Подъемник (горнодобывающий)
В подземной добыче лебедка или подъемник [1] используется для подъема и опускания средств передвижения в шахтном стволе . Современные подъемники обычно приводятся в действие с помощью электродвигателей, исторически с приводами постоянного тока , использующими управляющие машины Ward Leonard , а позднее твердотельные преобразователи ( тиристоры ), хотя современные большие подъемники используют приводы переменного тока , которые управляются переменной частотой . [1] Существует три основных типа подъемников, используемых в горнодобывающей промышленности:
Подъемник барабанный
Барабанные подъемники являются наиболее распространенным типом подъемников, используемых в Северной Америке , Южной Африке и Южной Америке . При использовании барабанного подъемника подъемный трос наматывается на барабан, когда транспортное средство поднимается. Однобарабанные подъемники могут использоваться в небольших приложениях, однако двухбарабанные подъемники легко позволяют поднимать два транспортировочных средства в равновесии (т. е. один скип поднимается, а второй скип опускается). [1] Барабанные подъемники монтируются на бетонных плитах в помещении подъемника, подъемные канаты проходят от барабана, вверх к верхней части копра , через шкивное колесо и вниз, где они соединяются с транспортным средством (клеткой или скипом).
Преимущества
Барабанные подъемники требуют меньшего количества планового обслуживания, чем фрикционные подъемники, поскольку тяговый трос закреплен на барабане, и, следовательно, имеют меньше простоев , а режим обслуживания менее сложен. Барабанные подъемники могут продолжать работать, если дно шахты затапливается, и требуется меньшая глубина шахты под загрузочным карманом, в отличие от фрикционных подъемников, где такое затопление может покрыть хвостовые канаты и т. д. Поскольку барабанные подъемники не имеют хвостовых канатов, подъемная система больше подходит для строповки под транспортным средством. [2]
Недостатки
Барабанные подъемники занимают больше места, чем фрикционные подъемники для той же самой услуги, поскольку весь тяговый кабель должен быть размещен на барабане, когда подъемник полностью поднят. Барабанные подъемники требуют быстрых колебаний в потреблении электроэнергии, что может представлять проблему, если электроэнергия генерируется на месте, а не подается через основную электросеть . [2]
Фрикционный подъемник
Фрикционные (или Кёпе) [3] подъемники являются наиболее распространенным типом подъемников, используемых в Европе , Азии и Австралии . [1] Фрикционный подъемник был изобретен в 1877 году Фредериком Кёпе. [4] Фрикционные подъемники монтируются на земле над шахтным стволом или наверху копра. Фрикционные подъемники используют хвостовые канаты и противовесы и не имеют тягового каната, прикрепленного к колесу, а вместо этого пропускают его вокруг него. Хвостовые канаты и грузы компенсируют необходимость для двигателя преодолевать вес транспортировочного и подъемного каната, тем самым снижая требуемую мощность подъемного двигателя до 30%, при этом общее потребление энергии остается прежним. Фрикционные подъемники, в отличие от барабанных подъемников, могут и обычно используют несколько канатов, что обеспечивает им большую грузоподъемность, однако, поскольку они требуют большего коэффициента безопасности, они непрактичны для очень глубоких шахт. [3]
Преимущества
Новые фрикционные тали менее дороги, чем новые барабанные тали, и время выполнения заказа может быть короче, поскольку конкуренция за производство выше. Многоканатные фрикционные тали имеют большую грузоподъемность, чем барабанная таль. Фрикционная таль меньше в диаметре, чем барабанная таль для той же услуги, что упрощает ее доставку и установку, чем барабанную таль. [2]
Недостатки
Сбалансированные фрикционные подъемники не подходят для подъема из нескольких загрузочных карманов на разных горизонтах в пределах шахты и, как правило, не подходят для глубоких шахт. Фрикционные подъемники не могут работать на нормальных скоростях, если дно шахты затоплено и вода достигает хвостовых канатов. [2]
Многоканатная лебедка Блэра
Многоканатный подъемник Blair (подъемник BMR) представляет собой разновидность двухбарабанного подъемника, использующего два барабана и два подъемных троса на скип. Оба троса равномерно распределяют нагрузку скипа, используя такой механизм, как балансировочное колесо (шкив) над скипом, чтобы уравнять любые незначительные изменения между двумя тросами. Конфигурация была разработана Робертом Блэром для использования в чрезвычайно глубоких шахтных стволах в Южной Африке. Первый образец был установлен в 1958 году, и подъемник Blair до сих пор чаще всего встречается в Южной Африке. [5] [1]
Преимущества
Использование двух кабелей позволяет использовать значительно меньший диаметр кабеля, чем потребовалось бы при использовании одного кабеля. Это частично объясняется тем, что нагрузка распределяется между двумя кабелями, а также частично правилами безопасности, которые допускают уменьшенный коэффициент безопасности при использовании двух кабелей. Уменьшенный вес кабеля становится выгодным в очень глубоких шахтах. [5]
Меньший диаметр кабеля также позволяет использовать намоточный барабан меньшего диаметра, что может быть преимуществом при сборке подъемника под землей путем опускания компонентов вниз по шахте. [5]
Недостатки
Двойная конструкция троса не позволяет легко использовать обычный отцепляющий крюк для соединения скипа с подъемными тросами. Отцепляющий крюк является необходимым механизмом безопасности, который помогает защитить шахтеров, едущих в клети, во время случайного переветривания, когда скип и клеть поднимаются из шахты. Относительная несовместимость с отцепляющими крюками или аналогичной системой безопасности является заявленной причиной того, что подъемники Blair реже настраиваются для подъема рабочих, чем одно- или двухбарабанные подъемники. [5]
Подъемник Блэра требует четыре секции намоточного барабана вместо одной или двух. Когда все четыре барабана расположены на одном общем валу, углы, необходимые для направления всех четырех тросов к копру, могут стать неблагоприятными или потребовать установки дополнительного расстояния между подъемником и копром. Существует несколько подходов к решению этой проблемы, все из которых добавляют механическую сложность к подъемнику. Одна пара барабанов может быть смещена позади первой и соединена зубчатой трансмиссией, или общий вал может быть прерван универсальным шарниром, чтобы позволить двум парам барабанов располагаться под немного разными углами. Также возможно полностью разделить две пары барабанов и приводить их в движение с помощью двух электрически соединенных двигателей, которые служат генераторами или двигателями в зависимости от направления работы. [5]
Примеры подъемников
- Примеры подъемников
- Однобарабанная лебедка
- Двухбарабанная лебедка
- Фрикционный (Koepe) подъемник
- Многоканатная лебедка Blair
- Конический барабан
- Спиральный барабан
Смотрите также
Сноски
- ^ abcde Де ла Вернь, Джек (2003). Справочник шахтера хард-рока. Темпе / Норт-Бэй : McIntosh Engineering. стр. 114– 124. ISBN 0-9687006-1-6. Архивировано из оригинала 2017-05-04 . Получено 2008-10-29 .
- ^ abcd Де ла Вернь, Джек (2003). Справочник шахтера хард-рока. Темпе / Норт-Бэй : McIntosh Engineering. С. 64–65 . ISBN 0-9687006-1-6. Архивировано из оригинала 2017-05-04 . Получено 2008-10-29 .
- ^ ab De la Vergne, Jack (2003). Hard Rock Miner's Handbook. Темпе / Норт-Бэй : McIntosh Engineering. стр. 125–134 . ISBN 0-9687006-1-6. Архивировано из оригинала 2017-05-04 . Получено 2008-10-29 .
- ^ Хартман, Ховард Л. (1992). "17". Справочник по горному делу для малых и средних предприятий . Том 2. С. 1648. ISBN 0-87335-100-2. Получено 10.04.2010 .
- ^ abcde Карбоньо, Альфред. "Подъемные работы в глубоких шахтах в первой половине XXI века" (PDF) . Acta Montanistica Slovaca . Технический университет Кошице . Получено 10 января 2025 г. .
