Подъем по вертикальным стволам

Подъем грузов по вертикальным стволам шахт является разновидностью канатного транспорта. В понятие «подъем» входит также спуск различных грузов по стволу.

Подъемные установки состоят из следующих основных частей: копра, подъемных сосудов, подъемных канатов, направляющих шкивов и подъемных машин. К подъемной установке относится также устройство для загрузки сосудов. Помимо общих для всех подъемных установок элементов в состав их может входить электрический агрегат, предназначенный для питания электродвигателя подъемной машины постоянным током, а также хвостовой канат, подвешиваемый под подъемными сосудами для уравновешивания.

Копры. Для выполнения транспортных операций по вертикальным стволам шахт над ними устанавливают копры — сооружения, предназначенные для установки направляющих шкивов, крепления направляющих проводников и разгрузочных кривых для скипов и опрокидных клетей, крепления посадочных устройств клетей, а также для расположения на них многоканатных подъемных машин. Копры воспринимают нагрузку от натяжения подъемных канатов, от веса оборудования, расположенного на копре, от давления ветра и т. д.

В зависимости от материала копры делят на металлические, деревянные и железобетонные, а в зависимости от назначения — на проходческие и эксплуатационные. На угольных шахтах наибольшее распространение получили металлические копры.

По конструкции копры разделяют на А-образные, четырех-стоечные, башенные и шатровые. В башенных копрах подъемные машины располагают на копре. Копры эти имеют большое распространение. Высота обычных копров составляет от 15 до 50 м. Высота башенных копров достигает 100 м и более.

Подъемные сосуды. В настоящее время для подъема угля или породы применяют клети и скипы. Клети бывают одноэтажные, двухэтажные и многоэтажные. Для безопасного движения клетей их оборудуют направляющими и парашютными устройствами. Парашюты в случае обрыва каната удерживают клеть на проводниках при помощи особых устройств, действующих автоматически.

Скип представляет собой металлический сосуд, который автоматически загружается углем из бункера в околоствольном дворе и автоматически разгружается на поверхности. По типу разгрузки скипы классифицируют на опрокидывающиеся, с разгрузкой через дно или сбоку при опрокидывании заслонки.

Схемы клетевого подъема и разгрузки клетей

а-в неопрокидных (обычных) клетях; б-в опрокидных клетях

1-подъемные машины, 2-подъемные канаты, 3-направляющие шкивы, 4-обычная клеть в положении разгрузки, 5-круговой опрокидыватель, 6-бункеры с питателями, 7-ленточные конвейеры, 8- обычная клеть в положении загрузки, 9-груженые вагонетки, 10-опрокидная крепь в положении разгрузки, 11- опрокидная крепь в положении загрузки

Схема скипового подъема

1-груженая вагонетка, 2-круговой опрокидыватель, 3-дозатор, 4-скипы, 5-подъемные машины, 6-подъемные канаты, 7-направляющие шкивы, 8-приемный бункер с питателем, 9-ленточный конвейер

Скипы по сравнению с клетями имеют ряд преимуществ:

-большую пропускную способность, поскольку скипы изготовляются большой вместимости: 5; 9,5; 11; 15; 20; 30 и 50 т;

-меньшие размеры;

-позволяют иметь в околоствольном дворе и на поверхности сооружения меньшего объема;

-меньшие затраты на подъем 1 т угля.

К недостаткам скипов относятся:

-необходимость в клетевом подъеме вследствие того, что скипы нельзя использовать для подъема людей, оборудования, крепежных материалов;

-обильное пылеобразование при загрузке и разгрузке скипов углем, в связи с чем скипами не разрешается оборудовать вентиляционные стволы.

При применении опрокидных клетей исключаются недостатки скипов. Вагонетки, груженные углем, не выкатывают из опрокидных .клетей, а разгружают при опрокидывании клети. После разгрузки вагонетки вместе с опрокидной клетью возвращаются в околоствольный двор. Опрокидные клети при разгрузке могут наклоняться на угол 45 и 135°.

Подъемные машины представляют собой основную часть шахтной подъемной установки. Их разделяют на однобарабанные, двухбарабанные, с ведущим шкивом трения и многоканатные. Малые подъемные машины с одним или двумя цилиндрическими барабанами диаметром 2000, 2500 и 3000 мм предназначены для оборудования подъемных установок, наклонных и вертикальных стволов шахт небольшой и средней производственной мощности.

По конструктивному исполнению все малые подъемные машины одинаковы и различаются только числом барабанов, их размерами, а также верхним и нижним расположением гидравлического привод тормоза.

Крупные подъемные машины с барабаном диаметром более 3000мм изготовляются следующих типов однобарабанные с не разрезным цилиндрическим барабаном, разрезным цилиндрическим барабаном и бицилиндроконическим барабаном, двухбарабанные с цилиндрическими барабанами и ведущим шкивом трения.

Однобарабанная подъемная машина с бицилиндроконическим барабаном

Двухбарабанная подъемная машина с цилиндрическими барабанами и ведущим шкивом трения

Схема работы подъемной установки состоит в следующем при вращении органа навивки (барабана) канат наматывается на барабан, подвешенный на этом канате сосуд поднимается по стволу, в то время как другой канат сматывается с барабана и подвешенный на нем сосуд опускается После того как подъемные сосуды достигнут конечных пунктов и разгрузятся или загрузятся, направление вращения двигателя изменяют на обратное и подъемные сосуды двигаются в противоположном направлении.

В подъемных машинах с ведущим шкивом трения вместо барабанов для навивки подъемных канатов применяют одножелобчатые приводные шкивы трения. Подъемный канат только огибает приводной шкив, а оба его конца присоединены к подъемным сосудам Подъемные сосуды движутся по стволу за счет силы трения, возникающей между подъемным канатом и приводным шкивом, вращающимся от электродвигателя. Все подъемные машины выпускают в настоящее время только электрическими.

Разработка угля на глубоких горизонтах обусловила создание высокопроизводительных подъемных установок нового типа, так как использование в этом случае обычных машин становится нерациональным Вопрос подъема грузов с больших глубин сравнительно просто решается применением многоканатной системы подъема.

Многоканатные подъемные машины, так же как и одноканатные машины со шкивом трения, основаны на принципе использования сил трения, развивающихся между канатами и футеровкой ведущих шкивов. Однако между этими машинами есть разница, заключающаяся в том, что в одноканатных подъемных установках со шкивами трения подъемные сосуды крепятся к одному канату, перекинутому через шкив трения подъемной машины, а в многоканатных — к нескольким (двум, четырем, шести, восьми), перекинутым через общий многоручейковый шкив трения.