Надшахтные устройства при клетевом подъеме

Общие сведения

На шахтах с наклонными стволами клетевые подъемы в основном используются как вспомогательные. Несмотря на универсальность клетевых подъемных установок, они не получили широкого распространения для выдачи угля из шахты из-за низкой производительности и сложности автоматизации подъема.

В зависимости от характера выполняемых операций, конструкции и назначения клетей надшахтные устройства при подъеме в клетях подразделяются на четыре основных типа (табл. 17)

Обмен вагонеток в клетях производится на приемных площадках, где двухколейные рельсовые пути подъема сводятся в один путь или устанавливаются специальные платформы. На рис. 61 изображено приемное устройство двухклетевого подъема, оборудованное платформами конструкции института Укргипрошахт. На уровне приемной площадки платформа удерживается упорами и может свободно подниматься. Подъемный канат 1 проходит под платформой. При подходе клети 2 брус рамы 3 упирается в пружинные буфера платформы 4 и поднимает платформу вверх до тех пор, пока клеть установится на кулаках. Вторая платформа 5 остается на месте и связывает клеть с рельсами на противоположной стороне приемной площадки надшахтного здания. Конструкция платформы обеспечивает поточный двусторонний обмен вагонеток в клети, увеличивающий пропускную способность приемной площадки.

Надшахтные устройства при клетевом подъеме

Клетевые двухконцевые подъемные установки с односторонней разгрузкой и загрузкой клетей не получили широкого распространения вследствие сложности откатки вагонеток на приемных площадках и увеличения трудоемкости работ, В стволах, предназначенных для выполнения главных и вспомогательных операций, такие установки применяют при небольшой глубине ствола на шахтах производственной мощностью до 300 тыс. т угли в год. В этом случае надшахтные устройства имеют две приемные площадки, из которых одна расположена на уровне устья ствола и служит для остановки клетей при спуске в шахту различных материалов, оборудования, а также при спуске и подъеме людей; вторая — для приемки угля и породы из шахты.

Посадочные площадки для людей целесообразнее устраивать на верхней приемной площадке, чтобы исключить операции по перетяжке канатов.

Надшахтные сооружения при клетевых подъемах в связи с необходимостью откатки, разгрузки и обмена вагонеток имеют значительно больший габарит, чем при скиповых подъемах Штат рабочих по обслуживанию неавтоматизированных приемных устройств клетевых подъемов по сравнению со скиповым увеличивается почти вдвое.

Схема компоновки надшахтных устройств зависят от угла наклона ствола, оборудования подъема, характера выполняемых грузовых и вспомогательных операций, а также от компоновки всего технологического комплекса поверхности шахты.

Надшахтные устройства при угле наклона стволов 15—50° состоят из надшахтного здания, наклонной эстакады и копра, при угле наклона стволов более 60° копер и надшахтное здание могут быть совмещены; при угле наклона ствола менее 15° копер не применяется.

Характер выполняемых грузовых и вспомогательных операций определяет количество приемных площадок, конструкцию надшахтного здания и высоту копра.

На рис. 62 показана схема типовых надшахтных устройств с верхней грузовой приемной площадкой и самокатными откаточными путями в надшахтном здании. Уровень второй приемной площадки H' определяется высотой, необходимой для устройства самокатной откатки и установки оборудования для разгрузки вагонеток, а также высотой устройств для передачи угля на предварительную обработку или на транспортную систему технологического комплекса поверхности.

В местах разгрузки вагонеток обычно устанавливают угольный и породный опрокидыватели, а ниже располагают перегрузочные бункера или воронки, питатели, конвейеры и другие механизмы.

Высота копра от устья ствола до оси шкивов копра, м

где hк — расстояние от точки пересечения оси каната с горизонтальной линией головки рельсов до последнего жимка прицепного устройства (принимается по размерам клети и прицепного устройства), м;

hп — наклонная высота переподъема; при скорости подъема менее 3 м/сек Aп > 4 м, при скорости подъема более 3 м/сек hп > м;

R — радиус шкива, м.

В надшахтных устройствах с одной приемной площадкой, расположенной на уровне устья ствола, высота копра определяется размерами подъемного сосуда и величиной переподъема.

Расположение подъемной машины по отношению к оси копра определяется из условий допустимых углов девиации канатов и вертикального угла наклона струны каната так же, как и для скиповых подъемов.

Расстояние между шкивами принимается соответственно габариту подъемных сосудов и обычно равно расстоянию между осями рельсов откаточного пути в стволе.

Размеры надшахтного здания в плане определяются схемой откатки на приемной площадке.

В большинстве случаев клетевой вспомогательный ствол одновременно является вентиляционным (подающим в шахту воздух). В зимнее время, во избежание обмерзания ствола, рельсовых путей и подъемных сосудов, часть подаваемого в шахту воздуха подогревается калориферной установкой, которая рассчитывается на получение смеси горячего и холодного воздуха в стволе с температурой +2°. При всасывающей системе проветривания через калориферную установку подается около 30% воздуха с подогревом его до 60—80°. Остальная часть воздуха поступает в устье ствола из воздухозаборного ходка без подогрева.

Помещение калориферной целесообразно располагать в блоке с надшахтным зданием, что позволяет иметь наименьшую длину каналов.

Герметизация надшахтного здания клетевого ствола достигается тщательной изоляцией здания от наружной атмосферы путем устройства двойных оконных рам и дверей с шлюзовыми камерами для выравнивания давлений воздуха внутри и снаружи здания. Размеры шлюзовых камер определяются габаритом платформ с лесом, трубами или с рельсами и оборудования, спускаемого в шахту.

Схемы компоновки надшахтных устройств

Схема надшахтных устройств при клетевой подъемной установке с противовесом (ш. № 24, Кизеловский бассейн) показана на рис. 63. Подъемная установка вспомогательного назначения оборудована людской клетью 1 (на 8 человек), к которой прицепляется грузовая платформа 2 на однотонную вагонетку. На период спуска-подъема людей платформу отцепляют от клети и по накидным рельсам 3 выводят в надшахтное здание. Накидные рельсы поднимаются и опускаются при помощи лебедки с канатом, переброшенным через блоки 4. Для посадки людей в клеть приемная площадка на наклонной эстакаде оборудована ступенями, размеры которых соответствуют размерам людских отделений клети. Схема подъема не предусматривает выхода противовеса 5 из ствола на уровень приемной площадки, благодаря чему загрузка и разгрузка грузовой платформы и посадка людей в клеть производятся с двух сторон. Платформа устанавливается на посадочные кулаки 6, что обеспечивает точное совпадение рельсов платформы с рельсами в надшахтном здании. Наклонный мост и надшахтное здание объединены, металлический копер — отдельностоящий.

Схема надшахтных устройств при грузо-людском подъеме (ш. им. Сталина, Кизеловский бассейн) показана на рис. 64. Двухконцевая подъемная установка служит для спуска-подъема людей, подъема породы, спуска леса и оборудования. На одном конце каната подвешены три людские вагонетки типа ВЛ-3, на другом — породный скип емкостью 3,3 м3 с откидной задней стенкой. Порода из скипа выгружается в приемный бункер, расположенный под наклонной эстакадой, и конвейером доставляется в бункер терриконика. Крепежный лес спускают в шахту в контейнере, который прицепляют к скипу. Контейнер представляет собой удлиненную вагонетку, без передней стенки, на двух поворотных ходовых тележках.

Длина кузова 4 м, жесткая база тележек 0,6 м. Длина спускаемого в шахту леса 5 м. В работе находится нисколько контейнеров. Для прицепки контейнера к скипу и вывода его на рельсовый путь наклонного ствола в устье установлена подъемная платформа с отрезком рельсового пути, которая служит как мост, связывающий рельсы надшахтного здания и ствола. Платформа представляет собой металлическую раму, одна сторона которой укреплена шарнирно, другая в поднятом положении поддерживается кулаками, а в опущенном положении опирается на брус. Концы рельсов платформы, накладываемые на наклонный путь, для плавного перехода скипа и контейнера отогнуты по радиусу и имеют срезы. Платформа поднимается и опускается приводной лебедкой; управление лебедкой и посадочными кулаками дистанционное.

Спуск-подъем людей производится по второму пути ствола в трех людских вагонетках. Посадочная площадка для людей, расположенная на наклонной части, имеет ступени и ограждена перилами. Верхняя вагонетка устанавливается на посадочных кулаках.

C одной стороны посадочной площадки в надшахтном здании имеется помещение для ожидания рабочих перед спуском в шахту и коридор для сообщения с административно-бытовым комбинатом. C другой стороны размещено помещение калориферной установки. Для герметизации в надшахтном здании со стороны узкоколейного пути устроено шлюзовое помещение, а в приемном породном бункере имеется наклонный желоб для постоянного слоя породы.

Конструкции надшахтного здания в блоке с копром представляют собой железобетонный каркас с кирпичным заполнением стен и перекрытиями из железобетонных плит. Нижняя часть надшахтного здания бескаркасная, стены кирпичные. Наклонная площадка из металлоконструкций.

Схема надшахтных устройств при двухклегевом грузо-людском подъеме (ш. 6—7 «Никитовка», Донбасс) показана на рис. 65. Подъемная установка оборудована двумя двухэтажными клетями 1 для вагонеток емкостью 0,64 г; угол наклона ствола 60°. Надшахтные устройства имеют две приемные площадки: на уровне устья ствола — для спуска леса, оборудования, материалов и на высоте 6,5 м — для приемки и разгрузки вагонеток с углем и породой и спуска-подъема людей. Верхняя приемная площадка оборудована кольцевой самокатной откаткой. Обмен вагонеток в клетях — двусторонний по поточной схеме с использованием платформ 2. Вагонетки разгружаются опрокидывателем 3 в приемные бункера; породный 4 или угольный 5. Распределение угля и породы по соответствующим бункерам производится двухрукавным желобом с перекидной заслонкой. Уголь из приемного бункера ленточным конвейером транспортируется в погрузочные бункера. Порода из бункера 4 перегружается через секторный затвор в саморазгружающуюся вагонетку и транспортируется в отвал.

Рельсовый путь на колею 600 мм уложен на металлических рамных конструкциях с уклоном в сторону движения вагонеток. Потеря высоты при движении вагонеток восстанавливается компенсатором высоты 6.

Схема надшахтных устройств при подъеме грузо-людской клетью с противовесом для ствола с углом наклона 70° (ш. «Восточно-Гремячинская», Кизеловский бассейн) показана на рис. 66. Подъемная установка, оборудованная двухэтажной грузо-людской клетью 1 с противовесом, служит для вспомогательных операций и спуска-подъема людей. Вагонетка емкостью 1 т размещается в первом этаже клети, который оборудован откидными сиденьями для людей. Второй этаж предназначен только для людей. Приемная площадка расположена на уровне устья ствола и оборудована посадочными кулаками 2 для клети. Надшахтное здание 3 объединено в один комплекс с копром и калориферной 4 и состоит из железобетонного каркаса с кирпичным заполнением стен. Наклонная площадка для рельсовых путей выполнена из металлоконструкций.

Схема типовых надшахтных устройств П-ПС, П-ПР и Ш-ПС при подъеме в людских вагонетках для вспомогательных стволов с углом наклона 15— 45°, разработанная институтом Сталингипрошахт, показана на рис. 67. Спуск-подъем людей производится в вагонетках ВЛ-4 одноконцевой подъемной установкой. Посадочная площадка расположена в закрытой галерее наклонной эстакады. В периоды между спуском в шахту людей в грузовых вагонетках спускают лес, оборудование и другие материалы; при этом людские вагонетки устанавливают на тупиковый путь в галерее надшахтного здания и отцепляют от каната.

Надшахтное здание — герметическое, имеет шлюзовую камеру с двумя дверями для прохода людей. Стены надшахтного здания, галереи и шлюзовой камеры — кирпичные, перекрытия — из сборных железобетонные плит. Каркас эстакады — из сборного железобетона с кирпичным заполнением стен. Копер металлический.

Оборудование надшахтных устройств

Приемные площадки (при клетевых подъемах) подразделяют на грузовые, грузо-людские и людские (посадочные).

На грузовых площадках укладывают рельсовые пути для откатки вагонеток. На рельсовом пути со стороны загрузки клети устанавливают стопоры. Для остановки клети на уровне приемной площадки монтируют посадочные кулаки, управление которыми выносится на приемную площадку со стороны загрузки клети. Качающиеся площадки не применяются.

На грузо-людских площадках грузовая часть устраивается аналогично грузовым приемным площадкам. Часть приемной площадки, обслуживающая людей, а также чисто людские приемные площадки устраиваются в виде лестницы со ступенями. При подъеме в вагонетках типа ВЛ и клетях подобной конструкции посадочные площадки имеют ступенчатую форму с горизонтальным размещением ступеней в соответствии с контуром пола клети. Размер посадочной площадки принимается из расчета не менее 5 м2 на 100 человек смены. Длина площадки должна быть равна длине состава.

Для удобства обслуживания спуска-подъема людей посадочные площадки располагают выше грузовых на специальной наклонной эстакаде.

При угле наклона ствола свыше 60° и применении двухэтажных клетей посадка людей во второй этаж производится с приемной площадки или с небольших металлических площадок, устраиваемых на уровне второго этажа клети.

Приемные площадки выполняются из дерева, металла или бетона. Места сопряжения устьев наклонных стволов с приемными площадками должны иметь постоянные ограждения: с нерабочей стороны — стенки или металлические сетки высотой не менее 2,5 м; с рабочей стороны — двери или автоматически действующие решетки.

Подъемные сосуды — клети, платформы и людские вагонетки, предназначенные для транспортирования людей и грузов по наклонным стволам, показаны на рис. 68.

Посадочные кулаки служат для поддержания клети на уровне приемной площадки во время ее загрузки и разгрузки. По конструкции посадочные кулаки подразделяются на два типа: откидные и выдвижные.

Посадочные кулаки откидного типа показаны на рис. 69. Кулаки 1 и противовес 2 посажены неподвижно на поворачивающуюся в глухих подшипниках ось 3, которая через рычаг 4 и тягу 5 связана с рукояткой 6. Рукоятка с фиксатором 7 установлена на приемной площадке. При повороте рукоятки кулаки поднимаются или опускаются. Перед спуском в шахту клеть или платформу вначале приподнимают на некоторую высоту и затем поворотом рукоятки 6 (в сторону сосуда) отводят кулаки вниз в нерабочее положение, после чего клеть или платформа могут беспрепятственно опускаться. Благодаря простоте конструкции и надежности в работе кулаки откидного типа получили широкое распространение.

Посадочные кулаки выдвижного типа показаны на рис. 70. Кулак 1 свободно насажен на ось 2, которая подвешена на серьгах 3 к оси 4, укрепленной на корпусе кулака 5. Звено 6 соединяет кулак с рычагом 7 который насажен на вал 8, соединенный тягой 9 с рукояткой управления 10. При повороте рукоятки вал 8, вращаясь, выдвигает или убирает кулак. В выдвинутом положении кулак прочно удерживается системой рычагов и звеньев. Перед спуском клети или платформы кулаки убираются поворотом рукоятки.

Недостатком выдвижных кулаков является то, что при установленной клети на кулаках несколько ослабляется подъемный канат и в момент открытия кулаков при спуске получается рывок от свободного падения клети Поэтому при эксплуатации выдвижных кулаков требуется постоянный контроль за натяжением каната.

Стопоры путевые служат для остановки и удержания вагонеток на рельсовых путях. На приемных площадках стопоры устанавливают на рельсовых путях перед стволом (со стороны загрузки клети) для предохранения от произвольного скатывания вагонеток в ствол, а также для дозировки при загрузке клети.

Толкатели для обмена вагонеток в клетях применяют при поточной системе откатки вагонеток (двустороннем обслуживании клети).