- - сосуд - Страница 8

Эксплуатация шахтного ствола сопровождается процессами механического и коррозионного изнашивания элементов армировки, деформации и усталостного старения ее металлоконструкций вследствие влияния статических и динамических нагрузок от движущегося подъемного сосуда, воздействия агрессивной среды шахтного ствола и горного давления на его крепь. Это приводит к нарушению нормативных зазоров, появлению выступов в местах стыков проводников, снижению прочности конструктивных элементов армировки, изменению расчетных параметров системы «сосуд-армировка».

Нормативными показателями (конструктивными, геометрическими), характеризующими эксплуатационное состояние вертикального ствола с жесткой армировкой, являются:

- суммарный зазор между направляющими башмаками скольжения подъемного сосуда (противовеса) и проводниками;

- износ проводников;

- минимальные зазоры между направляющими башмаками и узлами крепления проводников к расстрелам, между подъемным сосудом и крепью шахтного ствола, между сосудом и расстрелом, между двумя подъемными - сосудами (при отсутствии между ними расстрелов), между клетью и элементами посадочных устройств;

- отклонение ширины колеи проводников от проектного значения;

- отклонение от вертикали пролета проводника между смежными ярусами расстрелов...

Шахтные стволы, как составная часть горнорудных предприятий с подземным способом добычи полезного ископаемого, представляют собой объекты повышенной эксплуатационной опасности. Любая авария в стволе сопряжена с неизбежными остановками всего технологического цикла добычи и доставки полезного ископаемого и значительными финансовыми убытками предприятия. В самом худшем случае жертвами аварии в стволах становятся находящиеся в клетях горнорабочие. На решение этих проблем нацелено Постановление Кабинета Министров Украины №687 об утверждении «Порядка проведения осмотров, испытаний и технического диагностирования машин, механизмов оборудования повышенной опасности», которое вступило в силу в мае 2004 г.

К объектам повышенной опасности, прежде всего, относится оборудование шахтных подъемных комплексов, в том числе подземное, размещаемое в шахтных стволах. Действующими Правилами безопасности предусмотрен ежегодный поярусный контроль профиля проводников и износа элементов жесткой армировки вертикальных стволов. Однако, данные виды контроля в сложных горно-геологических условиях, связанных с подвижкой околоствольного массива, не обеспечивают получение достоверной оценки состояния армировки и ее фактической остаточной несущей способности в условиях эксплуатационных нагрузок со стороны скипов, клетей и контрвесов. Это особенно сильно проявляется при необходимости изменения скорости движения сосудов и массы поднимаемых грузов. При этом результаты многочисленных исследований показывают, что не только увеличение скорости движения подъемного сосуда или массы полезного груза, но и уменьшение любого из этих параметров на определенную величину, зависящую от сочетания всех динамических параметров звеньев подъемной установки, может привести к переходу динамических систем подъема в аварийно опасный режим взаимодействия.

Повышение ресурса проводников обеспечивается точностью их монтажа, правильной центровкой скипа, правильным подбором материала направляющих устройств скольжения сосудов, смазыванием проводников и др. Срок службы кинематической пары трения «направляющий башмак скольжения - рельсовый проводник» может быть существенно повышен за счет внедрения комплекса технических решений, связанных с уменьшением коэффициента трения между контактирующими поверхностями, а также ограничения по величине и рационального распределения внешних сил...

Применявшиеся до шестидесятых годов XX века конструкции и схемы жесткой армировки с расстрелами из проката двутаврового профиля и рельсовых или деревянных проводников вполне удовлетворяли типичным до 60-х годов прошлого века условиям: в основном неглубоких шахт малой мощности с подъемными установками с полезной грузоподъемностью 8-10 т и скоростью движения подъемных сосудов 5-6 м/с.

Жесткая металлическая армировка с расстрелами балочного типа широко применяется в шахтных стволах. Ее доля составляет около 75%, а с учетом жесткой смешанной армировки (металлические расстрелы и деревянные проводники) - более 80%. Устоявшийся традиционный подход в проектировании армировок стволов способствовал тому, что такая армировка наиболее востребована. Накопленный опыт строительства и эксплуатации жестких многорасстрельных армировок, которые по праву считаются наиболее проверенными и надежными.

В настоящее время глубина шахтных стволов превышает 1000 м, грузоподъемность подъемных сосудов достигает 100 т, а скорость находится в пределах 20 м/с. На армировку ствола глубиной 1000м затрачивается 1200-1500 т металлопроката, что связано с высокой трудоемкостью изготовления и монтажа. Это и обусловливает совершенствование проектирования новых схем армирования.

В практике проектирования, строительства и эксплуатации возникают следующие проблемы:

возросла реальная вероятность возникновения аварийных ситуаций с тяжелыми последствиями из-за выхода подъемных сосудов из проводников и зацепления ими за расстрелы и инженерные коммуникации...

Армировка представляет собой соединительное звено между стволом и подъемной установкой. Она является совокупностью конструкций, обеспечивающих направленное движение сосудов при заданных режимах работы подъемной установки. Жесткая армировка известна с конца XVIII века. Ее совершенствование обусловлено увеличением глубины шахтного ствола, емкостью и скоростью подъемных сосудов, а также горнотехническими условиями ствола, типом шахтного подъема. История шахтного подъема начинается со времен применения коловорота, приводимого в движение лошадьми. Дальнейшее развитие шахтного подъема продолжилось с применения в Европе паровой машины (1830 год). Это потребовало необходимости применения при повышенных скоростях движения подъемных сосудов по направляющим проводникам вначале деревянным, а затем металлическим. Появилась в этот период также смешанная армировка, а затем и канатная. Вначале скорости подъемных сосудов не превышали 12 м/с.

Для увеличения скорости движения и грузоподъемности подъемных сосудов потребовалось увеличение несущей способности и жесткостных параметров ярусов армировки, замена рельсовых проводников коробчатыми, использование в подъемных сосудах вместо направляющих скольжения направляющих качения, совершенствование электрического привода, аппаратуры управления и защиты, разработки мощных подъемных машин и т.д.

На каждой подъемной установке должна быть в наличии следующая документация:

паспорт шахтного ствола, копра, подъемной машины;

рабочие чертежи подъемной машины;

инструкция по эксплуатации подъемной машины;

паспорт на воздухосборник;

прошнурованная книга с разрешением инспекций на эксплуатацию воздухосборника;

паспорт и инструкция на компрессор;

паспорт парашютов и пружин;

заводской акт-сертификат на детали прицепного устройства;

паспорт подъемных сосудов...

В качестве примера уникального зарубежного опыта проектирования шахтных подъемных установок, оснащения подъемных комплексов горных предприятий, глубина шахтных стволов в которых часто превышает 1000 м, приведен ряд проектов подъемных установок.

Эти проекты разработаны и реализованы компанией «Siemag - Tecberg GmbH» на горных предприятиях Южной Африки, Канады, Китая, Швейцарии.