Шахтная подъемная установка



Шахтная подъемная установка
Шахтная подъемная установка

 


Владельцы патента RU 2522585:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" (RU)

Шахтная подъемная установка содержит установленный на раме кинематически связанный с приводным блоком и тормозом приводной барабан с закрепленным на нем концом соединенного с поднимаемым сосудом стального проволочного каната, огибающего отклоняющий блок. Между отклоняющим блоком и приводным барабаном размещен двухручьевой шкив трения с реверсивным приводом. Упомянутый шкив трения огибается стальным проволочным канатом при полном угле его обхвата, равном 2π радианов, и при набегании каната на верхнюю кромку шкива трения и сбегании с нее же. Рама с установленными на ней приводным барабаном и приводным блоком выполнена с ходовыми колесами с возможностью их опирания и перемещения по наклонным вниз направляющим рельсам, ориентированным в сторону от шахтного ствола. Длина направляющих рельсов равна разности между высотой подъема сосуда и канатоемкостью приводного барабана. В конце направляющих рельсов установлена вторая барабанная лебедка, кинематически связанная стальным проволочным канатом с рамой приводного барабана. Перед рамой приводного барабана со стороны шахтного ствола с отклоняющим блоком и шкивом трения установлен упор с возможностью взаимодействия с ним рамы. Изобретение обеспечивает увеличение высоты подъема. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к шахтным подъемным комплексам, а именно к шахтным подъемным установкам, и может быть использовано при проектировании и реконструкции горных предприятий с увеличенной высотой подъема груженых сосудов при значительной глубине шахтного ствола.

Известна принятая за прототип шахтная подъемная установка, содержащая вертикальный ствол, подъемный сосуд, который тяговым канатом, огибающим отклоняющий блок, соединен с барабанным приводом (Пат.РФ №2025442, МПК B66B 17/08, опубл. 30.12. 1994 г.).

Однако недостатками известной шахтной подъемной установки являются ограниченная высота подъема сосуда из-за ограниченной величины канатоемкости приводных барабанов стандартной конструкции или использование при увеличенной высоте подъема груженых сосудов усложненных и дорогостоящих подъемных установок.

Техническим результатом изобретения является возможность подъема груженых сосудов, скиповых и клетьевых, при увеличенной высоте подъема по стволам увеличенной глубины с использованием стандартных барабанных лебедок.

Технический результат достигается тем, что в шахтной подъемной установке, содержащей установленный на раме кинематически связанный с приводным блоком приводной барабан с закрепленным на нем концом соединенного с поднимаемым сосудом стального проволочного каната, огибающего отклоняющий блок, между отклоняющим блоком и приводным барабаном размещен двухручьевой шкив трения с реверсивным приводом, при огибании стальным проволочным канатом шкива трения при полном угле его обхвата, равном 2π радианов, при набегании каната на верхнюю кромку шкива трения и сбегании с нее же, а рама с установленными на ней приводным барабаном и приводным блоком выполнена с ходовыми колесами с возможностью их опирания и перемещения по наклонным вниз направляющим рельсам, ориентированным в сторону от шахтного ствола, при длине направляющих рельсов, равной разности между высотой подъема сосуда и канатоемкостью приводного барабана, а в конце направляющих рельсов установлена вторая барабанная лебедка, кинематически связанная стальным проволочным канатом с рамой приводного барабана, перед которой со стороны шахтного ствола с отклоняющим блоком и шкивом трения установлен упор с возможностью взаимодействия с ним рамы, величина угла β наклона направляющих рельсов к горизонтали принята из условия непревышения статических сопротивлений движению рамы на ходовых колесах с приводным барабаном и приводным блоком, при ее обратном смещении в сторону шахтного ствола вверх по направляющим рельсам, величины тягового усилия, развиваемого приводным шкивом трения после его реверса. При этом возможны два варианта опускания порожнего сосуда: по первому варианту раму смещают вверх по направляющим рельсам с приводным барабаном с навитым на него стальным проволочным канатом, который свивается с приводного барабана после остановки рамы перед упором, по второму варианту стальной проволочный канат свивается с приводного барабана при его размещении перед второй барабанной лебедкой, при исходном уравнении для расчета угла β наклона направляющих рельсов по первому варианту

(Gпб+gqLпб)(wcosβ+sinβ)+gqкL(f0cosβ+sinβ)≤Gсe2πf,

а по второму варианту

Gпб(wcosβ+sinβ)+gqкL(fоcosβ+sinβ)≤(Gc+gqL)e2πf,

где Gпб - вес приводного барабана с приводным блоком и ходовыми колесами, Н, Lпб - канатоемкость приводного барабана, м, w - коэффициент сопротивления его движения по направляющим рельсам, g - ускорение свободного падения, м/с2, q, qк - линейные массы стальных проволочных канатов, связывающих раму приводного барабана с сосудом и второй лебедкой, кг/м, fо - коэффициент трения второго каната об опорную поверхность, на которой закреплены направляющие рельсы, Gc - вес порожнего сосуда, опускаемого вниз по стволу, Н, f - коэффициент трения стального проволочного каната, на котором подвешен сосуд, о приводной шкив трения, е - основание натуральных логарифмов.

Шахтная подъемная установка представлена на фиг.1 - вид сбоку при размещении барабана с приводным блоком при подъеме груженого сосуда на высоту, соответствующую канатоемкости приводного барабана, на фиг.2 - то же, при полной высоте подъема груженого сосуда, при смещенной раме с приводным барабаном и приводным блоком в сторону второй барабанной лебедки по наклонным направляющим рельсам.

Шахтная подъемная установка содержит установленный на раме 1 кинематически связанный с приводным блоком и тормозом (не показаны) приводной барабан 2 с закрепленным на нем концом соединенного с поднимаемым сосудом 3 стального проволочного каната 4, огибающего отклоняющий блок 5, и размещенный между отклоняющим блоком 5 и приводным барабаном 2 двухручьевой шкив трения 6 с реверсивным приводом (не показан). При этом стальной проволочный канат 4 огибает шкив трения 6 при полном угле обхвата, равном 2π радианов, при набегании на верхнюю кромку шкива трения 6 и сбегании с нее же. Рама 1 с установленными на ней приводным барабаном 2 и приводным блоком выполнена с ходовыми колесами 7 с возможностью их опирания и перемещения по наклонным под углом β направляющим рельсам 8, ориентированным в сторону от шахтного ствола. При этом длина L направляющих рельсов 8 принята равной разности между высотой Н подъема сосуда 3 и канатоемкостью Lпб приводного барабана 2. В конце направляющих рельсов 8 установлена вторая барабанная лебедка 9, кинематически связанная стальным проволочным канатом 10 с рамой 1 приводного барабана 2. Перед рамой 1 со стороны шахтного ствола с отклоняющим блоком 5 и шкивом трения 6 установлен упор 11 с возможностью взаимодействия с ним рамы 1 при исходном расположении приводного барабана 2. Рама 1 с приводным барабаном 2 и ходовыми колесами 7 в своем исходном положении размещена на горизонтальном участке 12 направляющих рельсов 8. Величина угла β наклона направляющих рельсов 8 к горизонтали принята из условия непревышения статических сопротивлений движению рамы 1 на ходовых колесах 7 с приводным барабаном 2, при ее обратном смещении в сторону шахтного ствола вверх по направляющим рельсам 8, величины тягового усилия, развиваемого приводным шкивом трения 6 после его реверса. При этом возможны два варианта опускания порожнего сосуда 3. По первому варианту раму 1 смещают вверх по направляющим рельсам 8 с приводным барабаном 2 с навитым на него стальным проволочным канатом 4, который свивается с барабана 2 после остановки рамы 1 перед упором 11. По второму варианту стальной проволочный канат 4 свивается с приводного барабана 2 при его размещении перед второй барабанной лебедкой 9. Исходное уравнение для расчета угла р наклона направляющих рельсов по первому варианту:

(Gпб+gqLпб)(wcosβ+sinβ)+gqкL(fоcosβ+sinβ)≤Gce2πf,

где Gпб - вес приводного барабана 2 с приводным блоком и ходовыми колесами 7, Lпб - канатоемкость приводного барабана, м, w - коэффициент сопротивления его движения по направляющим рельсам 8, g - ускорение свободного падения, м/с2, q, qк - линейные массы стальных проволочных канатов, связывающих раму приводного барабана с сосудом и второй лебедкой, кг/м, fо - коэффициент трения второго каната 10 об опорную поверхность, на которой закреплены направляющие рельсы 8, Gc - вес порожнего сосуда 3, опускаемого вниз по стволу, Н, f - коэффициент трения стального проволочного каната 4, на котором подвешен сосуд 3, о приводной шкив трения 6, е - основание натуральных логарифмов.

По второму варианту уравнение для выбора угла β наклона направляющих рельсов 8 следующее:

Gпб(wcosβ+sinβ)+gqкL(fоcosβ+sinβ)≤(Gс+gqL)e2πf. Поэтому угол β наклона направляющих рельсов 8 по второму варианту может быть принят еще более увеличенным.

В приведенных уравнениях величина е2πf - тяговый фактор, определяющий величину тягового усилия, развиваемого шкивом трения 6 при спуске порожнего сосуда

3, которое обеспечивает с помощью смещаемого в сторону ствола стального проволочного каната 4 подъем рамы 1 с приводным барабаном 2 и приводным блоком, с навитым на барабан канатом 4 и освобожденным от него, по наклонным рельсовым направляющим 8 от лебедки 9 до упора 11.

Шахтная подъемная установка действует следующим образом. Для подъема груженого сосуда 3 в шахтном стволе увеличенной глубины включают приводной шкив трения 6 и приводной блок, обеспечивающий вращение приводного барабана 2 шахтной подъемной установки с навивкой на приводной барабан 2 стального проволочного каната 4. При этом шкив трения 6 реализует часть суммарного тягового усилия W, которая равна

ΔW=W(1-1/e). Это позволяет существенно уменьшить потребную величину тягового усилия, реализуемого приводным барабаном 2. Наличие упора 11 обеспечивает удержание рамы 1 с ходовыми колесами 7 от их смещения в сторону шахтного ствола при подъеме груженого сосуда 3. После полного использования канатоемкости Lпб приводного барабана 2 его приводной блок отключается и затормаживается приводной барабан 2, после чего одновременно автоматически включается привод второй барабанной лебедки 9, которая с помощью навиваемого на ее приводной барабан стального проволочного каната 10 смещает раму 1 с ходовыми колесами 7 при заторможенном приводном барабане 2 по наклонным направляющим рельсам 8 до полной высоты подъема сосуда 3, который на втором этапе его подъема перемещается с помощью приводного шкива трения 6 и второй лебедки 9 с помощью закрепленного на заторможенном приводном барабане 2 стального проволочного каната 4 за счет смещения рамы 1 с ходовыми колесами 7 и размещенными на раме 1 приводным барабаном 2 и приводным блоком по направляющим рельсам 8 до их нижней кромки (фиг.2). При этом при подъеме груженого сосуда 3 потребное тяговое усилие, реализуемое второй барабанной лебедкой 9, и мощность двигателя ее привода также уменьшены, как и мощность двигателя привода приводного барабана 2, благодаря тяговому усилию ΔW, реализуемому шкивом трения 6. При спуске порожнего сосуда 3 по стволу по первому варианту привод шкива трения 6 и привод лебедки 9 реверсируются. Шкив трения 6 обеспечивает подъем рамы 1 вверх по направляющим рельсам 8 до упора 11, после чего включается после реверса приводной блок приводного барабана 2, обеспечивающий сматывание стального проволочного каната 4 с приводного барабана 2 при опускании вниз сосуда 3. По второму варианту при опускании вниз сосуда 3 стальной проволочный канат 4 свивается с приводного барабана 2 при его размещении перед второй барабанной лебедкой 9 при включенном приводном шкиве трения 6, после чего рама 1 с заторможенным порожним приводным барабаном 2 с помощью шкива трения 6 смещается вверх до упора 11, что соответствует окончательному спуску порожнего сосуда 3. Наличие в системе привода шахтой подъемной установки двухручьевого шкива трения 6 с максимальным углом его обхвата стальным проволочным канатом 4 позволяет не только уменьшить тяговые усилия приводного барабана 2 и второй лебедки 9, но и увеличить угол β наклона направляющих рельсов 8, особенно при втором варианте спуска порожнего сосуда 3, что дополнительно позволяет уменьшить потребное тяговое усилие, реализуемое второй лебедкой 9. Наклонное расположение направляющих рельсов 8 для перемещения рамы 1 с ходовыми колесами 7 с размещенным на раме 1 приводным барабаном 2 и его приводным блоком позволяет уменьшить суммарную энергоемкость шахтной подъемной установки и ее металлоемкость и стоимость.

Таким образом, отличительные признаки изобретения обеспечивают возможность подъема груженых сосудов, скиповых и клетьевых, при увеличенной высоте подъема по стволам увеличенной глубины с использованием стандартных барабанных лебедок при их уменьшенных металлоемкостях и энергоемкостях.

1. Шахтная подъемная установка, содержащая установленный на раме кинематически связанный с приводным блоком и тормозом приводной барабан с закрепленным на нем концом соединенного с поднимаемым сосудом стального проволочного каната, огибающего отклоняющий блок, отличающаяся тем, что между отклоняющим блоком и приводным барабаном размещен двухручьевой шкив трения с реверсивным приводом при огибании стальным проволочным канатом шкива трения при полном угле его обхвата, равном 2π радианов, при набегании каната на верхнюю кромку шкива трения и сбегании с нее же, а рама с установленными на ней приводным барабаном и приводным блоком выполнена с ходовыми колесами с возможностью их опирания и перемещения по наклонным вниз направляющим рельсам, ориентированным в сторону от шахтного ствола, при длине направляющих рельсов, равной разности между высотой подъема сосуда и канатоемкостью приводного барабана, а в конце направляющих рельсов установлена вторая барабанная лебедка, кинематически связанная стальным проволочным канатом с рамой приводного барабана, перед которой со стороны шахтного ствола с отклоняющим блоком и шкивом трения установлен упор с возможностью взаимодействия с ним рамы.

2. Шахтная подъемная установка по п.1, отличающаяся тем, что угол β наклона направляющих рельсов определяется из уравнения:
(Gпб+g q Lпб)(w cosβ+sinβ)+g qк L(fo cosβ+sinβ)≤Gc е2πf,
где Gпб - вес приводного барабана с приводным блоком и ходовыми колесами, Н; Lпб - канатоемкость приводного барабана, м; w - коэффициент сопротивления его движения по направляющим рельсам; g - ускорение свободного падения, м/с2; q, qк - линейные массы стальных проволочных канатов, связывающих раму приводного барабана с сосудом и второй лебедкой, кг/м; fo - коэффициент трения второго канта об опорную поверхность, на которой закреплены направляющие рельсы; Gc - вес порожнего сосуда, опускаемого вниз по стволу, Н; f - коэффициент трения стального проволочного каната, на котором подвешен сосуд, о приводной шкив трения; е - основание натуральных логарифмов.

3. Шахтная подъемная установка по п.1, отличающаяся тем, что угол β наклона направляющих рельсов определяется из уравнения
Gпб(w cosβ+sinβ)+g qк L(fo cosβ+sinβ)≤(Gc+g q L)е2πf.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к оборудованию для транспортирования сыпучих кусковых материалов, и может быть использовано для защиты внутренней поверхности стенок скипов.

Шахтная подъемная установка содержит установленный на раме, кинематически связанный с приводным блоком и тормозом, приводной барабан с закрепленным на нем концом соединенного с поднимаемым сосудом стального проволочного каната, огибающего отклоняющий блок.

Изобретение относится к горной промышленности, в особенности к наклонным подъемным установкам. Канатоподдерживающие ролики наклонной подъемной установки снабжены подпружиненными осями.

Изобретение относится к грузоподъемному оборудованию шахт и рудников, а именно к скиповым подъемным установкам с возможностью их использования при увеличенных грузоподъемности скипа и высоте подъема скипа.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для транспортировки отходов производства в подземные выработки. .

Изобретение относится к подъему разрыхленных материалов с рабочих горизонтов (уровней) на более высокие и может быть использовано в горнодобывающей, строительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к подъемным устройствам и может быть использовано, в частности, в горной промышленности. .

Изобретение относится к подъемным устройствам и может быть использовано, в частности, в горной промышленности. .

Изобретение относится к устройствам для разгрузки скипов в подъемных установках. .

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к шахтным подъемным установкам, а именно к их устройствам разгрузки. .

Шахтная подъемная установка содержит установленный на раме, кинематически связанный с приводным блоком и тормозом, приводной барабан с закрепленным на нем концом соединенного с поднимаемым сосудом стального проволочного каната, огибающего отклоняющий блок.

Изобретение относится к горной промышленности, в особенности к наклонным подъемным установкам, и может быть использовано для доставки грузов по наклонным и крутонаклонным стволам или другим горным выработкам угольной и горнорудной промышленности.

Изобретение относится к грузоподъемному оборудованию шахт и рудников, а именно к скиповым подъемным установкам с возможностью их использования при увеличенных грузоподъемности скипа и высоте подъема скипа.

Изобретение относится к горной промышленности, в особенности к наклонным подъемным установкам, и может быть использовано для доставки грузов по наклонным и крутонаклонным стволам или другим горным выработкам угольной и горнорудной промышленности.

Изобретение относится к шахтным вертикальным подъемным установкам и может быть использовано при проектировании канатного подъема на вновь строящихся шахтах и рудниках, а также при его реконструкции.

Изобретение относится к системам карьерного транспорта, а именно к комплексам для подъема и спуска автомобилей-самосвалов в карьер. .

Изобретение относится к системам карьерного транспорта, а именно к комплексам для подъема и спуска автомобилей-самосвалов в карьер при ведении открытых горных работ.

Изобретение относится к подъему разрыхленных материалов с рабочих горизонтов (уровней) на более высокие и может быть использовано в горнодобывающей, строительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к системам карьерного транспорта, а именно к карьерным подъемникам для автомобилей-самосвалов. .

Изобретение относится к системам карьерного транспорта, а именно к устройствам для подъема и спуска автомобилей-самосвалов в карьер при ведении открытых горных работ.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для подъема горной массы из карьеров и шахт. Наклонная подъемная установка содержит подъемную машину с приводом, направляющие шкивы, и подъемные канаты с сосудами, установленными на рельсовых направляющих с вогнутым профилем. Рельсовые направляющие с вогнутым профилем установлены на начальном и конечном либо только на конечном участках пути движения подъемных сосудов. Остальная часть рельсовых путей выполнена прямолинейной или расположена под углом, равным углу борта карьера. Техническим результатом является снижение затрат на строительство рельсовых путей и повышение эффективности двухконцевых наклонных подъемных установок. 1 ил.
Наверх