Научно-исследовательским горнорудным институтом (НИГРИ) разработана аппаратура контроля нагрузок на роликовые направляющие шахтных подъемных сосудов во время их работы. Она обеспечивает регистрацию нагрузки одновременно на всех роликовых направляющих во время загрузки и разгрузки, спуска и подъема сосудов при любой скорости их передвижения по проводникам.

Аппаратура состоит из блока регистрации, блока частотного питания, батареи питания преобразователей, датчика пути, пульта управления, измерительного направляющего устройства для проводников коробчатого сечения.

Исследованиями С. Бэра, О.А. Залесова, Л.Г. Медведева, Н.Г. Гаркуши, В.И. Дворникова и других установлено, что во время движения подъемных сосудов по стволу на армировку воздействуют горизонтальные динамические нагрузки, действующие в двух взаимно перпендикулярных направлениях и вызывающие опасные напряжения. Причинами возникновения горизонтальных нагрузок являются: периодическое изменение жесткости проводников, неточный монтаж армировки, обусловливающий непрямолинейность рабочих поверхностей проводников, неравномерный износ проводников и башмаков, конструктивные недостатки подъемных сосудов и армировки, знакопеременные отклонения проводников от вертикали в боковом и лобовом направлениях, поперечные колебания подъемных сосудов из-за раскручивания подъемных канатов, смещение центра тяжести подъемных сосудов. Величина этих нагрузок достигает 10 % полного веса подъемного сосуда. На величину горизонтальных динамических нагрузок, возникающих в армировке ствола, существенно влияют параметры армировки, масса и скорость движения подъемных сосудов, дефекты проводников. Переменные нагрузки приводят к выходу подъемных сосудов из проводников или их интенсивному разрушению, отрицательно влияют на крепь ствола, нарушают плавность движения подъемных сосудов.

Целью маркшейдерского контроля при эксплуатации ствола является проверка соблюдения соотношений геометрических параметров элементов подъемного комплекса и армировки шахтного ствола. При профильной съемке ствола устанавливается состояние направляющих проводников в стволе, что имеет значение для обеспечения надежной и безаварийной работы подъемной установки. При этом необходимо определить следующие параметры: наклон проводников, расстояние между проводниками, площадь сечения проводника.

Маркшейдерские способы контроля трудоемки, они требуют остановки подъемного комплекса на длительное время и проводятся в тяжелых условиях. Профилирование шахтных стволов осуществляется механическим, оптическим, фотооптическим, стереофотограмметрическим и ультразвуковым методами. При непосредственном механическом профилировании, наиболее широко распространенном на практике, применяются мерная рейка и отвес, подвешенные в шахтном стволе. При помощи рейки определяют расстояние между отвесами и соответствующим элементом крепи. При автоматическом механическом профилировании определяется пространственное положение проводников. В качестве чувствительного элемента используется маятник. Маркшейдерские приборы для определения расстояний между проводниками шахтных стволов состоят из телескопической трубы с подвижным штоком, отсчетного устройства с линейкой-шкалой и контактных упоров.

В Московском горном университете разработано устройство для автоматического контроля микропрофиля направляющих проводников армировки вертикальных стволов шахт. При таком контроле не требуется вертикальной измерительной базы, точность измерения составляет 2 %.

- ширина колеи направляющих проводников (расширение, сужение);

- износ направляющих проводников (для рельсовых проводников - лобовой, суммарный боковой, полки; для коробчатых и деревянных - лобовой, боковой износ на сторону);

- относительное смещение рабочих поверхностей проводников на смежных ярусах армировки;

- величина уступов на стыках направляющих проводников;

- износ контактных поверхностей и износ на сторону направляющих башмаков скольжения;

- суммарный зазор между направляющими скольжения подъемного сосуда (противовеса) и рельсовыми (деревянными) проводниками (замеры по базовой отметке и по глубине ствола);

- суммарный зазор между контактными поверхностями предохранительных башмаков скольжения и коробчатыми проводниками;

- глубина зева направляющих башмаков скольжения открытого типа и предохранительных башмаков;

- эксплуатационные зазоры между максимально выступающими частями подъемных сосудов, крепью и расстрелами в вертикальных стволах.

В соответствии с Правилами безопасности (Украина) полная инструментальная проверка износа проводников на угольных шахтах должна производиться на каждом ярусе армировки:

- для металлических - через 1 год;

- для деревянных - через 6 месяцев.

В работе «Современное состояние диагностической аппаратуры для шахтных подъемных установок и перспективы её использования» показано, что основным средством их обеспечения безопасности эксплуатации подъемного комплекса является планово-предупредительная система контроля состояния подъемного оборудования и недопущения возникновения ситуаций, в которых могли бы пострадать люди.

С течением времени эксплуатации при сложных условиях работы в агрессивной шахтной среде, в которых находится оборудование шахтного ствола, появляется необходимость в применении диагностической аппаратуры. Аппаратура должна позволить за короткий промежуток времени собрать необходимую информацию для последующих расчетов и заключений о действительном техническом состоянии армировки ствола, прямолинейности проводников и дальнейшей безопасной эксплуатации шахтного подъема. Данная аппаратура обладает радом преимуществ по отношению к традиционному методу визуального контроля состояния армировки и проводников. Наиболее важными, определяемыми на основании измерений и последующих расчетов являются следующие эксплуатационные параметры: контактные нагрузки на проводники, износ проводников и расстрелов, фактические запасы прочности элементов армировки ствола, отклонения проводников от вертикали на смежных ярусах, координаты участков армировки ствола, которые по своим эксплуатационным параметрам не соответствуют требованиям Правил безопасности.

Накоплен достаточный опыт создания и применения систем контроля оборудования шахтного ствола, шахтных подъемных установок. Весомый вклад в разработку и совершенствование систем контроля внесли МакНИИ, ИГТМ им. Н.С. Полякова HAH Украины, НИИГМ им. М.М. Федорова, НИГРИ, ВостНИИ. Санкт-Петербургский горный институт, Гипроникель, ГАК «Донбасс-утл еавтоматика», НИГРИ, Пермский государственный технический университет, наладочные организации рада регионов и др.

Безопасность эксплуатации шахтных подъемных установок определяется состоянием защитных устройств и наличием контрольно-измерительных приборов. Подъемная установка снабжается аппаратом (индикатором), показывающим машинисту положение подъемных сосудов в стволе, и автоматическим звонком, сигнализирующем о необходимости начала периода замедления. Установка должна иметь исправно действующие...

Результаты обследования ствола оформляются протоколом. В протоколе должны быть отражены следующие сведения: дата обследования, наименование и назначение ствола, его диаметр и глубина; краткая характеристика и время проходки (углубки); дата ввода ствола в эксплуатацию; количество и вместимость подъемных сосудов; толщина и материал крепи; количество горизонтов (рабочих и нерабочих) и их отметки; агрессивность воды (химический состав); тип армировки (жесткая, гибкая); профиль расстрелов и проводников, шаг армировки; состояние и характер нарушений; характеристика пород, пересекаемых стволом. В протоколе приводятся результаты визуального осмотра, инструментальной проверки и контроля состояния крепи и армировки: характер и размеры (объем, площадь) нарушений, привязка их по глубине ствола, характеристика пород в местах нарушений, состояние крепи, сопряжений, камер, заключение о ранее проводимых ремонтах и др. В протоколе приводится оценка состояния крепи и армировки ствола и даются рекомендации по дальнейшей эксплуатации ствола.