Мухопад М.Д. Рудниковий транспорт.
Подождите немного. Документ загружается.
34
передає зчіпну масу електровоза на колеса, а також створює більш
сприятливі умови для роботи обслуговуючого персоналу.
Гальма на локомотивах можуть бути встановлені трьох
різновидів: колодкові (з ручним, пневматичним або гідравлічним
приводами), електродинамічні (гальмування тяговими двигунами),
рейкові електромагнітні.
На локомотивах, які працюють в підземних умовах,
найчастіше зустрічаються колодкові гальма, що складаються із ряду
горизонтальних і вертикальних тяг, колодок і привода.
Пісочна система призначена для подання під колеса
електровоза піску, який поліпшує їхнє зчеплення з рейками, що
особливо важливо під час пуску і гальмування важких составів у
виробках із забрудненими рейками. Ця система складається із
задніх і передніх пісочниць, тяг і важелів, які приводяться в дію
рукояткою, розташованою в кабіні машиніста.
Зчіпні і буферні пристрої забезпечують з’єднання
локомотива з вагонетками, пом’якшують удари і захищають його
устаткування від пошкоджень. За конструкцією буфери ділять на
еластичні (підпружинені і з гумовим прошарком), а також жорсткі
(литі, чавунні й стальні).
Електроустаткування – це тягова апаратура, яка служить
для підведення живлення до двигунів (струмознімачі, вимикачі,
контролери, роз’єднувачі і пускові опори). Вона дозволяє вмикати і
вимикати тягові машини, а також регулювати швидкість руху.
Струмознімачі бувають дугові, пантографні (на поверхні),
штангові і спеціальні. Найбільше поширення набули перші два
типи. Зокрема, пантографні струмознімачі забезпечують надійне
з’єднання з контактним дротом, не потребують перестановки при
зміні напряму руху, зручні для дистанційного керування
локомотивом.
Автоматичні вимикачі захищають силове електричне коло
від перевантажень і коротких замикань. Включення і виключення
тягових двигунів, а також зміна режимів пуску, в тому числі і
реверсування, проводять за допомогою контролера, який
складається із сталевого корпусу, кулачкових елементів, головного
і реверсивного барабанів. Останні мають механічне блокування, що
дозволяє проводити реверсування тільки при нульовому
35
розташуванні головної рукоятки контролера. При обертанні
головного барабана в певній послідовності замикаються і
розмикаються контакти, чим досягається необхідне з'єднання
електричних ліній.
Пускогальмівні опори обмежують струм тягових
електродвигунів при запуску і використовуються також для
поглинання енергії при динамічному гальмуванні.
Двигуни, контактних електровозів живляться постійним
струмом (напругою 250...550 В) від мідного проводу спеціального
профілю, який підвішується вздовж відкаточної виробки і
закріплюється лінійною арматурою.
Основний тип установок для живлення контактної сітки –
автоматизовані шахтні тягові підстанції АТП-500/275 на
напівпровідникових кремнієвих випрямлячах, які перетворюють
трьох-фазний змінний струм частотою 50 Гц в постійний.
Джерелом енергії вітчизняних акумуляторних електровозів
служать лужні залізонікелеві елементи типу ТЖНШ. Батареї із них
міцні, мають великий строк служби і можуть зберігатися в
розрядженому або напіврозрядженому стані. Позначаються вони,
наприклад, так: 96ТЖНШ-350 (96 тягових залізонікелевих
елементів місткістю 350 А · год).
Акумулятори знаходяться в батарейному ящику.
Виготовлений із сталевих листів і покритий всередині
електроізоляційним матеріалом, він захищає елементи від
механічних пошкоджень і попадання бруду. Зверху ящик
закривається сталевою кришкою, де розташовані щілинні пакети,
призначені для розвантаження цієї місткості від внутрішнього
тиску, який може виникнути тут при вибухові газу, а також для
допоміжної вентиляції з метою виведення киснево-водневої суміші,
що виникає при роботі батареї.
Окиснення водню, який виділяється із акумуляторів,
проходить за допомогою спеціальних каталізаторів. Заряджають
батареї напівпровідниковими пристроями ЗУК-75/120 і ЗУК-
155/230 М з кремнієвими вентилями.
Заряджувальні камери, обладнані столами в один ряд,
розташовують в спеціальних місцях з відокремленим
провітрюванням або на розширенні відкаточних виробок. Батареї
36
переставляють кран-балками. Для заливання в акумулятори води
служать напірний бачок і перекачувальний насос. Поряд з камерою
знаходиться підстанція із заряджувальними пристроями.
Високочастотний електровоз, який використовують у
виробках вибухонебезпечних шахт, складається із двох основних
частин: верхньої – приймально-силової, апаратура якої закріплена в
опорно-рамній конструкції, і нижньої – ходової, що включає раму,
привід, гідравлічну гальмову і пісочну системи, контролер і
реверсор. Принцип дії такого електровоза заснований на передачі
енергії від тягової мережі до локомотива без електричного контакту
(електромагнітною індукцією). Генератор підстанції живить цю
мережу (два кабелі на гнучких підвісках) стабільним, що не
залежить від навантаження, струмом високої частоти (5 кГц).
Енергоприймач електровоза складається із феромагнітного
сердечника і кількох витків високочастотного кабелю. Таким
чином, тягова мережа і енергоприймач утворюють трансформатор,
роль первинної обмотки якого виконує мережа, а вторинної –
електроприймач. Наведена в останньому ЕРС високої частоти
випрямляється кремнієвими випрямлячами. Керування двигунами –
безреостатне, безступінчасте.
Інерційний локомотив (гіровоз) призначений для
транспортування составів вагонеток по рейкових коліях
горизонтальних виробок шахт, небезпечних по газу або пилу. Він
включає (рис. 3.17): раму 1, маховик 2, пісочну 3 і гальмову 6
системи, механізм переключення швидкостей 4, двоступінчастий
редуктор 5, ходову частину 7 і пневматичний двигун 8.
Рис. 3.17. Гіровоз
37
Для роботи інерційних локомотивів використовується
кінетична енергія змонтованого на рамі маховика, що обертається.
Гіровози застосовуються тільки на шахтах, де є розгалужене
повітряно-компресорне господарство.
Повітровоз служить для переміщення вантажів по
вибухонебезпечних виробках. Характерна особливість його
конструкції – наявність пневмодвигунів, акумулюючих балонів і
системи передачі енергії. Пневмодвигуни приводяться в рух
стисненим повітрям із балонів, розташованих на локомотиві.
Заряджаються вони від спеціальної пневматичної системи високого
тиску або від загально-шахтної мережі.
Витрата повітря, ступінь наповнення циліндрів і хід
локомотива регулюється золотниковим розподільним пристроєм, а
перетворювання поступального переміщення поршнів двигуна в
обертовий рух колісних пар досягається за допомогою
кривошипно-шатунного механізму.
Дизелевоз у вибухобезпечному виконанні використовується
при транспортуванні вантажів по головних відкаточних і
вентиляційних виробках шахт, небезпечних по газу і пилу (на
свіжому і вихідному потоках повітря). Для шахт І і ІІ категорій по
газу випускаються локомотиви і у виконанні РН (рудникове
нормальне).
Дизелевоз складається із рами, механічної-частини,
дизельних двигунів, механічної і гідравлічної передач, системи
охолодження і пристрою для очищення вихлопних газів.
Механічні частини дизелевоза і електровоза аналогічні.
Потужні двигуни, запуск яких проводиться за допомогою
інерційних пневматичних або гідравлічних пускачів, працюють на
знесірченому паливі в режимі, який забезпечує подачу в циліндри
повністю спалимої (збідненої) суміші. Вихлопні гази
охолоджуються і очищаються хімічними розчинами, що сприяє
зниженню забруднення шахтного середовища. У системі
охолодження передбачається автоматичне відключення подачі
пального на випадок припинення. циркуляції води.
38
3.3.3. Монтаж і експлуатація засобів локомотивного
транспорту
Монтаж контактної мережі починають з установлювання
точок кріплення дроту на перегонах, розминках тощо. На
заокругленнях його підвішують по хордах, для чого застосовують
відтяжки. Відстань між точками кріплення не повинна
перевищувати 5 м на прямолінійних ділянках колій і 3 м – на
криволінійних. Потім монтують крюки, поперечні відтяжки і
підвісну арматуру.
Кінці дроту, який повинен знаходитись над головкою рейки
на висоті не менше 2 м, забивають і затискують в проводотримачах.
Щоб кінці, що виходять із проводотримачів, не перешкоджали
рухові струмоприймача електровоза, їх загинають уверх.
Наступні операції – монтаж живильних і відвідних пунктів,
дільничних ізоляторів і вимикачів. Через кожні 200 м колій, де
підвішений контактний провід, а також на схрещеннях з іншими
трасами і на заокругленнях необхідно мати світлові надписи:
„Бережись проводу”.
Перед експлуатацією локомотива треба перевірити:
справність необхідних інструментів і захисних засобів; стан
електричних двигунів і устаткування; вмикання апаратів при
тяговому і гальмовому режимах; наявність мастила і піску;
правильність установки гальмових колодок; кріплення деталей
тощо. Особливо пильно перевіряють роботу підшипників,
контролерів, акумуляторної батареї, зчіпних пристроїв, освітлення,
гальмової і пісочної систем. Всі виявлені неполадки і несправності,
відмітивши у спеціальному журналі, усувають до виходу в рейс.
Пуск локомотива проводять при звільнених гальмах.
Здійснюють його плавно, затримуючи рукоятку керування
контролера (на 3...5 с) на кожному проміжному положенні.
Переведення двигунів з паралельного з’єднання на послідовне або
тимчасове вимикання дозволяє регулювати швидкість руху поїзда.
При роботі локомотива прагнуть найповніше
використовувати його кінетичну енергію. Наприклад, перед
затяжним підйомом швидкість збільшують, щоб більшу частину
39
цього шляху пройти за рахунок сил інерції. В результаті знижується
перенавантаження двигунів і акумуляторних батарей. Гальмують
поступово, не доводячи до заклинювання коліс, тому що рух юзом
не тільки підвищує знос коліс, але й погіршує умови для самого
гальмування.
Машиніст локомотива, який знаходиться в головній частині
состава, зобов’язаний подавати сигнали перед заокругленнями і
пересіченнями з іншими виробками, а також в усіх випадках, коли
на колії з’являються люди.
Пункти посадки людей в поїзд повинні бути освітлені.
Ділянка контактного проводу біля цих пунктів на час посадки
(виходу) вимикається. До составів, призначених для перевезення
людей, дозволяється причіплювати не більше двох посудин з
інструментом.
На початку кожної зміни вагонетки для перевезення людей
підлягають огляду. Особливу увагу приділяють їхнім гальмам,
зчіпним і сигнальним пристроям.
З метою підвищення продуктивності локомотивів у
приствольних дворах і основних відкаточних виробках
застосовуються електричні установки для централізованого і
автоматичного керування стрілками і сигналами (СЦБ). Зв’язок
рухомого електровоза з даною апаратурою здійснюється через
колійні датчики індуктивної або натискної дії. На віддалених
виробках функціонують спеціальні пристрої для подання сигналів.
Використання різних засобів автоматизації дозволяє
покращити організацію руху поїздів, знизити кількість тягових
машин на підземних станціях, збільшити швидкість, підвищити
безпеку робіт і продуктивність локомотивного транспорту в цілому.
3.3.4. Загальна оцінка
ПЕРЕВАГИ. Локомотиви застосовуються при будівництві
підземних споруд, шахт, прості за будовою, надійні, економічні,
маневрені в роботі, мають високу продуктивність, здатні
переміщувати матеріали і устаткування на великі відстані і в обидва
напрямки; можуть обслуговувати декілька навантажувально-
40
обмінних пунктів.
Дизелевози і акумуляторні електровози автономні в роботі.
Двигуни контактних і акумуляторних локомотивів добре працюють
при різних режимах і умовах експлуатації. Дизелевози не
потребують складних екіпірувальних пристроїв. Повітровози,
гіровози і високочастотні електровози забезпечують велику безпеку
робіт в шахтах, небезпечних за газом і пилом.
НЕДОЛІКИ. Локомотиви використовуються тільки в
виробках з малими кутами нахилу. Контактні електровози
потребують спеціальних перетворювальних підстанцій, пристрою
електромережі, а акумуляторні - складного екіпірувального
устаткування. Повітровози характеризуються високими
капітальними витратами. Гіровози споживають велику кількість
енергії.
ГАЛУЗЬ ЗАСТОСУВАННЯ. Перевезення вантажів і людей
в горизонтальних виробках значної довжини.
УДОСКОНАЛЕННЯ. Іде по шляху поліпшення конструкції
основних вузлів локомотивів, підвищення їх маси, швидкості руху,
а також широкого застосування апаратури СЦБ.
Контрольні запитання і завдання
1. Назвіть основні етапи розвитку локомотивного
транспорту.
2. Які типи локомотивів застосовуються в період будівництва
і експлуатації шахт?
3. Дайте класифікацію локомотивів за родом енергії.
4. Перерахуйте основні вузли електровоза і дайте їм коротку
характеристику.
5. Опишіть будову тягових батарей і контактної мережі.
6. Перерахуйте основні напрямки удосконалення локомотивів.
41
3.4. КАНАТНІ ТРАНСПОРТНІ УСТАНОВКИ
3.4.1. Призначення і класифікація
При будівництві і експлуатації підземних споруд (шахт)
канатні транспортні установки використовуються для перевезення
гірничої маси, людей і допоміжних матеріалів по похилих і
вертикальних виробках з кутом β від 6 до 90°, а також по виробках
з хвилястим профілем і викривленою трасою. 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 Фролова на Зміїногірському
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.
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. 3.18, а) може бути
здійснене при кутах нахилу β > 6°, коли зворотний рух посудин
проходить за рахунок їхньої сили ваги. Максимальне значення β
42
для перевезення матеріалів у вагонетках становить не більше 30°;
при кутах нахилу більших 25° вони обладнуються спеціальними
щитками, які перешкоджають розсипанню вантажу.
Якщо β < 6°, переміщення матеріалів можливе таким чином:
головним і хвостовим канатами за допомогою лебідок 1, 2 (рис.
3.18, б); однією лебідкою 4 при наявності кінцевого 3 і
з’єднувального 7 канатів (рис. 3.18, в); двома кінцевими канатами
(рис. 3.18, г); цими ж канатами із застосуванням з’єднувального
(рис. 3.18, д).
Рис. 3.18. Схеми канатних відкаток
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
43
лебідок, дорівнює 600...700 м, а для малих підйомних машин –
1500...2 000 м.
Установки з нескінченним канатом 6 (рис. 3.18, е) обладнані
лебідками 5 із шківами тертя. Продуктивність в даному випадку
досягає 400 т/г, а довжина транспортування по похилих виробках –
1000 м. Проте висока трудомісткість і небезпечність робіт
перешкоджають широкому розповсюдженню таких відкаток.
При перевезенні вантажів однокінцевим канатом
застосовують однобарабанні лебідки (машини), а двокінцевим –
двобарабанні. Позначення типу лебідки, наприклад Ц-1,6 x 1,2,
розшифровують так: однобарабанна (Ц) лебідка з діаметром
барабана 1,6 м і шириною 1,2 м.
Таблиця 3.4.
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
електроустат-
кування), т
Ц-1, 2х1,0 25 3,0 22,5 414 75 9,3
2Ц-1,2х0,8 25 3,0 22,5 240 75 10,9
Ц-1,6х1, 2 АР 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-2х1,2 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
1х3х2,2АР 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 вилом приводу
– на барабанні та із шківами тертя; за кількістю барабанів – на
одно- і двобарабанні.
Призначені для 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. 3.4).