Проводники представляют собой непрерывные плети, состоящие из отдельных звеньев, вертикально укрепленных на горизонтальных расстрелах. В качестве проводников широко применяются железнодорожные рельсы типов Р-38, Р-43, Р-50 (ТУ 14-2-570-84).

Техническая характеристика рельсов, используемых в качестве проводников

Рельсовые и коробчатые проводники

Рельсовые проводники прикрепляют к расстрелам зажимными скобами с болтами диаметром не менее 30 мм. Для этого подошвы рельсов устанавливают в вырезы, сделанные в накладных планках (лежках), которые привариваются к верхней и нижней полкам расстрела. Скобы располагают непосредственно над и под расстрелом. Применение различных средств предохранения скоб от сползания не допускается.

В качестве проводников широко используются также стальные профили, образующие прямоугольные пустотелые балки - коробки. Эти проводники применяются для направления движения подъемных сосудов всех видов, оборудованных направляющими устройствами качения в сочетании с жесткими предохранительными направляющими скольжения. Изготавливаются они путем сваривания встык двух уголков или швеллеров.

Краткая характеристика коробчатых проводников

Для крепления коробчатых проводников к расстрелам и их полкам приваривают накладные уголки. К последним проводники крепят при помощи болтовых соединений. Металлические проводники в процессе эксплуатации подвергаются коррозионному и механическому износу, поэтому их геометрические характеристики со временем могут существенно отличаться от предоставленных в таблице.

Геометрические характеристики поперечных сечений проводников могут быть вычислены по следующим приближенным формулам:

где l_x, l_y - проектные осевые моменты инерции проводника при изгибе в лобовой и боковой плоскостях; l_x (t), l_y (t) - осевые моменты инерции проводника ко времени t его эксплуатации; η_k (t) - параметр, являющийся функцией времени и определяющий коррозионный износ; η_ux (t), η_ux (t) - параметры, являющиеся функцией времени и определяющие механический износ. Для коробчатых проводников:

для рельсовых:

где pt, dt - интенсивность соответственно коррозионного и механического износа, см в год; d_π - толщина стенки профиля, см.

Деревянные проводники в вертикальных шахтных стволах применяют для направления движения подъемных сосудов всех видов, оборудованных направляющими устройствами скольжения или качения. Крепятся к расстрелам с помощью болтов. Головки и концы болтов должны быть утоплены в тело проводника на глубину свыше 30 мм, т. е. не менее допустимого максимального износа.

В зависимости от расположения относительно подъемных сосудов проводники разделяются на двусторонние - лобовые и боковые - и односторонние. Каждое звено проводника должно быть закреплено на расстрелах не менее чем в трех точках. Стыки одинарных проводников должны располагаться на ярусах. Допускается в ряде случаев расположение стыков в пролете между ярусами, при этом конструкция стыка рельсового проводника должна обеспечивать жесткую связь с парным ему проводником.

Конструкции стыка рельсового проводника

1 – рельсовый проводник; 2 – расстрел; 3 – специальный зажим (скоба); 4 – болт; 5 – накладная планка (лежка)

Для одинарных проводников необходимо в пролете между ярусами, где располагается стык, дополнительно устанавливать ложные проводники длиной не менее шага армировки.

Стыки парных проводников, а также проводников одного раздела ствола (кроме участков в станке копра и на сопряжениях с горизонтальными выработками) не должны лежать в плоскости одного яруса. В зазоре между звеньями проводников не допускается наличие металлических прокладок.

Расчет армировки выполняется по условию динамической устойчивости движения подъемного сосуда в проводниках жесткой армировки с последующей проверкой ее элементов на горизонтальные нагрузки, возникающие при взаимодействии армировки с движущимися подъемными сосудами, и на вертикальные нагрузки от собственной массы конструкции армировки. Отраслевым нормативным документом для расчета армировки является методика расчета жестких армировок вертикальных стволов шахт. В основном на действующих шахтах получили схемы сечений стволов по рекомендациям Южгипрошахта.

В зависимости от расположения относительно сосуда проводники разделяются на двусторонние - лобовые и боковые и односторонние. Проводники, оппозитно расположенные на одном расстреле и скрепленные на ярусе конструктивно общим узлом, называются парными.

Характерные схемы сечения стволов с жесткими армировками

1,2 – клети с односторонними рельсовыми проводниками; 3 – клети с двухсторонними проводниками; 4 – клети с лобовыми проводниками; 5,6 – скипо-клетевые стволы; 7,8,9,10 – скиповые стволы.

В 1963г. ВНИИОМШС (г. Харьков) с целью определения состояния и надежности жесткой армировки вертикальных шахтных стволов были проведены обследования армировки в 63 стволах действующих шахт. В результате анализа полученных фактических данных были сделаны следующие практические выводы:

- средний срок службы элементов армировки T_o для расстрелов составляет 10 лет, для проводников - 5 лет;

- среднее число замен элементов армировки за время эксплуатации t для расстрелов H(t)=0,1t, для проводников H(t)=0,2r;

- состояние армировки действующих стволов шахт весьма неудовлетворительно в первую очередь в результате малых сроков службы ее отдельных элементов в связи с коррозионным, механическим износом и усталостью металла.

Жесткая армировка отличается существенной металлоемкостью, большой трудоемкостью изготовления значительного количества деталей (расстрелов балочного типа, коробчатых или рельсовых проводников, лежек, скоб Сол и Бриара, болтов и т.п.), большой трудоемкостью при монтаже в стволе, обуславливает большое аэродинамическое сопротивление вентиляционной струе в шахтном стволе. Вследствие этого в последние десятилетия ученые предложили более эффективные безрасстрельные конструкции армировки, которые начали внедрять в новых и реконструируемых стволах шахт и рудников горнодобывающей промышленности стран СНГ и дальнего зарубежья. В такой армировке используют консольные или консольно-распорные расстрелы. Такая армировка отличается работоспособностью. Повышению технико-экономических показателей жесткой армировки вертикальных стволов посвящены работы А.Ю. Прокопова, В.В. Левита, Ф.И. Ягодкина, С.Г. Страданченко, М.С. Плешко, P.O. Саакяна, Р.С. Кирина и др.