Сиротин С.С. Шахтные подъемные установки

Подождите немного. Документ загружается.

ва, R

и Д

- соответственно радиус и диаметр копрового шки-

ва (в выражениях (33) и (34) Д

принимают ориентировочно

равным 4-6 м), м; h

= 1 м- расстояние между шкивами по вер-

тикали.

Определив из выражения (30) расчетную массу одного

метра каната, по каталогу /9/- и /10/ находят в соответствии с

ГОСТ стандартный подъемный канат с ближайшей большей

массой одного метра.

Ориентировочно выбранный таким образом канат за-

тем проверяют по фактическому запасу прочности

где ΣF

- суммарное разрывное усилие всех проволок ка-

ната согласно его технической характеристики, Н.

Если условие (34) выполняется, то ориентировочно выб-

ранный канат принимают к навеске.

В системе с тяжелым уравновешивающим канатом наи-

большую статическую нагрузку будет испытывать верхнее се-

чение каната в конце подъемного цикла, когда сосуд находится

на верхней приемной площадке (рис. 6б), т.е.

Третье слагаемое в скобках может быть представлено в виде

где величиной (m`

- m

), в зависимости от необходимого

уровня степени динамической уравновешенности подъемной

системы, задаются в пределах 2-6 кг/м.

Решая совместно (35) и (36) относительно m

, получим

Рассчитав по (37) и выбрав по каталогу головной

подъемный канат, определяют требуемую расчетную массу

одного метра подвесного каната, т.е.

Выбрав по каталогу стандартный подвесной канат, го-

ловной проверяют по фактическому запасу прочности

где Н

- полная длина отвеса каната, м (рис. 4).

Для скипового

для клетевого подъема

где h

- высота копра, м.

Под высотой копра понимают расстояние по вертика-

ли от нулевой отметки устья ствола до точки соприкоснове-

ния головного каната с копровым (верхним) шкивом.

В зависимости от способа компоновки подземных вы-

работок рудничного двора с элементами поверхностного ком-

плекса, различают схемы расположения копровых шкивов на

подшкивной площадке копра: на одной геометрической оси

(рис. 4а) или в одной вертикальной плос кости (рис. 4б).

В первом случае

во втором

где h

п.п.

- высота приемной площадки (для скипов-высо-

та приемного бункера h

п.б.

, для клетей - высота эстакады h

), м;

- высота сосуда - расстояние по вертикали от уровня верх-

ней приемной площадки до верхнего зажима каната или верх-

него элемента подвесного устройства, когда подъемный сосуд

находится в положении разгрузки; для неопрокидных клетей

указанное расстояние принимается от основания клети; для

скипов и опрокидных клетей - от верхней кромки приемного

бункера ( h

- приводят в технической характеристике подъем-

ного сосуда), м; h

- высота переподъема - расстояние по вер-

тикали, на которое может быть свободно поднят сосуд от нор-

мального положения при разгрузке на верхней приемной пло-

щадке до соприкосновения верхнего элемента подвесного уст-

ройства с копровым направляющим шкивом или отдельных

частей сосуда с элементами копра. По ПТЭ значение h

≥4м,

если действительная максимальная скорость - V

max

≤3м/с, h

≥6

м при V

max

>3 м/с -для клетевых подъемов; h

≥3 м для вновь

проектируемых скиповых подъемных установок; h

≥2,5 м - для

действующих грузовых подъемных установок, оборудованных

опрокидными клетями; 0,75R

- минимальное расстояние от

подшкивной площадки до горизонтальной оси копрового шки-

H h H hзб ш k0

. ,

(31)

H H hш k0

, (32)

h h h h Rk пп c п ш

.. , ,075

(33)

h h hc h Д R hk пп п ш ш

.. , ,075 0

(33)`

gm m mH

nфакт

r c k

ПБ.

( )

+ +

≥

∑

(34)

mH m m HmH

k k

/ /

( ) ,= − +

(36)

F gm m mHmh

ст r c

k k

в k

ПБ

.max

( ) .= + + + =

⋅

ρ0

(35)

m m m m H

ПБ

+ + −

−

( )

ρ0

(37)

m m m m

/ /

( ).= + −

(38)

Для машин с многожелобчатым ведущим шкивом тре-

ния (рис. 7) массу одного метра головного каната рассчиты-

вают с учетом равномерного распределения усилий между все-

ми подъемными канатами, что является необходимым услови-

ем нормальной работы многоканатного подъема.

Формулы для определения ориентировочной массы од-

ного метра подъемного каната при этом аналогичны форму-

лам, полученным для одноканатного подъема и имеют вид:

при равновесных подвесных канатах z

при тяжелых подвесных канатах

где z

и z

- количество головных и подвесных канатов.

Действительный запас прочности головных канатов

определяют из выражений^

при z

4. Особенности расчета и выбора

каната для наклонного подъема

В отличие от вертикального, наклонный подъем в тех-

нической литературе освещен гораздо слабее. В /7,8,9/, где рас-

сматривается круг вопросов по расчету и выбору электроме-

ханического оборудования подъема, ствол рассматривается

как выработка с постоянным углом наклона, что не соответ-

ствует действительности.

Фактически наклонные стволы проходят по пласту, угол

наклона которого может изменяться в широком диапазоне,

что в значительной степени усложняет решение задач, связан-

ных с приведением действительных кинематических и дина-

мических параметров шахтных подъемных машин, установ-

ленных в этих стволах, к нормам, регламентируемым требо-

ваниями ПБ в режиме предохранительного торможения, воп-

росами проектирования и эксплуатации. Теоретический и

практический интерес в этом аспекте приобретает и вопрос

по расчету и выбору каната наклонной подъемной установ-

ки, содержащей ствол с изменяющимся углом наклона (рис. 8)

Схема многоканатной подъемной установки

Рис. 7.

Схема расположения подъемной машины

относительно наклонного ствола:

НПП и ВПП - соответственно нижняя и верхняя приемная площадки;

-l

длины наклонных участков ствола, м; l

- расстояние от верхней

приемной площадки от точки соприкосновения каната с органом

навивки подъемной машины, м; α

- α

- углы наклона участков

ствола, град.

Рис .8

При выполнении расчетов следует помнить, что макси-

мальным может быть любой угол от α

до α

, длины участков

в стволе от l

до l

могут варьировать в очень широкой диапа-

m m

n g

r c

ПБ

−













(40)

m m zm zmH

n g

r c

ПБ

+ + −

−

( )

(41)

z F

gm m zmH

nфакт

r c k

ПБ.

( )

+ +

≥

∑

1 0

(42)

z F

gm m zmH zmh

nфакт

r c

k k

ПБ.

( )

+ + +

≥

∑

2 1

(43)

gm m mHmh

nфакт

r c

k k

ПБ. .

( )

+ + +

≥

∑

(39)

зоне, т.е. величина максимального статического усилия в опас-

ном сечении 1-1 (точка А) может иметь место, в зависимости

от текущих значений l

и α

, как в момент размещения груже-

ного сосуда на нижней, так и верхней приемной площадках.

Величину максимального статического усилия, при ус-

ловии размещения расчетного груза в начале подъемного цик-

ла на отметке нижней приемной площадки, определяют из

выражения (рис. 8).

Решая (44) относительно m

, получим

где f

и f

- коэффициенты сопротивления движению со-

ответственно подъемного сосуда относительно рельсового

пути и каната относительно стальных поддерживающих ро-

ликов. В расчетах рекомендуют принимать f

= 0,03; f

=0,3.

Выбрав ориентировочно по каталогу и ГОСТу стандартный

типовой канат, проверяют его по фактическому запасу прочности

5. Требования ПБ по надзору за канатами

Канаты для подъемных установок всех систем должны

иметь при навеске запас прочности не ниже:

9 - кратного для подъемных установок, предназначен-

ных исключительно для подъема-спуска людей;

7,5 - кратного для грузолюдских подъемных установок;

б, 5 - кратного для подъемных установок, служащих ис-

ключительно для транспортировки грузов;

б, 0 - кратного для аварийных подъемных установок и

канатных проводников эксплуатационных шахт;

8,0 - кратного для подъемных установок с одинарным ве-

дущим шкивом трения (людских, грузолюдcких, грузовых), люд-

ских и грузолюдских многоканатных подъемных установок;

7,0 - кратного для грузовых многоканатных подъемных

установок. Канат должен быть снят и заменен другим, если

при повторном испытании его запас прочности окажется ниже:

7,0 - кратного для людских подъемов;

6,0 - кратного для грузолюдских подъемных установок;

5,0 - кратного для грузовых подъемов.

Подъемные канаты, согласно требований ПБ, подлежат ежесу-

точному осмотру. В “Книге осмотра канатов и их расхода” должен быть

отмечен наиболее поврежденный участок (шаг), на котором число обо-

рванных проволок превышает 2% от общего числа проволок каната.

Если число порывов проволок на шаге свивки составляет

5% для людского или грузолюдского подъема и 10% для грузовой

канатной откатки, канат должен быть снят и заменен новым.

Запрещается работа прядевыми канатами, если утоне-

ние составляет 10% от их номинального диаметра.

Все канаты вертикальных и наклонных подъемных ус-

тановок, а также канаты для подвески полков, за исключени-

ем канатов на грузовых подъемах с углом наклона ствола ме-

нее 30°, должны быть испытаны перед навеской на канатоис-

пытательной станции.

Резервный испытанный канат перед навеской может вторично

не испытываться, если срок его хранения не превышает 12 месяцев.

Подъемные канаты, за исключением канатов в установ-

ках с одноканатным и многоканатным шкивами трения, дол-

жны испытываться через каждые шесть месяцев.

Подъемные канаты для вертикальных стволов глубиной

более 600 м могут иметь, в зависимости от высоты подъема,

переменный запас прочности. При этом отношение суммар-

ного разрывного усилия всех проволок каната к концевой

массе (без учета массы каната) должен быть не менее:

13- кратного для людских подъемных установок;

10 - кратного для грузолюдских подъемов;

8,5 - кратного для грузовых подъемных установок;

11,5 - кратного для подъемных установок, оборудован-

ных одинарным ведущим шкивом трения (людские, грузолюд-

ские, грузовые), многоканатных (людские, грузолюдские);

9,5 - кратного для многоканатных грузовых подъемных

установок.

Запас прочности о учетом массы каната должен быть

не менее 5 - кратного для людских и грузолюдских и 4,5 - крат-

ного для грузовых подъемных установок.

F g

m m f

ml f a

ml l f

ст

c n n

k п n n

k п

в k

n n ПБ

.max

( )(sin cos )

(sin cos )

( )(sin cos )

+ + +

+ + + +













− − −

α α

1 1 2 1

1 0 1 2 1

(44)

[ ]

m m f

n g

l f l l f

r c n n

п n n

ПБ

+ +

− + + + + +

( )(sin cos )

(sin cos ) ( )(sin cos )

α α

α α α α

2 1 0 1 2 1

(45)

m m f

ml f

m l l f

nфакт

r c n n

k п n n

ПБ.

( )(sin cos )

(sin cos )

( )sin cos )

+ + +

+ + + +













≥

∑

α α

1 0 1 2 1K

(46)

6. Расчет и выбор подъемных машин

Требуемые по условию прочности каната минимальные

размеры органов навивки подъемных машин определяют в

соответствии с требованиями Правил безопасности. Отноше-

ние диаметра органа навивки к диаметру подъемного каната

должно быть не менее:

120 - для подъемных машин, оборудованных одинарным

ведущим шкивом трения;

100 - для многоканатных подъемных машин с отклоня-

ющим шкивом;

79 - для поверхностных подъемных машин, оборудован-

ных цилиндрическими барабанами, многоканатных подъем-

ных машин без отклоняющего шкива, малых цилиндров ма-

шин, оборудованных бицилиндроконичеокими барабанами,

направляющих шкивов, устанавливаемых на подшкивных пло-

щадках копров;

60 - для направляющих шкивов и барабанов подъемных

машин и лебедок в шахте.

Для людских и грузолюдских подъемов на поверхности

вертикальных и наклонных (α≥60°) навивка каната на бара-

бан, в соответствии с требованиями ПБ, должна быть одно-

слойной. На подъемных машинах грузовых вертикальных

подъемов, устанавливаемых на поверхности, людских и гру-

золюдоких подъемов в подземных выработках с углом накло-

на от 30° до 60° допускается двухслойная навивка канатов на

барабаны. Трехслойная допускается на всех остальных эксп-

луатационных подъемах и при проходке вертикальных и на-

клонных выработок.

Минимальный, необходимый в соответствии с требова-

ниями ПБ по условию прочности каната, диаметр цилиндри-

ческого барабана определяют:

при расположении подъемной машины на поверхности

для подземных подъемных машин

где - d

диаметр подъемного каната, мм. По каталогу /9/

и /10/ находят подъемную машину с ближайшим большим ди-

аметром цилиндрического барабана, т.е. D

≥D

б.min

. Следует по-

мнить, что подъемные машины, оборудованные цилиндричес-

кими органами навивки, содержат одинарные, двойные или

одинарные разрезные барабаны. В конструкции подъемной

машины, оборудованной одинарным разрезным барабаном,

объединены достоинства одно- и двухбарабанных подъемных

машин ( возможность одновременно осуществлять и подъем,

и спуск груза, регулировку длины каната при его деформации

при более компактном и менее металлоемком, по сравнению с

двойными барабанами, органе навивки). Учитывая, что у этих

машин на одном разрезном барабане размещается одновре-

менно две ветви каната, область их использования ограниче-

на предельной высотой подъема, так как из конструктивных

соображений возможен только один слой навивки.

Двухбарабанные подъемные машины используют, ког-

да нельзя одновременно на одном разрезном цилиндрическом

барабане разместить две ветви подъемного каната.

Подъемные машины, оборудованные обыкновенными

одинарными цилиндрическими барабанами, используются либо

как одноконцевые, либо как двухконцевые с противовесом.

Ориентировочно выбранную по каталогу подъемную

машину проверяют (рис. 9):

по условию размещения канатов на барабане:

ширина, занимаемая канатом на барабане (рис. 9а и 9б)

при однослойной навивке

при многослойной

где Н - высота подъема, м; l

=30-40 м - длина каната для

Органы навивки подъемных машин, оборудованных

цилиндрическими барабанами:

а) одинарный; б) двойные; в) одинарный разрезной.

Рис. 9

( )

H l

n d S Bk

вт k=

+ +













+ ≤

. ,1

(49)

D dб k.min ,

(47)

D dб k.min ,

(48)

( )

H l

n d S Bk

бс

вт k=

+ +













+ ≤

π . р.

. ,

(50)

испытаний; D

- диаметр барабана выбранной по каталогу

подъемной машины, м; n

вт

- нормированное требованиями ПБ

число витков трения (n

вт.

≥3 - при деревянной и n

вт.

≥5 при ме-

таллической футеровке); d

- диаметр подъемного каната, мм;

S - зазор между смежными витками канатов (при расчетах в

среднем следует принимать: d

<20 мм, S=2 мм; d

=20-30 мм, S

=2,5 мм; d

>30 мм, S=3 мм), мм; В- стандартная ширина бара-

бана, мм; z

- число слоев навивки (в стационарном подъеме

≤3); D

б.ср.

- средний диаметр при многослойной навивке ка-

ната на барабан, м.

ширина, занимае мая двумя канатами на одинарном раз-

резном барабане (рис. 9в)

Применяя однобарабанные подъемные машины с раз-

резным барабаном, где узкая переставная часть снабжена ме-

ханизмом перестановки, следует производить обязательную

проверку размещения подъемного канат на заклиненной час-

ти барабана, т.е.

по статическим нагрузкам:

максимальное статическое усилие в канате имеет место:

при m`

=0 в начале подъема груза (рис.6а)

при m`

в момент нахождения груженого сосуда в рай-

оне верхней приемной площадки (рис.6б)

где k

- коэффициент сопротивления движению груже-

ной ветви каната (k

=1,09 - для скипов; k

=1,12 - для клетей);

ст.max

доп.

- допустимое по паспорту машины максимальное стати-

ческое усилие, Н;

максимальную разность статических натяжений кана-

тов следует ожидать

в начале подъема:

для неопрокидных сосудов

для опрокидных сосудов

при навеске новых канатов

в конце подъема неопрокидных клетей ( в момент под-

нятия верхней груженой клети над кулаками, когда нижняя

сидит на кулаках) величину ∆F

ст.max

определяют из выражения

где α

коэффициент неуравновешенности масс скипов

(α

=0,35 - для опрокидных скипов; α

=0,15 - для скипов с от-

клоняющимся кузовом; α

=0 - для неопрокидных скипов); K

коэффициент сопротивления движению порожней ветви кана-

та (K

=1.06 - для скипов ; K

=1.08 - для клетей); m

кл.

и m

- мас-

сы соответственно клети и вагонетки, ∆F

ст.max

доп.

- допустимая по

паспорту подъемной машины максимальная разность стати-

ческих натяжений канатов, Н.

Как отмечалось в тексте при коэффициенте статичес-

кой неуравновешенности подъемной системы δ≥0,83, последняя

нуждается в статическом уравновешивании, которое достига-

ется либо за счет использования подвесного каната, либо

подъемных машин, оборудованных бицилиндроконическими

(БЦК) барабанами. Область использования машин с БЦК ба-

рабанами - глубокие стволы шахт, где при использовании

машин о цилиндрическими барабанами необходим подвесной

канат. Выпускаемые в настоящее время Ново-Краматорским

машиностроительным заводом в основном два типоразмера

машин с одним БЦК разрезным барабаном (БЦК - 8/5 х 2,7 и

БЦК - 9/5 х 2,5), обеспечивают подъем значительных масс (30

-45 т) из глубоких шахт (до 1300 м).

(

)

[

]

D D z dбс б c k. р. ,= + −2 1

(51)

(

)

F gkm m mH Fст r r c k

ст

доп

.max

.max.

,= + + ≤0 (54)

Бицилиндроконический одинарный разрезной барабан.

Рис.10

( )

H l

n d S Bk з

вт k з. . ;=

+ +













+ ≤

(53)

(

)

F gkm m mH mh Fст c

k k

ст

доп

Г Г.max

.max.

,= + + + ≤

(55)

(

)

[

]

F gkm m mH Fст k

k ст

доп

.max

.max.

,= + − ≤г ∆

(56)

( )

H l

n n d S Bk

вт вз k=

+ + +













+ ≤

2 1

. . .

(52)

(

)

[

]

∆ ∆F gkm m m mH Fст c c k

k ст

доп

.max

.max.

,= + + − ≤г α

(57)

(

)

[

]

∆ ∆F gk m m mH Fст n r c k

ст

доп

.max

.max.

,= − + + ≤1 0

(58)

[

]

∆ ∆F gkm m m m mH Fст в к к

ст

доп

.max '

.max.

( ) ,= + + − − ≤г г кл

(59)

При выборе подъемной машины с БЦК одинарным раз-

резным барабаном минимальный, необходимый по условию

прочности каната диаметр малого цилиндра определяют в

соответ ствии с требованиями Правил безопасности

где d

- диаметр подъемного каната, мм.

Диаметр большого цилиндра определяют, исходя из

различных условий уравновешенноcти подъемной системы,

например, из равенства статических моментов в начале и кон-

це подъема

где , обычно ϕ=1.5...2.

Ориентировочно выбранную по каталогу подъемную

машину проверяют (рис. 10):

по условию размещения канатов на барабане:

длины канатов h

м.ц.

, h

к.с.

и h

б.ц.

, расположенных соответ-

ственно на малом цилиндре, коническом срезе и большом ци-

линдре определяют следующим образом:

где n

м.ц.

- число рабочих витков на малом цилиндре (ре-

комендуют n

м.ц.

=3-4 витка);

где n

к.с.

- число рабочих витков на коническом срезе ( на

конусе располагается 12 витков):

где H - высота подъема (рис. 4).

Число рабочих витков на большом цилиндре

Ширина, занимаемая канатом соответственно на малом

цилиндре, коническом срезе, большом цилиндре

где B

- расстояние между осями двух смежных витков

каната на коническом срезе (обычно B

=70-80 мм); B

- шири-

на переходной полосы переставной части барабана на боль-

шом цилиндре (B

=100-150 мм, принимают согласно техни-

ческой характеристике подъемной машины);

по статически м нагрузкам:

максимальное статическое усилие в канате, очевидно,

рассчитывают по формуле (54).

Максимальную разность статических натяжений кана-

тов здесь следует ожидать в начале подъема, при навеске ка-

натов, или в момент начала навивки поднимающейся ветви

на большой цилиндр (обе ветви перемещаются на радиусе боль-

шого цилиндра).

Приведенное к окружности большого цилиндра значе-

ние разности статических натяжений канатов в начале подъе-

ма расчетного груза определяют из следующих соображений:

разность статических моментов поднимаемой и опуска-

емой ветвей канатов в начале подъемного цикла, очевидно,

следует определять из выражения (рис. 11)

или

в соответствии с (61) разность статических

моментов ∆M

ст.max

можно представить как произведение мак-

симального статического усилия, приведенного к радиусу боль-

шого цилиндра, на этот радиус, т.е.

или окончательно

В случае опрокидных сосудов

где α

- коэффициент неуравновешенности мертвых масс

скипов.

Максимальную разность статических натяжений при

навеске канатов рассчитывают из выражения (58), а в момент

ϕ =

бц

мц

( )

B n

n d S Bкмц вт

мц

мц k мц. .. . .

.. ..,= + +













+ ≤

(66)

бц

мц

=ϕ

D dмц k..min ,

(60)

D Dбц мц.. ..,

(61)

h D nмц мц мц.. . ... ,

⋅

(62)

D D

nкс

мц бц

кс..

.. ..

..,=

(63)

h H h hбц мц кс.. .. ..,

−

(64)

бц

(65)

В n B Вккс кс k кс. .. .. ..,

≤

(67)

(

)

(

)

В п d S Bкбц бц k бц... .. ..,= + + ≤1

(68)

∆M gkm m mHR gmRст c k мц c бцГ.max .. ..( )

−

(69)

∆М gR km mH m

mст мц k c

бц

мц

c.max ..

,= + − +













(70)

∆F R gR km mHmст бц мц k c.max .. ..= + − −

























г ϕ 1

(71)

( )

[ ]

∆F

km mHmст r k c.max .= + − −

ϕ 1

(72)

( )

}

{

∆F

km mHmст r k c.max ,= + − − −













ϕ α1 1

(73)

многожелобчатог о ведущего барабана без отклоняю-

щего шкива (рис. 7)

где d

- диаметр подъемного каната, мм.

Исходя из условия удовлетворения нормы удельного дав-

ления каната на футировку, диаметр канатоведущего шкива /9/:

одинарный шкив трения (рис. 12):

при двухскиповом подъеме

при однососудном подъеме с противовесом

пр.

+0,5m

)

многожелобчатый ведущий шкив трения: при двухски-

начала навивки поднимающейся ветви на большой цилиндр

из выражения /9/.

Необходимый, требуемый по условию прочности кана-

та минимальный диаметр: одинарного шкива зрения (рис. 12)

многожелобчатого ведущего барабана с отклоняющим

шкивом (рис. 13)

Схема подъемной установки, оборудованной одинарным

разрезным БЦК барабаном

Рис. 11

Схема подъемной установки, оборудованной одинарным ведущим

шкивом трения

Рис. 12

D dшт k.min ,

≥

120

(75)

(76)

D dшт k.min ,

≥

100

D dшт k.min ,

≥

(77)

(

)

(

)

[

]

{

}

∆F gkm mH h Dст k мц мц.max .. .. .= + − − − +г ϕ π ϕ1 5 3 1

(74)

(

)

D g

m m m mH

шт

c r k

.min

,≥

+ + +2 0

∆

(78)

(

)

D g

m m m mH

шт

c r k

.min

;≥

+ + +15 0

∆

(79)

повом подъеме

при односкиповом подъеме о противовесом

где удельное давление каната на фитировку шкива по

рекомендации завода изготовителя должно быть: при пряде-

вых канатах ∆p≤2,5 МПа; при закрытых канатах ∆p≤2 МПа.

Выбранная по наибольшему значению расчетного диа-

метра, стандартная подъемная машина должна быть провере-

на по допустимым заводом-изготовителем: максимальному

статическому натяжению каната (канатов) и максимальной

разности статических натяжений.

Максимальное статическое натяжение составляет:

при легких и равновесных подвесных канатах, т.е.

и z

при тяжелых подвесных канатах, z

т.е.

Максимальная разность статических натяжений канатов:

при двухскиповом подъеме c легкими подвесными канатами

при двухскиповом подъеме с тяжелыми подвесными ка-

натами

при односкиповом подъеме с противовесом

Для подъемных систем с одинарным ведущим шкивом

трения в формулах (82-86) z

=1.

Отличительной особенностью подъемных систем, обо-

рудованных шкивами трения, является принцип передачи дви-

жущего усилия трением. Поэтому главным в расчете и выборе

многоканатных подъемных установок является обеспечение

условий, исключающих проскальзывание каната (канатов) по

шкиву трения.

Различают статический σ

сm

и динамический σ

дин.

коэф-

фициенты безопасности против скольжения /10/:

где F

п.ст.

и F

о.ст.

- статические усилия соответственно в

опускаемой и поднимаемой ветвях канатов, Н; e - основание

натурального логарифма; µ - коэффициент трения между ка-

натом (канатами) и футировкой ведущего шкива ( в практике

применяют шкивы с µ = 0,2; 0,25 и 0,3); α - угол обхвата кана-

том приводного шкива, град. ; Σm

и Σm

приведенные к ради-

усу органа навивки массы соответственно опускаемой и под-

нимаемой ветвей каната, кг; а - ускорение в рассматриваемый

Схема многоканатной подъемной установки с

отклоняющим шкивом

Рис.13

F gkm m zmH Fст c k

ст

доп

.max

( ) ,= + + ≤г г 1 0

(82)

(

)

D g

m m zm zmH

шт

c r k

.min

,≥

+ + +2 1 2

∆

(80)

(

)

D g

m m zm zm H

Pdz

шт

c k

.min

,≥

+ + +2 15 1 2

∆

(81)

(

)

[

]

F gkm m zmH zmH H Fст c

ст

доп

.max

.= + + + − ≤г г 2 1 0

(83)

(

)

[

]

∆F gkm zm zmHст r k k.max ' ,= + −1 2

(84)

(

)

[

]

∆F gkm zm zmHст

k.max

,= + −г 2 1

(85)

(

)

(

)

[

]

∆F gk m zm zmHст k

.max

, .= − + −05 1 2г

(86)

(

)

µα

ст

ост

n ст ост

F e

. .

. . . .

−

(87)

(

)

(

)

( ) ( )

µα

дин

ост

n ст ост n

F am e

F F a m m

. .

. . . .

−

− ± +

mΣ

Σ Σ

0 1

(88)

клона струны к горизонту более 45° допускается увеличение её

длины до 75м. Если длина струны каната превышает предель-

ную, всегда имеются опасения, что его вибрация, при торможе-

нии подъемной установки, может повлечь за собой уход кана-

та из ручья копрового направляющего шкива и создание слож-

ной аварийной ситуации. В тоже время угол наклона канатов к

горизонту для подъемных установок вертикальных стволов

должен быть не менее 30° при ее длине более 45 м.

Длину струны каната вычисляют:

при расположении копровых шкивов на одной геомет-

Схема вариантов размещения подъемной машины относи-

тельно ствола шахты

Рис.14

период движения, м/с

7. Расчет элементов схемы расположбния подъемной машины

относительно ствола шахты

Как видно из рис.14 в зависимости от способа компо-

новки выработок околоствольного двора с сооружениями по-

верхностного комплекса шахты существует два возможных ва-

рианта схемы расположения подъемной машины относитель-

но ствола шахты, когда копровые шкивы на подшкивной пло-

щадке копра располагают либо на одной геометрической оси

(рис.15а), либо в одной вертикальной плоскости (рис.15б)

Аналогично цилиндричеоким барабанам минимальный,

необходимый по условию прочности каната, диаметр направ-

ляющих шкивов определяют в соответствии с требованиями

Правил безопасности

Порядок расчета и выбора копра изложен в п3.

При размещении подъемной машины относительно

ствола необходимо так подбирать элементы расчетной схемы

(Рис. 15), чтобы они строго соответствовали требованиям норм

Правил безопасности.

Расстояние l от оси подъемного каната до оси органа

навивки находится в пределах

В соответствии с требованиями ПБ длина струны каната

без поддерживающих роликов должна быть ≤ 65м; при угле на-

Схемы расположения одноканатных подъемных машин относительно

ствола шахты: а - шкивы расположены на одной геометрической оси;

б - шкивы расположены в одной вертикальной плоскости.

Рис. 15

ш k.min

≥

(89)

h<<1,5hk kl

(91)

виации.

Учитывая, что струна каната относительно вертикаль-

ной плоскости отклоняется в двух направлениях ( в начале

цикла - к наружной реборде барабана, в конце - внутренней),

различают наружный α

и внутренний α

углы отклонения

каната на барабане.

В соответствии о требованиями ПБ во избежание интен-

сивного и быстрого износа подъемного каната от трения о ре-

борду направляющего шкива, а также его схода из ручья коп-

рового шкива, для машин, оборудованных цилиндрическими

барабанами, величина угла девиации не должна превышать

1°30, для машин о бицилиндроконическими барабанами - 2°.

Фактическую величину углов отклонения каната на

барабане определяют:

при двойных цилиндрических барабанах и расположе-

нии копровых шкивов на одной геометрической оси (рис. 16а):

где В

- расстояние между внутренними ребордами ба-

рабанов (для подъемных машин с диаметром барабана 3,5 м

составляет 220 мм, для машин с диаметрами барабанов 4; 5 и

6м - 60 мм; l

и l

- линейное отклонение каната на барабане

от вертикальной плоскости соответственно наружное и внут-

реннее, мм; n

ВТ

+S) - ширина, занимаемая витками трения

на барабане, мм;

при одинарном разрезном барабане и расположении

копровых шкивов на одной геометрической оси (рис. 16б)

при одинарном разрезном барабане и расположении

копровых шкивов в одной вертикальной плоскости (рис. 1бв)

рической оси (рис. 15а)

в одной вертикальной плоскости (рис .15б)

где С

- превышение оси органа навивки над отметкой

устья ствола ( в зависимости от типа подъемной машины ве-

личина С

варьирует в пределах 0,6-1 м); h

- расстояние между

копровыми шкивами по вертикали ( h

=1-2 м); B

- расстояние

между осями подъемных канатов, равное расстоянию между

центрами подъемных сосудов в стволе, м.

Для стволов шахт с типовым сечением можно использо-

вать в расчетах /9/:

Угол наклона струны к горизонту ϕ, согласно ПТЭ дол-

жен быть не менее 30°, что лимитируется предельной длиной

струны каната и размерами фундаментной рамы подъемной

машины. Исходя из этого ϕ≥30°. При чрезмерном увеличении

ϕ увеличиваются нагрузки, действующие на копер, вызывая

затруднение в устройстве фундамента укосины копра. Учи-

тывая это, ϕ≤50°.

Угол наклона струны к горизонту вычисляют:

при расположении копровых шкивов на одной геомет-

рической оси (рис. 15а)

в одной вертикальной плоскости (рис. 15б)

Угол, образованный струной канаты в положении, со-

ответствующем началу или концу подъемного цикла, и верти-

кальной плоскостью, проходящей через копровой шкив, на-

зывают углом отклонения каната на барабане или углом де-

, т 4;6;8;9 9;12;14 15 20 30

, мм 2100 2250 2500 2600 2800

α αн

arctg

n d S

ВТ

ПБ=

− +

≤

( )

(101)

( ) ( )

L h c l R Lc k ш ПБ1 0

2 2

= − + − ≤ ,

(93)

( ) ( )

L h c D h l B R Lc k ш ш ПБ2 0 0

= − − − + − − ≤ ,

(94)

ϕ ϕ=

−

≤arctg

h C

l R

ПБ

(95)

α αн

arctg

B B n d S

ВТ

ПБ=

−

≤

0 2

( )

(99)

α αв

к k н

arctg

B n d S l

ВТ

ПБ=

−

≤

( )

;

(100)

( ) ( )

L h c l R Lc k ш ПБ= − + − ≤0

2 2

(92)

α αн

p k

arctg

B B B n d S

ВТ

ПБ=

−

≤

2 2

0 ( )

(97)

α αв

к k н

arctg

B n d S l

ВТ

ПБ=

−

≤

( )

(98)

ϕ ϕ=

− − −

− −

≤arctg

h C D h

lB R

k ш

ПБ

0 0

(96)