Файл: А.П. Политов Расчет параметров вертикальных стволов.pdf

9

Рис. 1. Схемы подъемных установок

для двухсосудного подъема

где t2 - продолжительность паузы подъема (табл. 2).

Оптимальную грузоподъемность рудных скипов определяют по формуле проф. В.И. Киселева [1] для двухсосудного подъема:

10

Таблица 2

Продолжительность паузы подъема

После определения грузоподъемности сосудов уточняют время движения их в стволе Т1.

Продолжительность цикла подъема Т1, с, определяют по формуле

где α - множитель скорости; для неопрокидных клетей α = 1,1-1,25, для скипов α = 1,2-1,3.

Полезная вместимость, м3, скипа

где γ - насыпная плотность полезного ископаемого, т/м3.

Для угля γуг = 0,86 т/м3, для породы γп = 1,6 т/м3, для железной ру-

ды γруд = 2,5 т/м3.

Полученную расчетную величину Vск округляют до ближайшего большего значения параметрического ряда скипов и подбирают соответствующий тип скипа [11, с. 354-36I]. Параметрический ряд угольных скипов вместимостью 11-35 м3; 11; 15; 20; 25; и 35 м3. Параметрический ряд скипов для выдачи породы и руды вместимостью 5-21,5 м3; 5; 7; 9,5; 11; 15 и 21,5 м3.

Вспомогательные стволы обычно оборудуются клетевым подъемом. Тип клети определяется по основным размерам принятых вагоне-

ток, указанных взадании [3, с. 35-39; 11, с. 370-373].

где а – число рабочих смен в сутки; Р – производительность одного подземного рабочего, т/смену. Для угольных предприятий Р = 2 - 6 т/смену, для горнорудных Р = 5 - 20 т/смену.

Число рабочих, одновременно находящихся в клети, определяют из условия [5, § 312], что на 1 м2 полезной площади пола клети

где Sкл – полезная площадь пола клети, м2; nэ - число этажей в клети, nэ

= 1-2.

Продолжительность, с, одного подъема (спуска) клети с людьми

t2 - продолжительность посадки рабочих в клеть (см. табл. 2); tВ - время выхода из клети одного человека, в среднем tВ = 1с.

При спуске (подъеме) людей необходимо, чтобы было соблюдено неравенство

где nk - число клетей в подъеме.

Если неравенство не соблюдается, необходимо принять двухэтажную клеть и вновь провести проверку. При этом наибольшая скорость движения клети не должна превышать 12 м/с [5, § 360]. Максимальную скорость движения клети определяют по формуле (11).

Средняя скорость подъема, м/с:

2.3.2. Определение элементов жесткой армировки

Основными конструктивными элементами жесткой армировки вертикального ствола (рис. 2) являются: главные расстрелы 1, вспомогательные расстрелы 2, проводники 3, направляющие устройства 4.

13

Рис. 2. Общий вид жесткой армировки вертикального ствола

Элементы армировки определяютcя принятой схемой расположения проводников. Для вертикальных стволов угольных шахт определение схемы расположения проводников производят в зависимости от горно-геологических условий и характеристики подъема, согласно ти-

повым схемам армирования [2, с. 36-38; 12, с. 4; 13, с. 89-95].

Для клетевых подъемов с большегрузными вагонетками целесообразно проектировать лобовое и боковое одностороннее расположение проводников, которое гарантирует лучшую фиксацию клетей, наименьшие их угловые смещения. Лобовое расположение проводников рекомендуется применять при одногоризонтной работе подъема. При многогоризонтной схеме вскрытия лобовое расположение проводников не рекомендуется принимать, так как в сопряжениях ствола с околоствольными дворами необходимо разрывать лобовые проводники и переходить на боковые.

Для скиповых подъемов угольных и рудных шахт наибольшее распространение получила схема с боковым двухсторонним расположением проводников [3, с. 340].

Для повышения жесткости армировки, снижения металлоемкости

14

и уменьшения аэродинамического сопротивления применяют консоль- но-распорную армировку [3, с. 342, 343]. Ее применение взамен традиционной жесткой армировки позволяет: уменьшить диаметр ствола на 0,5 м; сократить расход металла на 35 %; уменьшить аэродинамическое сопротивление ствола в 3,6-4,5 раза; снизить капитальные затраты.

Главные расстрелы заделывают двумя концами в крепь. Вспомогательные расстрелы одним концом заделывают в крепь ствола, а другим присоединяют к главному или другому вспомогательному расстрелу. Глубину заделок концов расстрелов принимают: не менее 0,35 м - для расстрелов с двумя закрепленными концами; 0,45 м - для консольных одинарных расстрелов; 0,4 м – для консольных П-образных расстрелов; 0,25 м - для вспомогательных расстрелов [l4].

При наличии прочных вмещающих пород или монолитной бетонной крепи толщиной более 400 мм возможно крепление расстрелов при помощи металлических распорных штанг [2, с. 12-14; I3, c. 344348].

Главный расстрел, проходящий через центр ствола или вблизи его, носит название центрального. Он проектируется составным из двух неравных по длине элементов. Такое решение продиктовано требованием удобства заводки расстрелов в лунки. Стык расстрелов размещается на расстоянии 0,7-0,9 м от стенки ствола [2, с. 15; 12, с. 14].

В качестве главных расстрелов рекомендуется использовать балки двутаврового профиля I 27С, I 24M, I 3ОМ, I 36M, I 40 и прямоугольного сварного сечения из уголков 160х100х10 мм, 170×I60×I0 мм, 212×130×12 мм. Для вспомогательных расстрелов применяют балки из двутаврового и швеллерного профилей [2, c. 8].

В качестве проводников используют железнодорожные рельсы РЗЗ, РЗ8, Р43 и сварные элементы коробчатого профиля из уголков

125×110×12 мм, 150х100х10 мм, 180х80х10 мм [2, с. 105; 3, с. 337].

Выбор главных расстрелов, проводников и шага армировки производится в зависимости от скорости подъема и концевой нагрузки, определяемых в п. 2.3.1 данной методической разработки. При этом

где Qkл - масса клети, кг; Qпр - масса прицепного устройства, кг; Qс - масса стационарного зонта, кг; Qв - масса груженой вагонетки, кг;

для скипового подъема

Qск - масса скипа, кг; Vск - вместимость скипа, м3; γ - насыпная плотность материала, кг/м3.

Вначале предварительно выбирают тип расстрелов и проводников. Виды профилей для проводников и расстрельных балок принимают по соображениям конструктивного и технико-экономического характера.

Долговечность расстрелов в значительной мере определяется коррозийным износом и усталостным разрушением. Замкнутые профили имеют прочностные показатели в несколько раз выше, чем двутавровые при такой же массе.

Коррозийный износ армировки в стволах с большим водопритоком по данным КузНИИшахтостроя на шахтах Кузбасса колеблется от 0,03 до 0,16 мм в год и в среднем составляет 0,085 мм в год. Замкнутые профили при отсутствии попадания влаги внутрь сечения коррозируют в среднем в 2 раза медленнее открытых двутавровых профилей. По данным ВНИИОМШС средний срок службы рельсовых проводников в 1,5-2 раза ниже, чем расстрелов, и находится в пределах 7-8 лет.

Аэродинамическое сопротивление расстрелов в воздушной струе является важным фактором, определяющим выбор профиля. Замена двутавровых профилей замкнутыми снижает аэродинамическое сопротивление стволов в 2-2,5 раза.

Предварительный выбор типа расстрелов, проводников и шага армировки можно производить согласно табл. 3, 4, 5.