книги / Рудничный транспорт

Рудничный транспорт. ВИРАБОВ А. А. М., изд-во «Недра» 1971, стр. 344.

В книге рассмотрены классификация, принциц действия, кон­ струкции и кинематические схемы машин и механизмов подземного рудничного транспорта, а также даны основы расчета и выбора тран­ спортных устройств, приведены их технические характеристики.

Изложены также основные вопросы эксплуатации транспорт­ ных установок, вопросы организации труда и техники безопас­ ности при их применении.

Книга написана в соответствии с программой курса «Рудничный транспорт» и является учебным пособием для учащихся горных техникумов.

Таблиц 12, иллюстраций 175, библиография — 15 названий.

Р е ц е н з е н т ы : преподаватель Рутченковского горного техни­ кума В. Ф. Зайцев и инженер И . В . Синица.

3 - 7 —3

207 -71

ВВЕДЕНИЕ

В технологическом процессе добычи полезного ископаемого на горном предприятии рудничный транспорт является одним из важ­ нейших звеньев. К рудничному транспорту относят операции по погрузке и перемещению грузов в пределах шахты, а также по пере­ возке людей по подземным выработкам.

С помощью транспортных устройств обеспечивается: перемещение добытого в забое полезного ископаемого до железнодорожных вагонов на поверхности; транспортирование к стволу или к местам закладки породы, полученной при ведении горных работ или доставляемой с поверхности; перевозка от ствола к забоям и обратно людей, обору­ дования, крепежных и других материалов.

На шахте различают подземный транспорт и транспорт на поверх­ ности. Большая часть транспортных операций приходится на долю подземного транспорта, транспортные устройства которого характе­ ризуются рядом особенностей, связанных с условиями их эксплу­ атации.

В условиях шахты или рудника грузы приходится транспортиро­ вать на значительные расстояния (иногда более 10 п о подземным магистралям, имеющим малые поперечные размеры и сложную конфигурацию, при чередовании горизонтальных, наклонных и вер­ тикальных участков пути. Особенностями подземного транспорта являются также подвижность его оборудования, необходимость постоянного перемещения, наращивания или сокращения коммуни­ каций по мере подвигания горных работ. Кроме того, транспортные устройства эксплуатируются в условиях запыленности горных выра­ боток, взрывоопасности рудничной атмосферы, наличия агрессивных подземных вод, значительных ударных нагрузок.

Специфические условия эксплуатации предъявляют следующие особые требования к конструкциям подземных транспортных уста­ новок: высокая производительность, прочность, безопасность и на­ дежность эксплуатации, простота ухода за оборудованием, быстрота сборки-разборки и перемещения, экономичность транспортировки.

н о в к и п р е р ы в н о г о д е й с т в и я с периодическим пере­ мещением порций груза. К первым относятся установки для пере­ мещения груза под действием собственного веса, конвейеры, уста­ новки гидравлического и пневматического транспорта и откатка вагонеток бесконечным канатом. Ко второй группе относятся скре­ перные установки и откатка концевыми канатами, самоходными вагонетками и локомотивами.

[Рудничный транспорт располагает большим количеством обору­ дования транспортных средств, предназначенных для механизации маневровых, загрузочных и разгрузочных работ, для аккумулирова­ ния груза в местах перегрузок с одних транспортных средств на другие, для очистки шахтных вагонеток и рельсовых путей, для дистанционного управления, автоматизации, сигнализации и др./

Перемещение грузов с помощью конвейеров и скреперов принято называть д о с т а в к о й , перемещение грузов по рельсовым пу­ тям — о т к а т к о й , а по наклонным выработкам с углом наклона свыше 30° и по вертикальным выработкам — п о д ъ е м о м . На угольных шахтах основными видами транспорта по горным выработ­ кам являются рельсовый и конвейерный. На рудных шахтах обычно применяется рельсовый, конвейерный и скреперный транспорт. По горизонтальным выработкам грузы перемещаются конвейерами и электровозами по рельсовым путям, по наклонным выработкам — конвейерами и лебедками по рельсовым путям.

Многообразие применяемого транспортного оборудования и слож­ ность схем транспорта объясняются разнообразием горногеологи­ ческих условий, способов вскрытия и систем разработки место­ рождений.

В зависимости от условий залегания угольных пластов различают три основные схемы подземного транспорта: при наклонном и крутом падении пластов, при горизонтальном залегании и при пологом залегании пластов. Схема подземного транспорта складывается из транспортировки вдоль очистного забоя, из забоев подготовитель­ ных выработок, по промежуточным штрекам, по наклонным и глав­ ным откаточным выработкам, в околоствольных дворах и на стыках транспортных участков.

При наклонном и крутом залегании пласта полезное ископаемое вдоль забоя перемещается по почве или по рештакам под действием собственного веса, а при горизонтальном и пологом залегании — скребковыми конвейерами. По промежуточным штрекам транспорти­ ровка может осуществляться конвейерами или в вагонетках по рель­ совым путям. Наклонные выработки оборудуются конвейерами или канатной откаткой. По главным откаточным выработкам грузы перемещаются магистральными ленточными конвейерами и в боль­ шинстве случаев составами с помощью электровозов.

На рис. 1 показана схема транспорта на шахте с горизонтально залегающими пластами. Уголь из двух спаренных лав доставляется скребковыми конвейерами на ленточный или скребковый конвейер, установленный на сборном штреке, а затем поступает к погрузочному

пункту, где загружается в вагонетки. От погрузочного пункта до опрокидывателя, установленного в околоствольном дворе, груженые вагонетки по главному откаточному штреку доставляются элек­ тровозами.

На рис. 2 показана одна из схем транспорта, которая часто при­ меняется на шахтах, разрабатывающих два пологих пласта. Вскры­ тие месторождения произведено двумя вертикальными центрально сдвоенными стволами 1 и 2 и квершлагом 3. На бремсберговом поле выемка угля ведется от бремсберга 4 к границам двух крыльев. Доставка угля вдоль очистного забоя производится скребковыми конвейерами 5. Они подают уголь непосредственно на этажный откаточный штрек 6. Транспортировка угля по этажному откаточ­ ному штреку от погрузочного пункта 7 к бремсбергу производится электровозами по рельсовым путям. Груженые вагонетки с помощью

в составы и по главному откаточному штреку 9 и квершлагу 3 доста­ вляются электровозами в околоствольный двор к круговому опро­ кидывателю 10. С одного крыла на другое электровозы подаются по обходной выработке 11.

Разработка уклонного поля ведется от его границ к уклону. Уголь из лав скребковыми конвейерами 5 доставляется в промежу­ точный штрек 12, где последовательно установлены скребковый и ленточный конвейеры, а затем на ленточный конвейер в панельном уклоне 13. По панельному уклону уголь поступает на главный отка­ точный штрек 14 на горизонте околоствольного двора, где грузится в вагонетки, составы которых электровозами откатываются в около­ ствольный двор. Для доставки крепежных и вспомогательных мате­ риалов и оборудования, а также для перевозки людей параллельно конвейеру оборудована откатка одним концевым канатом с помощью однобарабанной лебедки. На некоторых шахтах параллельно уклону проводят третью выработку — вентиляционную.

Наиболее просто осуществить транспортировку угля на наклон­ ных и крутых пластах (рис. 3). Вдоль забоя уголь движется само­ теком под действием собственного веса и накапливается в нижней части лавы. Под лаву подаются вагонетки, которые загружаются через люки. Груженые вагонетки доставляются электровозом по штреку 1 и квершлагу 2 в околоствольный двор к угольному опро­ кидывателю 3.

Из рассмотренных транспортных схем наиболее сложной является схема транспорта на шахте, разрабатывающей несколько пологих пластов, так как она объединяет в одном грузопотоке различные по конструкции н принципу действия транспортные устройства и имеет большое число мест перегрузки с одного транспортного средства на другое.

Значительно упрощается схема транспорта и снижается трудо­ емкость работ на шахтах с пологими пластами при конвейеризации транспорта от забоя до горизонта околоствольного двора, а также

при ликвидации уклонных полей в результате вскрытия и подго­ товки новых горизонтов углубкой стволов и проведения капитальных квершлагов.

Схема транспорта упрощается также при переходе с прямого порядка отработки шахтного поля на обратный, так как при этом транспортные коммуникации находятся в целиках, и по мере подвигания выемочного забоя сокращается. Кроме того, отсутствует одновременная транспортировка груза из очистных и подготовитель­ ных забоев.

Самыми простыми являются схемы подземного транспорта на шахтах, разрабатывающих крутые и горизонтальные пласты. При выборе схемы транспорта стремятся к ее простоте и ликвидации многоступенчатости.

Основным технико-экономическим показателем степени эконо­ мичности транспорта является стоимость перевозки единицы веса груза (1 лг), а при локомотивной откатке — стоимость по отношению к единице условной транспортной работы—тонно-километру (ткм), которая определяется как произведение количества транспортиру­ емого груза на расстояние транспортировки.

Важными показателями работы транспорта являются его трудо­ емкость и производительность труда.

Трудоемкость определяется списочным числом рабочих, занятых на транспорте, и оценивается в человеко-сменах на 1000 т добычи или на 1000 ткм перевезенного полезного ископаемого. Величина производительности труда (величина, обратная трудоемкости) опре­ деляется в тоннах или тонно-километрах на одного обслуживающего рабочего.

Следующим технико-экономическим показателем является величина капитальных затрат на электромеханическое оборудование

итранспортные сооружения, отнесенная к 1000 т годовой добычи шахты. При этом учитывается также стоимость монтажа, доставки

ихранения оборудования. Стоимость транспортировки единицы веса груза (эксплуатационные расходы) складывается из амортизацион­ ных расходов, отчислений заработной платы трудящихся, занятых на транспорте, и начислений на нее, стоимости энергии, материалов, запасных частей, инвентаря и ремонта оборудования и сооружений.

Кроме того, при сравнении различных видов транспорта и транс­ портных схем следует учитывать возможные потери качества полез­ ного ископаемого, а также увеличение некоторых расходов, обусло­ вленных требованиями транспорта (например, увеличение размеров сечения выработок, времени и стоимости их поддержания и др.).

Г л а в а I

ДОСТАВКА ПОД ДЕЙСТВИЕМ СОБСТВЕННОГО ВЕСА § 1. Область и условия применения

Принцип действия самотечного (гравитационного) транспорта заключается в перемещении горной массы по наклонной плоскости под действием собственного веса.

Самотечный транспорт широко применяется в горнодобывающей промышленности при разработке наклонных и крутых пластов в угольных шахтах и при спуске руды по скатам и восстающим выра­ боткам в рудных шахтах. Спуск крепежного леса и закладочного материала по шурфам и скважинам также относится к само­ течному транспорту.

Самотечный транспорт по наклонной плоскости осуществляется скольжением насыпного груза вниз по почве, желобам (рештакам), трубам или деревянному настилу. Спуск по почве наиболее прост и не требует специальных приспособлений, однако по сравнению со спуском по листам, настилу и т. д. имеет следующие недостатки: возможен только при углах падения свыше 38°, при слабой почве происходит засорение полезного ископаемого, поток груза при дви­ жении растекается, что приводит к частичной потере полезного ископаемого.

На частицу горной массы, лежащую на наклонной плоскости, действуют следующие статические силы: сила тяжести G, нормальная реакция плоскости N и сила трения FTp (рис. 4).

Силу тяжести G можно разложить на две составляющие: про­ дольную G sin р и перпендикулярную Geos (5. Сила G sin (J напра­ влена вдоль пути перемещения груза. Сила G cos (3 обусловливает появление силы трения G cos р/ = JPtp, которая направлена в сто­ рону, противоположную направлению движения.

где / — коэффициент трения.

При Р <С. О движение под действием собственного веса невоз­ можно и для перемещения частицы горной массы необходимо

применить внешнюю силу. Движение груза под действием собствен­ ного веса возможно, когда Р > 0, т. е. при условии G sin р > G cos/, или tg р > /. Это соотношение представляет собой условие, ограни­ чивающее возможность применения самотечного транспорта.

Для спуска груза при выработке с небольшим углом наклона принимаются специальные меры для уменьшения коэффициента

N

Рис, 4. К определению условий движения груза по наклонной плоскости

трения. Это достигается применением металлических эмалированных листов, желобов (рештаков) и деревянного настила. Соответствующие значения коэффициента трения и минимальных углов наклона прияедены в табл. 1.

Влажный и мелкий материал требует больших углов наклона. Мелочь, особенно мокрый штыб, задерживается на всех неровностях наклонной поверхности, образуя постель, которая увеличивает силу трения.

Широкое использование самотечного транспорта объясняется его простотой и невысокой стоимостью, так как при этом не применяются «сложные транспортные механизмы и устройства и не расходуется электрическая или пневматическая энергия.