В геологическом строении месторождения принимают участие отложения среднего отдела карбона (свиты С2⁴. - . С2⁷), перекрытые на большей части площади четвертичными суглинками и глинами. Каменноугольные отложения представлены чередующимися слоями песчаников, сланцепесчаных, песчано-глинистых и глинистых с маломощными пластами углей и известняков. Краткие сведения о стратиграфии и литологическом составе месторождения приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1

Промышленная угленосность поля шахты приурочена к отложениям свит С₂⁵ и С₂⁴. Пласты свиты С₂⁷ промышленного значения не имеют. Пласты свиты С₂⁶: l₂, l₃, l₆ числятся на шахты "Должанская-Капитальная". В тектоническом отношении поле шахты располагается на северном крыле Должанской синклинали. Углы падения пород изменяются в пределах 7.25°, Моноклинальное залегание пород осложнено рядом разрывных нарушений сбросового характера, наиболее крупными из которых являются: Партизанские № 1 и № 2, Черновицкие № 1 и № 2, Полесские-1 и № 2, Провальский. Простирание сбросов субмеридиональное, амплитуда смещения колеблется от 2.3 м до 30.35 м. Все сбросы сопровождаются зонами смятия и дробления пород шириной до 50 м. Кроме того, в горных выработках встречаются мелкоамплитудные нарушения с амплитудой смещения до 1 м, не оказывающие существенного влияния на выработку запасов антрацита.

Промышленное значение в пределах шахтного поля имеют угольные пласты k₆, k₅¹, k₅^h, k₂¹, k₂, k₂¹, k₂, i_3, основными из которых являются k₆, k₅¹ k₂¹ i_3. Кроме того, по пластам k₆ k₅^h k₄² k₂¹, k₂ k₂¹, k₂ подсчитаны забалансовые запасы. Пласты k₅¹ k₂¹ в настоящее время отрабатываются шахтой "Красный партизан". Пласты k₂ b i₃ до изогипсы минус 500 м отрабатывались ныне закрытыми шахтами "Майская" и "Богучарская".

Угольные пласты k₆, k₅^1, k₂¹, k₂, i₃ относятся к средним по мощности, остальные - к тонким. Пласты k₅¹ i₃ являются выдержанными, k₆ относительно выдержанным, остальные невыдержанными.

Ниже приведена краткая характеристика угольных пластов, предусмотренных проектом к отработке.

Пласт k₆ является одним из основных в пределах месторождения. Характеризуется сложным, в основном, двухпачечным строением с общей мощностью 0,83.1,60 м. Мощность породного прослоя колеблется от 0,10 до 0,98 м, составляя, в основном, 0,10.0,25 м, увеличиваясь к западу до 3 м. В этой части поля пласт расщепляется и, за контуром расщепления теряет промышленное значение. По данным горных работ в пласте отмечаются включение породных линз, и, в верхней части, вклинивания в пласт пород непосредственной кровли, чего контакт угольного пласта с кровлей является неровным, волнистым, что приводит к увеличению зольности угля.

Пласт k₅^{1 -} один из основных в пределах месторождения, в настоящее время отрабатывается шахтой. Характеризуется, преимущественно, двухпачечным строением с преобладающей мощностью 1,10.1,25 м. Породный прослой, мощностью 0,05.0,18 м, представлен в основном сланцем глинистым.

подъемная установка локомотивный транспорт

Таблица 1.2

1.4 Границы и запасы шахтного поля

Коренная часть

I. Назначение

Коренная часть предназначена для осуществления:

а) навивки и свивки ветвей канатов, закрепленных на каждом барабане, что обеспечивает одновременный подъем и спуск подвешенных к канатам подъемных сосудов;

б) перестановки подъемных сосудов с одного горизонта на другой и регулировки длины канатов с помощью расцепного устройства.

II. Конструктивное исполнение.

Коренная часть (рис.2.1) состоит из следующих основных механизмов и элементов:

Двух сварных барабанов, закрепленных болтами к ступицам, установленных на валу машины.

Вала машины, установленного на двух опорах.

Четырех ступиц, из которых одна ступица (заклиненного барабана" заклинена на валу машины, остальные три ступицы свободно посажены на вал машины. Крайняя ступица переставного барабана имеет зубчатую нарезку для зацепления с зубмуфтой расцепного устройства.

Расцепного устройства.

Привода регулятора подъема.

Барабаны машины

Барабаны подъемной машины - цилиндрические, сварной конструкции. Каждый барабан по наружной поверхности имеет нарезку под канат и тормозной обод.

Нарезка под канат производится заводом в зависимости от диаметра каната, указанного в анкетах шахтной установки.

Тормозной обод выполнен с припуском по диаметру на 6 мм.

Окончательная доводка тормозного обода до чертежного размера и шлифовка производится заказчиком при монтаже, после окончательной сварки барабанов.

Рис.2.1 Коренная часть

Заклиненный барабан кренится болтами под развертку (пассованными) к двум ступицам - стальной отливки. Одна ступица (правая) посажена на вал машины по прессовой посадке, а вторая ступица имеет разъем, что упрощает сборку и позволяет в процессе, эксплуатации выбирать зазоры между ступицей и валом.

Переставной барабан крепится к двум ступицам из стальной отливки и может проворачиваться по валу машины на сферических роликоподшипниках.

Роликоподшипники сопрягаются с коренным валом по тугой посадке. Подшипники в ступицах имеют посадку движения. Нижняя обойма левого подшипника жестко зафиксирована на коренном валу кольцами.

Ступица, установленная на левом подшипнике, зафиксирована крышками, вследствие чего она не имеет возможности. перемещаться вдоль вала. Ступица, установленная на правом подшипнике, может перемещаться на 4 мм в одну и другую сторону, что упрощает сборку переставного барабана на ступицах, а также позволяет компенсировать температурные изменения сопрягаемых деталей.

Установка ступиц переставного барабана на роликоподшипниках улучшает эксплуатационные качества машины и позволяет производить перестановку барабанов машины на повышенных скоростях.

Смазка к роликоподшипникам подводится через отверстия крышек ступиц от шприца, установленного на лобовине барабана; "ЙП1-3", - "УС-2" (солидол жировой ГОСТ 1033-51), заменитель - "УС-3" (солидол жировой ГОСТ 1033-51).

В каждом барабане предусмотрено место для крепления конца каната и выход его на поверхность барабана.

Вал машины

Вал машины - стальная поковка, из материала Ст.45. На валу машины предусмотрены два посадочных места под роликоподшипники ступиц переставного барабана, посадочное место под зубмуфту расцепного устройства, два посадочных места под роликоподшипники коренных опор машины и посадочное место под втулку зубмуфты.

На торце левой части вала предусматривается крепление шестерни привода регулятора подъема, а по центру вала и перпендикулярно к нему просверлены отверстия для подвода воздуха к цилиндрам расцепного устройства.

Подшипники машины

Подшипники (рис.2.2 и 2.3) служат опорами коренного вала и воспринимают осевые и радиальные нагрузки вращающихся частей машины.

Подшипник состоит из следующих основных частей:

Корпуса.

Крышки.

Радиального сферического 2-х рядного роликоподшипника.

4,5. Боковых крышек.

Концевой и промежуточный подшипники имеют одинаковую конструкцию. Различие состоит в том, что в концевом подшипнике роликоподшипник 3 в осевом направлении зафиксирован боковыми крышками 4 и 5, а в промежуточном - роликоподшипник, для компенсации температурных изменений вала машины, установлен без фиксации.

В концевом подшипнике к боковой крышке 4 крепится привод регулятора подъема. В крышке 4 устанавливается войлочное уплотнение.

В промежуточном подшипнике боковые крышки имеют одинаковую конструкцию.

Густая смазка к роликоподшипникам подводится через отверстия в боковых крышках.

Рис.2.2 Подшипник промежуточный

Рис.2.3 Подшипник концевой

Уход при эксплуатации

Работа подшипников без смазки не допустима.

Смазку подшипников производить: зимой - "ИП1-3" ГОСТ 3257-53; летом - "ИП1-Л", "УС-2" (солидол жировой ГОСТ 1033-51); заменитель - "УС-3" (солидол жировой ГОСТ 1033-51).

Не реже 1 раза в месяц производить пополнение смазки по 500 куб. см в каждый подшипник.

Один раз в год производить полную замену смазки в подшипниках с ревизией и промывкой

Каждую смену производить проверку и при необходимости подтяжку всех резьбовых соединений

Рис.2.4 Расцепное устройство

Расцепное устройство

Расцепное устройство (Рис.2.4) машины предназначено для надежного соединения переставного барабана с валом машины, при нормальной работе машины и отсоединения переставного барабана от вала машины на случай смены горизонтов, регулировки длины канатов при вытяжке их пли при обрубке канатов па испытание.

Расцепное устройство состоит из:

1 Зубчатой муфты 1, посаженной на вал машины по прессовой посадке.

Наружного зубчатого венца 3 с внутренней нарезкой зубьев, замыкающего своими зубьями зубмуфту 1 и зубчатый венец ступицы 2.

Трех пневматических цилиндров, корпуса которых закреплены на крышке 5, скрепленной с зубвенцом 3 болтами.

Зажимных пакетов 6, представляющих собой набор тарельчатых пружин, расположенных на шпильках 7.

Ограничителей хода 11, представляющих собой три шпильки, закрепленные на диске зубмуфты и одновременно служащие защитным средством при поломке пружин.

Кольцевого трубопровода 9, соединяющего все три цилиндра.

Работа расцепного устройства

Выключение осуществляется под действием усилий сжатого воздуха, а включение обеспечивается усилием сжатых пружин.

Сжатый воздух через специальный патрубок в приводе регулятора подъема по трубопроводу поступает в пневматические цилиндры 4, корпуса последних вместе с крышкой 5 и зубвенцом 3 отходят от зубвенца ступицы 2, при этом пакеты пружин сжимаются. Зубвенец 3 смещается настолько что зубья венца на ступице 2 освобождаются от зацепления зубьев замыкающего венца 3 и переставной барабан отсоединяется от вала машины.

При включении расцепного устройства воздух выпускается из цилиндров. Под действием сжатых пружин крышка 5 и венец 3 возвращаются в первоначальное положение, замыкая венец 2 и зубмуфту 1, и барабаны работают как одно целое.

Процесс перестановки

При осуществлении перестановки барабанов (при смене горизонтов пли при регулировке; канатов) необходимо:

Оба подъемных сосуда разгрузить.

Подъемный сосуд переставного барабана установить на нижней приемной площадке, а сосуд заклиненного барабана - на верхней приемной площадке.

Электропривод машины выключить и машину затормозить рабочим тормозом.

Кнопкой на пульте управления замыкается цепь электромагнитного клапана и воздух поступает во все цилиндры расцепного устройства. Одновременно с этим тормоз каждого барабана получает возможность работать раздельно.

После размыкания зацепления зубьев расцепного устройства заклиненный барабан получает возможность проворачиваться относительно переставного барабана, заторможенного своим тормозом.

Произвести подтяжку каната или смену сосудов на горизонты. Скорость на канате при этом может быть допущена до 3 м/сек.

После окончания процесса перестановки мотор выключить, машину затормозить и произвести включение механизма расцепного устройства.

При несовпадении зубьев наружного венца со впадинами венца на ступице, необходимо легкими толчками вперед или назад провернуть машину до попадания зубьев во впадины

В том случае, если муфта не полностью включилась, необходимо легкими толчками в сторону подъема сосуда на заклиненном барабане, разгрузить зубья венца до полного включения.

При неполном включении расцепного устройства, предусмотренная блокировка не позволяет растормозить переставной барабан до окончания процесса перестановки и полного включения расцепного устройства.

Блокировочное устройство

Конструкция блокировочного устройства показана на рис.2.5 При нормальной работе машины усилием пружины 1, рычаг 2 нажимает на выступ конечного выключателя 3, который в этом положении замыкает цепь электромагнитных клапанов тормозного привода переставного барабана, благодаря чему тормоза каждого барабана срабатывают одновременно (синхронно).

При движении штока с роликом влево, что имеет место при выключении расцепного устройства, выступ конечного выключателя 3 освобождается и под действием собственной пружины размыкает контакты клапана. При этом тормоза каждого барабана получают возможность работать раздельно.

Этим достигается гарантия от произвольного растормаживания переставного барабана в период перестановки (разомкнутого расцепного устройства).

При выключенном расцепном устройстве рычаг блокировки нажимает на выступ конечного выключателя 4, который воздействует на цепь и не позволяет произвести растормаживание переставного барабана до полного включения механизма.

Рис.2.5 Блокировочное устройство

Привод регулятора подъема

Привод регулятора подъема предназначен для передачи вращения от барабана подъемной машины к регулятору подъема.

Привод регулятора подъема (рис.2.6) представляет собой коническую передачу (с передаточным отношением 1: 3) с устройством для подвода воздуха к цилиндрам расцепного устройства подъемной машины.

Он состоит из следующих основных частей:

Рис.2.6 Привод регулятора подъема

1. Корпуса 1, закрепленного к крышке подшипника машины шпильками. В корпусе предусмотрен смотровой люк. который закрывается крышкой

Конической шестерни в сборе со стаканом 3 и приводным валом 4. установленной в стакане на подшипниках качения.

Колеса конического 3, закрепленного к валу машины шпильками. Внутри зубчатого колеса размещено устройство для подвода сжатого воздуха к цилиндрам расцепного устройства, которое состоит из патрубка 5, посаженного в коническое колесо 6 на подшипниках качения. При вращении машины патрубок остается все время неподвижным и к нему подводится сжатый воздух.

Для предупреждения утечек воздуха предусмотрены резиновые уплотняющие кольца 7 и воротник 8.

Регулировка зацепления шестерен производится прокладками 9 и 10.

При нормально отрегулированном зацеплении шестерен передачи, люфт приводного вала 4 на его диаметре должен быть не более 0,1 мм и вращение вал-шестерни должно быть плавным.

При больших люфтах привода регулятора подъема точность остановки сосудов снижается, что недопустимо.

Уход за коренной частью и смазка

I. После пуска машины необходимо производить ежедневно, в течение 2-3 месяцев, осмотр крепления барабанов к ступицам и затяжку болтов боковых крышек на ступицах и роликоподшипников опор машины.

При дальнейшей эксплуатации машины проверку производить регулярно, не реже одного раза в неделю

2. Регулярно осматривать и своевременно производить подтяжку крепления корпусов подшипников к постаментам и соединения разъемных корпусов роликоподшипников.

3. Регулярно производить осмотр сварных швов барабанов не реже одного раза в неделю после пуска, а затем не реже одного раза в месяц.

4. При пуске машины необходимо проследить за правильной навивкой каната по нарезке.

5. При смазывании роликоподшипников необходимо следить за чистотой смазки, чтобы на подшипники не попали металлические стружки или песок и небыли повреждены беговые дорожки наружных и внутренних обойм (колец) подшипника.

6. Не реже одного раза в год производить промывку роликоподшипников бензином и машинным маслом, после чего вновь наполнить их смазкой.

7. Регулярно смазывать солидолом поверхности зубьев зубчатой муфты и венцов расцепного устройства.

8. Проверять диаметры тормозных ободов барабана и чистоту обработки их рабочих поверхностей. При овальности тормозного обода свыше 1 мм необходимо произвести переточку и шлифовку обода.

При плохой обработке поверхности тормозного обода или наличии хадиров, обод необходимо отполировать

9. Один раз в месяц, независимо от того делается перестановка барабанов или нет, необходимо в роликоподшипники ступицы переставного барабана подавать свежую порцию солидола.

Смазка роликоподшипников переставного барабана производится от шприца, установленного внутри барабана.

10. Если производятся частые перестановки барабанов, необходимо два раза в год подшипники промывать бензином и машинным маслом, после чего вновь наполнить солидолом.

11. Производить промывку и продувку воздухопроводной линии от патрубка подвода воздуха до пневмоцилиндров.

12. В патрубке подвода не должно быть утечки воздуха, необходимо следить за уплотнителями боковых крышек и манжетки на патрубке и подавать смазку через смазочный ниппель 4.

13. Регулярно следить за исправной работой механизма блокировки расцепного устройства.

2.1.2 Тормозная система

Тормозная система шахтных подъемных машин состоит из исполнительного органа и тормозного привода, которые имеют между собой кинематическую связь и создают тормозные усилия на ободе барабана.

Исполнительный орган тормоза непосредственно действует на вращающиеся части подъемной машины, а тормозной привод создает внешнее усилие, необходимое для торможения.

Шахтная подъемная машина имеет два тормоза, которые приводятся в действие тормозными приводами от системы общего управления машины.

Тормоз машины

Тормоз машины является исполнительным органом в управлении машины. Он служит для:

1) удержания от вращения движущихся частей подъемной машины в период пауз между подъемами;

2) выполнения диаграммы скорости в режиме подъема и спуска;

3) аварийной остановки машины, в случае отклонения условий работы машины от нормальных;

4) стопорения переставной части барабана при смене горизонтов или регулировке длины канатов

Конструктивное исполнение (рис.2.7)

Тормоз машины представляет собой систему шарнирного многозвенника со статически определимым распределением усилий.

Параметры тормоза выбраны таким образом, что изгибающие усилия на коренной вал при торможении полностью исключены и обеспечена полная самоустановка тормозных колодок на тормозном ободе.

Большой угол обхвата тормозных колодок и равномерное распределение удельных давлений обеспечивают длительный срок службы тормозных колодок и хороший отвод тепла.

Тормоз машины состоит из двух пар тормозных балок 1 с пресс-массовыми колодками 13, четырех вертикальных стоек 6, установленных на стойках 7, закрепленных фундаментными болтами, рычагов 10, тяг 8 и9. Тяга 8 состоит из двух частей стягиваемых регулирующей гайкой 5.

Для установки и регулировки зазора по тормозному ободу и правильного растормаживания, тормоз имеет упоры 3,4 и регулирующую стойку 14. Усилие каждого тормозного привода передается штангой 11 через систему рычагов 10 и тяг 9 и 8 на тормозные балки, чем создается прижатие колодок к тормозному ободу. Растормаживание происходит за счет неуравновешенности весов рычажной системы и, в основном, элементов тормозного привода - веса поршня, штанги, рычага. В процессе растормаживания могут быть случаи создания различных сопротивлений в шарнирах и одна из тормозных балок. имеющая меньшее сопротивление, будет отходить быстрее, чем вторая. Благодаря наличию упоров эта балка, дойдя до упора, остановится, после чего отойдет другая балка.

Рис.2.7 Тормоз

Благодаря наличию дополнительной регулирующей стойки 14, тормозные балки будут отходить параллельно, без перекосов. Если растормаживание не достигается регулировкой упорами и стойкой, то рекомендуется увеличить вес поршня рабочего цилиндра.

Регулировка

Нормальная работа тормоза машины, с точки зрения чувствительности и минимального холостого хода, обеспечивается правильно отрегулированным зазором между тормозными колодками и ободом.

Работа с зазором более 2-х мм, вызывает запаздывание процесса торможения или может привести к тому, что. поршень предохранительного цилиндра зависнет на нижней крышке цилиндра и аварийное торможение не произойдет.

Регулировка тормоза производится в следующем порядке:

Выставить тормозные балки путем торможения по тормозному ободу без зазоров.

Поджать нижние упоры 4 до соприкосновения с тормозными балками (обязательно при заторможенном состоянии), а также отрегулировать тягу дополнительной стойки 14.

При заторможенной машине обеспечить зазоры между верхними упорами 3 и тормозными балками по два миллиметра.

Стянуть верхнюю и нижнюю горизонтальные тяги 9 так, чтобы рычаг 10 занял горизонтальное положение (по осям шарниров), при этом стяжная гайка 5 должна быть навинчена на обе вертикальные тяги так, чтобы длина ввернутой резьбы тяг была не меньше одного диаметра тяги и не более полутора диаметра.

Регулировкой верхних и нижних тяг (в расторможенном состоянии), необходимо обеспечить посадку рабочего поршня до дна цилиндра с зазорами между поршнем и дном цилиндра не более 5-30 мм.

Если горизонтальные тяги будут стянуты так, что поршень рабочего цилиндра сядет на дно без зазора и тормозные балки отойдут от верхних упоров к тормозному ободу, машина будет плохо растормаживаться и будет слышен скрип колодок тормоза.

Для устранения этого необходимо нижнюю горизонтальную тягу распустить так, чтобы обе тормозные балки отошли вплотную к верхним упорам - 3 и поршень рабочего цилиндра был поднят не больше 5 мм. Это соответствует рабочему состоянию тормоза.

Если тяги тормоза своевременно не подтягиваются, ход поршня будет увеличиваться, в конечном счете это может привести к аварии.

Отлаженный тормоз обеспечивает надежное торможение с равномерным распределением усилий по тормозным колодкам за счет самоустановки их по тормозному ободу при торможении машины и дает небольшой износ колодок.

Регулировка тормоза при износе колодок

1. По мере износа тормозных колодок зазоры между верхними упорами 3 и балками 1 увеличиваются.

Необходимо регулировкой упоров в заторможенном состоянии обеспечить зазор по 2 мм.

2. Если тормозные балки по мере износа колодок при растормаживании тормоза накладываются верхней частью на тормозной обод, создавая трение при расторможенной машине, необходимо нижние упоры поджимать, как указано в пункте 2 раздела "Регулировка".

В случае большого хода рабочего поршня, превышающего 100 мм при нормальных зазорах между верхними упорами и тормозными балками, необходимо стянуть вертикальные тяги с помощью стяжной гайки 5 до обеспечения нормального хода поршня.

Если гайка уже затянута до отказа, дальнейшая регулировка производится верхними и нижними горизонтальными тягами, как указано в пункте 4.

Когда тяги будут ввинчены до отказа (используется вся резьба), то необходима замена тормозных колодок.

Смена колодок

Для смены колодок необходимо разгруженные подъемные сосуды поставить в стволе шахты в уравновешенном положении (на перевес) или поставить на приемные площадки, а барабан взять на стопор.

Рукоятку маневрового торможения поставить в положение "заторможено".

Подложить брусья под грузы аварийного тормоза.

Включить аварийный тормоз, закрыть вентиль на воздушной магистрали от воздухосборника;

Отвести винты упора 4 и распустить горизонтальные тяги на величину зазора между колодками и ободом, допускающего производить смену колодок.

6. Раздвинуть балки. Старые колодки снять и поставить новые

После установки и закрепления колодок к балкам проверяется их прилегание к ободу барабана подтягиванием горизонтальных тяг. При стягивании горизонтальных тяг необходимо следить за тем, чтобы поршень маневрового цилиндра сел на дно.

При помощи гайки 5, упоров и дополнительной стойки 14, установить нормальный зазор в 2 мм на каждую сторону между колодками и тормозным ободом по всей дуге обхвата, и гайки законтрить.

Открыть вентиль, сделать зарядку, убрать брусья и затормозить машину.

10. В заторможенном состоянии произвести затяжку болтов крепления колодок к балкам и снять стопор.

Неполадки и их устранение

Сильный местный нагрев колодок может быть вызван неточной подгонкой колодок. Проверить и точно подогнать колодки по ободам.

Плохое растормаживание системы указывает на заедание в шарнирах или в поршне тормозного привода.

Для проверки необходимо выбить валик в нижней части вертикальной штанги и после этого определить, в какой части системы произошло заедание.

В каждом отдельном случае место заедания обнаруживается при тщательном обследовании каждого шарнира, начиная от выбитого валика вертикальной штанги. Обнаруженное заедание устранить.

Овальный тормозной обод не позволяет отрегулировать минимальный зазор колодок с ободом. Необходимо проверить и произвести переточку обода.

Плохо обработанный тормозной обод вызывает быстрый износ колодок и неравномерность торможения. Обод необходимо отполировать.

При стуке маневрового поршня о дно цилиндра необходимо поршень отрегулировать так, чтобы при посадке он частично зависал на упорах 3.

Надлежащий уход и выполнение всех вышеуказанных требований обеспечивает длительную и безаварийную работу тормоза.

Обслуживание тормоза

Все шарниры тормоза снабжены тавотницами для смазки. Смазка шарниров должна производиться регулярно, не реже 2-х раз в месяц солидолом по ГОСТ 1033-51 при помощи шприца.

Регулярно производить подтяжку всех резьбовых соединений и шплинтов.

Для нормальной работы тормоза давление в воздушной сети должно поддерживаться в пределах, указанных в паспорте машины.