Файл: Баклашов, И. В. Расчет, конструирование и монтаж армировки стволов шахт.pdf

предохранительных лап следует оставлять зазор величиной до 10 мм на сторону, при коробчатых проводниках — до 15 мм на сторону. Следует отметить, что механический износ предохранительных лап значительно меньше, чем рабочих лап скольжения [11].

Кроме того, при проектировании роликовых направляющих необходимо учитывать существующие ограничения по частоте вра­ щения роликов (1000 об/мин для обеспечения работоспособности подшипников). Последнее обстоятельство является причиной увели­ чения диаметра ролика, что затрудняет размещение сосудов в стволе

того же диаметра, как и при лапах

скольжения и ее достоинство заключается в обеспечении трения качения при контактировании с проводником. При этом механиче­ ский износ вращающихся лап значительно ниже, чем лап скольже­ ния. Однако долговечность конструкции при больших динамических нагрузках может оказаться низкой по причине частых поломок оси ролика. (

Конструктивная схема армировки проектируется не только из условия размещения габаритов подъемных сосудов. Геометрические размеры подъемных сосудов определяют амплитуды их поперечных колебаний, величины эксплуатационных нагрузок на армировку и в конечном итоге конструкцию армировки. Эта зависимость уста­ навливается в процессе динамического расчета, который излагается в следующих главах. Исходными параметрами для динамического расчета являются вес груженого состава, расстояние между напра­ вляющими устройствами по вертикали, эксцентриситет центра тя­ жести, моменты инерции груженого сосуда относительно централь­ ных осей. Первые два параметра легко определяются на основании технической характеристики и рабочих чертежей сосуда. Для опре­

28

деления эксцентриситета центра тяжести и моментов инерции необ­ ходимы более трудоемкие специальные расчеты.

В работе [8 ] приведен экспериментальный метод определения этих параметров. Схема установки и принятые оси координат пока­ заны на рис. 14. В принятой системе координат ось z параллельна оси подъема, ось у лежит в плоскости направляющих устройств, ось X перпендикулярна к плоскости направляющих устройств. Подъ­ емный сосуд, имеющий вес G, одним ребром шарнирно опирается на абсолютно жесткую опору А, другим — на упругую опору В, расположенную на расстоянии L от А и представляющую цилиндри­ ческую пружину с жесткостью с. В процессе эксперимента измеряется статическая осадка пружины б и частота свободных колебаний со сосуда относительно опоры А. Для измерения б сосуд опирается на ребра, параллельные осям х и у. Для измерения (»выполняется три эксперимента: сосуд последова­ тельно опирается на ребра, парал­

лельные осям X, у, z, при этом со­ ответственно измеряются'" сод., со,,,

CÖZ .

Моменты инерции сосудаотносительно центральных осей, парал­ лельных горизонтальной оси вращения, проходящей через опору А,

•условиях, а результаты указывать в технической характеристике подъемного сосуда. Для параметрического ряда подъемных сосудов, использованных Южгипрошахтом при разработке нового типового проекта жесткой армировки, указанные параметры вычислены

29

в Институте горной механики и технической кибернетики им. Федо­

где Zx, Z2 — расстояния по вертикали от центра тяжести подъемного сосуда до горизонтальных плоскостей, проходящих соот­ ветственно через верхние и нижние направляющие устройства.

Отсюда

Формулы (1:41) и (1.12) могут быть использованы для определе­ ния Zx и Z2, если известны эксцентриситет е й расстояние по вертикали (Z1 + Z2) между горизонтальными плоскостями верхних и нижних направляющих устройств.

§ 4. Типовые конструктивные схемы армнровки

Конструктивная схема армировки определяется расположением проводников и расстрелов в пределах яруса и размещением ярусов на глубине ствола, т. е. конструкцией яруса и шагом армировки. На рис. 15, 16 и 17 представлены некоторые типовые конструкции яруса армировки действующих, строящихся и проектируемых скипо­ вых, клетевых и скипо-клетевых стволов.

При проектировании яруса армировки применяют расположение проводников относительно подъемных сосудов боковое односторон­ нее, боковое двухстороннее и лобовое.

Одностороннее боковое расположение проводников применяется в основном для клетевых подъемов (рис. 16, а, б, 17, б, г). Провод­ ники (обычно не более двух для каждой клети) располагают с одной стороны в плоскости, параллельной продольной оси клети. При наличии двух клетей проводники крепят к общему центральному расстрелу (cat. рис. 16, а) или к независимым расстрелам (см. рис. 16, б). В последнем случае между клетями обычно устанавливают отбойные канаты. С точки зрения увеличения долговечности арми­ ровки крепление проводников на общем расстреле нежелательно и в настоящее время при проектировании применяют редко.

Достоинством одностороннего расположения проводников следует считать уменьшение амплитуды поворотных колебаний клети вокруг вертикальной оси и упрощение яруса армировки, что приводит к снижению аэродинамического сопротивления ствола.

30

Рис. 15. Типовые конструктивные схемы армировки скиповых стволов

Рис. 16. Типовые кон­ структивные схемы армировки клетевых стволов

\

Схема с односторонним расположением проводников явля ется наиболее предпочтительной в условиях значительного искривления ствола и поэтому нашла широкое распространение в клетевых ство­ лах шахт Центрального Донбасса при неблагоприятных горно­ геологических условиях. В скипо-клетевых стволах Кривбасса такую схему применяют при небольших концевых нагрузках: на шахте «Южная» рудоуправления им. Ильича (см. рис. 17, е), на шахте «Саксагань» рудоуправления им. Дзержинского схему (см. рис. 17, г). ,

Рпс. 17. Типовые конструктивные схемы армиров- ■ ки скипо-клетевых стволов

Основной и существенный недостаток схемы заключается в необ­ ходимости применять рельсовые проводники, имеющие малую попе­ речную жесткость, в сочетании с жесткими лапами скольжения закрытой конструкции. При этом наблюдается наибольший механи­ ческий износ проводников и лап скольжения. Конструкции работо­ способных односторонних роликовых направляющих до настоящего времени отсутствуют.

Лобовое расположение проводников (рис. 16, г), применяемое в основном для клетевых подъемов, лишено указанного недостатка и в последние годы широко внедряется (такая схема, например, нашла применение в вентиляционном стволе шахты «ПетровскаяГлубокая» в Донбассе). В новом типовом проекте Южгипрошахта разработано несколько схем с лобовыми проводниками, которые

32

отличаются числом размещаемых в стволе клетей и некоторыми конструктивными особенностями яруса.

Согласно этой схеме проводники располагаются по коротким сторонам клети, что обеспечивает малые амплитуды ее поворотных колебаний вокруг вертикальной оси, сокращает длину несущих расстрелов, увеличивая их жесткость, и облегчает режим вентиля­ ции, так как позволяет иметь более свободное сечение ствола. В на­ стоящее время лобовые проводники, выполненные из коробчатого профиля, применяются в сочетании с упругими роликовыми направляющими.

К недостатку такой схемы следует отнести необходимость разрыва ниток лобовых проводников и перехода на дополнительные боковые проводники на приемных площадках в околоствольном дворе и над­ шахтном здании. Особенно этот недостаток сказывается при наличии промежуточных горизонтов, поскольку при проходе мимо них ско­ рость подъемной установки должна быть снижена, что влияет на ее производительность. Поэтому лобовые проводники целесообразнее применять в первую очередь при отсутствии промежуточных гори­ зонтов.

Боковое двухстороннее расположение проводников применяется для клетевых подъемов (рис. 16, б и 17, а, б) и является основным

чдля скиповых подъемов (см. рис. 15 и 17). Для клетевых стволов эта схема предпочтительна при многогоризонтной разработке и бла­ гоприятных горно-геологических условиях, когда искривление ствола незначительно. При наличии двух боковых проводников возможны большие амплитуды поворотных колебаний клети вокруг вертикальной оси, что является существенным недостатком этой схемы и исключает ее применение для больших концевых нагрузок и скоростей подъема. Поэтому при длине клети свыше 4 м вместо схемы с двумя боковыми проводниками применяют схему с четырьмя боковыми проводниками (см. рис. 17, а,б).

Такая схема чаще всего встречается в рудной промышленности. На рис. 17, а показана схема скипо-клетевого ствола шахты «ГигантГлубокая» рудоуправления им. Дзержинского, а на рис. 17,6 — схема скипо-клетевого ствола шахты № 1 им. Артема рудоуправле­ ния им. Кирова. Необходимо отметить, что в этом случае упругие роликовые направляющие имеют всего лишь два ролика (лобо­ вой и боковой).

Однако применение четырех боковых проводников увеличивает опасность заклинивания клети при деформации ствола или непра­ вильном монтаже проводников. Увеличивается также металлоемкость армировки и аэродинамическое сопротивление ствола. Перечислен­ ные недостатки схемы с четырьмя боковыми проводниками послу­ жили основанием для исключения ее из нового типового проекта, разработанного Южгипрошахтом для стволов угольной промышлен­ ности.

Для скиповых стволов схема с боковыми двухсторонними провод­ никами является основной по той причине, что конструкция и почти