Клетевые стволы

Размеры клетей определяют по основным размерам принятых вагонеток. Площадь пола клети должна обеспечить такое размещение людей, чтобы спуск-подъём рабочей смены был произведён не более, чем за 30 мин.

Число рабочих, занятых на подземных работах в шахте:

, (1.3)

где - количество смеси по добыче полезного ископаемого;

т/смену – производительность труда одного подземного рабочего.

Количество подъёмов, которое может выполнить подъёмная машина за 30 мин. составляет:

, (1.4)

где - время движения клети по стволу;

- коэффициент неравномерности скорости клетевого подъёма;

м/сек – максимальная скорость движения клети по стволу. Определяется характеристикой принятой подъёмной машины и ограничивается ПБ.

- продолжительность посадки рабочих в клеть, ориентировочно можно принять время посадки в клеть одного рабочего сек.

Если применяется двухэтажная клеть, то в выражении (1.4) в знаменателе добавляется время на перестановку клети сек.

Суммарная площадь клетей определяется из условия, что на 1м² полезной площади пола клети размещается пять рабочих

; (1.5)

По полученной суммарной площади клетей из табл. 1.2 выбираем неопрокидные клети, чтобы они могли разместить необходимое количество рабочих.

Если клетевой ствол предназначен и для выдачи породы из шахты, то принятые клети проверяются по условию обеспечения выдачи на поверхность необходимого количества породы, так же как и породные скипы.

Таблица 1.2 Размеры клетей

Клети	Длина, мм	Ширина, мм	Вагонетки	Количество людей
1(2)*НОВ-360-6	3600	1400	ВГ-2,2;ВГ-2,5	25
1(2)НОВ-400-9	4000	1500	ВГ-2,5;ВГ-3,3	30
1(2)НОВ-255-3,2	2550	1010	ВГ-0,7;ВГ-1,4	12
1(2)НОВ-360-5,2	3600	1384	ВГ-2,2	24
1(2)НОВ400-6,6	4000	1460	ВГ-2,5;ВГ-3,3	28
1(2)НОВ520-12,0	5200	1500	ВД-5,5	38

*Цифра в скобках обозначает количество этажей в клети, первое число после буквенного обозначения – длина клети в см., второе число -грузоподъёмность клети в тоннах.

При использовании двухэтажных клетей их грузоподъёмность увеличивается вдвое. Количество людей, одновременно производящих посадку в клеть, приведено из расчёта на один этаж. Скосы по углам клети обычно составляют 200 200мм.

Сечения и клетевого и скипового стволов проверяются по скорости движения воздушной струи. При этом расчетная скорость движения воздуха по стволу не должна превышать максимально по ПБ [8], равную:

12 м/сек – для стволов, на которых производится спуск-подъём только грузов (скиповые);

8 м/сек – для стволов, на которых производится спуск-подъём людей и грузов (клетевые, вентиляционные, воздухоподающие).

,м/с (1.6)

где - суточная добыча угля в шахте, т;

- метановыделение на шахте, м³/сут.доб.;

=1,5 – коэффициент, учитывающий потери воздуха в шахте;

С=0,75% - допустимая концентрация метана в исходящей струе;

С = 0÷0.5 - допустимая концентрация метана в поступающей струе;

К_s = 0.75÷0.85 - коэффициент уменьшения полезной площади сечения ствола за счёт армировки.

Если > , тогда сечение в свету определяется по формуле

(1.7)

и полученное значение округляется в большую сторону до ближайшего типового.

Для глубоких шахт с большим объёмом добычи полезного ископаемого и разрабатывающих газоносные пласты определение площади поперечного сечения ствола по фактору вентиляции может быть основным. Также по максимально допустимой скорости движения вентиляционной струи определяется сечение фланговых воздухоподающих и вентиляционных стволов. В силу того, что эти стволы выполняют также побочную функцию вспомогательных стволов (спуск-подъём людей, оборудование, материалов, выдача определённого объёма породы), то они оборудуются двухклетевым или одноклетевым подъемом.

Сечение ствола определяется графическим способом. Для этого необходимо знать основные размеры не только подъёмных сосудов, но и элементов армировки – расстрелов и проводников, максимальные зазоры по правилам безопасности и основные схемы армировки.

В табл. 1.3 приведены профили и размеры балок расстрелов, а в табл. 1.4 – металлических проводников.

При движении подъёмных сосудов в стволе должна быть исключена возможность сталкивания их между собой или задевания за армировку и стенки ствола. В табл.1.5 приведены допустимые минимальные зазоры между максимально выступающими частями подъёмных сосудов, крепью и расстрелами ствола, определённые правилами безопасности [8].

На рис.1.1 приведены основные конструктивные схемы армировки вертикальных стволов, определяющих взаимоположение в сечении ствола расстрелов, проводников и подъёмных сосудов [7].

Таблица 1.3 Основные профили и размеры расстрелов

Таблица 1.4 Основные профили и размеры проводников

Рис. 1.1. Конструктивные схемы армировки

а) одностороннее расположение проводников с креплением к одному центральному расстрелу;

б) одностороннее расположение проводников с креплением к двум боковым расстрелам;

в) двухстороннее расположение проводников ( два проводника на один подъёмный сосуд )

г) двухстороннее расположение проводников ( четыре проводника на один подъёмный сосуд )

д) армировка при двух угольных скипах и одном ( с противовесом ) для выдачи породы;

е) армировка при четырёх скипах;

ж) армировка при комбинированном ( скиповом и клетевом ) подъёме;

з) лобовая армировка при двух клетях;

и) лобовая армировка при трёх клетях;

к) консольно–распорная армировка.

Одностороннее расположение проводников характерно для клетевых подъёмов. Проводники располагают с одной длинной стороны клети и крепят к одному центральному расстрелу (а) или к двум боковым расстрелам (б). В последнем случае между клетями натягивают отбойные канаты.

Одностороннее расположение проводников обеспечивает уменьшение амплитуды поворотных колебаний клети вокруг вертикальной оси и снижает аэродинамическое сопротивление ствола. При этом в меньшей степени будет сказываться возможное искривление ствола, которое иногда имеет место при разработке месторождений с крутым залеганием пластов. Основным недостатком одностороннего расположения проводников является необходимость применение рельсовых проводников с жесткими лапами скольжения закрытой конструкции.

Двустороннее расположение проводников применяется как при клетевом, так и при скиповом подъёмах. Оценив схемы, можно установить, что при наличии для каждой клети двух проводников (в) возможны большие амплитуды поворотных колебаний клети, чем при схеме, показанной на рис. 1.1г. Применение четырёх боковых проводников увеличивает опасность заклинивания клети даже при незначительной деформации ствола или недостаточно высоком качестве монтажа проводников, увеличивает расход металла и вызывает повышение аэродинамического сопротивления ствола. Схемы, показанные на рис. 1.1д, е наиболее распространены при скиповых подъёмах, а на рис. 1.1, ж – при комбинированном ( скиповом и клетевом ) подъёме.

Лобовая схема (рис.1.1з, и ) имеет применение в основном при клетевых подъёмах. Её применение обеспечивает меньшие угловые смещения, чем при двустороннем расположении, сокращение длины расстрелов и облегчает режим вентиляции. Недостатком схемы является необходимость иметь разрыв ниток проводников на приёмных площадках в околоствольном дворе и в надшахтном здании.

Консольно – распорная армировка (рис.1.1к) обеспечивает снижение металлоёмкости и значительно уменьшает аэродинамическое сопротивление при проветривании. Схему целесообразно применять для вспомогательных стволов малых площадей сечений при оборудовании их клетевым подъёмом.