Раздел 1. Подъемные установки. Назначение, общее устройство и классификация.

IХ – образование государства у восточных славян.

945 г. – восстание древлян, убийство Игоря.

988 – Крещение Руси.

ХI в. – Русская Правда.

1223- Битва на р. Калке.

1237 – вторжение монголо-татар на Русь.

1240 – падение Киева.

15 июля 1240 – Невская битва со шведами.

5 апреля 1242 – Ледовое побоище с немцами.

8 сентября 1380 – Куликовская битва.

1480 – стояние на р. Угре. Ликвидация монголо-татарского ига.

1497- Судебник Ивана III.

1547- венчание на царство Ивана Грозного.

1549- 1653 – Земские соборы в истории России.

1550 – судебник Ивана Грозного.

1552- взятие Казанского ханства.

1556 – взятие Астраханского ханства.

1564 – начало книгопечатания.

1581 – присоединение к России Сибирского ханства.

1589 -1700 – патриаршество в России.

1598-1612 гг. – смута.

8 января 1654 – Переяславская рада. Вхождение Левобережной Украины в состав России.

1666 – начало церковного раскола.

1700-1721 – Северная война.

27 июня 1709 – Полтавская битва.

1721 – Россия стала империей.

1783 – вхождение Крыма и правобережья Кубани в состав России.

26 августа 1812 г. – Бородинская битва.

14 декабря 1825 г. восстание декабристов.

1853-1855 – Крымская война.

18 февраля 1861 – отмена крепостного права.

1905-1907 гг. первая русская революция.

1914 -1918 – первая мировая война.

23 февраля – 3 марта 1917 февральская революция.

25 октября 1917 г. Октябрьская революция.

1918 -1920 гг. – гражданская война.

1 сентября 1939 – 2 сентября 1945 – вторая мировая война.

19 ноября 1942 г. коренной перелом в войне. Начало наступления советских войск под Сталинградом.

22 июня 1941 – 9 мая 1945 – Великая Отечественная война.

Раздел 1. Подъемные установки. Назначение, общее устройство и классификация.

План лекции (2 – часа)

1. Подъемные установки.

2. Подъемные сосуды

3. Клети.

4. Скипы

5. Скипо-клети

6. Бадьи

Вентиляторные, насосные, пневматические и подъемные установки относятся к стационарному оборудованию. Эти установки конструктивно сложны, громоздки, дороги и по потреблению энергии занимают основное место в энергобалансе шахты. Оборудование, как правило, стационарное (исключение передвижные кондиционеры и вентиляторы местного проветривания). Вес воздуха, транспортируемого в шахту вентиляторами в 4-6 раз, а иногда в 14 раз больше веса добываемого угля. В шахтных условиях работа на сжатом воздухе взрывобезопасна, но пневматическое оборудование по сравнению с электрической дороже.

Раздел 2. Сосуды наклонных шахт. Копры. Подъемные канаты

План лекции (2 – часа)

1. Сосуды наклонных шахт

2. Копры

3. Подъемные канаты

1. Сосуды для наклонных шахт.

Все стволы с наклоном оси к горизонту от 3 до 85° считаются наклонными. Основная отличительная конструктивная особенность ПС для наклонных стволов заключается в том, что все они перемещаются на колесах по колье рельсового пути, уложенного на почве наклонной выработки ствола. Для наклонных шахт применяется и скипы и клети.

В Кузбасе большой угол наклона 60-65°. При транспортировки небольших наклонах применяется специальные людские вагонетки, которые собирается в состав не более 5 вагонеток. Количество людей от 10 до 15 в одной вагонетке.

Каждая вагонетка имеет свой парашют. Под вагонетки укладывается деревянной брус, там имеются кошки. При обрыве либо врезывает в балласт, либо срабатывают ловители. Скипы бывают опрокидные и неопрокидные.

В месте разгрузки кроме основного пути имеется уширенная поднимающиеся колеса разгрузочного пути. На этом участке при движении рамы вместе с теговым канатом катки задней оси, двигаясь по дополнительным разгрузочным рельсам, приподнимаются. При этом кузов накланяется вниз в направлении оси передних колес и разгружается.

Нижняя кривая узкая, а верхняя широкая, задними колесами цепляется и опрокидывается. У неопрокидных передние колеса шире.

Из карьеров подъем полезного ископаемого таким способом добывается в Китае, Канаде.

2. Копры.

Копры служат для расположения направляющих шкивов, для крепления проводников, выходящих из ствола и для крепления разгрузочных кривых саморазгружающих сосудов (скипов и клетов).

В зависимости от материала копры бывают деревянные, металлические и железобетонные.

Распространенными являются металлические копры, деревянные применяется при проходке шахт. Железобетонные очень громоздкие, от них отказывается. По конструкции копры делятся: А-системы, 4-х-стоечные, шатровые и башенные.

А-системы служат для крепления направленных шкивов.

Шатровый применяется при проходке стволов, состоит из шатрообразной конструкции и станка воспринимает нагрузку от натягвания канатов. Разное ног помогает компоновать вспомогательные оборудование (лебедки).

4-х стоечный из профилированного железа, имеет 4 стойки

Башенные копры используется при многоканатных установках. ПМ расположены на копре. Наш копер 110 м. Достоинства: канаты не соприкасаются с внешней атмосферой.

3. Подъемные канаты

Канаты на подъемных установках служат для подъема сосудов, в качестве уравновешивающих канатов, при проходке стволов, для подвлеки вспомогательного оборудования (строительство, нефтяния, промышленность, металлургия) применяется почти во всех отраслях промышленности.

Канаты изготовляется из стали, марки В, I и II по вязкости материала с временым сопротивлением разрыву τ_вр = 130÷200 кг/мм² распространенными является τ_вр = 150÷180 кг/мм² диаметр проволок τ = 1,2÷3 мм.

По конструкции канаты делятся на круглые и плоские. Круглые канаты в свою очередь делятся на канаты одинарной и двойной свивки;

По количеству слоев: однослойные и многослойные.

По форме прядей: круглопрядные и фасонопрядные (3-х гранопрядные, овалопрядные, плоскопрядные).

По направлению свивки: крестовой и параллельной свивки, по направлению свивки правая и левая.

По диаметру проволок в пряда одинакого диаметра и разного диаметра.

По контакту проволок в пряди: точечного касания, линейного и точечно мин. касания (гк, лк и тлк).

По форме сердечника (с органическим и металлическим, пельковый, маниловый, конопляный - это органические).

По форме проволок - бывают из круглых и фасонных проволок (канаты закрытой конструкции) плоские канаты - изготавливается из прядей, которые свиваются в стренги, которые укладывается параллельно, сшиваются умывальником или соединенными скобами (в качестве умывальника мягкая проволока).

Подъемные машины с барабанными органами навивки изготавливается 4-х типов, которые обозначен в соответствие с требованиям ГОСТов на подъемные машины: ц - цилиндрическое однобарабанное, цр - цилиндрическое однобарабанное с разрезным барабаном; 2ц - цилиндрическое 2-х барабанное, бцк — бицилиндрические с разрезным барабаном.

В зависимости от диаметра барабанного органа навивки цилиндрические машины разделяются на:

Малые диаметр барабана = 1,2; 1,6; 2 м.

Средние диаметр барабана = 2,6; 3; 3,5 м.

Крупные диаметр барабана = 4,5 ... 6 м.

Цилиндр барабана состоит из оболочки или кожуха лобовин вала. Оболочка барабана может быть футирована и без футировки (сейчас используется без футировки). Для усиления есть ребра жесткости и труба жесткости. Таким образом бывают внутри или по бокам.

1.

Раздел 3. Порядок выбора подъемных машин

План лекции (2 – часа)

1. Порядок выбора подъемных машин

2. Тормозные устройства

3. Требования ПБ к тормозным устройствам

4. Конструкция исполнительного органа

Порядок выбора подъемных машин.

1. Выбор подъемных машин с цилиндрическими барабанами. Диаметр барабана в зависимости от назначения определяется по ПБ по формулам

Кроме диаметра необходимо знать статическое натяжение максимальное каната и разность

где, - концевая нагрузка (вес груза и сосуда);

р - вес 1 м каната;

Н - высота подъема, .

- разность натяжения

где Q - вес груза;

q - вес 1 метра уравновешиваюшего каната.

Необходимость применения уравновешивания каната определяется статической неуравновешенностью.

,

– коэффициент шахтных сопротивлений, для скипов–1,15, для клетей–1,2

если δ≤0,5 уравновешенный канат не требуется, значит Q=0.

По значению диаметра барабана и статического натяжения выбирается стандартная машина, которая проверяется на размещение каната по формулам:

1. Для 2-х барабанных машин требуемая ширина барабана:

где, = 30 м;

– для футерованных =5 и для не футерованных =3;

ε – зазор между витками каната, ε = 2÷3 мм;

В_пасп – ширина барабана принятой машины.

2. Для 2-х барабанных машин при многослойной навивке:

где, 4 – витки для перемещения критической части (запасная длина);

n – число слоев каната (берется из характиристики машин).

3. Для однобарабанных машин с цельным барабаном при двух

концевом подъеме:

где, 2 – потому что с обеих сторон

4. Для однобарабанных машин с разрезным барабаном:

Z_заз ≥ 1;

h_гор – расстояния между соседними горизонтами

2. Выбор подъемных машин со шкивами трения.

D_шт>100 d_k или >79 d_k в зависимости от угла обхвата.

Статические натяжения F_стmax и разность F_ст определяется по вышеприведеным формулам. По D_шт, статического натяжения и h_к (количеству канатов) выбираем стандартную подъемную машину, которая проверяется на удельное давление, на футировку и на проскальзывание каната.

Деревянная футировка допускает давление до 14 кг/см², прессмасса допускает 20-22 кг/см².

Если Р_уд> Р_пасп, тогда Р_уд можно уменьшить за счет n_к и d_к. Вычисляем коэффициент безопасности от проскальзывания:

α – угол обхвата каната;

μ – коэффициент трения между канатом и футировкой, принимается 0,3-0,35;

Увеличить И_ст можно при помощи F_стcб чем тяжелее сосуды, тем лушее работают установки.

Выбор ПМ для БЦК

D_мц > 79 d_k

D_бц = D_мц у

Статическое натяжение каната определяется аналогично. По диаметрам и статическим натяжением выбирается стандартная ПМ, которая проверяется на размещение каната.

Тормозные устройства.

Каждая ПМ должна быть оборудована тормозными устройствам. Т.у. состоит из двух тормозов: рабочего (маневренного) и предохранительного (аварийного). Рабочий тормоз служит для удержания в неподвижном состоянии ПМ в период пауз, а также для подтормаживания при наличии отрицательных моментов на валу барабана, что может быть при спуске груза и замедлении машины. Предохранительный тормоз является основным аппаратом защиты ПУ. Он срабатывает при нарушении нормального режима работы: переподъем сосуда, превышение скорости двигателя, при превышение нагрузки, при недопустимом натяжении каната, при сухих тормозных колодок, при понижение давления воздуха в тормозной системе и др. Включение предохранителя осуществляет автоматически, за счет срабатывания предохранительной аппаратуры, а также вручную машинистом специальной рукояткой или кнопкой. Каждое включение предохранителя сопровождается отключением двигателя от сети. В конструктивном отношении каждый тормоз состоит из исполнительного органа и привода. К исполнительному органу относятся колодки и рычажные передачи, к тормозному – ободы на органе навивки. Привод тормоза служит для создания тормозного усилия, источником привода могут быть тяжесть груза, сила пружины, энергия сжатого воздуха или масла под давлением.

Требования ПБ к тормозам.

1. Каждый тормоз должен развивать момент – М_тор ≥ 3М_ст;

2. При отсоединенном приставном барабане тормоз должен развивать
момент в одной ветви. М_тор ≥ 1,2 М_стато._п.

3. Привод тормоза должен развивать замедление от 1,5 до 5 м/с для
вертикальных подъемов (нижнее значение - при спуске груза, верхнее - при
подъеме).

4. Время холостого хода тормоза (время от момента включения до
соприкосновения тормозных колодок с ободом)

t_хх = 0,5 сек – для пневматических;

t_хх = 0,6 cек – для гидравлических.

5. Время срабатывания тормоза – время от включения тормоза до нарастания
тормозного усилия до статического, t_cp=0,8 cек.

6. Зазор между тормозными колодками и ободом должен быть не более 2 мм на каждую сторону.

Раздел 4. Контрольно-измерительная и предохранительная аппаратура

План лекции (2 – часа)

1. Контрольно-измерительная и предохранительная аппаратура

2. Расположение подъемной машины у ствола шахты

3. Углы девиации

4. Динамика подъемной установки

5. Определение статических усилий.

1. Контрольно-измерительная и предохранительная аппаратура

К контрольно- измерительной аппаратуре относятся указатели глубины, скоростемеры, монометры, электрические амперметры. Указатели глубины служат для указания машинисту о месте нахождении сосуда в стволе шахты. Указатели глубины бывают шпиндельные (механические) и сельсинные (электрические). Скоростемеры служат для измерения скорости двигателя и для записи диаграмм скоростей. Используются для этой цели самопишущие приборы.

2. Расположение подъемной машины у ствола шахты

При расположении должно быть учтены следующие факторы.

1) Наличие промышленных сооружений

2) Условия залегания полезного ископаемого ( рекомендуют располагать подъемную машину лежачем боку месторождения )

3) Длины струны каната должна быть не более 65 м.

4) Фундамент подъемной машины станка, копра и у косины не должны соприкасаться.

5) Угол наклона струны каната к горизонту должен находится в пределах от до .

Нарисуем на одной геометрической оси и на вертикальной плоскости.

Параметры расположения подъемной машины является

b - расстояние между отвесом каната осью подъемной машины.

- длина струны каната – это расстояние между точками схода каната со шкива и барабана.

- угол наклона струны каната к горизонту.

- определяется по формуле:

- определяется из прямоугольного треугольника, как гипотенуза

- превышение оси подъемной машины над поверхностью земли

Если >65м, для уменьшении вибрации каната между машинным зданием и корпусом устанавливают мачту с поддерживающим роликами. Угол находим через

b и определяются по тем же формулам, что и для шкивов находящихся на одной геометрической оси.

3. Углы девиации

Углом девиации называется угол, образованный плоскостью, проходящий через отвесы каната перпендикулярно оси барабана и крайним отключениям каната. Для каждого каната получаются 2 угла. Согласно ПБ углы девиации должны быть не более .

расстояние между ребордами барабана

z- количество витков трения.

-зазор между витками.

Если угол девиации получается больше нормы их необходимо уменьшить, чаще всего за счет длины струны каната.

4. Динамика подъемной установки.

1. Вывод основного уравнения динамики подъема М.М. Федорова. Задачей динамики подъема является определение момента на валу подъемной машины, который необходимо выполнить двигателю с целю получения заданного режима работы. При выводе уравнения динамики пользуются признаком Даламбера.

Для подъемных установок он формулируется следующим образом: Сумма моментов действующих сил равна сумме сил инерции;

действующий момент является момент двигателя и статически момент.

в.ч.- вращающих частей.

п.д. - поступательно движущих частей.

m- масса поступательно движущих частей.

а- линейное ускорение системы.

При подъемной системе с органами навивки постоянна R.

5. Определение статических усилий.

Для рассмотрения возьмем систему с тяжелым хвостовым канатом.

q- вес хвостового каната.

p- вес головного каната.

- шахтное сопротивление при подъеме груза.

- шахтное сопротивление при спуске груза.

Q- вес груза.

W- общее шахтное сопротивление.

k- коэффициент шахтных сопротивлении.

для скипа k=1,15

для клетей k=1,2

1) График для системы с тяжелым хвостовым канатом

2) с равновесным

3) система статически неуравновешенной без хвостов каната

Профессор Уманским был установлен коэффициент степень статической неуравновешенности. Степень статической уравновешенности называется отношение разности начального и среднего усилия.

Если система применяется без хвостового каната и наоборот.

Раздел 5. Водоотливные, вентиляторные установки и турбомашины

План лекции (2 – часа)

1. Водоотливные, вентиляторные установки

2. Характеристика внешней сети водоотливной, вентиляторной и пневматической сети

3. Некоторые сведения из аэродинамики

4. Основное уравнение турбомашин

5. Законы пропорциональности турбомашин

Водоотливные, вентиляторные установки.

1. Назначение и классификация машин для перемещения жидкости.

Из гидравлики известно, что перемещение жидкости происходит из области больших удельных энергий в область малых удельных энергий, т.е. за счёт разности энергий или разности напоров. В естественных условиях перемещение жидкости может происходить за счёт естественной тяги в шахтах ствола, когда имеется разность температур на входе и выходе жидкости, а также течение рек, за счёт разности уровней. Практически для перемещения жидкости приходится применять аппараты, которые могут взаимодействовать с жидкостью.

Z - уровень расположения, согласно уравнению Бернулли напор который будет создавать аппарат (А).

I. - приращение статического напора;

П. - приращение скоростного напора;

III. - приращение уровня.

Для того чтобы заставить перемещаться жидкость, аппарат должен взаимодействовать с жидкостью и обеспечить изменение напора в шахтных условиях. Для подачи воды из шахты, перемещения воздуха по выработкам и перемещения сжатого воздуха по трубам осуществляется с помощью нагнетателя, которые по назначению делятся:

1. насосы, которые перемещают жидкость несжимаемую и служат для перемещения воды.

2. вентиляторы, которые перемещают жидкость с небольшой степенью сжатия , практически ε = 1,02÷1,05 и воздух перемещается несжимаемый.

3. вакуумнасос, которые создают вакуум и служат для перемещения газов .

Раздел 6. Совместная работа турбомашин. Конструкции насосов

План лекции (2 – часа)

1. Совместная работа турбомашин

2. Конструкции насосов

3. Классификация водоотливных установок