книги / Расшифровка и анализ записей регистраторов параметров шахтных подъемных установок

Шахтные подъёмные установки (ШПУ) обеспечивают выдачу полез­ ного ископаемого, перемещение людей и грузов. От надежности работы этого важнейшего звена технологической цепи зависит бесперебойность работы всего горнодобывающего предприятия. Любая аварийная ситуация на подъёме ведет к остановке предприятия. Поэтому вопросам обеспече­ ния надежности и безопасности эксплуатации шахтных подъёмных уста­ новок всегда уделяли особое внимание.

За последние годы парк шахтных подъёмных машин сильно соста­ рился. Срок службы большинства из них превышает 25 лет. Такой же срок службы имеют привод шахтных подъёмных машин, система управления этим приводом, оборудование шахтного ствола, стволовая сигнализация и другие, жизненно важные элементы шахтных подъёмных установок.

В связи с тем, что одновременная замена всех шахтных подъёмных машин и других элементов шахтных подъёмных установок невозможна, весьма актуальной является задача применения современных технологий для обеспечения надежности и безопасности эксплуатации шахтных подъ­ ёмных установок. В соответствии с п. 352 ПБ 03-553-03 [1] все шахтные подъёмные установки должны быть оснащены устройствами для регистра­ ции основных параметров режимов работы подъёмной машины. Внедре­ ние регистраторов параметров обеспечивает повышение надежности и безопасности эксплуатации шахтных подъёмных установок.

Сотрудниками кафедры «Горные и нефтепромысловые машины» Пермского государственного технического университета и общества с ог­ раниченной ответственностью «Региональный канатный центр» (ООО РКЦ) разработаны и внедряются регистраторы параметров РПУ-ОЗ.х, обеспечивающие измерение и регистрацию технологических параметров работы подъёмной установки. Программное обеспечение регистраторов предназначено Для обработки информации и составления документов, от­ ражающих режимы работы подъёмной установки. Информация с регистра­ торов параметров позволяет глубже понять основные принципы работы шахтного подъёма, знать параметры работы подъёмной установки при экс­ пертизе аварийной ситуации или разборе производственного инцидента, объективно оценить действия обслуживающего персонала при выполнении регламентных работ.

Вместе с тем практика эксплуатации регистраторов параметров шахтных подъёмных установок показала, что для успешного применения полученной информации обслуживающему персоналу необходимо иметь кроме руководства по эксплуатации РПУ-ОЗ.х специальное пособие, по­ зволяющее разобраться в записях и правильно их расшифровать.

Для расшифровки записей необходимо знать устройство и принцип действия шахтных подъёмных установок, основные параметры регистри­ руемые РПУ-ОЗ.х.

Предлагаемое учебное пособие основано на результатах разработки и внедрения регистраторов параметров на шахтных подъёмных установках Российской Федерации, Казахстана и Белоруссии. Основные принципы аппаратного и программного обеспечения систем контроля параметров ра­ боты шахтных подъёмных установок разработаны старшим научным со­ трудником кафедры ГНМ ПГТУ, канд. техн. наук А.А. Князевым. Под его руководством и при его непосредственном участии изготовлено, смонти­ ровано на шахтных подъёмных установках и пущено в эксплуатацию более 150 регистраторов параметров. Программное обеспечение РПУ-03.1 и РПУ-03.3 разработано аспирантом кафедры ГНМ М.А. Стрелковым. Главы 3 и 5 написаны автором совместно с М.А. Стрелковым, а глава 6 и прило­ жения к настоящему учебному пособию - совместно с М.Г. Трифановым.

К шахтной подъёмной машине через редуктор (или напрямую) пере­ даётся крутящий момент от вала подъёмного двигателя. Подъёмные кана­ ты запасованы к органу навивки шахтной подъёмной машины таким обра­ зом, что при их вращении один канат навивается, а другой свивается, и при подъёме одного сосуда второй опускается. В результате собственный вес подъёмных сосудов уравновешивается. На шахтных подъёмных установ­ ках с противовесом один подъёмный сосуд заменен противовесом, вес ко­ торого равен весу сосуда плюс половина веса поднимаемого в нем расчет­ ного груза.

Шахтные подъёмные установки классифицируют по следующим признакам [2]:

1. По назначению:

а) главные - предназначены только для подъёма полезного иско­ паемого;

б) вспомогательные:

-людские;

-грузолюдские;

-грузовые.

Эти установки обеспечивают выполнение операций по спускуподъёму людей, материалов и оборудования;

в) проходческие - применяются при проходке и углубке стволов; г) инспекторские - для осмотра и обслуживания стволов.

2. По типу подъёмных сосудов: а) клетевые; б) скиповые; в) бадьевые.

На наклонных шахтных подъёмных установках применяют грузовые и людские вагонетки и их составы.

3.По количеству сосудов: а) однососудные; б) двухсосудные;

в) сосуд с противовесом.

4.По типу органа навивки каната: а) с цилиндрическим барабаном:

-двухбарабанные;

-однобарабанные с разрезным барабаном;

-однобарабанные с цельным барабаном; б) с бицилиндроконическим барабаном; в) со шкивами трения:

-одноканатные;

-многоканатные (расположенные на башенном копре или на земной поверхности);

5. По типу привода (с редуктором или без редуктора): а) переменного тока:

-асинхронный двигатель с фазным ротором (с металлическим или жидкостным реостатом в цепи ротора);

-асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и преоб­ разователем частоты:

-синхронный двигатель с преобразователем частоты;

б) постоянного тока:

-с приводом по системе генератор-двигатель;

-с приводом по системе тиристорный преобразователь-

двигатель.

6.По степени неуравновешенности: а) уравновешенные:

-с круглым уравновешивающим канатом;

-с плоским уравновешивающим канатом; б) неуравновешенные.

7.По углу наклона ствола:

а) вертикальные; б) наклонные.

8.По расположению относительно земной поверхности: а) поверхностные; б) подземные.

9.По глубине подъёма:

а) неглубокие - до 500 м; б) средней глубины - от 500 до 1000 м;

в) глубокие - от 1000 до 1500 м; г) сверхглубокие более 1500 м.

Для обеспечения направленного безопасного движения подъёмных сосудов шахтные стволы оснащены армировкой. Армировка представляет собой жесткую пространственную конструкцию, размещенную по всей длине ствола. Направленное движение сосудов обеспечивается проводни­ ками. Различают жесткие и гибкие проводники. Проводниками гибкой армировки служат натянутые в стволе канаты.

В качестве жестких проводников применяют рельсовый прокат, раз­ личные металлические профили (чаще всего сварные из двух уголков - проводники коробчатого сечения) и деревянные брусья.

Проводники жесткой армировки закреплены в стволе горизонталь­ ными расстрелами, выполненными из различных металлических профилей или деревянных балок. Конструкция из расстрелов, расположенных в од­ ной плоскости, называется ярусом. Расстояние между ярусами постоянно и носит название «шаг армировки».

Скипы и клети, движущиеся в проводниках жёсткой армировки, удерживаются башмаками скольжения или роликовыми направляющими. В последнем случае подъёмные сосуды оснащены предохранительными башмаками, исключающими выход сосуда из связи с проводниками при поломке направляющих.

1.2. Шахтные подъёмные машины

Шахтные подъёмные машины устанавливаются на железобетонном фундаменте и крепятся анкерными болтами [3]. Машины выполнены в ви­ де сварной конструкции с винтовой нарезкой обечайки под канат. Крупные подъёмные машины с диаметром барабана 4 м и более снабжаются одним разрезным, двумя цилиндрическими или разрезным бицилиндрокониче­ ским органом навивки. Один барабан двухбарабанных машин и основная (большая) часть разрезных органов навивки жестко соединены с валом. Этот барабан (часть органов навивки) носит название заклиненного. Вто­ рой (переставной) барабан или переставная часть разрезного барабана ус­ танавливается на валу на подшипниках и имеет возможность проворачи­ ваться. Барабаны связаны с валом посредством специального механизма перестановки.

Механизм перестановки позволяет отсоединять переставной барабан или переставную часть барабана от вала шахтной подъёмной машины и выполнять операции по замене каната, регулировке длины каната, вращая один барабан или заклиненную часть барабана.

Шахтные подъёмные машины снабжены тормозными устройствами колодочного типа. Привод тормозных устройств малых шахтных подъём­ ных машин (диаметр барабанов 1,2 м, 1,6 м и 2,0 м) - пружинно­ гидравлический. Одно и двухбарабанные шахтные подъёмные машины с диаметром барабана 2, 5 м, 3,0 м и 3,5 м, а также многоканатные машины оснащены пружинно-пневматическими тормозами.

Тормозная система крупных шахтных подъёмных машин НКМЗ со­ стоит из пневмогрузового привода тормоза, исполнительного органа и па­ нели управления тормозом. Для повышения надежности на каждой маши­ не установлено два исполнительных органа, каждый со своим приводом. Тормоза работают независимо друг от друга.

Исполнительный орган пневмогрузового тормоза (рис. 1.2) состоит из двух тормозных балок 1 с пресс-массовыми колодками 2, двух верти­ кальных стоек 3, установленных на опорах 4, трех треугольных рычагов 5, тяг 6 и 7 Тяга 6 состоит из двух частей, соединенных регулирующей гай­ кой 8. Тормоз имеет регулирующую стойку 9 и упоры 10 к 11.