Канатні транспортні установки (стр. 1 из 3)

КАНАТНІ ТРАНСПОРТНІ УСТАНОВКИ

1. Призначення і класифікація

При будівництві підземних споруд (шахт) канатні транспортні установки використовуються для перевезення гірничої маси, людей і допоміжних матеріалів по похилих і вертикальних виробках з кутом р від 6 до 900, а також по виробках з хвилястим профілем і викривленою і расою. Канати, за допомогою яких переміщують вантажі у вагонетках або скіпах, приводяться в рух лебідкою або малою підйомною машиною.

Завдяки простоті будови і можливості застосування в різних гірничо-геологічних умовах, канатні пристрої відігравали помітну роль ще на ранній стадії механізації виробничих процесів.

Так, коловороти (прототипи теперішніх лебідок) використовувались для підйому вантажів із ям. Перший проект транспортування матеріалів по похилих коліях був розроблений в 1752 р. для Чигирського рудника (Алтай). Згідно з ним дві вагонетки переміщувались за допомогою канатів і коловорота.

Більш потужна установка створена в 1783 р. за проектом К.Д. Фролова на Змііногорському руднику, де вантажі в посудинах переміщувались по лежневих шляхах уже із застосуванням водяного колеса. Впровадження гідравлічних і парових машин, а пізніше—електричних двигунів і металевих канатів дозволило набагато розширити галузь використання транспортних засобів.

Рис. 1. Схеми канатних відкаток

Канатні установки розподіляють: за кутом нахилу— на установки для горизонтальних, слабо похилих і похилих виробок; за типом лебідок—одно-двобарабанні та із шківами тертя; за видом транспортування — із застосуванням одно-, двокінцевого і нескінченного канатів; за кількістю колій—одно- і двоколійні; за кількістю лебідок — з одною і двома лебідками; за кількістю канатів — з одним, двома, трьома і нескінченним канатами.

Під час проведення виробок переміщення вантажів установками з одним кінцевим канатом (рис. 1, а) може бути здійснене при кутах нахилу р>6°, коли зворотний рух посудин проходить за рахунок їхньої сили ваги. Максимальне значення р для перевезення матеріалів у вагонетках становить не більше 30°; при кутах нахилу більших 25° вони обладнуються спеціальними щитками, які перешкоджають розсипанню вантажу.

Якщо <6°, переміщення матеріалів можливе таким чином: головним і хвостовим канатами за допомогою лебідок 1, 2 (рис. 1, б); однією лебідкою 4 при наявності кінцевого (3) і з'єднувального (7) канатів (рис. 1, в); двома кінцевими канатами (рис. 1, г); цими ж канатами із застосуванням зєднувального (рис. 1,д).

Установки з барабанними лебідками працюють циклічно, тому ефективність їхнього використання залежить від довжини транспортування і тривалості маневрових операцій на кінцевих пунктах. Максимальна продуктивність відкатки одним кінцевим канатом за допомогою потужних лебідок при L=600 м і куті нахилу 15° становить 100...110 т/г, а двома кінцевими канатами — 200... 250 т/г.

Значення L, яке обумовлюється канатомісткістю барабана лебідок, дорівнює 600...700 м, а для малих підйомних машин 1 500... 2000 м.

Установки з нескінченним канатом 6 (рис. 1, е) обладнані лебідками 5 із шківами тертя. Продуктивність в даному випадку досягає 400 т/г, а довжина транспортування по похилих виробках — 1 000 м. Проте висока трудомісткість і небезпечність робіт перешкоджають широкому розповсюдженню таких відкагок.

При перевезенні вантажів однокінцевим канатом застосовують однобарабанні лебідки (машини), а двокінцевим—двобарабанні. Позначення типу лебідки, наприклад Ц-1,6хІ,2, розшифровують так: однобарабанна (Ц) лебідка з діаметром барабана 1,6 м і шириною 1,2 м.

Таблиця 1

Основні типи і параметри лебідок і малих підйомних машин

Тип	Статичний натяг, кН	Максимальна швидкість руху, м/с	Діаметр каната, мм	Максимальна довжина відкатки, м	Потужність двигуна, кВт	Маса (без електроустаткування), т
Ц-1,2Х1,0	25	3,0	22,5	414	75	9,3
2Ц-1,2ХО,8	25	3,0	22,5	240	75	10,9
Ц-1,6ХІ,2АР	40	4,5	25	620	160	14,0
2Ц-1,6х0,8	40	4,5	25	390	160	16,3
Ц-2х1,5АР	63	5,6	30,5	836	320	29,4
2Ц-2ХІ.2	63	5,6	30,5	630	320	35,0
Ц-2,5Х2АР	90	7,5	32	1370	630	43,0
2Ц-2,5х1,2	90	7,5	32	780	630	55,0
ІХЗХ2.2АР	140	9,0	37	1370	1 250	63,0
2Х3Х1,5	140	9,0	37	1005	800	78,0

Машини канатних транспортних установок підрозділяють: за призначенням - на магістральні і маневрові; за видом приводу— на барабанні та із шківами тертя; за кількістю барабанів - на одно- і двобарабанні.

Призначені дії канатних транспортних установок лебідки і малі підйомні машини розрізняються діаметрами барабанів, які становлять: у першому випадку — до 1,6 м, у другому — від 2 до 3 м. При будівництві підземних споруд (шахт) в основному використовують однобарабанні машини (табл. 1).

2. Устаткування

Канатна транспортна установка складається із лебідки (малої підйомної машини), канатів, допоміжних і запобіжних пристроїв.

Барабанна лебідка (рис. 2) включає: гальмову систему /, покажчик глибини 2, один або два барабани 3, змонтовані на корінному валу, редуктор 4, приводний асинхронний електродвигун 5 із фазним ротором і раму 6.

Рис. 2. Барабана лебідка

Для зручності транспортування по підземних гірничих виробках рама і барабани діаметром більше 1 200 мм виготовлені розбірними. У двобарабанних лебідок і малих підйомних машин один барабан заклинений на валу шпонками, а другий з'єднаний з ним за допомогою механізму перестановки. Для укладання першого шару каната футеровка барабанів, реборди яких допускають тришарову навивку, має канавки. Кінці канатів закріплені на лобовинах барабанів болтами і жимками.

Гальмова система складається з двох пар колодок і пружинно-гідравлічного (пневматичного) приводу. Колодки, діючи синхронно, виконують функції робочого і запобіжного гальм. Перше з них служить для здійснення маневрових операцій, а друге — для зупинки машини в аварійній ситуації.

Покажчик глибини, безпосередньо зв'язаний з корінним валом, дозволяє визначити місцезнаходження посудин в похилій виробці. Для контролю підходу вагонеток до приймально-відправних площадок встановлені відцентрові реле швидкості.

Редуктор являє собою самостійний вузол, який за допомогою муфт одного боку приєднаний до корінного вала, а з другого— до приводного двигуна.

Канат складається із металевих дротів однакового або різного діаметру. Із них роблять пасма, які укладають на органічний сердечник, якщо в один бік, ю такі канати мають паралельне плетиво, а якщо в різні — хрестове. Перші швидко розкручуються, але менше зношуються. Вони використовуються на скіпових підйомах, де не потрібна перечіпка посудин.

Канати хрестового плетива більш стійкі проти розкручування, відрізняються підвищеною жорсткістю, але швидше виходять і-і ладу. Такими канатами оснащують лебідки, призначені для транспортування вантажів у вагонетках.

Допоміжні і запобіжні пристрої включають причіпні пристрої для з'єднання канатів з посудинами; підтримуючі ролики і шківи, які установлюють уздовж рейкових колій, щоб не допустити волочіння канатів по шпалах; дистанційно керовані стопори і бар'єри на приймальній площадці, що не дозволяють скочуватися вагонетка похилу виробку; колійні (стаціонарні) і причіпні уловлювачі, які утримують посудини при обриві каната.

3. Розрахунок канатних установок

Кількість вагонеток в составі із умови міцності зчіпки для вантажного підйому становить

(1)

а для пасажирського —

(2)

де Fзч — допустиме зусилля на зчіпці вагонетки, Н; m, mо— маси вантажу і порожньої посудини (скіпа), кг;

—максимальний кут нахилу виробки,...°; — коефіцієнт основного опору рухові вагонеток, = 0,007... 0,01; 90— середня маса одного пасажира, кг;

nп — число посадочних місць у вагонетці.

Одержане значення г округлюють до ближчого меншого цілого числа. За умовами експлуатації приймають:

для вагонеток малої місткості, для великовантажних.

Вибір каната транспортної установки обумовлюється максимальним статичним натягом Fmax Н, який виникає при підйомі состава навантажених вагонеток:

(3)

Тут

—середній кут нахилу рейкових колій,...°; mк—лінійна щільність каната, кг/м; Lр—розрахункова його довжина, м; —коефіцієнт опору рухові каната: при переміщенні по роликах = 0,15...0,35, а при волочінні по грунту або шпалах = 0,4...0,6.

Середній кут нахилу рейкових колій

(4)

де

- кути нахилу ділянок траси,...°; L1, L2,…Ln - довжини відрізків колій з постійним кутом, м. Розрахункова довжина каната