Схемы откатки в надшахтном здании
Наиболее типичные схемы откатки в надшахтном здании: кольцевая, тупиковая, с поперечными тележками, челноковая с применением тягальных лебедок и комбинированная.
Кольцевая схема самокатной откатки в надшахтном здании вспомогательного ствола для шахт средней производственной мощности приведена на рис. 1. Вспомогательный подъем оборудован двумя двухэтажными клетями на одну двухтонную вагонетку в каждом этаже и предназначается для выдачи из шахты угля, породы, спуска-подъема людей, спуска материалов, оборудования и иногда породы для закладки.
Приемная площадка, расположенная на нулевой отметке, оборудована качающимися площадками.
Вагонетки с углём, выданные из шахты, выталкиваются из клетей порожними вагонетками и самокатом поступают через стрелки № 1 и 2 к стопору и далее в опрокидыватель, где и разгружаются. После разгрузки вагонетки самокатом поступают через стрелки № 3 и 6 на компенсатор высоты, а затем через стрелки № 7 и 8 — к стрелке № 9 и распределяются на два пути загрузочной стороны подъема, оборудованные дозирующими стопорами I и II.
Вагонетки с породой, а также порожние платформы для леса, выданные на поверхность, поступают самокатом через стрелки № 1, 2, 4 и 5 на горизонтальные участки путей, где собираются в партии и откатываются электровозом или мотовозом к отвалу породы или на лесной склад.
Порожние вагонетки и платформы, груженные лесом, возвращаются на самокатное кольцо через стрелку № 6.
Вагонетки с породой для закладки включаются в самокатное кольцо по стрелке № 8, а порожние выключаются из кольца через стрелку № 7.
При кольцевой откатке с отдельными опрокидывателями для угля и породы и вспомогательным подъемником' между нижней и верхней приемными площадками (рис. 2) вагонетки с углем или породой через стрелку № 1 самокатом подходят к опрокидывателю для угля 1 или далее через стрелки № 2, 3 и 4 к опрокидывателю для породы 2, где разгружаются и самокатом подходят к компенсатору высоты 3 и далее самокатом через стрелки № 7, 8 поступают к дозирующим стопорам 4 перед клетями. Порожние вагонетки для леса или других материалов обходят опрокидыватели через стрелки № 2, 3, 4, 5 по параллельным путям и вспомогательным подъемником 5 опускаются на нижнюю площадку. Baгонетки с лесом поднимаются вспомогательным подъемником на верхнюю площадку и самокатом через стрелки № 7, 8 подаются к дозирующим стопорам перед клетями. Очистка вагонеток производится в опрокидывателе для породы.
На шахтах большой производственной мощности при раздельной выдаче угля двух и более марок числа опрокидывателей для угля увеличивается, однако это приводит к сложным разветвлениям путей.
Тупиковая схема откатки (рис. 3) получила наибольшее распространение на вспомогательных подъемах, выдающих породу.
При тупиковой схеме груженая вагонетка 1 выталкивается из клети 2 порожней вагонеткой, движется по наклонному пути и, приобретая значительную скорость, вкатывается на крутую горку, где теряет приобретенную живую силу, останавливается и затем скатывается через переведенную стрелку по наклонному пути к опрокидывателю 3, которым разгружается. После разгрузки порожняя вагонетка компенсатором высоты 4 поднимается на наклонный путь, спускаясь с которого, вновь приобретает необходимую скорость, поднимается на вторую наклонную горку и самокатом скатывается до стопоров 5 перед клетями.
Кольцевая и тупиковая откатки громоздки, и для их устройства требуются надшахтные здания больших объемов. Кроме того, вследствие непостоянства веса и загрузки вагонеток, а также их коэффициента сопротивления движению, на длинных самокатных участках пути развивается или значительная скорость, вызывающая сход вагонеток с рельсов, или, наоборот, недостаточная скорость, вызывающая преждевременную их остановку.
Схема откатки с поперечными тележками (рис. 4). Ствол шахты оборудован двумя подъемными установками: скиповой (на два скипа) и клетевой (с обыкновенной клетью на одну вагонетку емкостью 5 т с противовесом).
При посадке клети на кулаки в ней автоматически открываются стопоры и груженая вагонетка самокатом поступает к стопору 1. Когда тележка 1 подходит к пути 2, стопор 1 открывается и вагонетка становится на тележку 1, где удерживается своим стопором. Лебедкой 3 при помощи каната, перекинутого через блок, тележка поднимается по наклонной ферме 4 на путь 5. После остановки тележки освобождаются стопоры, и вагонетка откатывается к стопору 6 перед опрокидывателем. Стопор 6 открывается после разгрузки предыдущей вагонетки в опрокидывателе. Стопоры в опрокидывателе закрываются порожней вагонеткой, поворачивая при выходе рычаг 7 на пути 8 Порожние вагонетки до прихода тележки 11 задерживаются стопорами 9.
Подача вагонетки на тележку 11 и передача ее на путь 10 к стопорам 11 производится лебедкой 12.
Опрокидыватель сделан на две вагонетки, но в нем разгружается вагонетка с углем или породой, каждая над своей ячейкой бункера, или две сразу, если они поступают в необходимой последовательности.
Управление дозирующими стопорами, посадочными кулаками и опрокидывателями производится рукоятчиком при помощи трех рычагов 13.
Пуск лебедок — кнопочный, а остановка, переключение на обратный ход и возвращение тележек в первоначальное положение — автоматическое, при помощи концевых выключателей.
Мощность двигателя (кет) лебедки для перемещения тележки
где X = 1,2 — коэффициент, учитывающий динамический режим работы двигателя;
k=1,25 — коэффициент вредных сопротивлений;
G — вес тележки и вагонетки с углем или породой, кГ;
а — наибольший угол наклона фермы, град.;
v = 0,75-1 м/сек — максимальная скорость тележки;
n — к. п. д. (в случае самотормозящейся червячной передачи n =0,45).
Из соображений однотипности оборудования обе лебедки и двигатели к ним принимаются одинаковыми.
При применении схемы откатки с поперечными тележками сокращается на 50—60% длина откаточных путей, снижается на 45—50% объем надшахтного здания, обеспечивается большая надежность работы по сравнению с кольцевой схемой откатки и снижается стоимость эксплуатации по сравнению с кольцевой и тупиковой схемами откатки.
Челноковая схема откатки (рис. 5) целесообразна при оборудовании ствола скиповым подъемом для выдачи угля и клетевым — для выполнения вспомогательных операций. Схема откатки в надшахтном здания в этом случае получается более компактной, оборудование значительно упрощается. Разгрузка и загрузка клетей осуществляется с одной стороны. Вагонетки с породой перемещаются от клети до тупика 1 по двум боковым путям 2 при помощи двухбарабанной лебедки 3. К концу каждого каната лебедки прикреплена каретка 4 с крюком, захватывающим за сцепку вагонетки. После вытягивания груженой вагонетки вверх на тупик она автоматически отцепляется от каретки и самокатом, по среднему пути, поступает в опрокидыватель 5, откуда после опрокидывания порожняя вагонетка самокатом вкатывается в клеть. Пропускная способность такой откатки велика и определяется пропускной способностью опрокидывателя и емкостью вагонетки.
Для спуска в шахту леса, оборудования и других материалов в надшахтном здании рядом с опрокидывателем установлен лесоподъемник 6, поднимающий платформы с лесом и оборудованием с нижней приемной площадки на верхнюю. Нормально проем для лесоподъемника перекрыт специальной площадкой, на которой смонтирован рельсовый путь. При движении лесоподъемника вверх площадка приподнимается на специальных направляющих.
Комбинированная схема откатки применяется на шахтах с двумя центрально-сдвоенными стволами при выдаче 80% добычи угля через главный ствол и 20% через вспомогательный.
На рис. 6 приведена комбинированная схема откатки, при которой главный ствол 1 обслуживается кольцевой самокатной откаткой, а вспомогательный ствол 2— тупиковой. Порода выдается только через главный ствол. Вагонетки от главного ствола движутся по кольцу, на продольной стороне которого расположен опрокидыватель для угля, а на поперечной — опрокидыватель для породы; оба опрокидывателя имеют обходные пути 3. На второй продольной стороне кольца смонтирован компенсатор высоты 4.
Вагонетки от вспомогательного подъема самокатом проходят закругление, стрелку, шлюзовую камеру 5 и часть прямолинейного участка, а далее лебедкой 6 поднимаются за стрелку № 8 и ставятся на стопор 7. После отцепки каната лебедки вагонетки проходят К опрокидывателю и от него через шлюзовую камеру возвращаются к вспомогательному стволу. С загрузочной стороны клетей вспомогательного ствола устраивается отбойный тупик.
При использовании подъемной установки для выполнения только вспомогательных операций, включая и выдачу породы, надшахтное устройство сооружается с одной приемной площадкой на уровне устья ствола шахты.
Если вспомогательная подъемная установка не используется для выдачи породы, то схема надшахтного устройства предельно упрощается, так как отпадает необходимость в опрокидывателе для породы. Высота надшахтного здания определяется наибольшими размерами леса и материалов, спускаемых в шахту.
