книги / Транспортные машины и комплексы

Диаметр трубопровода выбирают по ГОСТу — ближайший к расчетному Z)p. Затем определяют фактическую скорость гидро­ смеси i/icp в трубопроводе и проверяют соблюдение условия

^кр ^ ^кр*

Выбор типа грунтового насоса производится по величине тре­ буемого расхода гидросмеси Qr и необходимого напора Н для гидротранспортирования.

Напор определяется по формуле

( Л =2гй -)' м:

z2 — разность отметок выпуска гидросмеси и оси землесоса, м;

1ц — потери напора по длине трубопровода;

ht = inL;

L — длина трубопровода, м.

В комплекс гидротранспортных установок входят дробилки, грохоты, сгустители, насосы чистой воды, землесосы и углесосы, которые рассматриваются в специальных курсах.

Из основных элементов гидротранспортных комплексов рассмот­ рены загрузочные аппараты. На рис. 81 показан загрузочный ап­ парат АЗВ-25, предназначенный для загрузки закладочного ма­ териала в напорные трубопроводы при максимальном давлении до 6,4 МПа (64 кгс/см2) и гидротранспортирования его до выработан­ ного пространства очистных забоев. Аппарат АЗВ-25 может также применяться для гидроподъема породы, руды пли угля из шахты и для гидротранспортирования по поверхности.

Материал, подаваемый в аппарат АЗВ-25 под атмосферным давлением, через шлюзующие камеры 1 и 2 загружается в высоко­ напорный трубопровод, по которому насосом подается вода. Обра­ зовавшаяся при смешении воды и закладочного материала пульпа транспортируется по трубопроводу к месту назначения. Подводи­ мая к аппарату вода разделяется на два потока; один поток по­ стоянно поступает в смеситель 3 через насадку 4, второй — перио­ дически, в соответствии с циклограммой работы, поступает в верх­ нюю часть камер через подпиточные трубопроводы 5. Меняя на­

садку и пользуясь напорным вентилем 6, можно регулировать раз­ деление основного потока, а также процесс пульпообразования.

Камеры работают поочередно, загрузка их производится через бункера 7 питателями. Перед загрузкой из камеры через слив­ ной трубопровод 8 и вентиль 9 вода сливается в объеме, соответ­ ствующем объему загружаемого материала в плотном теле.

После закрытия сливного вентиля открывается верхний затвор 10 п материал перепускается из бункера в камеру. Затем закры­ вается верхний затвор и материал из камеры поступает в напор­ ный трубопровод.

Особенно быстрому износу подвергаются колена трубопро­ водов.

На шахтах применяют сварные и литые стальные трубы с сегментными вкладышами из износостойкой стали и армирован­ ные базальтом (рис. 82).

Глава XI

РЕЛЬСОВЫЕ ПУТИ И ВАГОНЕТКИ

Рельсовый транспорт занимает ведущее место в горнодобыва­ ющей промышленности. Протяженность подземных рельсовых пу­ тей только на угольных шахтах составляет около 8 тыс. км и по ним обращается свыше 700 тыс. вагонеток, 14 тыс. электровозов, в том числе около 10 тыс. аккумуляторных.

Несмотря на опережающее развитие конвейерного транспорта, в ближайшие 10—15 лет удельный вес рельсового транспорта оста­ нется значительным и будет составлять значительную долю от общего объема перевозок по горизонтальным выработкам.

Увеличение угледобычи на действующих шахтах за счет повы­ шения нагрузок на очистные забои и концентрации горных работ обусловливает увеличение грузопотоков и средневзвешенных длин откатки, которые составляют 1—5 км, что предъявляет но­ вые, повышенные требования к шахтному рельсовому транспорту.

Как известно из предыдущих курсов, комплекс оборудования рельсового транспорта включает четыре основных звена (службы): рельсовый путь и путевое хозяйство; прицепной подвижной состав (вагонетки); локомотивы; СЦБ (связь, централизация, блоки­ ровка). Последнее рассматривается в электротехнических дисци­ плинах.

§ 1. РЕЛЬСОВЫЙ п у т ь

Хорошее состояние рельсовых путей — основа надежной и бе­ зопасной работы рельсового транспорта. Рельсовый путь должен быть прочным, упругим и износоустойчивым.

Расположение рельсовых путей определяется трассой, пла­ ном и профилем. Ось пути, разбитая на местности (или нанесенная на карту), называется трассой; проекция трассы на горизонталь­ ную плоскость — планом пути; проекция развернутой трассы на вертикальную плоскость — профилем пути.

Размещение рельсовых путей в горных выработках регламен­ тировано нормалями «Сечения горных выработок».

В шахтах основной грузопоток направлен от забоев к стволу, поэтому откаточным выработкам, где это оказывается возможным, придают уклон «равного сопротивления», при котором сопротивле­ ние движению порожнего поезда на подъем равно сопротивлению движению груженого поезда под уклон. Кроме того, надо иметь

в виду, что для стока воды уклон откаточных выработок должен

быть не меньше 3%о*

Рельсовый путь (рис. 83) состоит из основания 1 (почва выра­ ботки, земляное полотно), балластного слоя 2, шпал 3 и рель­ сов 4 со скреплениями.

Земляное полотно вместе с искусственными сооружениями на­ зывается нижним строением пути. В подземных условиях нижним строением пути является почва выработки, которой придается по­ перечный уклон в сторону канавки для стока шахтных вод. Бал­ ластный слой, шпалы, рельсы, рельсовые скрепления и стрелочные переводы составляют верхнее строение пути.

Рис. 83. Рельсовый путь

Рельсы, соединенные накладками, образуют нить рельсового пути. Две нити составляют рельсовую колею. Расстояние между внутренними гранями головок рельсов называется рельсовой ко­ леей. По ширине колеи разделяют рельсовые пути широкой или нормальной колеи (1524 мм) и узкоколейные. К последним отно­ сят все пути, ширина колеи которых меньше 1524 мм. Для шахт

СССР стандартной является колея шириной 600, 900 и 750 мм. Основным параметром рельса является линейная масса (кг/м).

Рельсы выбирают на основе опыта эксплуатации с учетом нагрузки на ось подвижного состава и величины грузооборота.

Стык рельсов выполняют с помощью накладок и болтов, а где возможно — сваркой. Рельсы сваривают в плети до 5 шт., соеди­ няя последние между собой накладками. Применение сварных сты­ ков рельсов особенно желательно в местах интенсивного движе­ ния: околоствольных дворах, наклонных стволах и др. При от­ катке контактными электровозами стыки должны иметь надежное электрическое соединение.

Назначение балластного слоя — равномерное распределение давления, воспринимаемого шпалами, на основание пути. Балласт смягчает удары колес подвижного состава о рельсы, позволяет выравнивать рельсовый путь подбивкой под шпалы. Толщина бал­ ластного слоя для узкоколейного пути составляет 0,1—0,2 м,

а ширина балластной призмы на 20—40 см больше длины шпал. В соответствии с нормами технологического проектирования шахт в магистральных откаточных выработках следует применять железобетонные шпалы или деревянные шпалы, пропитанные антисептиками.

Перевод поездов или одиночных вагонеток с одного путина другой осуществляется с помощью стрелочных переводов. Наиболь­ шее распространение имеют односторонние стрелочные переводы (рис. 84), которые служат для соединения или разветвления пу­ тей под углом а к оси одного из них.

Рис. 84. Схема одностороннего стрелочного перевода:

1 — крестовина; 2 — контррельсы; 3 — рамные рельсы; 4 — переводной механизм; 5 — перья

Точку пересечения осей соединяемых путей 0 г называют гео­ метрическим центром перевода. Главными геометрическими пара­ метрами стрелочного перевода являются угол перевода а, радиус стрелочной кривой по осевой линии R и расстояния а и ft от на­ чала и конца до центра перевода. Угол перевода задается маркой

крестовины М = 2

Для дистанционного и автоматического управления стрелоч­ ными переводами служат специальные механизмы, в качестве при­ вода которых могут быть использованы электродвигатели, пневмо­ цилиндры', специальные электромагниты, а также гидротолкатели.

Повышение производительности труда на подземном транспорте достигается комплексной механизацией работ по переукладке, балластировке и очистке рельсовых путей. Для этой цели исполь­ зуют различный инструмент, специально разработанные вагонетки для балласта, машины для очистки путей и др. [171.

§ 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ВАГОНЕТОК

Для перевозки грузов и людей по шахтным рельсовым путям применяют грузовые, людские (пассажирские) и различные вспо­ могательные вагонетки. Наиболее многочисленную группу соста­ вляют грузовые вагонетки для перевозки горной массы.

Основные элементы грузовой вагонетки (рис. 85, а): кузов 1 У рама 2, колесные пары (полускаты) — ось с двумя свободно вра­ щающимися на ней колесами 5, подвагонный упор 4, буфер 5, сцепка 6.

Рис. 85 Основные типы шахтных вагонеток

На угольных шахтах и рудниках в настоящее время находится в эксплуатации много типоразмеров шахтных вагонеток, которые подразделяются:

по вместимости кузова — малой емкости (до 1,25 м3), средней (свыше 1,25 и 2,8 м3), большой (свыше 2,8 м3);

по типу кузова и способу его разгрузки — с глухим жестко закрепленным на раме кузовом, разгрузка которого производится в опрокидывателе (рис. 85, а); саморазгружающиеся с откидным

бортом (рис. 85, б); саморазгружающиеся с откидными днищами (рис. 85, в, д); с глухим опрокидным кузовом (рис. 85, г).

Вагонетки разделяют также по форме кузова, типу подшипни­ ков ходовых колес, типу буферов, сцепок, способу посадки кузова на раму или полускаты (жесткие, рессорная, с эластичными амор­ тизаторами).

Общие требования, которым должны удовлетворять шахтные вагонетки: безопасность сцепки и расцепки; минимальный вес и размеры (особенно поперечные) при заданной емкости; проч­ ность и жесткость конструкции, достаточная для восприятия уда­ ров при падении кусков горной массы, столкновении вагонеток

а

Рио. 86. Схема действия инерционных нагрузок на вагонетку

между собой и при проталкивании толкателями; малое сопроти­ вление передвижению; достаточная устойчивость при любом рас­ положении груза в них. Конструкция вагонеток должна обеспечи­ вать низкие эксплуатационные расходы (очистка, смазка и ремонт).

В общем случае на вагонетку действуют: постоянная нагрузка (собственный вес); временные нагрузки, остающиеся постоянными более или менее длительное время (вес перемещаемого груза, сила тяги на сцепке при установившемся движении); дополнитель­ ные кратковременные нагрузки (центробежная сила на закругле­ нии, сила инерции при неустановившемся движении, удары в бу­ фер и в автосцепку, удары толкателя в подвагонные упоры, удары на стыках рельсов). Эти неизбежные в процессе эксплуатации нагрузки называются нормальными эксплуатационными и учиты­ ваются при расчете.

Центробежная сила инерции н Н возникает при движе-

нии вагонетки по кривым участкам пути. Равнодействующая цен­ тробежных сил, приложенная в центре тяжести груженого кузова, создает момент, который стремится опрокинуть вагонетку (рис. 86), в результате чего возникает дополнительная нагрузка на ось и под­ шипники. Для большей устойчивости при конструировании ва­ гонетки следует понизить ее центр тяжести.

При трогании и торможении действует сила инерции Ри, Н, равнодействующая которой приложена к центру тяжести ваго­ нетки и направлена вдоль ее оси. Сила инерции при торможении

Устойчивость вагонетки в поперечном направлении характе­

Sp — ширина рельсовой колеи, м; GB — сила тяжести вагонетки, Н.

Чем шире рельсовая колея и чем ниже центр тяжести ваго­ нетки, тем больше ее боковая устойчивость. Указанные величины связывает между собой угол а, называемый углом устойчивости. Результаты анализа отечественных и зарубежных конструкций показывают, что этот угол не должен быть меньше 22°.

Максимальную (критическую) скорость движения, до которой вагонетка не будет опрокидываться, определяют из условия рав­

Для уменьшения влияния опрокидывающего момента наруж­ ный рельс укладывают с превышением над внутренним. Вели­ чина превышения принимается из условия равномерного давления колес вагонетки на оба рельса.

Устойчивость вагонетки в продольном направлении характе­ ризуется коэффициентом продольной устойчивости Кп, который