Устройство для выдачи грузов из шахты

 

Использование: рудничный подъем в вертикальных и крутонаклонных стволах. Сущность изобретения: в стволе шахты смонтированы два цилиндрических ствола: подъемный 2 и спускной 3. В нижней части подъемного ствола 2 (в рудодворе) смонтирована шлюзовая камера 4, состыкованная со стволом 2 герметичной стыковочной камерой 5, в которой расположен автоматический шибер 6. Выше шибера установлены подпружиненные кулачки 7, в нижней части шлюзовой камеры. Спускной ствол 3 Состоит из секций 10 и тормозной камеры 11 в рудодворе; секции 10 и тормозная камера 11 соединены между собой герметичными стыковочными камерами 12, в которых размещены автоматические шиберы 13. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,, Ы„„1752705А1 (sI)s В 66 В 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОЬРЕтЕНИЯ.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДАЧИ ГРУЗОВ

ИЗ ШАХТЫ (57) Использование: рудничный подъем в вертикальных и крутонаклонных стволах.

Сущность изобретения: в стволе шахты (21) 4792652/11 (22) 19.02.90 (46) 07.08.92. Бюл. hh 29 (71) Институт горного дела АН КазССР (72) P.Ñ.Êàëåêèí, В.К,Сергеев, М.А.Исаев, 6.М.Толегенов и Г.Н.Зинченко (56) Авторское свидетельство СССР

l4 613944, кл. В 66 В 9/04, 1976. смонтированы два цилиндрических ствола: подъемный 2 и спускной 3. В нижней части подъемного ствола 2 (в рудодворе) смонтирована шлюзовая камера 4, состыкованная со стволом 2 герметичной стыковочной камерой 5, в которой расположен автоматический шибер 6, Выше шибера установлены подпружиненные кулачки 7, в нижней части шлюзовой камеры. Спускной ствол 3 Состоит из секций 10 и тормозной камеры 11 в рудодворе; секции 10 и тормозная камера

11 соединены между собой герметичными стыковочными камерами 12, в которых размещены автоматические шиберы 13, 1 ил. .А

1752705

Изобретение относится к рудничному подъему и может быть использовано в вертикальных, либо крутонаклонных стволах.

Известно устройство для подъема грузов из шахты, содержащее ствол шахты с двумя подъемными отделениями, подъемнуб лебедку с навитым на барабан канатом, копер со шкивами, сосуд для груза (скип).

Недостатком подьема является жесткая цикличность подъема и, как следствие, ограниченные возможности увеличения производительности подъема.

Известно устройство для выдачи грузов на поверхность, содержащее герметичный ствол для подъема конвейеров, ствол для спуска контейнеров в шахту, канатный элеватор, загрузочную камеру, силовой цилиндр, на штоке которого закреплена платформа для подьема контейнеров, repметическая шлюзовая камера с шиберным устройством на верхним торце ее, подпру-. жиненные кулачки.

Недостатком данного устройства является высокая стоимость сооружения подьема, связанная с необходимостью проходки стволов сооружением и эксплуатацией канатного элеватора для спуска контейнеров.

Устройство представляет высокую опасность по разрушительным прорывам, так как использует в качестве рабочего тела тяжелую жидкость. Напор на нижних горизонтах может достигать 100 и более ати.

Цель изобретения — повышение безопасности и снижение затрат на сооружение подъема.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для выдачи грузов из шахты, содержащем расположенные в шахтном стволе контейнеры, в аиде поршня, шлюзовую камеру с силовым цилиндром, на штоке поршня которого закреплена платформа для подъема контейнеров, шиберные эле. менты и подпружиненные стопорные кулачки, шахтный ствол для спуска контейнеров состоит из нескольких секций, соединенных герметичными стыковочными камерами, в которых установлены шиберные элементы, при этом устройство снабжено соединенной со свободным концом нижней секции камерой торможения; причем высота секции определяется из уравнения:

2 ta + Po Sy Но Ро 8 Но

m eg+PoS

2PoSHo rAQ+PoS

N ! и

Ро чмэкс -0 где Ho — высота секции, м;

g -9,8 кг/см -ускорение силы тяжести;

m — масса контейнера, кг;

20

30

50

S — площадь сечения спускного става, см;

Ч ®кс — заданная максимальная скорость движения контейнера, м/с;

Po — начальное давление в секции, н/см °

Предлагаемое устройство по сравнению с известным значительно улучшает условия труда и техники безопасности и по

0 ориентировочным расчетам снижает затраты на подъем 1 т руды на высоту 350 м на

13 — 15 коп.

Предлагаемое устройство позволяет производить спуск контейнеров на воздушной подушке, которая образуется при свободном падении сосуда, путем сжатия воздушной среды в секции герметически перекрытой сверху движущимся контейнером, выполненном в виде поршня, снизу — шиберной заслонкой.

В предлагаемом устройстве используется сжатый воздух от общешахтной системы, либо от отдельной, с аналогичным рабочим давлением 5 — 6 ат. Поэтому безопасные условия эксплуатации значительно повышаются.

Устройство не требует специального устройства-элеватора, для осуществления спуска контейнеров, сооружение и эксплуатация которого потребует значительно больших затрат по сравнению с предлагаемым устройством.

В предлагаемом устройстве спуск контейнеров осуществляют без привлечения посторонних источников энергии и механических устройств-элеваторов, подъемных лебедок.

Разделение спускного става на отдельные секции, соединение их герметичными стыковочными коробками с установленными в них автоматическими шиберами позволяют обеспечить любую выбранную скорость движения контейнеров при их спуске, Так же делают возможным спуск контейнеров с помощью свободного падения.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

В стволе шахты 1 смонтированы два цилиндрических ствола подъемный 2 и спускной 3, в подъемном стволе 2 в нижней его части (в рудодворе) смонтирована шлюзо вая камера 4, состыкованная со стволом 2 герметичной стыковочной камерой 5, s которой расположен автоматический шибер 6, 5 выше шибера 6 установлены подпружиненные кулачки 7, в нижнюю часть шлюзовой камеры 4 и ствола 2 подведен воздушный трубопровод 8 от магистральной сети.

Под шлюзовой камерой 4 установлен силовой цилиндр 9, шток с платформой, пор1752705 шень которого расположен в шлюзовой камере.

Спускной ствол 3 состоит из секций 10 тормозной камеры 11 в рудодворе; секции

10 и тормозная камера 11 соединены между собой герметичными стыковочными камерами 12, s которых размещены автоматические шиберы 13.

Пример. Груженный контейнер 14 с 10 уплотнительным устройством весом например 7 т (тара 2 т, нетто 5 т) подается в шлюзовую камеру 4, дверь которой герметично закрывается, подается сжатый воздух в камеру, открывается шиберная заслонка 15

6, контейнер 14 с помощью силового цилиндра 9 поднимается в ствол 2 на подпружиненные кулачки 7, шиберная заслонка 6 перекрывает став, нагнетаемый сжатый воздух перемещает контейнер по стволу вверх. 20

Для перемещения контейнера необходимо создать избыточное давление

Риз = — — —, Нсм

Pr 10 (1) и г где Ргр — вес груженого контейнера (напри- 25 мер 7000 кг); г — радиус става (например 50 см).

«7000 10 2

Риз = 3,14 50 9 "/M

Допустимое количество одновременно поднимаемых сосудов п определи ся из выражения

n = — - — = 0,8 =5,3, (2)

Р- 9 35 принимаем n = 5. где P ð o — рабочее давление сжатого воздуха, например 6 ати; - коэффициент, учитывающий дополнительные нагрузки (сопротивление и др.), При достижении дневной поверхности контейнер 14 подхватывается известными приспособлениями 15(например манипулятором) и разгружает его в бункер 16, затем 45 переносится и опускается в первую секцию спускного ствола 3, в котором начинается его свободное падение. По мере падения . контейнера в герметично закрытом сосуде воздушная среда сжимается и ApenQTCTeyeY движению контейнера, усиливаясь по мере увеличения степени сжатия. Для заданных технических параметров (вес контейнера, диаметр ствола атмосферное давление), принятой максимально допустимой скорости соответствует строго определенная высота секции Но, которая может быты определена из трансцендентного уравнения, выведенного из дифференциального уравнения движения тела:

Ь Ч = 0 (3)

P S макс = о где H0 — высота секции, м;

9 — ускорение силы тяжести;

m — масса контейнера, кг;

S — площадь сечения спускного става, см;

Чмвкс — заданная максимальная скорость движения контейнера, м/с2; — начальное давление в секции, н/м .

Прй выводе уравнения не учитывались силы трения, поэтому истинное значение Но будет несколько заниженным, что обеспечит большую надежность.

Решение данного уравнения относительно может быть осуществлено одним из известных приближенных методов, Подставив принятые в примере величины при

Ро 5 1ата, и максимально допустимой ско-. рости

Чмакс = 15 м/с решив уравнение получим

Но> -1,07 м.

Нулевую скорость контейнера приобретает при P» " 0,9 ати (из формулы 1) или 1,9 ата, чему будет соответствовать глубина опускания контейнера hp равная 56,3 (определено из уравнения Бойля-Мариотта: PV=

=сопя).

Контейнер, погрузившись на глубину 56 м, включает датчик привода заслонки шибера верхней секции 17, Шиберная заслонка открывается, сжатый воздух распространя-: ется на всю полость второй секции, высота которой Hm определяется методом подбора из уравнения (3) и уравнения:, (4) где Pm — начальное давление во второй секции.

Задаваясь значением Hm, определяем

Pm, и затем, из уравнения (3) проверяем на соответствие максимально-допустимой скорости Чмакс. В настоящем примере получим

Hm = 180 м. Аналогичным способом определяем при необходимости высоту последующих секций. При прохождении контейнера по последней секции сжатый воздух вытесняется через клапан 17, При подходе к шиберному затвору на сопряжение секции с камерой 11 торможения, заслонка автоматически открывается, контейнер перемещается в камеру, заслонка закрывается, а в связи с тем, что камера герметически закрыта и имеет малую высоту (3-5 м), скорость быстро гасится и контейнер садится на дно камеры со скоростью, близкой к нулю. За1752705 тем двери камеры открывают и контейнер перемещают к месту погрузки.

Составитель Л. Борисова

Редакто В, Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Заказ 2731 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по Изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5.,::. л

ПреИЗВОдСтаЕННО-ИадВтЕЛЬСКИЕ КОМбнгиат "ПатЕНт, Г. УжГОрад, уЛ.Гатарниа, 101

Формула изобретения устройство для выдачи грузов из шахты, 5 содержащее расположенные в шахтном стволе контейнеры в виде поршня, шлюзовую камеру с силовым цилиндром, на штоке поршня которого закреплена платформа для подъема контейнеров, шиберные эле- 10 менты и подпружиненные стопорные кулачки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения безопасности и снижения затрат на сооружение, шахтный ствол для спуска контейнеров состоит из нескольких секций, соединенных герметичными стыковочными камерами. в которых установлены шиберные элементы, при этом устройство снабжено соединенной со свободным концом нижней секции камерой торможения.