Технологии и оборудование для подъема груза по вертикальным выработкам

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. ТЕХНОЛОГИИ

.1 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПОДЪЕМ

.2 БАДЕЙНЫЙ ПОДЪЕМ

.3 КЛЕТЕВОЙ ПОДЪЕМ

.4 ЭРЛИФТНЫЙ ПОДЪЕМ

.5 УГЛЕСОСНЫЙ ПОДЪЕМ

. ОБОРУДОВАНИЕ

.1 СКИП ШАХТЕРНЫЙ

.2 ПОДЪЕМНАЯ УСТАНОВКА

.3 КРАН ПОДЪЕМНЫЙ

.4 ПОДЪЕМНАЯ МАШИНА

.5 ПУТЕПОДЪЕМНИК

.6 СКИПОВЫЙ ПОДЪЕМНИК

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Вертикальные горные выработки сооружаются для добычи полезных ископаемых при очень высоком угле наклона нужного слоя. Для таких выработок требуется и особый подход к транспортировке на поверхность добытого сырья. В зависимости от текущих условиях и будут применятся разные технологии, по подъему груза. Существует большое количество разных технологий для решения этой задачи. А для каждой технологии нужно свое оборудование. В этой работе я постараюсь подробно и максимально понятно рассказать, какие бывают технологии и оборудования для подъема груза по вертикальной выработке, а также когда и как их нужно применять.

1. ТЕХНОЛОГИИ

1.1 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПОДЪЕМ

Гидравлический подъем (а. hydraulic winding, hydraulic lift; н. hydraulische Schachtforderung; ф. extraction hydraulique; и. extraccion hidraulica) - транспортировка гидросмеси на поверхность из шахты или со дна водоёма; осуществляется с помощью насосов (углесосов, грунтовых насосов), гидроэлеваторов, эрлифтов и др.

При подземной гидродобыче гидравлический подъем производится по вертикальным и наклонным напорным трубопроводам (приэрлифтном гидравлическом подъеме - только по вертикальным). Перед выдачей на поверхность полезных ископаемых (после дробления кусков свыше 80-100 мм) поступает в зумпф установки гидравлического подъема. Наличие этой ёмкости позволяет снизить влияние неравномерности поступления гидросмеси из забоев шахты, а также использовать её (совместно с пульпосборниками) для приёма гидросмеси из напорного трубопровода при прекращении работы гидравлического подъема. Применяются главным образом двухступенчатые центробежные углесосы с напором до 3,1 МПа, и расходом до 900-1400 м3/ч.

При гидравлическом подъеме кусковых или сильно абразивных материалов из шахт глубиной более 300-500 м применяют загрузочные аппараты, позволяющие для создания в трубопроводе высокого давления использовать многоступенчатые центробежные насосы, предназначенные для перекачкиводы.

При добыче полезных ископаемых со дна водоёмов гидравлический подъем осуществляется с помощью эрлифтов или погружных грунтовых насосов. Добычные снаряды с погружными грунтовыми насосами обеспечивают гидравлический подъем с глубины около 30-50 м. Полезное ископаемое, иногда предварительно разрыхлённое, засасывается с водой в трубопровод и далее поднимается на плавучий добычный снаряд или драгу, имеющую оборудование для обогащения полезных ископаемых.

С 60-х гг. 20 века бадейный подъем используется также как грузовой подъём при проведении горизонтальных и наклонных горных выработок. Первые фундаментальные исследования по теории бадейного подъёма выполнены в CCCP в 1932-34 М. М. Фёдоровым.

Бадейный подъём включает подъёмное оборудование и горнотехническое сооружения (рис. 1.1). Подъёмное оборудование - подъёмные машины, сосуды-бадьи, загрузочные и разгрузочные устройства, направляющие рамки, подъёмные и направляющие канаты. К горнотехническим сооружениям относятся здание подъёмной машины, копёр, погрузочный и приёмный бункеры и др. Копры бадейного подъёма обычно проходческие, реже - переоборудованные стационарные (А-образные, четырёхстоечные, башенные).

Бадейные подъёмные машины относятся к неуравновешенным системам. По числу барабанов разделяются на одно- и двухбарабанные, по режиму работы на одно- и двухконцевые. Оснащают бадейные подъёмы постоянными подъёмными машинами (с цилиндричискими барабанами, многоканатными), предназначенными для эксплуатации шахты, или временными, устанавливаемыми только на период строительства ствола. Привод бадейного подъёма, как правило, асинхронный. Современный бадейный подъём оборудуют многопрядными малокрутящимися канатами двойной свивки или канатами закрытой конструкции. В качестве канатных проводников используют прядные канаты крестовой свивки, а также некрутящиеся многопрядные, имеющие наружные проволоки диаметром не менее 1,5 мм.

Рис. 1.1

Движение бадьи от забоя ствола до поверхности неравномерно. Производительность бадейного подъёма определяется схемой подъёма, вместимостью бадьи, глубиной ствола и скоростью движения подъёмных сосудов, например: производительность одноконцевого подъёма с бадьёй вместимостью 5 м3 при глубине ствола 1000 м и скорости движения каната 10 м/с - около 30 м3/ч, энергоёмкость около 65 МДж/м3; производительность двухконцевого бадейного подъёма в тех же условиях - около 48 м3/ч, энергоёмкость - около 45 МДж/м3. При одной и той же вместимости бадьи и скорости её движения мощность двигателя одноконцевой установки в 1,3-1,5 раза больше, чем двухконцевой, однако одноконцевой бадейный подъём отличается более гибким режимом работы. Недостатки бадейного подъёма - низкий коэффициент полезного действия (0,2-0,4) и сложность управления движением при пониженных ско ростях, достоинства - простота систем асинхронного привода и малая величина первоначальных затрат на оборудование.

Основные направления совершенствования бадейного подъёма - механизация процессов загрузки и разгрузки подъёмных сосудов, создание и применение новых типов подъёмных канатов, облегчённых подъёмных сосудов и др. Для бадейного подъёма перспективны системы приводов с электродвигателями постоянного тока. За рубежом конструкции и технические показатели бадейного подъёма практически соответствуют аналогичным характеристикам отечественного оборудования. В отличие от CCCP за рубежом в бадейном подъёме применяются также подъёмные машины бобинного типа (небольшая допустимая концевая нагрузка, плоские канаты). Наметилась тенденция к максимальному использованию постоянных зданий и сооружений при строительстве глубоких стволов (ЮАР и другие страны).

1.3 КЛЕТЕВОЙ ПОДЪЕМ

Клетевой подъем (а. cage winding; н. Korbforderung; ф. extraction par cages; и. extraccion por jaula) - шахтная подъёмная установка, предназначенная для перемещения в клетях полезного ископаемого, породы, людей, материалов и оборудования. С помощью клетевого подъема производятся также осмотр и ремонт армировки и крепи ствола. Клетевые подъемы с паровым приводом появились в начале 19 века, с конца 19 века - клетевые подъемы с электрическим приводом. Клетевые подъемы применяют в вертикальных или наклонных главных, вспомогательных и фланговых стволах; выполняют функции главных, вспомогательных и инспекторских подъёмных установок. Клетевые подъемы бывают одноканатными, многоканатными, с подъёмными машинами постоянного радиуса навивки (цилиндрическими барабанами, шкивами трения) и с переменным радиусом (коническими, бицилиндроконическими барабанами, с бобинами), с двигателем асинхронным или постоянного тока. В зависимости от числа навешенных сосудов различают двухклетевые или одноклетевые с противовесом подъёмные установки.

Клетевой подъем состоит из горнотехнических сооружений и подъёмного оборудования. К первым относятся: ствол шахты с армировкой; приёмная площадка околоствольного двора, оборудованная стопорами и толкателями; копёр, приёмный бункер и другие надшахтные сооружения. Подъёмное оборудование: подъемные машины, клети шахтные, головные и хвостовые канаты, разгрузочные устройства (для опрокидных клетей).

При одновременной работе с нескольких горизонтов хорошее обслуживание обеспечивает одноклетевой подъём. Достоинства подъёма с противовесом: возможность уменьшения сечения ствола; использование однобарабанной подъёмной машины; уменьшение мощности двигателя и капитальных затрат на сооружение фундаментов и здания. Для разгрузки горной массы из опрокидных клетей на поверхности используется разгрузочное устройство с приёмным бункером. Для проведения операций по загрузке и разгрузке клетей на приёмных площадках устанавливают посадочные устройства (брусья, кулаки, качающиеся площадки). Посадочные брусья могут применяться только на нижнем горизонте шахты. Посадочные кулаки и качающиеся площадки используют на поверхности и на горизонтах в шахте. Преимущество первых - клеть всегда фиксируется на определенном уровне, что облегчает проведение операции по её загрузке-разгрузке. Качающиеся площадки используют при загрузке клети, свободно висящей на подъёмном канате.

При клетевом подъеме применяют кнопочное управление подъёмом из клети (по типу лифта) или из здания подъёмной машины, дистанционное управление и контроль подъёмного сосуда при выполнении погрузочно-разгрузочных операций. Направления совершенствования клетевого подъема: автоматизация процессов загрузки и разгрузки клетей, создание подъёмных канатов повышенной прочности и долговечности, новых конструкций клетей, полная автоматизация управления машинами.

За рубежом клетевые подъемы получили наибольшее распространение (около 70% всех подъёмных установок) в качестве главного и вспомогательного подъёмов. При глубине ствола до 2000 м применяют одноступенчатые клетевые подъемы, при больших глубинах - двухступенчатые. Наиболее широко используются барабанные подъёмные машины с многослойной навивкой каната на барабан (до 12 слоёв) и скоростью движения каната до 18 м/с. На глубоких шахтах применяют многоканатные подъёмные машины.

1.4 ЭРЛИФТНЫЙ ПОДЪЕМ

Эрдифтный подъем (а. airlift hoisting; н. Druckluftschachtforderung; ф. extraction par l'air соmprime, air-lift; и. extraccion por aire соmprimido) - подъём жидкости или гидросмеси, осуществляемый с помощью сжатого воздуха (газа) специальным подъёмником - эрлифтом (английский airlift, от air - воздух и lift - поднимать). Эрлифтный подъём организуется при выдаче нефти через скважины, на плавучих снарядах для подводной добычи полезных ископаемых, на гидрошахтах, при откачке воды из затопленных шахт и др. Принцип действия эрлифтного подъёма заключается в следующем: воздух компрессором по трубе подаётся в смеситель (кольцевую камеру), размещаемый между всасывающим наконечником и пульповодом (рис. 1.2). В этой камере образуется смесь жидкости (гидросмеси) с воздухом, через отверстия поступающая в пульповод и выдаваемая таким образом на поверхность. При проходе через воздухоотделитель газовая фракция отделяется, а гидросмесь транспортируется к потребителю.

Рис. 1.2

При подъёме гидросмеси или другой жидкости из зумпфа забор её производится непосредственно всасыванием, а при разработке полезных ископаемых в массиве - с предварительным рыхлением. При больших высотах подъёма применяется ступенчатый эрлифтный подъём. В этом случае в конце трубопровода каждой ступени устанавливается воздухоотделитель, а гидросмесь сбрасывается в смеситель следующей ступени, к которому подаётся воздух.

Расчёт эрлифтного подъёма основывается на теории сообщающихся сосудов. Высота подъёма трёхфазной смеси (Н) определяется по уравнению

Н = h(1/g - 1),

1.5 УГЛЕСОСНЫЙ ПОДЪЕМ

Углесосный подъем (а. соal pump lift; н.; ф. pompage а charbon, extraction du charbon par pompage; и. extraccion de carbon рог bombas) - шахтная подъёмная установка, обеспечивающая выдачу пульпы (гидросмеси) на поверхность с помощью углесосов. Углесосы устанавливаются в специальных камерах, представляющих собой комплекс подземных горных выработок, предназначенных для установки и эксплуатации углесосов и вспомогательного оборудования, а также сбора и аккумулирования пульпы (рис. 1.3).

Рис. 1.3

Иногда в камерах гидроподъёма устанавливается также оборудование для замкнутого подземного водоснабжения. Перед выдачей на поверхность пульпа аккумулируется в зумфе. Угольная пульпа с кусками крупностью свыше 100 мм поступает в него, проходя через дробилку. Ёмкость зумпфа определяется из расчёта непрерывной двухчасовой работы углесоса, что создаёт стабильность работы углесосного подъема. Зумпф изолируется бетонной стеной от камеры во избежание её затопления. Дно зумпфа располагается на одном уровне с полом камеры; в этом случае установленные в камере углесосы находятся под самозаливом, специальных устройств для заливки и запуска углесосов не требуется, работа углесосов более устойчивая.

Применяется как одноступенчатый, так и многоступенчатый углесосный подъем, когда для увеличения давления несколько последовательно соединённых углесосов устанавливают на основных и других горизонтах. По сравнению с другими видами подъёма (эрлифтным, трубчатыми питателями и др.) углесосный подъем наиболее эффективен при глубинах шахт до 400 метров. Основное достоинство по сравнению с традиционными видами шахтного подъёма - возможность создания единого транспортного потока полезных ископаемых от забоя до обогатительной фабрики или (и) потребителя. Основной недостаток - некоторое переизмельчение полезных ископаемых в случае многоступенчатого углесосного подъема. Совершенствование углесосного подъема ведётся в направлении увеличения давления, развиваемого углесосами, и повышения их производительности.

2. ОБОРУДОВАНИЕ

горный транспортировка скип шахтный

2.1 СКИП ШАХТЕРНЫЙ

Скип шахтный (а. winding skip; н. Schachtforderungsgefaß, Schachtgefaß; ф. skip; и. skip) - подъёмный сосуд, предназначенный для транспортирования полезных ископаемых и породы с горизонтов шахт на поверхность по вертикальным или наклонным стволам. Скипы для вертикальных стволов состоят из кузова и рамы; подразделяются на опрокидные, с отклоняющимся кузовом и с неподвижным кузовом в зависимости от положения кузова по отношению к раме во время разгрузки; по форме кузова - на призматические, цилиндрические и бокалообразные. Рама скипа всегда занимает вертикальное положение.

Рис. 2.1

Скип опрокидной (рис. 2.1, а) наиболее прост по конструкции, имеет кузов призматической формы с плоским днищем, соединённый шарнирно с рамой в нижней части и опирающийся на нижнюю балку рамы. Рама состоит из вертикальных стоек и горизонтальных верхней и нижней балки. К верхней балке рамы крепится подвесное устройство, соединяющее скипы с канатом подъёмной машины. Загрузка скипа производится через верх кузова, разгрузка также через верх при повороте кузова на 135-145° при взаимодействии разгрузочных роликов кузова с разгрузочными кривыми на копре. Скипы опрокидные благодаря максимальному разгрузочному окну преимущественно применяются для крупнокусковых и мелких слипающихся материалов. Отклоняющийся кузов (рис. 2.2, б) в скипе шарнирно подвешен к верхней части рамы и имеет откидное днище в виде затвора с бортовыми стенками. Разгрузка скипа происходит при отклонении кузова на 15° от взаимодействия разгрузочных роликов кузова с разгрузочными кривыми. При этом затвор катится по наклонным направляющим на раме и устанавливается под углом 45-55°, открывая разгрузочное отверстие и направляя в бункер разгружаемый материал.

Скипы с неподвижным кузовом (рис. 2.2, в) отличается жёстким соединением кузова с рамой. Дно кузова наклонено в сторону разгрузки на 45-55°, в нижней его части имеется разгрузочное отверстие, закрываемое секторным затвором (рис. 2.2).

Рис. 2.2

При разгрузке скипа секторный затвор от взаимодействия разгрузочных роликов с разгрузочными кривыми вращается вокруг своей оси и поднимается вверх, открывая разгрузочное отверстие. При этом шарнирно связанный с затвором рештак катится вниз по наклонным направляющим на раме скипа и устанавливается под углом 45-55°. Типы затворов скипа с неподвижным кузовом: секторный, шиберный, клапанный, рычажный, крюковый и др. Первые три - наиболее надёжны в эксплуатации. В CCCP скипы опрокидные и скипы с отклоняющимся кузовом применяются в основном на действующих шахтах; на строящихся и реконструируемых шахтах используют скипы с неподвижным кузовом. Применение последних исключает недостатки, присущие первым двум типам и ограничивающие их использование; неуравновешенность подъёма из-за передачи части веса скипа на разгрузочные кривые, повышенную мощность привода подъёмной машины, высоту копра, его прочность, увеличенное время на разгрузку. Скипы с неподвижным кузовом и секторным затвором впервые спроектированы в CCCP в 1930 (применены на шахтах треста "Анжероуголь" в 1933 взамен клетей). На действующих шахтах эксплуатируются скипы вместимостью от 2 до 35 м3. Наибольшая грузоподъёмность скипов 55-60 т (в CCCP на шахте "Первомайская-1", в Швеции на руднике "Кируна").

Тенденция совершенствования скипов: уменьшение их собственной массы за счёт применения высокопрочных легированных сталей и лёгких сплавов для увеличения их грузоподъёмности при одной и той же концевой нагрузке; улучшение конструкций затворов скипов с использованием приводов на копре для их открывания с целью уменьшения времени на разгрузку. За рубежом ведутся работы по созданию многоэтажных скипов (подвешенных друг над другом) для увеличения производительности подъёма при глубоких шахтах без увеличения диаметров стволов.

2.2 ПОДЪЕМНАЯ УСТАНОВКА

Подъемная установка шахтная (а. winder, winding plant; н. Schachtforderanlage, Schachtfordereinrichtung; ф. installation d'extraction; и. maquina de extraccion minera, instalacion de extraccion de mina) - основной транспортный комплекс, связывающий подземную часть шахты (рудника) с поверхностью; предназначена для выдачи на поверхность добываемого полезного ископаемого и получаемой при проходке горных выработок породы, спуска и подъёма людей, транспортирования горно-шахтного оборудования и материалов, а также осмотра армировки и крепления ствола шахты.

Рис. 2.2,1

Подъемные установки классифицируют: по назначению - на главные или грузовые (для транспортирования полезных ископаемых), вспомогательные или грузолюдские (для транспортирования породы, материалов, оборудования, спуска и подъёма людей); по типу ствола шахты - на вертикальные и наклонные; по числу канатов - на одноканатные и многоканатные; по типу органов навивки - на установки с постоянным радиусом навивки (с подъёмными машинами с цилиндрическими барабанами и ведущим шкивом трения) и с переменным радиусом навивки (с подъёмными машинами с бицилиндроконическими барабанами); по типу подъёмных сосудов - на скиповые, клетевые, скипо-клетевые, бадейные; по степени уравновешенности - на уравновешенные и неуравновешенные.

Подъемные установки включают подъёмное оборудование и горнотехнические сооружения. Подъёмное оборудование: подъёмные машины с приводом, подъёмные сосуды, канаты, подвесные устройства, шахтные парашюты, качающиеся площадки и посадочные кулаки, погрузочно-дозировочные и разгрузочные устройства и другие горнотехнические сооружения: здание подъёмной машины, копёр с приёмным бункером, ствол шахты, погрузочный бункер с камерой опрокидывателя при скиповой подъемной установке и приёмной площадкой при клетевой подъемной установке и др.

Первые фундаментальные исследования по теории подъемных установок выполнены в CCCP в 20-30-е гг. М. М. Фёдоровым. Выбор и расчёт подъемных установок при проектировании производят с учётом годовой мощности шахты, объёма выдаваемой породы, глубины ствола, количества действующих горизонтов, числа подземных рабочих, режима работы. Производительность подъемных установок определяется схемой подъёма, ёмкостью и скоростью движения подъёмных сосудов, глубиной ствола.

В качестве грузовых применяются, как правило, двухскиповые подъемные установки; односкиповые подъемные установки с противовесом используются на шахтах небольшой производительности при многогоризонтной работе или необходимости раздельной выдачи различных сортов (марок) полезных ископаемых. Клетевые подъемные установки применяются для шахт небольшой производительности и глубины. Крупнейшие скиповые установки имеют производительность более 1200 т/ч (скипы грузоподъёмностью до 60 т, скорость движения до 25 м/с).

Для вертикального подъёма используют барабанные одноканатные или многоканатные со шкивом трения подъёмные машины, для наклонного - барабанные одноканатные подъёмные машины. Наклонные скиповые и клетевые подъемные установки применяются при угле наклона ствола более 25°, при меньшем угле - вагонеточный и конвейерный транспорт. Наиболее прогрессивны многоканатные подъёмные установки. Первая многоканатная подъемная установка с канатоведущим шкивом трения была построена в 1938 в Швеции фирмой "ACEA". По сравнению с одноканатными многоканатные подъемные установки имеют значительно меньший диаметр канатов, меньшие габариты и массу подъёмной машины (в 3-5 раз при одинаковой производительности). Подъёмную машину располагают на башенном копре высотой до 100 м, в последние годы - и на уровне земли.

В качестве привода подъемных установок применяют электродвигатели постоянного и переменного (асинхронные) тока. Питание подъёмных двигателей постоянного тока - от тиристорных преобразователей или от системы генератор-двигатель. Система управления предусматривает полную автоматизацию скиповых подъемных установок и дистанционное управление грузолюдскими и людскими клетевыми подъемными установками.

За рубежом конструкции и технические показатели подъемных установок практически аналогичны отечественным. В отличие от CCCP за рубежом широко применяют наземное размещение многоканатных подъемных установок со шкивами трения, системы тиристорного и программного управления подъемных установки с использованием ЭВМ, а на глубоких золотых рудниках ЮАР - двухканатные подъемные установки, конструкция которых разработана в 1957 в ЮАР и наиболее эффективна для стволов глубиной более 1500 метров. Включает 2 двухбарабанные подъёмные машины, связанные между собой шестерёнчатыми передачами для синхронного вращения; каждый из 2 подъёмных сосудов подвешивается на 2 канатах с помощью уравнительных подвесных устройств. В ЮАР эксплуатируются более 30 таких подъемных установок с барабанами диаметром от 2,5 до 5,1 м, глубина подъёма более 1500 м.

Основные направления совершенствования подъемных установок: расширение области применения многоканатных подъемных установок, создание и использование новых типов канатов, облегчённых подъёмных сосудов, систем программного управления на базе ЭВМ и др.

2.3 КРАН ПОДЪЕМНЫЙ

Кран подъемный (а. hoisting crane; н. Hebekran; ф. grue; и. grua) - грузоподъёмная машина, работающая кратковременно повторяющимися циклами с возвратно-поступательным движением грузозахватного органа; служит для подъёма и перемещения грузов. Состоит из несущих конструкций (моста, башни, ферм, мачты, стрелы), главного подъёмного механизма (лебёдки, тельфера), направляющих и поддерживающих элементов (канатов, цепей), силовой установки, электрооборудования, грузозахватных приспособлений. Краны подъемные имеют ручной, электрический, механический, гидравлический или комбинированный привод.

Различают краны подъемные стационарные, самоподъёмные, переставные, передвижные, самоходные и прицепные; по ходовому устройству они подразделяются на железнодорожные, автомобильные, пневмоколёсные, гусеничные, тракторные, рельсовые, плавучие и др. В горной промышленности наибольшее применение нашли следующие виды кранов подъемных: мостовые (с пролётом до 40 м, грузоподъёмность до 50 т) - как типовое оборудование в производственных и механических цехах горнодобывающих предприятий, обогатительных фабрик, закрытых и открытых складов; консольно-козловые (с пролётами 4-40 м, грузоподъёмность до 7,5 т) - для обслуживания складов штучных грузов и лесоматериалов; мостовые перегружатели (с пролётами до 120 м, грузоподъёмность до 30 т) - для обслуживания открытых складов и перегрузочных площадок, главным образом для угля и руды; кабель-краны (с пролётами 200-600 м, грузоподъёмность до 150 т) - на открытых горных работах; башенные и мачтовые краны подъемные (с пролётами до 40 м, грузоподъёмность до 75 т) - при строительстве зданий и сооружений поверхностных комплексов горнодобывающих предприятий и обогатительных фабрик. Разновидность мачтовых кранов подъемных - деррик-краны, применяются при разработке россыпных месторождений. Стреловые, гусеничные, автомобильные и на пневмоколёсном ходу краны подъемные используются при строительстве и эксплуатации горнодобывающих предприятий. На палубах судов, при разработке месторождений полезных ископаемых на шельфе применяются судовые краны с вылетом стрелы до 10 м и грузоподъёмностью до 5 т. Для монтажа оборудования используются плавучие краны подъемные с вылетом стрелы до 30 м и грузоподъёмностью до 15 т. Самоподъёмный кран подъемный (с грузоподъёмностью до 10 т) применяется при ведении строительно-монтажных работ, при сооружении башенных копров. Для прокладки трубопроводов используются трубоукладчики грузоподъёмностью 3-35 т.

2.4 ПОДЪЕМНАЯ МАШИНА

Машина шахтная (а. winder; н. Schachtfordermaschine; ф. machine d'extraction; и. maquina de extraccion) - основная часть подъёмной установки; предназначена для оборудования вертикальных и наклонных подъёмных установок угольных шахт и рудников. Используется также в шахтном строительстве (см. Бадейный подъем). По месту расположения подъемные машины делятся на подземные и поверхностные, которые могут находиться на земле и на башенном копре. Подъемные машины бывают стационарные и передвижные. Подъемные машины могут иметь барабанные органы навивки или оборудоваться шкивами трения. Первые в зависимости от конструкции и числа барабанов изготовляются 4 типов и обозначаются: цилиндрические одно-барабанные (Ц), цилиндрические однобарабанные с разрезным барабаном (ЦР), цилиндрические двухбарабанные (2Ц), бицилиндроконические с разрезным барабаном (БЦК).

Глубина подъёма для барабанных подъемных машин определяется навивочной поверхностью барабана. Навивка каната на разрезной барабан может производиться только в один слой, на одно-и двухбарабанных машинах навивка может быть многослойной. Эти ограничения обусловливают область применения подъемных машин. Однобарабанные подъемные машины предназначены для работы с одного горизонта с навивкой левого и правого канатов на один барабан и для одноконцевых подъёмов с противовесом. Используются на шахтах и рудниках небольшой производительности и глубины (до 400 м). Двухбарабанные подъемные машины имеют большую канатоёмкость и могут обслуживать несколько горизонтов. Подъемные машины с бицилиндроконическими барабанами обеспечивают уравновешивание системы подъёма.

Шахтные подъемные машины, изготовляемые в CCCP, разделяются в зависимости от диаметра барабана на малые (с диаметром барабана до 3 м) и крупные (с диаметром барабана более 3 м). Подъемные машины малые предназначены для оборудования подземных и поверхностных подъёмных установок наклонных и вертикальных стволов шахт и рудников небольшой и средний производительности; крупные подъемные машины - для шахт различной производительности при обслуживании нескольких горизонтов при глубине 400-700 м (двухбарабанные и с одним разрезным барабаном) и при глубине до 800-1000 м (бицилиндроконические).

Наиболее прогрессивны многоканатные подъемные машины, которые имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с одноканатными барабанными: меньший диаметр подъёмных канатов и канатоведущего шкива, компактность и малые размеры, возможность подъёма больших грузов (до 60 т) с глубины до 1500-2000 м и др., благодаря чему широко распространены в угольной и рудной промышленности всего мира. В подъемных машинах этого типа каждый подъёмный канат (их обычно от 4 до 12) огибает приводной шкив трения по кольцевой канавке, а оба его конца прикрепляют к подъёмным сосудам. Движение подъёмных сосудов по стволу осуществляется за счёт трения между подъёмными канатами и шкивом, вращающимся от двигателя. Многоканатные подъемные машины изготовляют в CCCP 3 типов: 4-, 6- и 8-канатные (табл.).

Малые и многоканатные подъемные машины изготовляет Донецкий машиностроительный завод им. ЛКСМУ, крупные - Новокраматорский машиностроительной завод им. В. И. Ленина (НКМЗ). Наиболее представительные зарубежные фирмы-изготовители подъемных машин: "ASEA" (Швеция), "Ingersoll Rand" (США), "Demag" (ФРГ).

Основные направления совершенствования подъемных машин: снижение их массы, применение дисковых гидротормозов, систем программного управления с использованием ЭВМ, создание безрамной конструкции многоканатных подъемных машины и др.

2.5 ПУТЕПОДЪЕМНИК

Путеподъемник (а. track lifter, track raising machine; н. Gleishebewinde, Gleishebebock; ф. appareil de soulevement des voies; и. grua para subir los rieles, cabrestante para subir carriles) - машина, предназначенная для подъёма и рихтовки железнодорожных путей. Применяется при строительстве, ремонте, текущем содержании, а также технологических перемещениях железнодорожных путей. Рабочий орган машины - подъёмно-рихтовочный механизм - обеспечивает подъём пути в вертикальной и смещение его в горизонтальной плоскостях. На открытых горных работах используются путевые ремонтные машины ПРМ-3М, МСШУ-3, которые оснащены гидравлическим подъёмно-рихтовочным механизмом с усилием подъёма до 280 кН, рихтовки до 100 кН, высотой подъёма до 0,45 м, шагом рихтовки до 0,36 м. Производительность машин при подъёме пути на балласт 0,2-0,25 км/ч, при рихтовке (сдвижке) до 0,35 км/ч. Совершенствование машин этого типа направлено на увеличение количества выполняемых ими операций. Планируется создание путевых ремонтных машин с комбинированным авто- и железнодорожным ходом. Преимущество их заключается в том, что при следовании к месту работ они не занимают коммуникации железнодорожного транспорта.

2.6 СКИПОВЫЙ ПОДЪЕМНИК

Скиповый подъемник (а. skip winder; н. Gefaßforderantage; ф. extraction par skips; и. maquina de extraccion соn skip) - установка для транспортировки полезного ископаемого или горной породы в скипах по рельсовым путям с горизонтов карьера, расположенных ниже 150-200 м. Относится к комбинированным видам карьерного транспорта.

Основная элементы скипового подъемника: рельсовый путь, скипы, подъёмная машина, копер, тяговый канат, перегрузочные устройства в карьере и на поверхности. Распространены преимущественно одноканатные двухскиповые подъёмники с двухбарабанными подъёмными машинами (грузоподъёмность скипов до 45 т).

При грузоподъёмности скипов 65-90 т более эффективны двухскиповые многоканатные бобинные и блоковые подъёмные установки; при грузоподъёмности более 200 т - односкиповые многоканатные установки с противовесом.

Скиповые рельсовые пути располагают в траншее с прямолинейным или ломаным продольным профилем на постоянном или временном нерабочем борту карьера. Угол подъёма пути в зависимости от угла откоса карьера 20-45°.

Для скипов грузоподъёмностью до 50 т применяют рельсовые пути обычной колеи, для повышения устойчивости скипов грузоподъёмностью 50-80 т колея увеличивается до 3-5 м. Вдоль скипового пути устраивается ступенчатая пешеходная дорожка для обслуживающего персонала.

Скипы загружают непосредственно из автосамосвалов или из бункеров. Конструкция погрузочных эстакад разборная для удобства перемещения их при удлинении линии скипового подъемника по мере понижения горных работ. Разгрузка скипа в бункер на поверхности производится опрокидыванием кузова вперёд или назад при помощи направляющих кривых или гидроопрокидывателей.

Пульт управления скипового подъемника размещается, как правило, на верхней площадке копра. Возможна полная автоматизация работы скипового подъемника.

Характеристики скипового подъемника: высота подъёма 60-240 м, скорость подъёма 4-10 м/с, производительность 650-2000 т/ч. Основные достоинства скипового подъемника: большой угол подъёма, перемещение горных пород или полезных ископаемых по кратчайшему пути, возможность подъёма крупных кусков породы без предварительного дробления и работа с большими, чем у других видов карьерного транспорта, скоростями, простота конструкции, технического обслуживания и ремонта, малая энергоёмкость, возможность раздельного подъёма вскрышных пород и различных типов и сортов полезных ископаемых. Недостатки: высокая трудоёмкость и значительные затраты на строительство скипового подъемника и перенос перегрузочных пунктов, большая металлоёмкость.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

«Горная энциклопедия» (<http://www.mining-enc.ru>) - сайт «Горной энциклопедии», которая была издана издательством БСЭ в 1984-1990 годах.