УСТРОЙСТВО ПОСАДОЧНОЕ ШАХТНОЙ КЛЕТИ (ВАРИАНТЫ)
MINE CAGE MOUNTING DEVICE (VERSIONS)

Изобретение относится к горно-шахтному оборудованию и применяется на вертикальных стволах для точной установки клети (совмещения уровня головки рельс откаточных путей горизонтов и уровня головки рельс клети) на приемных площадках и откаточных шахтных горизонтах при обмене вагонов и посадки, высадки людей на людских, грузовых и грузолюдских шахтных подъемных установках.
Известно, что в шахтной практике используются три типа посадочных устройств: посадочные брусья, посадочные кулаки и качающиеся площадки. Информация об этих технических устройствах изложена в учебнике: Стационарные машины, том 1, «Рудничные подъемные установки», издательство Московского Государственного горного университета, 2006 г., под редакцией А.П.Гришко.
Посадочные брусья, описанные в этом учебнике на с.56, представляют раму из деревянного бруса достаточной толщины, монтируемую на расстрелах армировки ствола, в его поперечном сечении таким образом, чтобы после посадки на них клети, уровни головок рельс клети и откаточных путей совпадали. Применение этих технических устройств возможно только на нижних откаточных шахтных горизонтах.
Качающиеся площадки для клетей, описанные в том же учебнике на с.58, представляют собой поворотные платформы, на которых закреплены отрезки рельсов, являющиеся продолжением откаточных рельсовых путей.
При использовании качающихся площадок для клетей клеть в процессе погрузочно-разгрузочных операций остается висеть на канате. Это обеспечивает высокую уравновешенность собственных весов двух сосудов на валу подъемной машины. Однако при останове у перегрузочного пункта в шахте клеть некоторое время совершает продольные колебания, обусловленные упругими свойствами канатов, и это затрудняет обменные операции. Кроме того, такие же колебания наблюдаются и в процессе обменных операций, когда вагонетка входит в клеть или выходит из нее и канат испытывает ударное изменение нагрузки. Размах колебаний тем больше, чем длиннее канат, на котором подвешена клеть. По этой причине применение качающихся площадок на глубоких шахтах и при большегрузных клетях становится весьма проблематичным.
Ближайшим аналогом является устройство посадочное шахтной клети кулачного типа, описанное в том же учебнике на с.56-57. Посадочные кулаки могут быть выдвижными и поворотными с механическим, гидравлическим и пневматическим приводом. Поворотные посадочные кулаки более распространены по сравнению с выдвижными кулаками. Две пары поворотных кулаков имеют попарно общие поворотные оси и своей рамой монтируются на подкулачных брусьях. На осях закреплены рычаги с контргрузами, а также рычаги, связывающие две поворотные оси регулируемой тягой. На одной из осей устанавливается рычаг, связанный с приводом. Под действием привода кулаки сближаются, создавая четыре опорные точки для посадки клети. Клеть опирается на кулаки, силой своего веса удерживает их в сближенном состоянии. При подъеме клети над кулаками они автоматически расходятся под действием контргрузов, закрепленных на рычагах.
Посадочные кулаки для клетей предназначены для установки клети на горизонте и приемной площадке вертикального ствола шахт для совмещения уровня головки рельс клети и уровня головки рельс откаточных путей горизонта. Посадочные кулаки выставляются на горизонте при подходе движущейся клети, а на приемной площадке ствола клеть поднимают выше расположения посадочных кулаков, останавливают клеть, выставляют кулаки и опускают клеть на кулаки. Посадочные кулаки вначале выставляют в рабочую зону движения клети и только после этого устанавливают клеть на посадочные кулаки. При этом теряется производительность ствола на 4-6%. Кроме того, при установке клети на посадочные кулаки возникают ударные нагрузки и ударные рывки каната при снятии клети с посадочных кулаков вследствие образования напуска каната при установке клети на кулаки. Сами кулаки устанавливаются на поворотной оси на шпоночное соединение. Как показывает практический опыт эксплуатации, при интенсивной работе и достаточно большой ударной нагрузке (вес клети и груженый вагон в клети) шпоночное соединение изнашивается, что приводит к проворачиванию кулака на оси и выходу кулаков в габариты движения клети, то есть посадки клети на кулаки или аварийной ситуации.
При использовании посадочных кулаков для клетей на шахтных горизонтах и приемных площадках машинисту подъемной машины (двух барабанная подъемная машина) необходимо плавно устанавливать клеть, которая движется вниз на посадочные кулаки на горизонтах, а на приемной площадке приподнимать клеть выше посадочных кулаков и после того как выставят кулаки опускать клеть на кулаки. Тем самым, при применении посадочных кулаков машинисту необходимо быть предельно внимательным, при совершении маневровых операций по установке клетей на горизонтах и приемной площадке, следовательно, увеличивается время маневровых операций.
Технический результат - повышение безопасности и производительности работы шахтных подъемных установок.
Технический результат по первому варианту обеспечивается за счет того, что в устройстве посадочном шахтной клети, включающем раму с осью и установленным на ней рычагом, одним концом соединенный с приводом, и пару упоров, рама выполнена в виде параллелограмма, на которой закреплен рельсовый путь для перемещения вагонеток, ось установлена внутри рамы и смещена относительно ее середины в сторону передней части рамы, а рычаг, установленный на оси, противоположным концом связан через палец с парой упоров, служащих для подъема клети до уровня головки рельс откаточного горизонта, при этом на пальце установлена опора для стыковки рельс клети и рельс откаточного горизонта.
Технический результат по второму варианту обеспечивается за счет того, что в устройстве посадочном шахтной клети, включающем раму с осью и установленным на ней рычагом, одним концом соединенный с приводом, и пару упоров, рама выполнена в виде параллелограмма, на которой закреплен рельсовый путь для перемещения вагонеток и механизм открывания стопоров, ось установлена внутри рамы и смещена относительно ее середины в сторону передней части рамы, а рычаг, установленный на оси, противоположным концом связан через палец с парой упоров, служащих для подъема клети до уровня головки рельс откаточного горизонта, при этом на пальце установлена опора для стыковки рельс клети и рельс откаточного горизонта.
При применении устройств посадочных шахтных клетей отпадает необходимость выполнения маневровых операций, отсутствуют ударные нагрузки на устройства посадочные и ударное изменение нагрузки на канат, так как клеть после остановки на горизонте плавно поднимается с помощью посадочного устройства до уровня головки рельса откаточного горизонта и после обмена вагона клеть плавно опускается, что и обуславливает безопасность эксплуатации ствола в режимах при спуске и подъеме людей, выдачи груженых вагонов по стволу.
Использование механизма открывания стопоров позволяет дополнительно повысить безопасность работ при обмене вагонеток в клети, т.к. исключается работа обслуживающего персонала при производстве обмена вагонов, отсутствие взаимодействия человека с механизмами при открывании стопоров клети.
Конструктивно устройство посадочное шахтных клетей по отношению к посадочным кулакам для клетей обеспечивает безопасность прохождения клети на горизонте, с которого не выдается на данный момент груз, и обеспечивает зазор между клетью и рельсовым путем горизонта 120-125 мм.
Ниже рассмотрена конструкция и принцип работы устройства посадочного, с привлечением чертежей, на которых изображены:
Фиг.1 - устройство посадочное, оборудованное механизмом открывания стопоров, вид сбоку;
Фиг.2 - устройство посадочное, оборудованное механизмом открывания стопоров, вид сверху;
Фиг.3 - соединение рельсового пути околоствольного двора и устройства посадочного;
Фиг.4 - устройство посадочное, оборудованное механизмом открывания стопоров, вид слева;
Фиг.5 - устройство посадочное в исходном положении;
Фиг.6 - устройство посадочное в рабочем положении;
Фиг.7 - установка устройства посадочного в вертикальном шахтном стволе;
Фиг.8 - устройство посадочное без механизма открывания стопоров, вид сбоку;
Фиг.9 - устройство посадочное без механизма открывания стопоров, вид сверху;
Фиг.10 - устройство посадочное без механизма открывания стопоров, вид слева.
Фиг.11 - механизм открывания стопоров клети, вид сбоку;
Фиг.12 - механизм открывания стопоров, вид сверху.
Устройство посадочное шахтной клети (фиг.1) состоит из рамы 1, представляющей собой сварную конструкцию из швеллеров и двутавровых балок, на которой крепятся все детали устройства. На раме 1 неподвижно установлен механизм открывания стопоров 2, который служит для открывания стопоров клети кулачного типа. Ось 3, закрепленная на раме, необходима для крепления рычага 4. На рычаге 4 закреплена опора 5, изготовленная из листовой стали, опора служит для соединения рельс посадочного устройства с рельсами клети. На рычаге 4 смонтирована пара упоров 6, выполняющие функцию кулаков для поддержания и подъема клети, причем опора и упоры кинематически связаны с рычагом с помощью пальца 7. Пневматический цилиндр 8, служащий для приведения устройства посадочного в рабочее положение, установлен в кронштейнах 9, приваренных к раме устройства посадочного. Отрезки рельсов, (фиг.2) левого 10 и правого 11, установленных на раме устройства посадочного, являются продолжением рельсовых путей околоствольного двора. На фиг.3, разрез Б-Б по фиг.2, показано соединение рельсовых путей околоствольного двора и отрезков рельс устройства посадочного. Стыковка путей производится при помощи башмака 12, накладки 13 и затягиваются пути болтами либо шпильками (на разрезе Б-Б болт не обозначен позицией). Ограничитель 14 (фиг.1) необходим для фиксации рычага при исходном положении устройства посадочного, т.е в не рабочем состоянии. Для монтажа устройства посадочного в котлованах околоствольного двора предусмотрены стойки 15 (фиг.4), выполненные из двутавровых балок, и крепятся к раме сваркой.
Работа устройства посадочного поясняется чертежами, изображенными на фиг.5 и фиг.6, где показаны два вида. Фиг.5 - устройство посадочное в исходном положении, т.е. устройство посадочное убрано (нерабочее) и фиг.6 - рабочее положение устройства посадочного, выставлено.
Исходное положение фиг.5.
min
2
В штоковую полость пневмоцилиндра 8 подается сжатый воздух, P=5 кг/см. Пневмоцилиндр связан с рычагом 4 с помощью пальца 25. Поршень пневмоцилиндра находится в крайнем заднем положении. Рычаг 4 через ось 3 повернут назад. Опора 5, упоры 6, связанные с рычагом через палец 7 (фиг.1), опущены вниз. При этом опора 5 нижними концами удерживается от проворачивания в направляющих 26, которые вмонтированы в стойки 15. Ход пневмоцилиндра ограничивает ограничитель 14, в который упирается рычаг 4.
В исходном положении между габаритом клети 27 и выступающей частью рельса левого 10 и рельса правого 11 обеспечивается безопасный зазор 120-125 мм, для прохождения клети на промежуточных горизонтах ствола.
Рабочее положение фиг.6.
После остановки клети 27 на откаточном горизонте, ниже уровня головки рельс (УГР) устройства посадочного на 100-200 мм, в поршневую полость пневмоцилиндра 8 подается сжатый воздух. Под действием приводного усилия пневмоцилиндра 8 рычаг 4 поворачивается на оси 3 и перемещает опору 5 и упор 6, через палец 7, вверх. При этом опора 5 нижними концами - выступающими частями - перемещается в направляющих 26 стоек 15. Упоры 6 поднимают клеть 27 за нижний пояс до уровня головки рельс устройства посадочного, т.е до УГР откаточного горизонта, а опора 5 соединяет уровень головки рельс 10, 11 устройства посадочного и клети.
В данной конструкции применен пневматический привод, но также возможно применение гидравлического привода.
Монтаж устройства посадочного поясняется чертежом, представленным на фиг.7, где изображена схема установки устройства посадочного в вертикальном шахтном стволе. После проходки ствола со стороны рудного двора на приемных площадках и на шахтных горизонтах, то есть откуда подаются вагоны в клеть, устанавливается устройство посадочное, оборудованное механизмом открывания стопоров 2, стойками 15 устанавливается на двутавровую поперечную балку 28, а задней частью рамы 1 - на двутавровую балку 29 и с помощью сварки обвариваются. С противоположной стороны ствола, то есть куда выходят вагоны, устанавливают устройство посадочное без механизма открывания стопоров.
При двухклетьевом подъеме возможна установка механизма открывания стопоров клети как с правой, так и с левой стороны рамы 1 устройства посадочного, в зависимости от расположения рычагов привода открывания механизма клетьевых стопоров.
Устройство посадочное шахтной клети с механизмом открывания стопоров, представленное фиг.1, и устройство посадочное без механизма открывания стопоров фиг.8-10 работают в паре, по принципу действия и своей конструкции аналогичны.
Вариант 2. Конструкцией устройства посадочного предусмотрено крепление на раме механизма открывания стопоров, который предназначен для открывания стопоров клети кулачного типа. Принцип действия и устройство механизма открывания стопоров показан на фиг.11 и 12. Педаль 16 закреплена в кронштейне 17 через ось 18. Педаль 16 через штангу 19 связана с рычагом 20. Рычаг с противовесом 21 представляют одну деталь, служащий для возврата механизма открывания стопоров в нерабочее положение, изготовленный из листовой стали и закреплен в кронштейне 22 с помощью оси 23. На устройство посадочное механизм открывания стопоров крепится сваркой через плиту 24 на раму устройства посадочного.
Работа механизма открывания стопоров показана на фиг.11-12. При накатывании колеса вагона на педаль 16 педаль поворачивается на оси 18 кронштейна 17, который с помощью сварки прикреплен к раме 1 устройства посадочного (фиг.1). Педаль 16 воздействует на штангу 19, которая перемещается вперед и поворачивает рычаг 20 с противовесом 21. Рычаг 20 поворачивается на оси 23, воздействуя на рычаг стопора клети, который условно изображен на фиг.11. В исходное положение рычаг 20 возвращает противовес 21.