Розділ 9. Підземний транспорт

Вантажопотоки вугілля, породи, матеріалів, різного обладнання, а також перевезення людей в гірничих виробках забезпечує підземний транспорт.

Розрізняють безперервний транспорт, коли вантажі переміщуються безперервно, та транспорт перериваний, коли навантаження і розвантаження можливі тільки під час повної зупинки транспортних засобів.

До першої ланки відносять конвеєрний транспорт, до другої рейковий та підйом по вертикальних стволах в скіпах.

 

Рейковий транспорт

Рейкова колія складається з двох ниток – рейок, покладених на шпали. Шпали можуть бути дерев’яними, металевими чи залізобетонними. Шпали кладуть на баластовий шар гравію або щебінки завтовшки не менше 10 см. Застосовують рейки масою 18, 24, 33, 38, 43 кг/м. Ширина колії 600 або 900 мм.

Вантажі рейковою колією перевозять у вагонетках, з’єднаних зчіпками у состави. Використовуються, переважно, вагонетки з суцільним кузовом місткістю від 0,8 до 3,4 м³. Вугілля і породу з таких вагонеток розвантажують в приствольному дворі з допомогою перекидачів (рис. 9-1). Застосовуються й вагонетки з донним розвантаженням. Ці вагонетки без перекидання проходять з малою швидкістю над розвантажувальною ямою – бункером. При цьому їх відкидні днища спеціальними напрямними автоматично розкриваються на підході до бункера і закриваються у кінці зони розвантаження.

Рис. 9‑1 – Вагоноперекидач:

1 – приводні ролики; 2 – вільні ролики; 3 – гальмові колодки; 4 – стопори в перекидачу

Людей в горизонтальних і похилих виробках перевозять вагонетками з сидінням та металевим дахом (рис. 9-2). Состав, який перевозить людей похилими виробками, обладнується безвідмовною діючою системою, яка зупиняє вагонетки, якщо швидкість перевищить установлену на 25 %, а також у випадку обриву зчіпки чи каната.

Рис. 9‑2 – Вагонетки для перевезення людей горизонтальними (а, в) і похилими виробками (б)

Металеве кріплення, кріпильний ліс, кабелі, канати, матеріали та устаткування доставляють у спеціальних вагонетках або у спеціальних із прилаштуванням для полегшення вантажних та розвантажувальних операцій (кози, площадки).

Рис. 9‑3 – Рудничні електровози, контактний і акумуляторний

У горизонтальних виробках окремі вагонетки та їх состави приводяться у рух локомотивами. На навантажувальних пунктах вагонетки притягують канатом лебідки.

Одні шахтні локомотиви використовують власний запас енергії (акумуляторні електровози, пневмовози, гіровози), інші отримують енергію від зовнішньої енергетичної мережі (контактні та високочастотні електровози) (рис. 9-3). Вага контактних електровозів досягає 7, 10, 14 і 20, т і вони найшли найбільше застосування на вугільних шахтах.

Акумуляторні електровози, вагою 8 т, застосовуються на шахтах III категорії та надкатегорійних по газу.

Канатна відкатка

У похилих виробках вагонетки рухаються по колії з допомогою канатів, які намотуються на барабани лебідок або підйомних машин. Канатна відкатка буває однокінцева та двокінцева рис. 9-4. У першому випадку по виробці рухається один состав спочатку в одну сторону, а потім у зворотному напрямі (а, б, г). Однокінцева відкатка застосовується в похилих виробках з кутом не менше 5-6⁰, коли состав вверх рухається з допомогою лебідки, а вниз – під дією власної ваги.

Двокінцева відкатка забезпечує одночасний спуск і підйом двох составів двома паралельними коліями (в, д-е). Відкатка кінцевими канатами за схемами «г», «д», «е» застосовується для горизонтальних і похилих виробок.

Рис. 9‑4 – Схеми канатних відкаток

Відкатка механічним канатом (схема «ж») являє собою транспортну установку безперервної дії і використовується в похилих виробках.

Нескінченний канат, напрямним ведучим і натягувальним шківами, в часи роботи рухається безперервно, а зціплення і розчеплення вагонів проводиться вручну на ходу при допомозі спеціальних ручних обладнань. Підтягування вагонеток до канату або відтягування їх від нього здійснюється спеціальними товкачами.

Перевагами канатної відкатки є простота обладнання та обслуговування, можливість застосування при різних похилах виробок, а також у виробках, які мають непрямолінійність.

Канатний транспорт у вагонетках має суттєві недоліки: висока трудомісткість, аварійність, недостатня надійність роботи, трудність в повній механізації і автоматизації робіт.

Ці недоліки набувають все більше значення в зв’язку зі зростанням та удосконаленням технології ведення гірничих робіт і механізації процесів вуглевидобутку. Тому на нових шахтах цей спосіб транспортування, по можливості, заміняють на конвеєрний та локомотивний. А канатну відкатку застосовують як допоміжний транспорт для переміщення матеріалів, обладнання, підйому і спуску людей, механізації маневрових робіт і т. п.

 

Конвеєрний транспорт

За конструкцією шахті конвеєри розділяються на скребкові, стрічкові та пластові.

Скребковий конвеєр – (рис. 9-5) це нерухомий відкритий металевий жолоб – 1, змонтований із риштаків (секцій), вздовж якого рухається нескінченний ланцюг – 2 зі скребками – 5 і переміщує вантаж. Переміщення ланцюга і вантажу здійснюється за допомогою приводного – 3 і натяжного – 4 блоків.

Рис. 9‑5 – Принципова схема скребкового конвеєра

Кількість ланцюгів, до яких кріпляться скребки, для різних типів конвеєрів різна – від одного до трьох. Використовуються скребкові конвеєри чотирьох типів: пересувні дво- і триланцюгові (СП) (рис. 9-6, 9-7), розбірні дволанцюгові (СР) та одноланцюгові (С), розбірні одноланцюгові з двома лініями риштаків, розміщених в одній горизонтальній площині, і скребками, закріпленими на ланцюгу консоллю (СК). В очисних вибоях пересувні конвеєри переміщують гідродомкратами слідом за вибоями на відстані 10-12 м від нього, не зупиняючи доставку вугілля. Розбірні переносять на нову дорогу з повним розбиранням та наступним складанням. скребкові конвеєри випускають довжиною 100-200 м і використовуються в очисних вибоях та підготовчих виробках, а також у просіках та печах для передачі вугілля на вантажний пункт.

Рис. 9‑6 – Пересувний дволанцюговий скребковий конвеєр

 

Рис. 9‑7 – Види секцій скребкових конвеєрів

Стрічкові конвеєрні установки (рис. 9-8) складаються з таких головних частин: приводної – 2, натяжної та хвостової станції – 3, поставу з роликоопорами – 4, конвеєрної стрічки – 1, вантажного – 5 та розвантажувального – 6 обладнання, електроустаткування й апаратури автоматизації.

Рис. 9‑8 – Стрічковий конвеєр

Особливістю стрічкових конвеєрів є те, що стрічка виконує роль як тягового так і вантажонесучого органу. Зовнішні шари та внутрішні прокладки стрічки виготовляються з гуми. Вони скріпляються з каркасом, виготовленим із міцної тканини або одного ряду сталевих тросів. Конвеєрні стрічки для вугільних шахт заводи виробляють з негорючих матеріалів і постачають в рулонах по 150-200 м. Щоб одержати нескінченну стрічку потрібної довжини, куски з’єднують вулканізацією або із застосуванням гачкоподібних дротяних скоб.

Підземні стрічкові конвеєри виготовляють із шириною стрічки 80, 100, 120 см, а при окремому замовленні, 160 та 200 см. Їх довжина поставу досягає від 450 до 2500 м, а продуктивність від 500 до 1500 т/год.

Стрічкові конвеєри застосовують в горизонтальних та похилих виробках з похилом до 18⁰ для транспортування вантажів, а в деяких випадках і для перевезення людей. Конвеєри для похилих виробок обладнуються гальмами і вловлювачами стрічки.

Головним недоліком стрічкових конвеєрів є те, що їх не можна монтувати і експлуатувати в криволінійних виробках.

Рідко на шахтах використовують пластинчасті конвеєри (рис. 9-9) за схемою дії вони подібні до стрічкових, але замість стрічки їх несуче полотно складається з металевих штампованих пластин, закріплених на одному чи двох тягових ланцюгах. Такі конвеєри, на відміну від стрічкових, можна монтувати в криволінійних виробках. головні недоліки пластинчастих конвеєрів – велика металомісткість, складність конструкції, монтажу та експлуатації.

Рис. 9‑9 – Пластинчатий конвеєр

На багатьох шахтах для транспортування допоміжних вантажів і перевезення людей в горизонтальних і похилих виробках використовуються напідошовні рейкові дороги з локомотивною або канатною тягою, а також підвісні канатні та рейкові дороги.

На рис. 9-10 показана спрощена схема транспорту вугільної шахти.

Рис. 9‑10 – Спрощена схема транспорту шахти

Питання для самоконтролю.

1. Яка роль підземного транспорту у вугільних шахтах?

2. Устрій рейкової колії.

3. Які локомотиви і вагонетки застосовують в шахтах?

4. Конструкції та область застосування скребкових конвеєрів?

5. Конструкції та область застосування стрічкових конвеєрів?

6. Конструкції та область застосування пластинчатих конвеєрів?

7. Як перевозять людей у підземних виробках?

 

Розділ 10. Шахтний підйом.

Шахтний підйом виконує вантажно-транспортний зв'язок підземного гірничого хазяйства з поверхнею шахти через вертикальні або похилі стволи.

Кожна шахта, як мінімум, має дві підйомні установки: головний підйом – для видачі корисних копалин і породи, допоміжний підйом – для всіх останніх цілей, в тому числі підйому і спуску людей.

Підйомні установки складаються з підйомних машин, підйомних посудин, стальних канатів і копрів з напрямними (рис. 10-1). Підйомні машини намотують і змотують з барабанів канати і переміщують підйомні посудини по стволу. Посудини рухаються по провідниках, які є напрямними, закріпленими по всій довжині ствола. Як підйомні посудини використовують кліть, скіп, баддю.

Рис. 10‑1 – Схема підйомної установки:

1, 2 – підйомні посудини; 3 – канати; 4 – підйомна машина; 5 – копер; 6 – напрямні шківи

Кліті – це одно, дво- або триповерхові коробчасті зварні конструкції з дверима, які відчиняються з двох протилежних боків. Призначені вони для перевезення людей, матеріалів, устаткування. Вантажі транспортуються по стволу у вагонетках. Завантажені вагонетки на рівні приствольного двору заштовхуються в кліть механічними штовхачами, закріплюються спеціальними стопорами, при цьому двері в клітях зафіксовані відчиненими. Вагонетки піднімаються на поверхню і в надшахтній будівлі виштовхуються з кліті порожніми вагонетками, які спускають у шахту.

Якщо в клітях перевозять людей, двері клітей мають бути надійно зачиненими, причому відчинятися лише всередину підйомної посудини і затикатися засувом зовні. Це має робити після посадки людей у кліть відповідальний за роботу підйому – стволовий. У випадку обриву канату (в аварійній ситуації) кліть гальмується спеціальними парашутними пристроями.

Скіпи складаються з кузова і рами (рис. 10-2). За формою кузов – це стальний ящик без верхньої кришки. Залежно від конструкції він може перекидатися, відхилятися і залишатися нерухомим при розвантаженні. В останніх двох конструкціях сипучий вантаж висипається через відкидне дно. На діючих шахтах застосовують скіпи ємністю від 2 до 40 м³, а найбільша вантажопідйомність скіпа становить 55-60 т.

Рис. 10‑2 – Скип:

а – в закритому стані; б - розвантаження

Навантаження одного скіпа в приствольному дворі і розвантажування другого на поверхні в приємний бункер здійснюється одночасно. Завантажувальні пристрої мають устаткування, яке дозволяє насипати в скіп повну кількість вантажу за масою та об’ємом. Підіймання вантажів в скіпах порівняно з клітьовим підійманням у вагонетках продуктивніше, вимагає меншої тривалості пауз і дозволяє автоматизувати усі процеси. Одним з найвідповідальніших елементів підйомних установок є підйомні канати. Їх виготовляють із стального дроту діаметром від 0,5 до 4,0 мм, а діаметр каната змінюється в межах 19,5… 65 мм. На діючих шахтах правила безпеки у вугільних і сланцевих шахтах ставлять вимоги до несучої здатності канатів. Так, запас міцності канатів має бути для людських підйомних установок не нижче 13, а для вантажнолюдських – не нижче 10. За кількістю канатів підйомні установки класифікують на одноканатні і багатоканатні (рис. 10-3, 10-4).

Рис. 10‑3 – Схема одноканатної підйомної установки: 1, 2 – підйомні посудини; 3 – головні канати; 4 – хвостовий канат; 5 – підйомна машина; 6 – напрямні шківи

Найпоширенішою схемою одноканатного підйому є установка з двома канатами (рис. 10-3), до кінців яких підвішені підйомні посудини (кліті чи скіпи) або посудина і противага.

Рис. 10‑4 – Схема багатоканатної підйомної установки: 1, 2 – підйомні посудини; 3 – головні канати; 4 – хвостовий канат; 5 – підйомна машина із шківом тертя; 6 – відхиляючі шківи

Для урівноважування мас канатів, що підіймаються, застосовують хвостовий канат, який підвішується під посудину. При обертанні барабана підйомної машини один канат накручується на барабан і підвішена до нього підйомна посудина рухається вгору по стволу. Одночасно другий канат розкручується з барабана і підвишена до нього підйомна посудина опускається. Після того як посудину буде піднято на поверхню і розвантажено, а другу опущено в приствольний двір і завантажено, підйомна машина реверсується і барабан, змінюючи напрям обертання, переміщує за допомогою канатів підйомні посудини в протилежному напрямі.

В багатоканатному підйомі (рис. 10-4) застосовується підйомна установка з шківом тертя, який перебуває над стволом. До кінців канатів, перекинутих через шків тертя, підвішують дві посудини (кліті або скіпи) і плоский хвостовий канат. Обертаючись, шків тертя переміщує з допомогою канатів посудини у протилежних напрямах. Щоб збільшити площу контакту канатів зі шківом тертя (кут охоплення), застосовують відхиляючі шківи.

Тип шахтної підйомної машини залежить від конструкції органів навивки підйомних канатів. По цьому признаку розрізняють типи підйомних машин з циліндричними (одним або двома) барабанами, біциліндроконічними барабанами, зі шківом тертя, багатоканатні. Підйомні машини перших двох типів розміщують в спеціальних машинних будівлях, розташованих поблизу стволів.

Основними вузлами шахтних підйомних машин є: електричний двигун, редуктор, барабан або шків тертя, гальмосистема, допоміжне обладнання управління і контролю.

На шахтах з глибиною до 300…350 м застосовують підйомні машини з циліндричним (одним) барабаном діаметром до 3 м. На глибинах 400…700 м – підйомні машини з двома циліндричними барабанами. При глибині ствола шахти 800…900 м застосовують підйомні машини з біциліндроконічними барабанами, а при глибина більш за 1000 м – підйомні машини зі шківом тертя і багатоканатні. При цьому самі підйомні машини перебувають на спеціальних баштових копрах. До підйомних посудин в стволах, як відмічалось раніше, підвішують хвостовий канат, з допомогою якого зменшується різниця між кінцевими навантаженнями канатів посудин, що опускаються та піднімаються.

На багатьох діючих шахтах підйомні скіпові і клітьові установки автоматизовані і діють і діють в автоматичному режимі без присутності машиніста підйомної машини.

Питання для самоконтролю

1. З яких частин складається підйомна установка?

2. Шахтна кліть – пристрій для перевезення людей і вантажу.

3. Скіпи – пристрій для навантаження і розвантаження.

4. Типи підйомних машин.

5. Класифікація підйомних установок за кількістю канатів.