Условия работы электровозного транспорта

Задачи расчета: выбор типа электровоза и вагонетки; определение числа вагонеток в составе, числа электровозов, производительности одного электровоза, расхода энергии и потребной мощности тяговой подстанции.

Исходя из производительности шахты и длины откатки принимаем контактный электровоз K14M (см. 10.1) и вагонетку с глухим кузовом типа ВГ4,5А (см. табл. 9.2), технические характеристики которых см. табл. 9.1 и 10.1.

Обработка исходных данных. Действительную схему транспорта (рис. 10.10, а) заменяем на расчетную (рис. 10.10, б).

Так как электровозы закреплены за составами, то согласно расчетной схеме средневзвешенное расстояние транспортирования определяем по формуле (10.2):

Средний уклон пути (расчетный) i_c = i_p = 4‰.

Суммарная сменная производительность всех 6 ортов откаточного горизонта Q_см = 2980 т.

Определение числа вагонеток в составе. Масса поезда при трогании на подъем на засоренных путях у погрузочных пунктов при ψ = 0,18 (см. табл. 10.2), ω_г = 5 Н/кН и ω_п = 8 Н/кН (см. табл. 10.3), i_p = 4‰, ω_кр = 0, .a = 0,03 м/c² и Р = 14 т вычислим по формуле (10.7):

Масса вагонетки ВГ4,5А G₀ = 4,2 т, вместимость кузова V_в = 4,5 м³ (см. табл. 9.1). Тогда число вагонеток в составе

Принимаем z=10.

Определим параметры состава:

масса груза в одном вагоне

G = 4,5·2,5 = 11,25 т;

действительная масса порожнего поезда

G_п.п = 10·4,2 = 42 т;

масса груженого поезда без локомотива

G_п.г = 10 (11,25 + 4,2) = 154,5 т;

длина поезда

l_n = l_э + zl_в = 5,21 + 10 · 4,1 = 46,2 м.

Проверка массы поезда по условию торможения. Допустимая скорость груженого поезда n_доп.г. на расчетном преобладающем уклоне определим по формуле (10.10), учитывая, что l_т £ 40 м, В_доп = 0 (на электровозе не установлены рельсовые электромагнитные тормоза) и

Таким образом, допустимая скорость:

Проверка массы поезда по условию нагрева тяговых двигателей электровоза. Эффективный ток тягового двигателя I_эф электровоза К14М определяем по формуле (10.13), а длительный ток I_дл £ 122 А — по его технической характеристике (см. табл. 10.1).

Предварительно по формулам (10.14) и (10.15) вычислим установившуюся силу тяги, отнесенную к одному двигателю, в грузовом F_г и порожняковом F_п¢ направлениях:

Согласно электромеханической характеристике электродвигателя ДТН45 полученным значениям силы тяги соответствуют токи I_г = 34 А и I_п = 86 А.

Время движения груженого состава определим исходя из допустимой по торможению скорости движения n_доп. _г = 15,3 км/ч:

а время движения порожнего состава — исходя из скорости движения v_п согласно электромеханической характеристике: при силе тока I_п = 86 А скорость n_п = 20,5 км/ч. Таким образом,

Продолжительность пауз q_ц включает продолжительность маневровых операций (см. табл. 10.4) и резерв времени на различные задержки (10 мин):

q_ц = 10·2,0 + 10·0,67 + 10 = 36,7 мин.

Продолжительность одного рейса

t_р = 9,7 + 6,8 + 36,7 = 53,2 мин.

Эффективный ток [см. формулу (10.13)]

Таким образом, I_эф < I_дл, поэтому оставляем в составе 10 вагонеток (z = 10).

По полученным результатам расчетов массы состава по условиям трогания, торможения и нагрева двигателей принимаем окончательное число вагонеток в составе z = 10.

Длина поезда составляет 46,21 м, следовательно, длина разминовки для размещения поезда должна быть не менее 48—50 м.

Определение числа электровозов и их производительности. Число рейсов одного электровоза за смену [см. формулу (10.18)]

а потребное число рейсов в смену [см. формулу (10.19)]

Число электровозов, необходимых для работы,

Принимаем резерв электровозов N_рез = 2, а инвентарное число электровозов N_и = 7 + 2 = 9.

Сменная производительность электровоза

Расход энергии на электровозный транспорт. Расход энергии за один: рейс, отнесенный к колесам электровоза [см. формулу (10.24)],

Расход электровозом энергии за рейс, отнесенный к шинам подстанции [см. формулу (10.25)],

Удельный расход энергии на шинах подстанции, отнесенный к 1 т-км транспортируемого груза [см. формулу (10.26)],

Общий расход энергии за смену [см. формулу (10.27)]

Э_см = Э_удQ_смL_г = 0,137·2980·1,86=760 МДж

Потребную мощность тяговой подстанции оцределяем по формуле (10.28) при коэффициенте одновременности

и среднем токе [см. формулу (10.29)]

Таким образом, потребная мощность тяговой подстанции

Р_ст = 10^-3k₀UI_срN_р = 10^-3·0,69·250·110,8·7 = 137,8 кВт.

Принимаем одну тяговую подстанцию АТП-500/275М мощностью 137,5 кВт.

10.6. Организация движения электровозного транспорта

Служба внутришахтного транспорта (ВШТ) осуществляет оперативное руководство движением груженых, порожних и пассажирских составов, своевременную и бесперебойную подачу порожних вагонеток и вспомогательных грузов к рабочим участкам, надзор за исправностью подвижного состава, тяговой сети, рельсовых путей, проведение текущих ремонтов транспортного оборудования и откаточных выработок.

Работа электровозной откатки организуется в соответствии с технологическим паспортом рудной шахты, в который входят: характеристика подвижного состава; расчет электровозного транспорта и масса состава для каждого горизонта; расстановка вагонеток по шахте; схемы рельсовых путей откаточных горизонтов, а также у мест погрузки и разгрузки; схема тяговой сети с указанием мест расположения питающих пунктов; инструкционно-технологические карты, регламентирующие порядок движения составов по откаточным выработкам, маневровые операции на пунктах погрузки и разгрузки; техническое обслуживание электровозов и вагонеток и др.

На рудных шахтах с большим числом часто перемещаемых погрузочных пунктов применяют организацию движения с закреплением электровоза за определенным составом, при этом электровоз протягивает состав в процессе погрузки и разгрузки. При такой организации движения упрощается диспетчерское управление, однако использование электровозного парка недостаточное.

При небольшом числе относительно стабильных погрузочных пунктов электровоз не закрепляют за определенным составом. Электровозы перемещают составы только на перегонах, а вагонетки при погрузке и разгрузке перемещают различными маневровыми устройствами. Такой вид организации позволяет повысить эффективность использования парка электровозов, однако при этом усложняется диспетчерская служба и требуется дополнительное маневровое оборудование (толкатели, лебедки, маневровые электровозы).

Использование составов, включающих вагонетки с донной разгрузкой (см. рис. 9.3), образующие секционный поезд, позволяет организовать поточную технологию работы электровозного транспорта, при которой обеспечивается высокая производительность благодаря комплексной механизации всех взаимосвязанных между собой транспортных операций — погрузки, транспортирования и разгрузки. При поточной технологии откатки исключаются маневровые операции и ручной труд по сцепке и расцепке вагонеток, отсутствуют опрокидыватели на разгрузочных пунктах.

Для обеспечения плановой откатки и ее увязывания с другими транспортными установками и подъемом составляют графики движения поездов. При работе двух или трех электровозов в однопутной выработке организацию движения поездов осуществляют по графику встречного движения со скрещениями (рис. 10.11, а), эстафетному графику (рис. 10.11, б) или комбинированному.

Электровозы, работающие по графику встречного движения со скрещениями, встречаются на разминовках, что вызывает простои поездов вследствие неодинаковой длины перегонов.

При организации движения по эстафетному графику откаточный участок разделяют на ряд перегонов, число которых соответствует числу работающих электровозов. Откатку на каждом перегоне производят одним определенным электровозом с перецепкой составов на разминовках. Такой график применяют при длине откатки свыше 2 км.

При вычерчивании графика движения локомотивов по оси абсцисс откладывают время с 2-, 5- или 10-минутными интервалами, а по оси ординат — расстояние в метрах между начальным и конечным пунктами движения. Движение локомотива на графике изображается наклонными линиями, простои и маневры — горизонтальными линиями.

Движение 3 и более электровозов по однопутному участку с несколькими обменными и погрузочными пунктами осуществляют по комбинированному, со скрещениями или эстафетному графику с устройством путевых разминовок через каждые 300— 400 м и применением аппаратуры блокировки стрелок и сигналов, а также связи машиниста электровоза с диспетчерской службой.

Рис. 10.11. Графики движения поездов: а — со скрещениями; б — эстафетный; 1 — электровоз № 1; 2 — электровоз № 2

При одновременной работе на участке 4 и более электровозов целесообразно переходить на двухпутное раздельное движение груженых и порожних составов.

Электровозы в течение смены работают либо по заранее составленному жесткому графику, либо маршрут их следования задается на каждый рейс диспетчером.

При грузообороте электровозного транспорта до 500— 1000 т/сут работа ВШТ контролируется горным диспетчером. При большем грузообороте, а также при одновременной работе более 8 электровозов на каждом добычном горизонте или 10 электровозов в смене вводится специальная диспетчерская служба движения.

В функции диспетчера входят: контроль и управление работой транспорта; обеспечение бесперебойного снабжения порожними вагонетками всех забоев и своевременного вывоза руды и породы; обеспечение своевременной перевозки людей к местам работы и обратно и др.

В камере диспетчера установлен пульт-табло с мнемосхемой откаточных путей, которые разделены на отдельные блок-участки, ограждаемые с двух сторон светофорами. Для управления электровозным транспортом используют телефонную связь, системы сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) стрелок и сигналов. Управление стрелочными переводами и светофорами осуществляется дистанционно диспетчером, который по сигналам на мнемосхеме определяет местонахождение поездов и положение стрелочных переводов и принимает решение о выборе маршрута. Диспетчер постоянно поддерживает связь с машинистами электровозов, осуществляемую по телефонному кабелю или контактному проводу.

Для оперативного управления работой электровозного транс порта на рудных шахтах применяется система сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) — комплекс технических средств, предназначенных для централизованного управления- движением поездов по откаточным выработкам в околоствольном дворе.

Устройства сигнализации (светофоры и связь) предназначены для обеспечения безопасного движения поездов и подачи сигналов машинистам электровозов, устройства централизации — для дистанционного управления сигналами и стрелочными переводами из диспетчерского пункта, устройства блокировки — для контроля за сигналами светофоров, положением стрелок, наличием подвижного состава на отдельных участках пути.

В зависимости от числа эксплуатируемых электровозов, расстояния транспортирования, производительности и степени сложности путевого развития применяют несколько систем СЦБ. Например, в пределах околоствольного двора и выработок откаточного горизонта используют систему, обеспечивающую централизованное диспетчерское управление светофорами и стрелочными переводами или автоматическое управление светофорами и стрелочными переводами отдельных блок-участков.

При работе более 3 электровозов на однопутных откаточных выработках с разминовками применяют аппаратуру автоматической двухсветовой сигнализации (АДС) и управления стрелочными переводами, а также управление одиночными стрелочнымипереводами машинистом из кабины движущегося электровоза. Аппаратура АДС обеспечивает автоматическое включение разрешающего (зеленого) света светофора при наличии запроса на свободный блок-участок, переключение зеленого света на красный при въезде на блок-участок идр.

Комплект аппаратуры СЦБ состоит из светофоров, путевых датчиков, приводов стрелочных переводов, централизованных аппаратов с релейными шкафами, реле, источников питания и др.

Светофоры, имеющие красный (запрещающий) и зеленый (разрешающий) сигналы, предназначены для обеспечения безопасности движения составов. По назначению светофоры разделяются на входные, выходные и проходные. Входные и выходные сигналы разрешают или запрещают вход или выход поезда на разминовку или с перегона в околоствольный двор. Проходные сигналы разрешают или запрещают движение поезда с одного участка на другой в пределах перегона или околоствольного двора. Светофоры располагают таким образом, чтобы их сигналы были видны машинисту локомотива на расстоянии не менее длины тормозного пути поезда.

Путевые датчики представляют собой приемные элементы, служат для связи подвижного состава с сигнальными и централизованными устройствами и автоматически регулируют движение локомотивов. В подземных условиях применяют механические, индуктивные, электроконтактные и другие датчики. Механический датчик выполняют в виде педали, при нажатии на которую колесом локомотива через рычажную систему замыкаются контакты электрической цепи сигнализации. Индуктивный датчик, представляющий собой катушку со стальным сердечником, устанавливают между рельсами. Принцип действия этого датчика основан на изменении магнитного поля при прохождении над ним локомотива. Контактный датчик выполнен в виде отрезка дополнительного контактного провода, при замыкании которого токоприемником с основным контактным проводом в схему СЦБ подается сигнал о прохождении электровоза.

В системах СЦБ используется аппаратура блокировки стрелок и сигналов АБСС-1М, состоящая из блока управления маршрутами, блока автоматического управления стрелками и бесконтактного преобразователя напряжения. Эта аппаратура обеспечивает автоматическое управление светофорами и приводами стрелочных переводов в зависимости от места нахождения поездов на путевых участках.

Для управления стрелочным переводом машинистом из кабины движущегося электровоза применяют комплекс аппаратуры НЭРПА-1, обеспечивающий перевод стрелки бесконтактным способом кнопкой местного управления, а также контроль положения и прижатия остряков стрелки. Комплекс включает в себя передатчик высокочастотных сигналов, приемник сигналов, пускатель ипривод стрелочного перевода.

В рудных шахтах на погрузочных и разгрузочных пунктах широко применяют систему дистанционного управления электровозом, при которой машинист покидает кабину и управляет движением состава и работой погрузочных и разгрузочных механизмов с переносного пульта управления. Дистанционное управление электровозом осуществляется с помощью высокочастотных сигналов (команд) по контактной сети. Участок контактного провода в местах погрузки и разгрузки изолируют от остальной сети. Команды на движение электровоза подаются контактором, соединяющим изолированный участок с контактной сетью. Аппаратура дистанционного управления рудничным контактным электровозом (АДУЭР) обеспечивает управление электровозом «Вперед» и «Назад», его затормаживание и включение звукового и светового предупредительных сигналов перед началом движения электровоза. Эта система позволяет повысить производительность труда процесса вывоза горной массы благодаря совмещению функций оператора погрузочной или: разгрузочной установки и машиниста электровоза.

На крупных зарубежных рудных шахтах, например «Кируна» (Швеция), внедрены автоматические системы управления (АСУ) подземным электровозным транспортом. Откатка руды, осуществляется в вагонетках с донной разгрузкой (см. рис. 9.3) по замкнутой схеме, благодаря чему достигаются более высокие скорости движения (до 25 км/ч) и увеличивается пропускная способность электровозного транспорта. Откатка производится контактными электровозами со сцепным весом 650 кН, составами по 16—18 вагонеток с донной разгрузкой (грузоподъемность одного состава 420—460 т).

АСУ состоит из подсистемы сдвоенных компьютеров, подсистемы передачи данных, системы автоматического управления поездом, дистанционного управления погрузкой, логического устройства с программным управлением для дробильного отделения.

Информация о занятости путей и положении стрелок и сигналов через систему передачи данных поступает на мнемосхему и систему компьютеров в центр управления электровозным транспортом. Роль передающей антенны выполняет петля из одножильного кабеля, проложенного вдоль пути над контактным: проводом. На электровозе установлена приемная антенна. Команда, принимаемая антенной, дешифрируется и поступает на управляющее устройство электровоза.

После ухода состава с места разгрузки АСУ выбирает в соответствии с планом очередности нужный пункт погрузки и оптимальный маршрут движения. Скорость электровоза задается через устройства автоматического управления поездами. Компьютерная системанепрерывно следит за движением поезда.

По прибытии поезда к месту погрузки на мнемосхеме появляется сигнал. Оператор приступает к дистанционному управлению погрузкой, наблюдая за процессом на телеэкране, передача изображений на которой осуществляется от телекамеры, установленной на погрузочном пункте. После загрузки состава по команде оператора компьютерная система направляет состав на соответствующий пункт разгрузки.

Автоматическое вождение поездов с помощью ЭВМ и промышленного телевидения позволяет повысить пропускную способность электровозного транспорта, сократить число подвижных составов и обслуживающего персонала, повысить безопасность труда.

10.7. Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт электровозов

К управлению электровозом допускаются лица, имеющие свидетельство на право управления данным типом электровоза. Перед отправкой в рейс машинисту выдают путевой лист, в котором отмечается маршрут, количество груза, которое необходимо перевезти, и др.

Перед началом работ машинист должен проверить исправность вагонеток и электровоза, а перед пуском электровоза — наличие масла в редукторах, состояние электрооборудования, наличие песка в песочницах, работу тормозов и др.

В процессе движения электровоз должен находиться в голове состава. Нахождение электровоза в хвосте состава допускается только при выполнении маневровых операций на участке протяженностью не более 300 м при скорости движения не более 2 м/с (7,2 км/ч).

Критерии отказов и предельных состояний основных узлов электровозов (на примере электровозов К14М и КТ14):

ходовая часть — чрезмерный нагрев корпуса редуктора и буксы, повышенный шум или стук в редукторе, разность износа бандажей между колесными парами 7 мм или предельный износ бандажей более 10 мм;

- рама — излом кронштейнов и скоб тормозной системы и подвески двигателя, предельный износ направляющих букс;

- пневмосистема — наличие утечки воздуха, отсутствие давления в системе, потеря управления пневмоаппаратами;

- тормозная система — пневмоцилиндры не развивают усилия, излом пружины стояночного тормоза, предельный износ тормозных колодок;

- песочная система — отсутствие подачи песка под колеса, при воздействии на рычаг взрыхления песка рыхлитель не проворачивается.

Перечисленные отказы, а также отказы электрооборудования электровоза устраняют согласно инструкции завода-изготовителя.

В процессе эксплуатации электровоза машинист, его помощник иэлектрослесари производят ежесменное, ежесуточное и еженедельное техническое обслуживание, ежемесячное ремонтное обслуживание, текущий ремонт (через 6—7 мес). Один раз в год производят капитальный ремонт в центральных электромеханических мастерских или на рудоремонтном заводе.

Объем работ по этапам обслуживания электровоза производят в соответствии с инструкцией по эксплуатации конкретного типа электровоза.

При ежесменном техническом обслуживании проверяют техническое состояние электровоза, производят внешний осмотр, контролируют крепление всех сборочных единиц, выявляют технические повреждения, проверяют тормоза, систему подачи песка под колеса, давление в пневмосистеме.

При ежесуточном техническом обслуживании выполняют комплекс работ по ежесменному обслуживанию, а также проверяют зазоры между колодками и бандажами колес и др.

Еженедельное обслуживание включает проверку технического состояния ходовой части, пневмосистемы, наличия масла в редукторе компрессора и др.

Ежемесячное ремонтное обслуживание включает все операции по ежесменному, ежесуточному и еженедельному обслуживанию, а также проверку электрооборудования и проведение необходимых ремонтов отдельных сборочных единиц.

Текущий ремонт включает ремонтно-восстановительные работы ходовой части, тормозной системы, песочной системы, привода токоприемника, пневмосистемы и электрооборудования согласно перечню необходимых работ по инструкции.

При аварийных повреждениях производят неплановые ремонты, которые фиксируются актом по установленной форме.

Согласно правилам безопасности машинисту запрещается: эксплуатировать неисправный электровоз; покидать его во время движения; самовольно передавать управление электровозом другому лицу; перевозить людей в вагонетках, не приспособленных для этих целей; эксплуатировать электровоз на неисправных рельсовых путях; открывать двери при движении и высовываться из кабины; работать на электровозе при неисправных блокировках; производить осмотр и ремонт электровоза на стоянках при поднятом токоприемнике.

10.8. Эксплуатация тяговой сети

Для обеспечения бесперебойной работы электровозного транспорта бригада электрослесарей проводит ремонтный осмотр тяговой сети, при котором особое внимание обращается на состояние подвески и растяжки контактного провода, участковых изоляторов и разъединителей, питающих и отсасывающих пунктов, а также проверяют наличие на рельсовых путях стыковых межрельсовых и межпутевых соединений. При обнаружении касания контактного провода с любыми посторонними предметами необходимо немедленно снять напряжение в тяговой сети. Наиболее характерным повреждением является «выскакивание» контактного провода из зажима вследствие ослабления стягивающих болтов, что может привести к отклонению контактного провода и соскальзыванию токоприемника при движении электровоза.

Один раз в месяц производят планово-предупредительны» ремонт тяговой сети, включающий электрическое и механическое испытание тяговой сети, очистку подвесной арматуры от пыли и грязи, тщательный осмотр с проведением необходимого ремонта. При обнаружении трещин в изоляторах последние подлежат замене. Контактный провод заменяют в том случае, если его износ превысил допустимую величину: 30% для провода сечением 100 мм² и 20% — для проводов сечение 65 и 85 мм².

Основные правила безопасности: ремонт контактной сети производят при выключенном на этом участке напряжении и при заземленном контактном проводе; электрослесари, выполняющие ремонт тяговой сети, должны быть в резиновых перчатках, а осуществляющие подъем контактного провода с почвы — еще и в резиновых ботах.

В процессе эксплуатации электровозного транспорта обесточивают контактный провод в местах погрузки и разгрузки длинномерных грузов и оборудования, а также на время спуска и подъема смены рабочих на расстоянии 50 м от ствола.

Вопроси для самопроверки

1. Дайте классификацию рудничных локомотивов и укажите область их; применения.

2. Какими эксплуатационными преимуществами и недостатками обладают контактные электровозы?

3. Объясните конструкцию рессорной подвески электровоза (см. рис. 10.4).

4. Объясните конструкцию тормозной системы электровоза (см. рис. 10.5).

5. Какие функции выполняет пневмосистема электровоза?

6. Что относится к электрическому оборудованию контактных электровозов?

7. Что такое электромеханическая характеристика тягового двигателя- электровоза?

8. Дайте характеристику систем управления тяговыми двигателями электровоза.

9. Из каких элементов состоит контактная сеть?

10. Изложите порядок расчета массы состава и числа вагонеток в составе.

11. Назовите допустимый ПБ тормозной путь при перевозке грузов, людей.

12. Что такое СЦБ?

13. При каких неисправностях электровоз не выпускается на линию?

11. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОВОЗНОГО ТРАНСПОРТА НА ПОГРУЗОЧНЫХ ПУНКТАХ И В ОКОЛОСТВОЛЬНОМ ДВОРЕ

11.1. Устройства для загрузки вагонеток

Загрузку вагонеток осуществляют на погрузочных пунктах, представляющих собой совокупность горных выработок, транспортного оборудования и устройств, предназначенных для погрузки руды в составы вагонеток.

Погрузочные пункты шахт по добыче руд черных и цветных металлов и горно-химического сырья в зависимости от производительности горизонта располагают на штреке или в ортах. Протягивание вагонеток при погрузке осуществляется электровозом, поэтому не требуется применения дополнительного маневрового оборудования. При загрузке обычных вагонеток (не оборудованных козырьками для перекрытия межвагонеточного пространства) во время прохода межвагонеточного пространства под погрузочным пунктом погрузку прекращают.

По способу загрузки руды, аккумулируемой в очистном пространстве и выпускаемой на откаточный горизонт, различают погрузочные пункты люковые, оборудованные затворами различных конструкций, скреперные, с вибролюками и вибропитателями, с погрузкой погрузочной или погрузочно-транспортной машиной.

Для погрузки руды в вагонетки широко применяют дистанционно управляемые затворы (см. 12.3), а также высокопроизводительные вибропитатели, обеспечивающие выпуск руды из очистного пространства, и вибролюки, служащие для выпуска руды из рудоспусков (см. 14.3).

Загруженные рудой составы по откаточным выработкам поступают в околоствольный двор, где осуществляется разгрузка вагонеток, дробление руды, ее погрузка в скипы и подъем на поверхность. На рудных шахтах небольшой мощности руда в вагонетках доставляется на поверхность клетевым подъемом.

11.2. Типы и схемы околоствольных дворов

Околоствольный двор, представляющий собой совокупность торных выработок, соединяющих шахтные стволы с откаточными выработками горизонта, предназначен для пропуска грузов, выдаваемых из шахты на поверхность и поступающих с поверхности в шахту, а также для размещения установок энергоснабжения, вентиляции и водоотлива.

В околоствольном дворе производят маневровые операции, сортировку вагонеток с различными грузами, разгрузку вагонеток и загрузку скипов, обмен вагонеток у клетевого подъема, а также прием людей, спускающихся в шахту и поднимающихся на поверхность.

Откаточные пути, находящиеся в околоствольном дворе и примыкающие к путям главной откаточной выработки, состоят из скиповых, клетевых и соединительных (обгонных) путей, которые расположены в соответствующих выработках. Скиповые, клетевые и соединительные выработки могут быть расположены параллельно, перпендикулярно или под углом по отношению к главной откаточной выработке. К транспортным выработкам околоствольного двора примыкают камеры вентиляторной установки, электроподстанции, медпункта и другие камеры служебного и производственного назначения.

По характеру движения вагонеток околоствольные дворы разделяют на тупиковые, в которых изменение направления движения вагонеток осуществляют по челноковой схеме без разворота (рис. 11.1, а), и круговые, в которых вагонетки перемещаются по кольцевой схеме (рис. 11.1, б, в).

Околоствольные дворы с клетевым подъемом и тупиковой схемой откаточных путей характерны для рудных шахт небольшой производительности. Современные мощные рудные шахты имеют, как правило, несколько стволов: главный скиповой — для подъема полезного ископаемого (иногда породы) и вспомогательный клетевой — для подъема породы, вспомогательных грузов, оборудования и людей (рис. 11.2).

Рис. 11.1. Схемы околоствольных дворов рудных шахт

Рис. 11.2. Круговой околоствольный двор мощной современной шахты по добыче руд цветных металлов: 1 — воздухоподающий (грузовой) ствол шахты; 2 — ствол шахты скиповой № 1; 3 — ствол шахты скиповой N° 2; 4 — ствол шахты клетевой; 5 — камера вентиляторной установки для проветривания околоствольного комплекса; 6 — вентиляционный восстающий; 7 — камера приема оборудования; 8 — место посадки людей в вагонетки; 9 — камера породного опрокидывателя; 10 — камера ожидания и медпункт; 11 — камеры рудных опрокидывателей; 12—электроподстанция; 13 — грузовая ветвь околоствольного двора; 14 — порожняковая ветвь околоствольного двора; 15 — восстающий для перепуска воды

В рудных шахтах с конвейерным подъемом руды по наклонному стволу обязательно предусматривают вспомогательный, чаще вертикальный подъем.

11.3. Оборудование околоствольных дворов

При скиповом подъеме руды состав вагонеток подают по рельсовым путям скиповой ветви двора к месту разгрузки, проталкивают его в процессе разгрузки, производят очистку вагонеток, подавление пыли и учет количества вагонеток. Вагонетки с глухим кузовом разгружают в круговых опрокидывателях с расцепкой или без расцепки с проталкиванием толкателями или электровозом, проходящим сквозь опрокидыватель. Очистку вагонеток производят в специальных пунктах или опрокидывателях.

Для аккумулирования руды, сглаживания неравномерности электровозной откатки, а также для поочередной выдачи одним подъемом нескольких видов полезного ископаемого используют бункеры на колесах (расположенные на скиповых путях груженые составы) или применяют самотечные вертикальные бункеры.

Рассмотрим бункерный комплекс железорудной шахты «Первомайская-1» (рис. 11.3) производительностью 6 млн т руды в год. Комплекс имеет 2 линии скиповых рельсовых путей, каждая из которых оборудована круговым опрокидывателем, приемным бункером вместимостью 220 т и щековой дробилкой. От дробилки руда поступает в вертикальный бункер вместимостью около 1750 т, под которым установлен пластинчатый питатель, а с пластинчатого питателя — на ленточный конвейер и затем перегружается в дозаторы скипового подъема. Дозатор обеспечивает выпуск такого количества горной массы, которое может вместить один скип.

Рис. 11.3. Подземный бункерный комплекс шахты «Первомайская-1»: 1 — круговой опрокидыватель; 2 — подвесной электрический однобалочный кран; 3 — мостовой кран; 4 — таль электрическая; 5 — пластинчатый питатель тяжелого типа; 6 — колосниковый грохот; 7 — щековая дробилка; 8 — пластинчатый питатель среднего типа; 9 — ленточный конвейер; 10 — дозатор

При клетевом подъеме загрузку вагонеток в клеть осуществляют двумя способами: самокатом по наклонному пути или толкателями. При первом способе движущаяся по наклонному пути груженая вагонетка выбивает стоящую в клети порожнюю вагонетку и занимает ее место. Вагонетка перед загрузкой в клеть на наклонном пути удерживается дозирующими стопорами. Такой способ загрузки вызывает удары вагонеток друг о друга, недостаточно надежен, поэтому область применения его сужается. Более производительным и надежным является способ обмена вагонеток в клети с помощью толкателей верхнего или нижнего действия.

Основным транспортным оборудованием околоствольных дворов являются опрокидыватели, толкатели, путевые стопоры.

Для разгрузки вагонеток с глухим кузовом применяют круговые опрокидыватели (на 1 или 2 вагонетки), обеспечивающие разгрузку находящихся в составе нерасцепленных вагонеток. Для обеспечения возможности разгрузки вагонеток в составе без их расцепки опрокидыватели должны быть вращающимися, а центр барабана опрокидывателя должен совпадать с осью вращения сцепки.

Тип круговых опрокидывателей, применяемых на рудных шахтах, зависит от типа разгружаемых в них вагонеток с глухим кузовом и технологической схемы разгрузочного пункта. Круговые опрокидыватели выполняют без пропуска электровоза (типа ОК) и с пропуском электровоза (типа ОКЭ). Кроме того, для разгрузки вагонеток с откидным бортом применяют штоковые опрокидыватели.

Опрокидыватели типа ОК (рис. 11.4, а) предназначены для разгрузки одиночных вагонеток и нерасцепленных составов, типа ОКЭ (рис. 11.4, б) — для разгрузки нерасцепленных составов.

Рис. 11.4. Круговые опрокидыватели: а – типа ОК; б – типа ОКЭ

В состав опрокидывателей того и другого типа входят: барабан 1, опирающийся на приводные ролики 2 и поддерживающие ролики 3; электропривод 4 с редуктором и электромагнитными тормозами; рельсовая платформа 5, закрепленная внутри барабана 1; стопоры 6 для фиксации вагонетки; отбойный щит 7 для направления потока разгружаемой горной массы в бункер; виброударник 8 для очистки вагонеток с автоматической подачей воздуха; пульт управления 9; рама 10, на которой смонтирован опрокидыватель; ограждения 11.

Подачу вагонеток в опрокидыватель осуществляют электровозом или толкателем. В барабане опрокидывателя типа ОКЭ имеется проем для пропуска токоприемника электровоза.

Предусмотрено как дистанционное кнопочное, так и автоматическое управление опрокидывателем. Нормальный режим работы — автоматический.

Груженая вагонетка подается на рельсовую платформу барабана и фиксируется стопорами, после чего включается привод, опрокидывателя. Барабан поворачивается вместе с вагонеткой, и горная массы высыпается из кузова вагонетки в бункер. При повороте барабана на 180° включается механизм для очистки вагонеток, а после поворота на 360° производится остановка барабана; Стопоры раскрываются и порожняя вагонетка выталкивается из опрокидывателя при раскрытых стопорах, после чего цикл работы опрокидывателя повторяется.

Технические характеристики некоторых типов круговых опрокидывателей приведены в табл. 11.1. В условном обозначении опрокидывателей ОК или ОКЭ цифры после букв соответствуют диаметру барабана в метрах и длине барабана в сантиметрах.

Таблица 11.1