Системы монорельсового транспорта на подземных рудниках – Monorail transport systems mining and minerals engineering, 1965 год
Поиск
Выбрать язык
Анонс статей
Этот день в истории

No Events

postheadericon Системы монорельсового транспорта на подземных рудниках – Monorail transport systems mining and minerals engineering, 1965 год

Время чтения статьи, примерно 11 мин.

25.06.19scan0069БЮРО ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ГИПРОЦВЕТМЕТ

СИСТЕМЫ МОНОРЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТА НА ПОДЗЕМНЫХ РУДНИКАХ

Перевод № 253

Государственный комитет по черной и цветной металлургии при Госплане СССР “ГИПРОЦВЕТМЕТ “

MONORAIL TRANSPORT SYSTEMS MINING AND MINERALS ENGINEERING, 1965, v. I, № 5, p, 186-192

Число страниц – 17. Число иллюстраций – 6. Переводчик – Аверкин А.В.. Редактор – Еремин Б.Н.

Дата выполнения – июнь 1965 год

М о с к в а, 1965 год

В статье описаны системы монорельсового транспорта применяемые на подземных рудниках для доставки грузов, оборудования и людей, Анализируются недостатки и преимущества этих систем.

Интенсивная механизация и возрастающая потребность в быстрой и объективной транспортировке рабочих и материалов в подземных условиях привели к росту применения монорельсового транспорта в горнодобывающей промышленности. Быстрое развитие этой формы транспорта за последнее время создает благоприятные условия для

применения монорельсового транспорта на подземных рудниках. Следует такие отметить, что монорельсовый транспорт не только обеспечивает быструю и эффективную доставку людей и материалов, но может конкурировать о обычными методами транспортировки добытой руды.

По сравнению о двухрельсовым транспортом система монорельсового транспорта обладает рядом преимуществ, т.к. она исключает возможность схода с рельсов транспортных сосудов и обеспечивает надежную работу на крутых подъемах, малых радиусах поворота, углах и других неровностях. Условия наращивания системы очень просты, эту операцию могут быстро выполнить рабочие сравнительно низкой квалификации.

1Эксплуатационные и ремонтные расходы при монорельсовом транспорте ниже, чем при обычных системах транспортировки.

При подвесных системах транспорта каждая вагонетка может быть оборудована собственным разгрузочным механизмом обеспечивая быструю разгрузку в требуемом месте. При транспортировке жестких грузов /досок, крепи и т.д./ их можно легко укладывать в штабели на околоствольных дворах. Подвесной транспорт обеспечивает высокую производительность и может преодолевать подъемы порядка 1:2. Там, где почва выработок неровная или уже занята, можно успешно применять подвесные монорельсовые системы транспортировки.

В настоящее время главным недостатком подвесных систем является низкая грузоподъемность Транспортных сосудов /порядка 2 т/, но, очевидно, в ближайшем будущем эта проблема будет решена, При выборе подвесной системы транспорта необходимо тщательно изучить состояние пород висячего бока и проверить прочность крепления. Кроме того, высота выработок должна быть достаточной, чтобы обеспечить безопасную транспортировку грузов в подвешенном состоянии.

Первая подвесная монорельсовая дорога была сооружена в Англии в 1824 году, между Темзой и королевским парком.

2Однако, в горнодобывающей промышленности монорельсовый транспорт стали применять в период между Первой и Второй мировыми войнами. В этот период в Англии и Германии на угольных разрезах появились различные системы подвесного транспорта /главном образом канатные/. Протяженность этих систем была небольшой, а управление транспортными сосудами осуществлялось вручную. Монорельсовые транспортные магистрали, созданные в период Второй мировой войны, уже обладали более высокой пропускной способностью.

В Германии первая монорельсовая дорога была построена в 1940 г. Появившиеся в Англии и Германий в послевоенные годы монорельсовые дороги с канатной тягой имели исключительно местное значение и не были снабжены специальными устройствами для защиты каната. В результате износ канатов был очень высоким, а безопасность движения оставалась низкой. Вторым основным типом монорельсового транспорта является система, при которой состав, а возможно и локомотив, движется по монорельсу, уложенному на обыкновенных шпалах или на специальных опорах. Эта система используется для перевозки легких грузов на поверхности и нашла применение в Южной Ирландии и на рудниках “Риа” в Пиренеях, где с помощью канатной тяги осуществлялся подъем под углом 45 градусов; длина этой дороги составляла около 1300 м.

3Позднее длина была увеличена до 10 км, а в качестве тягового органа стали применять локомотив. Монорельсовые системы, смонтированные непосредственно на земле, находят ограниченное применение, главным образом, для специфичных местных условий.

Современные подвесные монорельсовые системы можно разделить на четыре типа, в зависимости от вида тяговых средств – ручные, канатные, системы, использующие в качество тяги несущий элемент, и системы с применением локомотива в качестве тягового органа. При ручной откатке в качестве несущего элемента можно применять старые рельсы, канат или двутавровые балки. В этих случаях откатка осуществлястся в небольших вагонетках, которые подвешиваются за нижнюю полку рельса. Вручную при горизонтальном профиле пути можно транспортировать грузы весом до 1 т.

Канатная тяга, наиболее широко применяется на монорельсовых дорогах в Англии, Германии и Франции. Несколько подобных установок, сооруженных за последние годы различными изготовителями, отличаются друг от друга мелкими деталями, но на всех этих установкой применяются простые двутавровые балки и подвесные устроит и исключающие возможность соскакивания транспортных сосудов о монорельса. На этих установках использованы все преимущества, характерные для монорельсового транспорта. Кроме того они позволяют преодолевать подъемы величиной 1:2. Острые изгибы и повороты под углом более 900 можно преодолевать с помощью бесконечного каната, фрикционных лебедок или установок с применением головного и хвостового канатов. Поскольку величина грузов, перевозимых подобными системами, ограничена в пределах 1 – 2,5 т, их применение на угольных предприятиях, где используются тяжелые забойные машины, нецелесообразна. Однако,

на металлических рудниках, где забойное оборудование значительно легче и где требуется транспортировать главным образом, лес для крепления, буровую сталь, трубы и т.п., монорельсовые системы этого типа могут найти широкое применение. Их можно использовать для доставки людей и материалов от околоствольных дворов к забоям. Следует отметить конструкцию подвесной монорельсовой системы о канатной тягой, разработанную фирмой “Бекорит Лимитед” /Англия/. В этой системе в качестве несущего монорельса применяются балки из мягкой стали сечением 127×76 мм, длиной по 2,7 м.

4Между собой балки соединяются специальными приспособлениями, допускающими смещения по вертикали и горизонтали. Балки подвешивают к металлической арочной крепи с помощью цепей и специальных хомутов. На металлических рудниках, где арочная крепь применяется редко, монорельсы можно подвешивать к кровле с помощью штангового крепления.

С каждой стороны монорельса расположены тяговые канаты, которые состоят из отдельных секций длиной по 23 или 46 м, соединенных друг о другом муфтами и кольцами.

Если для откатки применяется обыкновенный канат, то обычно на специальном барабане, расположенном за составом вагонеток, приходится хранить запасные 230 м каната. Канаты располагаются и поддерживаются на уровне монорельса системой кронштейнов и направляющих роликов, поскольку провисание канатов может создать опасность для персонала.

Четырехроликовые вагонетки движутся по нижней полке двутавровой балки. Обычно вагонетки формируют в составы. Движение вагонеток осуществляется с помощью боковой стрелы, закрепленной на корпусе вагонетки, и системы роликов передающих тяговое усилие от каната к вагонетке.

Конструкция вагонеток допускает возможность транспортировки грузов любой формы, а также подъемного оборудования и длинномерных материалов. Составы вагонеток можно прикреплять к канату в любом месте, но в случае бесконечной откатки один состав можно соединить о добавочным канатом.

Обычно применяют шестирядные канаты с пеньковым сердечником, диаметром 13 мм, но в отдельных случаях применяют канаты большего диаметра. В целях безопасности, на случай разрыва каната в подвесные устройства встроены специальные расклинивающие механизмы.

В качестве привода обычно применяется дифференциальная лебедка “Дустерлох” мощностью 20 л.с. /рис.2/

Шкивы этой лебедки имеют канатоведущие желобки, футерованные специальными фрикционными материалами. Лебедка снабжена автоматической самодействующей тормозной системой со встроенным ручным аварийным управлением.

При большой длине монорельсовых дорог и повышенных скоростях движения требуется применение более мощных лебедок. Как правило, подобные монорельсовые системы имеют длину до 1,3 км и скорость движения 4-7,2 км/час.

Фирма «Андерграунд майнинг мэшинерн лимитед» построила в Англии более 50 монорельсовых подвесных дорог общей длиной 24 км, которые в настоящее время находятся в эксплуатации. Стандартные монорельсовые дороги этой фирмы могут транспортировать грузы весом до 4 т и приспособлены для доставки людей.

Заканчивается разработка монорельсовой системы с дизель-гидравлическим приводом.

Монорельсовая дорога, на которой головной и хвостовой канаты проходят через специальное направляющее устройство, оборудована также барабаном, на который наматывают запасной канат, причем он позволяет хранить 60 м каната на случай наращивания длины системы.

В качестве несущего монорельса применяются стандартные двутавровые балки длиной 2,4; 2,7 и 3 м. Стыковые соединения допускают смещение на 80 в вертикальной плоскости и 40 в горизонтальной плоскости. Повсюду, включая закругления, применяются стандартные канатоведущие устройства. На кривых несущий монорельс состоит из изогнутых балок; величина изгиба составляет 15 и 30°. Состав может состоять из любого количества вагонеток, которые сцепляются друг с другом специальными цепными замками с разрывным усилием 2т.

Вагонетки закрепляются на монорельсе таким образом, что сход их о монорельса исключается, и каждый состав оснащается автоматической системой торможения.

На монорельсовых системах можно применять обычные шахтные канаты, по, как правило, отдается предпочтение канатам гибкой конструкции диаметром 13-16 им.

Монорельсовая система о дизель-гидравлическим приводом обеспечивает возможность автоматизации движения и устраняет необходимость применения нескольких приводных агрегатов.

Она пригодна для работы на уклонах за счет гидравлической передачи сцепления. Система обеспечивает автоматическую транспортировку грузов весом до 4 т на любые расстояния от ствола шахты к действующим забоям.

Третий тип монорельсовой транспортной системы с канатной тягой был создан фирмой Рендал конвейерс лимитед /Англия/. В этой системе рельсы закрепляются жестко /рис. 3/, грузонесущие подвесные каретки имеют четыре ролика, но эти ролики обычно бывают меньшего диаметра, чем в других системах, описанных выше. Обычно откатка осуществляется головным и хвостовым канатами, но на последних установках стали подменять систему бесконечной канатной откатки. В других отношениях эта система аналогична системе компании Андерграунд майнинг мэшинерл.

5Кроме перечисленных выше систем Британский Национальный Совет угольной промышленности создал несколько своих собственных систем. Вначале применение этих систем было ограничено узкими специфичными условиями, а по своей конструкции они во многом повторяли первые установки фирмы Бекорит, где вагонетки подвешиваются к верхней полке монорельса /рис. 4 и 5/, что не исключает возможности схода вагонеток с рельса. Поэтому позднее стали принимать конструкцию, при которой вагонетки движутся по нижней полке монорельса.

В результате исследований, проведенных Британским Национальным Советом угольной промышленности, било установлено, что при весе грузов 3-4 т для транспортировки материалов и людей более целесообразно применение бесконечной канатной откатки. Для проверки этих выводов были проведены испытания с применением стандартных двутавровых балок и канатной тяги с отдельными роликами, прижимающимися к канату в случае надобности и автоматически отходящими от него на конечных пунктах. Была предусмотрена аварийная тяговая система, а также система сигнализации.

В 1959 г, на страницах этого журнала было приведено описание монорельсовой транспортной системы, применяющейся на алмазном руднике «Премир» /Южная Африка/ в наклонных выработках шириной 2,4 м, высотой 2,1 м и длиной 90-120 м.

Угол наклона выработок составляет 32-45 градусов. Транспортировка грузов весом до 450 кг осуществляется в легких тележках сварной конструкции, подвешенных к монорельсу, закрепленному в висячем боку. Монорельс представляет собой два уголка сечением 73x76x9,5 мм, скреплённых друг с другом болтами. Длина отрезка монорельсов – 9 метров. Стыковые соединения допускают смещение в вертикальной плоскости. Тележку транспортировали с помощью лебедки мощностью 10 л. с. Сзади тележки было предусмотрено дополнительное приспособление, обеспечивающее возможность транспортировки длинномерных материалов /рис.6/.

Монорельсовые системы с использованием несущего элемента в качестве тягового органа

Монорельсовые транспортные системы, где в качестве тягового органа используется несущий элемент, созданы фирмой Жоз Кук Сонс энд лимитед /Англия/. Подобные установки  применяются, главным обрезом, для доставки людей, поскольку вес единичных грузов не должен превышать 220 кг, но в настоящее время проводятся испытания системы, которая позволяет транспортировать грузы весом до 4 т. В случае получения положительных результатов подобные установки смогут успешно конкурировать с монорельсовыми системами, использующими канатную тягу.

Несущий элемент этой системы состоит ив стальных труб диаметром I14 мм и длиной по 4,5м, на кривых и других неровностях применяются более короткие отрезки труб, соединяющиеся между собой специальными муфтами. Этот став труб подвешивается к кровле выработок С-образными кронштейнами, снабженными подшипниками, что обеспечивает возможность вращения всего става. Система разделена на секции длиной по 400 м, в середине каждой секции расположен двигатель мощностью 10        вращающий став. Скорость вращения обычно составляет 250 об/мин, что соответствует максимальной скорости движения грузов – 9,3 км/час. Грузонесущие тележки могут быть одиночными /для одного человека/ и сдвоенными /для трех или четырех человек/.

6Тележки можно также комплектовать в целые составы.

Управление движением каждой тележки осуществляется о помощью одного рычага. Импульс движения передается тележке четырьмя неопреновыми роликами, вмонтированными в подвесном устройстве. Когда ролики соприкасаются с вращающейся трубой, они начинают вращаться вместе с ней, а скорость и направление движения регулируются изменением угла контакта роликов с трубой /с помощью рычага управления/.

Диапазон изменения скорости – от максимальной вперед до максимальной назад. Когда ось вращения роликов параллельна оси вращения трубы тележка остается неподвижной. Для этой системы существует подвесное устройство, где положение роликов соответствует максимальной скорости, а также зубчатая передача, с помощью которой можно изменять положение роликов. Это устройство сходно с обычной червячной передачей, но имеет по сравнению с ней преимущество, т.к. обеспечивает возможность остановки пуска и реверса на любом участке пути.

Эта система обладает рядом преимуществ, заключающихся в отсутствии цепей и канатов, возможности широкого регулирования скорости движения и надежного торможения.. Кроме того важным преимуществом является простота наращивания длины системы, а также сравнительно низкие эксплуатационные расходы.

Недостатком системы является ограниченная величина единичных грузов /220 кг/,но, очевидно, после окончания проводящихся исследований этот недостаток будет устранен.

В настоящее время став труб подвешивают к металлической арочной крепи на угольных предприятиях, но имеются, все условия для применения этой транспортной системы и на металлических рудниках. Ограничивающим фактором применения этой системы является подверженность труб и стыковых соединений коррозии в обводненных выработках.

Подвесная монорельсовая система с локомотивной тягой.

За последило годы на золотых и других металлических рудниках Южной Африки были созданы подвесные монорельсовые системы с локомотивной тягой. Одна из таких систем разработана фирмой Райт Андерсон лимитед для конкуренции о обычными системами откатки с применением локомотивов сцепным весом 5 т, принятыми на золотых рудниках. В качестве несущего монорельса служат стандартные двутавровые балки сечением 250:150 мм, подвешенные специальными хомутами к штанговому креплению. В случае неустойчивого состояния пород висячего бока монорельсы закрепляют на стальных фермах, которые одновременно могут служить для поддержания кровли. В противном случае можно закрепить балки в боковой стенке выработки, а затем на этих балках монтировать несущий монорельс. Эта система обеспечивает возможность преодоления подъемов до 15 градусов, кроме того, составы могут осуществлять поворот при радиусе кривой 0,65 м; таким образом полный поворот состава может производиться в стандартной выработке шириной 3 м.

Дизелевоз с цепным весом 3 т и мощностью 52 л.с. вместе с составом вагонеток грузоподъемностью по 1,5 т подвешивают за нижнюю полку монорельса с помощью литых стальных колес, смонтированных на роликовых подшипниках. Энергия от двигателя передается через дифференциальную и цепную передачи к двум колесам диаметром 450 мм, которые находятся в контакте с нижней полкой монорельса. Движение состава полностью зависит от тягового усилия, сцепной вес локомотива в отличие от обычной рельсовой откатки з данном случае значения не имеет. Таким образом, чем больше величина нагрузки, тем выше сила, прижимающая груз к монорельсу. Эффективность тормозной системы также зависит от тягового усилия; при проведении ряда исследований было установлено, что груз весом 30 т, движущийся со скоростью 16 км/час, можно остановить на расстоянии 2,1 м. Дисковые тормоза с гидравлическим управлением воздействуют непосредственно на ось колес.

Максимальное тяговое усилие 3-тонного локомотива в этой системе составляет 3,1 т, тогда как в условиях обычной рельсовой откатки тяговое усилие 5-тонного локомотива не превышает 1,2 т. Сопротивление второго рода /движению/ составляет порядка 45 кг/т.

Применяемые вагонетки грузоподъемностью 3,5 т – опрокидного типа. Когда на разгрузочном пункте запойное устройство открывается, кузов вагонетки опрокидывается. Опрокидываясь, кузов толкает резиновую щетку, которая счищает внутреннюю поверхность вагонетки от приставшей мелочи, Затем кузов автоматически возвращается в исходное положение и запорное устройство закрывается.

Одна из подобных установок успешно применяется на руднике Лорэн /Оранжевая республика/. В будущем предполагается изготовление таких монорельсовых систем в Англии, Монорельсовые системы, установленные на почве выработок.

Монорельсовые системы транспорта, смонтированные непосредственно на почве, могут найти широкое применение в карьерах и на отдельных подземных предприятиях. На монорельсовых установках, изготовленных фирмой «Роад Мэтинз Лимитед» /Англия/, в качестве несущего элемента применяются рельсы специальной формы, которые крепятся на железнодорожных шпалах. Длина рельсов обычно составляет 1,8 и 3,6 м; на закруглениях радиусом 3,6 м длину рельсов принимают 1,8 м.

Концы рельсов крепятся на подвижных шпалах, которые позволяют создать перепад высоты от 40 мм до 1,8 м. При применении этой системы можно предусмотреть транспортные сосуды с индивидуальными дизельными двигателями. Кроме того, такая установка может буксировать прицепной вагон. Можно так-же для транспортировки состава вагонеток применять специальные локомотивы мощностью 18-20 л.с. при 2000 об/мин, Такие локомотивы могут транспортировать по три прицепа на подъемах 1:12, В этих условиях применяются дизельные двигатели о водяным охлаждением, во взрывобезопасном исполнении и с необходимыми устройствами для очистки выхлопных газов от вредных компонентов. Транспортные сосуды /скипы/ с индивидуальным приводом также способны преодолевать подъемы 1:12 или 1:18, Грузоподъемность моторизированных и прицепных транспортных сосудов составляет около 1 т. Скорость движения 5,4 км/час, при этом обеспечивается полная автоматизация управления, Устойчивость транспортных сосудов достигается за счет регулирования ведущих роликов, опирающихся с обоих сторон на ребра монорельса.

Национальным советом угольной промышленности Англии недавно был создан другой тип монорельсовой транспортной системы с расположением монорельса на почве выработок. Эта система предназначена главным образом для транспортировки материалов. Транспортные сосуды смонтированы на салазках, расположениях о обоих сторон кузова, что обеспечивает высокую устойчивость. Монорельс расположен по центральной оси состава, В качестве тягового органа применяется головной и хвостовой канаты. На специальном барабане, установленном на составе, хранится запасной канат.

Заключение

В будущем монорельсовые транспортные системы должны найти широкое применение на горнодобывающих предприятиях, особенно подземных. Их назначение в основном заключается в обеспечении быстрого, надежного и экономичного способа доставил рабочих и материалов от ствола шахты к рабочим местам и обратно. Ведутся исследования по изысканию возможностей для увеличения веса единичных грузов на монорельсовых системах с канатной тягой и на системах с использованием в качестве тяговых средств несущего элемента. При доставке грузов от околоствольных дворов к любой точке рудника обеспечивается полная автоматизация движения.

При применении систем этого типа доставка рабочих должна осуществляться с полуавтоматическим управлением; рабочие могут сами управлять движением при следовании на рабочее место.

При применении канатной тяги применяются специальные устройства, обеспечивающие безопасность рабочих в случае разрыва каната на уклонах или подъемах.

Литература

  1. Подземный монорельсовый транспорт. Mine and Quarry Engineering, сентябрь 1959, стр. 423-424.
  2. Монорельсовая система «Хунтрайдер» , Colliery Engineering, ноябрь 1963, стр. 444-446.

Перевел Аверкин А.В. Редактировал Еремин Б.Н.

Заказ 112. Тираж 115. Цена 81 коп.

Оставить комментарий

При копировании материала с данного сайта присутствие ссылки обязательно!

Top.Mail.Ru