.П. Стационарные машины карьеров. – М.: Недра, 1982.
27. Горная энциклопедия. / Под ред. Е.А. Козловского. – М.: Сов. Энциклопедия, 1984.
28. Деревянко А.П. Угольная промышленность Приморья. / материалы научно-технической конференции, посвященной 125-летию промышленной разработки в Приморском крае. – Владивосток, 1993.
29. Бельченко В.П. Артем вчера, сегодня, завтра. – Владивосток: Дальневосточное книжное издательство, 1974.
30. Борисов Ю.В. Технический прогресс и механизация труда шахтеров. / Материалы научно-технической конференции, посвященной 125-летию промышленной разработки угля в Приморском крае. – Владивосток 1993.
31. Буткин И.А. Угольная промышленность Приморья в предвоенные и военные годы. / Материалы научно-технической конференции, посвященной 125-летию промышленной разработки угля в Приморском крае. – Владивосток, 1993.