Giáo trình Vận tải mỏ: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Chia sẻ: Dương Hàn Thiên Băng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:67

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 2 của giáo trình "Vận tải mỏ" cung cấp cho học viên những nội dung về: vận tải bằng tời trục; vận tải bằng trục tải; vận tải bằng ô tô; các thiết bị phối hợp;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Vận tải mỏ: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Chương 6 VẬN TẢI BẰNG TỜI TRỤC 6.1. Nguyên lý làm việc, phân loại, ưu nhược điểm và phạm vị ứngs dụng 6.1.1. Nguyênlý làm việc Khi vận tải bằng tời trục, các goòng vật liệu chuyển động theo đƣờng ray nhờ cáp kéo. Cáp quấn quanh tang của tời trục hoặc đƣợc truyền động nhờ ròng rọc ma sát. 6.1.2. Phân loại a, b, c, d, e, g, 9 8 1 5 2 3 4 6 7 Hình 6-1: Các loại tời trục 1. Tời một tang 2. Cáp một đầu 3. Goòng có tải 4. Cáp nối đuôi 5. Tời hai tang 6. Puli dẫn hƣớng 7. Goòng không tải 8. Tời vô cực 9. Cáp vô cực Theo nguyên tắc hoạt động của vận tải bằng cáp tời trục đƣợc chia ra: tời hữu cực (làm việc theo chu kỳ) và tời vô cực (hình 6-1: g). Tời hữu cực có loại một đầu (hình 6-1: a, b, c) và loại hai đầu (hình 6-1: d,c) Theo số lƣợng tang có: tời một tang (hình 6-1: a, b), tời hai tang (hình 6-1: c, d, e) trong đó có dùng cáp nối đuôi hoặc không cùng cáp nối. Ỏ các tuyến vận tải có góc nghiêng lớn hơn 60 thì thƣờng sử dụng tời một đầu, khi đó goòng chuyển động ngƣợc lại nhờ trọng lƣợng bản thân nó. Khi góc nghiêng nhỏ hơn 60 phải dùng hai tời một tang hoặc dùng tời hai tang có cáp nối đuôi. Khi năng suất vận tải và chiều dài vận tải lớn phải dùng tời hai đầu có cáp nối đuôi hoặc không có cáp nối đuôi hoặc sử dụng tời vô cực. 6.1.3. Ưu điểm - Kết cấu thiết bị đơn giản. - Có khả năng làm việc với độ dốc lớn. - Bình đồ của đƣờng có thể thẳng hoặc cong, nền đƣờng có thể không bằng phẳng. - Có khả năng chở nhiều loại vật liệu, thiết bị và ngƣời. 6.1.4. Nhược điểm - Năng suất vận tải nhỏ. - Cần nhiều lao động do các công việc tháo móc cáp với goòng. - Cáp chóng mòn. 71
- Khó có khả năng tự động hoá. - Kích thƣớc của thiết bị lớn. 6.1.5. Phạm vi áp dụng Ở các mỏ lớn áp dụng khi kết hợp với vận tải bằng đƣờng sắt, dùng để manơ goòng ở các điểm chất và dỡ tải. Ở các mỏ hầm lò tời trục đƣợc dùng để vận tải than, quặng vật liệu chống lò, thiết bị và chở ngƣời 6.2. Các bộ phận chủ yếu Tời trục bao gồm các bộ phận chủ yếu sau: Tang quấn cáp, hộp giảm tốc, động cơ điện, thiết bị an toàn, thiết bị đỡ và hƣớng cáp, bộ phận chỉ độ sâu và dây cáp. 6.2.1. Tang quán cáp Đƣợc đúc bằng gang hoặc thép, đƣờng kính của tang phụ thuộc vào đƣờng kính của cáp. Căn cứ và đƣờng kính của tang để phân loại: nếu đƣờng kính của tang nhỏ hơn 2m gọi là tời, nếu đƣờng kính của tang lớn hơn 2m gọi là máy nâng. 6.2.2. Hộp giảm tốc Là loại có nhiều cấp tuỳ theo loại tời mà hộp giảm tốc có thể bố trí song song hoặc vuông góc với trục tang. 6.2.3. Động cơ điện Động cơ điện là loại không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc hoặc dây quấn có biến trở nhiều cấp đảm bảo khởi động và dừng máy êm. 6.2.4. Thiết bị an toàn Là loại phanh điện từ, đối trọng thuỷ lực. 6.2.5. Thiết bị đỡ và hướng cáp Để đảm bảo an toàn chắc chắn cho tời khi làm việc, kết cấu đơn giản, tháo lắp thuận tiện. 6.2.6. Bộ phận phụ Bộ phận chỉ độ sâu, hệ thống điều khiển đảm bảo dừng goòng chính xác các vị trí cấn thiết. 6.2.7. Cáp Đƣợc chế tạo từ các sợi thép bện lại với nhau, việc chọn cáp cho tời trục có thể căn cứ theo lực kéo đứt cáp hoặc khối lƣợng một mét cáp. 6.3. Tính toán vận tải tời trục 6.3.1. Năng suất vận tải K 0 Aca Q . ; T/h (6-1) K tg Tca Trong đó: Ktg- Hệ số sử dụng thời gian của thiết bị trong ca, Tm K tg  1 Tca 72
Aca- Sản lƣợng khai thác trong một ca, tấn Tca- Thời gian làm việc trong một ca, h K0- Hệ số làm việc không đều, Mặt khác tời trục là thiết bị vận tải theo chu kỳ nên năng suất có thể xác định theo công thức: 3,6.Z .G Q , T/h Tck Trong đó: G- Khối lƣợng vật liệu trong một goòng, kg Z- Số goòng một lần trục, Tck- Thời gian một chu kỳ, s + Khi sử dụng tời một đầu với sơ đồ vận tải có đƣờng rẽ dốc hình 6-2a thì thời gian một chu kỳ đƣợc xác định: 2.L 4.Z .Lg .C 2.L p .C Tck     ; s (6-2) vtb vtb vtb Trong đó: L- Khoảng cách vận tải giữa các tầng, m vtb- Vận tốc trung bình của cáp, m/s Lg- Chiều dài một goòng,m C- Hệ số giảm tốc độ khi chuyển động vào đoạn rẽ, C = 2  3 Lp- Chiều dài phụ trên các đoạn rẽ dốc, Lp = 50  80m - Thời gian nghỉ giữa hai chu kỳ để tháo móc, đổi goòng,  = 100  120s. Vận tốc lớn nhất trên các lò nghiêng không lớn hơn 5m/s a, b, c, Z.Lg l1 L l2 Hình 6-2: Sơ đồ vận tải bằng tời hữu cực a- Tời một đầu với sơ đồ có lối rẽ dốc nghiêng; b- Tời một đầu với sơ đồ không có lỗi rẽ dốc nghiêng; c- Tời hai đầu + Khi dùng tời một đầu với sơ đồ vận tải không có đƣờng rẽ dốc hình 6-2b thì thời gian một chu kỳ đƣợc xác định: 2.L Tck   ; s (6-3) vtb 73
+ Khi dùng tời hai đầu với sơ đồ vận tải trên đƣờng dốc hình 6-2c thì thời gian một chu lù đƣợc xác định: L Tck   ; s (6-4) vtb Sau khi chọn đƣợc loại goòng với trọng tải G có thể xác định số goòng cần thiết Z trong mỗi lẫn trục để đảm bảo năng suất. K 0 . Aca .Tck Z (6-5) 3,6.G.Tca .K tg Khi tính theo công thức (6-5) thì Z có thể là số thập phân nên phải chọn số goòng Zc  Z; Zc là số nguyên gần nhất. Số goòng chọn đƣợc ở trên không vƣợt quá số goòng cho phép theo độ bền của móc: Zc  S moc   g.G  G0  0 . cos   sin  ''  Z moc (6-6) Trong đó: [Smoc]- Sức căng cho phép của móc, [Smoc] = 60.000N - Góc nghiêng của đƣờng vận tải, độ 0’’- Hệ số lực cản chuyển động của goòng,N/N 0’’ =(0,025  0,03) N/N Muốn đảm bảo điều kiện làm việc của móc nối thì Zc  Zmóc. Nếu Zc  Zmóc thì lấy Zc = Zmax khi đó phải tăng vận tốc lên phù hợp mới đảm bảo đƣợc năng suất yêu cầu. 6.3.2. Tính chọn cáp Sau khi chọn đƣợc số goòng Zc tính chọn cáp theo sức căng lớn nhất tác dụng lên cáp. Sức căng tĩnh lớn nhất xuất hiện tại điểm tới của tang dẫn động (St) khi kéo đoàn goòng có tải đang ở vị trí dƣới cùng (hình 6-3) L qc.g.sin qc.g.cos qc.g Z.(G+G0).g.sin  Z.(G+G0).g.cosβ Z.(G+G0).g Hình 6-3: Sơ đồ tính toán cáp   S max  St  Z .g.G  G0  0'' cos   sin   L.qc .g.c . cos   sin   (6-7) Trong đó: qc- Khối lƣợng một mét cáp, kg/m c- Hệ số lực cản chuyển động của cáp, khi trƣợt trên nền c = 0,5  0,6; khi cáp trƣợt trên các con lăn đỡ cáp c = 0,35. S 10 6.F . b S max  đ  ; N (6-8) m m Với: Sđ- Lực kéo đứt cáp; N F- Diện tích tiết diện ngang của cáp, m2 74
b- Giới hạn bền của thép làm cáp, N/mm2 m- Hệ số dự trữ bền của cáp. Theo quy định an toàn (thời điểm hiện tại): khi chở ngƣời m = 9; khi chở hàng - ngƣời m = 7,5; khi chở hàng m = 6,5. Mặt khác khối lƣợng của một mét dài cáp đƣợc xác định: 10 3.S đ . c S . qc  1.F . c   đ3 c (6-9) 10 . b 6 10 . b Thay các giá trị của Smax, qc theo lực kéo đứt cáp và công thức (6-8) ta có: Z .g.m.G  G0  0'' . cos   sin   Sđ  (6-10) L. c .m.g 1 . c . cos   sin   10 3. b Căn cứ vào Sđ để chọn cáp theo tiêu chuẩn, sẽ chọn đƣợc đƣờng kính của cáp và các thông số khác của cáp. 6.3.3. Chọn tang cho tời Đƣờng kính của tời Dt đƣợc xác định theo đƣờng kính của cáp Dt  60.d c (6-11) Chiều rộng của tang cần tính toán tƣơng ứng với chiều dài của cáp cần quấn:  L  Ldt .10 3  nms ..Dt  d c   Bt    , m (6-12)  Dt  nc  1.d c   nc Trong đó: Ldt- Chiều dài dự trữ của cáp, Ldt = 200  300m nms- Số vòng cáp ma sát để giảm lực kẹp cáp vào tang quấn, nếu tang phủ gỗ thì nms = 3, tang thép thì nms = 5 - Khe hở giữa các còng cáp,  = 2  3 mm nc- Số lớp cáp quấn trên tang, khi   300 thì nc = 3; khi  = 30  600 thì nc = 2 Sau khi tính đƣợc đƣờng kính của tang, chiều rộng của tang căn cứ vào đó để chọn tang cho phù hợp. 6.3.4. Tính công suất động cơ Với tời trục có chu kỳ làm việc lâu dài công suất động cơ có thể đƣợc xác định gần đúng sau: St  Sr N đc  K dt KW (6-13) 1000. Trong đó: Kdt- Hệ số dự trữ công suất, Kdt = 1,15  1,2 - Hiệu suất của động cơ St , Sr- Sức căng điểm tới và sức căng điểm rời trên tang, N Với tời trục một đầu thì Sr = 0 Với tời trục có chu kỳ làm việc không ổn định, biểu đồ gia tải của tời trục có chu kỳ làm việc rất phức tạp do khởi động, hãm, do độ dốc của đƣờng và chiều dài của cáp thay đổi. Vì vật để đơn giản ngƣời ta tính lực kéo tƣơng đƣơng theo lực cản của nhánh có tải và không tải với các trƣờng hợp cụ thể sau: Khi dùng tời một đầu: Lực cản trung bình của hành trình có tải: Wct  Z .g.G  G0 0'' cos  tb  sin  tb   Ltb .g.qc .0'' cos  tb  sin  tb  (6-14) Lực cản trung bình của hành trình không tải: Wkt  Z .g.G0 0'' cos  tb  sin  tb   Ltb .g.qc .0'' cos  tb  sin  tb  (6-15) 75
L Trong đó: Ltb- Chiều dài trung bình của cáp,m; Ltb  2 n i tb- Góc dốc trung bình của tuyến vận tải, độ;  tb   i 1 n i- Góc dốc đoạn thứ i, độ n- Số đoạn có độ dốc khác nhau trên tuyến vận tải, Thời gian kéo lên và thả xuống coi nhƣ bằng nhau: T  Tct  Tkt  ck ; s (6-16) 2 Thay các giá trị lực cản trung bình của hành trình có tải và không tải ở trên vào công thức: Wct2  Wct2 ; N Ftđ  (6-17) 2  2 . 3 Tck   Đối với tời hai đầu tổng lực cản trung bình trên nhánh có tải và không tải sẽ là: Wtb  Wct  Wkt      Wtb  Z .g.G  G0  0'' cos  tb  sin  tb  Z .G0 .g. 0'' cos  tb  sin  tb  2.Ltb .gqc . 0'' cos  tb  sin  tb  1 Thời gian tác dụng của lực này là Tkt -  vì vậy lực kéo tƣơng đƣơng lấy C 2  3 1 Ftđ  1  1 . 3 Tck   Ftđ .vtb Công suất động cơ: N đc  K dt ; KW 1000. Từ đó chọn động cơ tiêu chuẩn. Căn cứ vào các thông số nhƣ chiều dài vận tải, đƣờng kính cáp, đƣờng kính tang và công suất động cơ để chọn loại tời theo bảng 6-1; 6-2 và 6-3 76
6.4. Câu hỏi và bài tập 6.4.1. Câu hỏi: Câu 1: Năng suất của tời trục và các yếu tố ảnh hƣởng tới năng suất của tời trục? Câu 2: Phân loại tời trục, ƣu khuyết điểm và phạm vi ứng dụng của tời trục? Câu 3: Hãy nêu cơ sở để lựa chọn cáp? Trình tự chọn cáp? Câu 4: Mục đích việc lựa chọn tang cho tời? Trình tự lựa chọn tang? 6.4.2. Bài tập: Bài 1: Xác định năng suất vận tải của tời trục khi vận tải bằng cáp 1 đầu theo sơ đồ không có lối rẽ dốc nghiêng biết L = 150m; Z = 5 goòng; G = 2tấn; Lp = 60m; Lg = 2,5m; V = 2,1m/s; C = 2;  = 100s. Bài 2: Xác định số goòng trong đoàn khi vận tải bằng cáp 1 đầu theo sơ đồ không có lối rẽ dốc nghiêng biết L = 250m; Aca = 180T/ca; G = 2tấn; G0 = 1,1tấn; o = 0,025;  = 220; Tca = 8h; V = 2,7m/s; Smoc = 29500N; Kvt = 1,6;  = 120s. Bài 3: Xác định số goòng trong đoàn khi vận tải bằng tời trục hai đầu Biết L = 350m, Aca = 420T/ca; G = 2tấn, G0 = 1,1tấn; o = 0,025;  = 250; Tca = 8h; V = 3m/s; Smoc = 29500N; Kvt = 1,6;  = 65s. Bảng 6-1: Đặc tính kỹ thật của cáp Đường kính, mm Khối lượng Độ bền của thộp cáp Ký hiệu một mét cáp 1280 1380 1480 1510 cáp dc ds qc (kg/m) Tổng lực kéo đứt cáp, KN 17 1,1 0,92 119 128 138 147 18,5 1,2 1,2 143 153 164 175 20 1,3 1,3 167 179 193 209 21,5 1,4 1,6 194 209 224 239 23 1,5 1,8 223 240 262 274 OCT 25 1,6 2,1 252 273 292 311 3070-46 26,5 1,7 2,4 286 308 330 352 6X19 28 1,8 2,6 321 345 370 394 31 2,0 3,1 395 426 456 480 34 2,2 3,8 478 515 553 590 37 2,4 4,8 571 614 657 700 40 2,6 5,4 670 720 770 827 20 1,6/1,05 1,3 - 173 185 195 22 1,8/1,2 1,6 - 220 236 250 25 2/1,35 2,0 - 274 293 310 OCT 27 2,2/1,5 2,4 - 332 356 370 3075-46 31 2,4/1,65 3,1 - 396 425 454 6X16 33 2,6/1,8 3,7 - 470 501 535 36 2,8/195 4,3 - 545 584 594 39 3/21 5,0 - 627 670 678 77
Bảng 6-2: Bảng đặc tính kỹ thuật tời một tang và tời hai tang * Khi quấn 4 lớp. Chiều cao nâng lớn nhất Trọng Vận tốc của cáp (m/s) khi Đƣờng khi quấn cáp trên tang Tỷ số lƣợng của Tang Trọng tải tốc độ quay của trục động kính với đƣờng kính cáp lớn truyền máy không cơ (v/ph) lớn nhất mm của kể thiết bị Dạng tời Sức căng Hệ số max nhất hộp điện KN tĩnh max Sức căng của cáp Một Hai Ba giảm Dt Bt 580 720 960 của nhánh tĩnh của cáp mm lớp lớp lớp tốc KN KN 2БЛ.1200/1000 1200 100 25 25 17,5 140 325 515 30 1,5 2 72 90 2БЛ .1200/1000 1600 1200 40 40 25 165 385 605 24 2 2,6 3,4 100 110 2БЛ .1200/1000 1200 800 25 15 18,5 95 240 380 20 2,2 3 84 30 1,5 2 2БЛ .1200/1000 1600 800 40 25 25 95 240 390 24 2 2,6 3,4 119 800 600 12 12 15,5 375* 30 1,9 1,5 15 78
Bảng 6-3: Bảng đặc tính kỹ thuật của máy nâng loại nhỏ Chiều cao nâng lớn nhất Vận tốc của cáp (m/s) khi Đƣờng khi quấn cáp trên tang Tỷ số Tang Trọng tải tốc độ quay của trục động Trọng kính với đƣờng kính cáp lớn truyền cơ (v/ph) lƣợng của lớn nhất mm của Dạng tời máy không Sức căng Hệ số max nhất hộp kể thiết bị Dt Bt tĩnh max Sức căng của cáp Một Hai Ba giảm 480 580 720 960 điện KN Mm mm của nhánh tĩnh của cáp mm lớp lớp lớp tốc KN KN БM2000/1000 2000 1500 50 50 25 280 620 965 30 - 2,5 3,3 227 220* 20 3,7 5,0 2БM.2000/1000 2000 1000 50 30 25 170 400 630 30 - 2,5 3,3 313 20 3,7 5,0 2БM.25000/2000 2500 2000 65 65 31 430 900 1370 30 2,5 3,15 375 390* 20 3,75 4,7 11,5 5,45 6,6 2БM.2500/1200 2500 1200 75 40 31 215 495 780 30 2,5 3,15 340 20 3,75 4,7 11,5 5,45 6,6 2БM.3000/2000 3000 2000 100 50 37 365 30 3 3,7 20 4,5 5,6 408 11,5 6 8 БM.3000/15000 3000 1500 100 50 37 285 645 1005 11,5 6 8 5,6 479 79
Chương 7 VẬN TẢI BẰNG TRỤC TẢI 7.1. Các bộ phận chính - Nguyên lý làm việc Trục tải là một khâu quan trọng trong hệ thống vận tải mỏ, nối liền vận tải trong mỏ và trên mặt bằng mỏ. Trục tải có nhiệm vụ trục khoáng sản, đất đá, thiết bị và nguyên vật liệu phục vụ cho mỏ, đồng thời vận chuyển ngƣời đi về trƣớc và sau khi làm việc. Yêu cầu đối với trục tải là: Chắc chắn và an toàn khi làm việc, nhất là khi trục ngƣời. Trục tải là thiết bị cơ giới hóa lớn nhất trong mỏ. Trọng lƣợng của trục tải từ 20  300T và có khi còn lớn hơn. Trọng lƣợng hàng một lần trục có thể từ 70  100T. Công suất dẫn động của động cơ máy trục từ 150  1000KW, có khi còn tới 3000KW. Tốc độ chuyển động của thùng trục từ 4  20 m/s. Trục tải tiêu tốn từ 40%  60% năng lƣợng điện của mỏ. Khi thiết kế trục tải phải tính toán sao cho tuổi thọ của trục tải phù hợp với tuổi thọ của mỏ. Một mỏ hầm lò thƣờng có hai giếng: chính và phụ. Giếng chính trang bị trục tải chuyên dùng trục khoáng sản. Trục tải này còn gọi là trục tải chính, có thùng trục là thùng skíp, dỡ và nhận hàng tự động. Giếng phụ trang bị trục tải phụ có thùng trục là thùng cũi dùng để chở ngƣời, nguyên vật liệu và thiết bị phục vụ cho mỏ. Mỏ có công suất lớn có thể trang bị một vài trục tải trong một giếng. 7.1.1. Các bộ phận chính của trục tải Trục tải gồm có các bộ phận chính sau: - Thùng trục dùng để chứa khoáng sản, đất đá, ngƣời và nguyên vật liệu thiết bị phục vụ cho mỏ. Thùng trục sẽ đƣợc giới thiệu chi tiết trong phần 7.2. - Dây cáp trục tải nối thùng trục với máy trục dùng để truyền chuyển động của máy trục cho thùng trục. - Tang máy trục dùng để quấn hoặc nhả cáp khi nâng hoặc hạ thùng trục. Ngoài những bộ phận chính trên, để trục tải làm việc đƣợc nhịp nhàng có hiệu quả phải trang bị thêm thiết bị phụ trợ: quang lật và bun ke để chuyển hàng từ vận tải trong mỏ sang trục tải hoặc từ trục tải sang vận tải trên mặt giếng. Để tránh cho thùng trục va vào thành giếng, ngƣời ta lắp đƣờng dẫn hƣớng cho thùng trục từ đáy giếng lên đến miệng giếng. Hình 7.1: Trục tải thùng skíp giếng nghiêng 80
Hình 7.2: Trục tải thùng skíp giếng đứng Các thiết bị, trang bị trên mặt giếng để đảm bảo cho khâu chuyển tiếp từ trục tải sang vận tải trên mặt giếng là: tháp giếng, đƣờng cong dỡ hàng và bun ke nhận hàng của trục tải. Trên hình 7.1 là sơ đồ trục tải giếng nghiêng thùng skíp và trên hình 7.2 là sơ đồ trục tải thùng skíp giếng đứng. Những thiết bị của sân ga giếng mỏ phục vụ cho trục tải là: quang lật 1, bun ke 2 cấp tải cho trục tải, cửa tháo 3, thùng skíp 4 đang ở vị trí nhận hàng, thùng skíp chuyển động trong giếng 5 theo đƣờng dẫn hƣớng (trƣờng hợp giếng đứng) hay theo đƣờng ray (trƣờng hợp giếng nghiêng), tháp giếng 6 có lắp đƣờng cong dỡ hàng 7. Thùng trục 7 đang ở vị trí dỡ hàng, khoáng sản từ thùng skíp đổ vào bun ke 9. Tháp giếng có kết cấu hàn hoặc tán từ những thanh thép định hình có trụ chống 10. Trên đầu tháp giếng có 2 ròng rọc 11 dùng để hƣớng cáp vào máy trục 12 đặt trong nhà trục 13. Hình 7.3 là trục tải thùng cũi lật. Thùng cũi dƣới 1 đang ở vị trí nhận tải. Tải chứa trong các goòng, goòng có tải tự chạy vào thùng cũi và đẩy goòng không ra khỏi thùng cũi. Trên đầu tháp giếng 2 có lắp ròng rọc tháp giếng 3 và đƣờng cong dỡ hàng 4, máy trục 5 đặt trong nhà trục. Thùng cũi trên (hình 7.3) đƣợc vẽ trong 2 vị trí: khi dỡ khoáng sản vào bun ke 6, khi đó, để dỡ hàng, khung quay của thùng cũi lật 7 đã quay đƣợc 130˚ để dỡ hàng. Vị trí thứ 2 là khi dỡ goòng chứa đất đá ngay trên mặt giếng, trƣờng hợp này goòng đƣợc đẩy vào quang lật 8, sau đó đổ vào bun ke 9, rồi cấp cho thùng skíp 10 để chuyển đất đá ra ngoài. 81
Hình 7.3. Trục tải thùng cũi lật 7.1.2. Nguyên lý làm việc a, Trục tải thùng cũi thường Khi có máy trục làm việc, tang quay một dây cáp đƣợc quấn vào tang kéo thùng cũi có tải từ đáy giếng đi lên, đồng thời dây cáp thứ hai do quấn vào tang theo chiều ngƣợc lại với tang kia, nên nhả khỏi tang để thả thùng cũi không tải từ miệng giếng đi xuống. Khi thùng trục có tải chuyển động lên đến vị trí dỡ tải ở miệng giếng đồng thời thùng trục không tải hạ xuống đến đáy giếng thì ngƣời điều khiển phanh máy trục lại. Ở vị trí này, trên miệng giếng, ngƣời ta đẩy goòng không vào thay thế vị trí goòng có tải, còn ở đáy giếng, goòng có tải đƣợc đẩy vào thùng trục để đẩy goòng không ra. Nhƣ vậy trục tải đã thực hiện đƣợc một chu kỳ trục. Chu kỳ thứ 2 sẽ tiến hành lặp lại nhƣ chu kỳ đã xảy ra. b, Trục tải thùng skíp lật và thùng cũi lật (Hình 7.2 và 7.3) Quá trình làm việc của chu kỳ trục tải thùng skíp lật và thùng cũi lật cơ bản cũng giống nhƣ trục tải thùng cũi thƣờng. Điểm khác nhau giữa chúng là ở thời điểm cuối chu kỳ trục. Vào thời kỳ cuối chu kỳ trục thùng trục không tải hạ xuống và từ từ nhận hàng. Khi thùng trục trên dỡ hàng để dỡ tải thì thùng trục dƣới cũng nhận đầy tải. Nhƣ vậy một chu kỳ trục đã thực hiện xong. Máy trục tự động thực hiện chu kỳ tiếp theo. 82
c, Trục tải tang ma sát (Hình 7.4) Trục tải tang ma sát khác trục tải tang thƣờng là mỗi dây cáp có hai đầu dây nối với hai thùng trục và dây cáp vòng qua tang. Sự truyền chuyển động từ tang sang cáp nhờ ma sát giữa tang và cáp. Trục tải tang ma sát có thể một cáp hay nhiều cáp. 7.1.3. Phân loại trục tải Căn cứ vào những đặc tính riêng của trục tải mà phân loại chúng nhƣ sau: a, Theo công dụng - Trục tải chính chuyên trục khoáng sản. - Trục tải phụ chuyên dùng vận chuyển ngƣời, đất đá, nguyên vật liệu và thiết bị. - Trục tải liên hợp dùng thực hiện cả hai nhiệm Hình 7.4: Sơ đồ trục tải vụ trục chính và trục phụ. tang ma sát b, Theo loại thùng trục - Trục tải thùng skíp; - Trục tải thùng cũi; - Trục tải thùng hình trụ. c, Theo số lượng thùng trục - Trục tải 2 đầu thùng cũi hoặc thùng skíp. - Trục tải một đầu thùng cũi hay thùng skíp đầu kia là đối trọng. d, Theo tang quấn cáp - Tang quấn cáp có bán kính không đổi: - Tang trụ đơn hay kép; - Tang ma sát. e, Tang quấn cáp có bán kính thay đổi; - Tang trụ nón; - Tang bôbin. f, Theo dạng năng lượng dẫn động - Dẫn động bằng động cơ không đồng bộ; - Dẫn động bằng hệ thống máy phát động cơ; - Dẫn động bằng năng lƣợng khí ép; - Dẫn động bằng động cơ hơi nƣớc. g, Theo phương pháp điều hòa tĩnh học - Trục tải không điều hòa tĩnh học; - Trục tải điều hòa tĩnh học bằng cáp nối đuôi; - Trục tải điều hòa tĩnh học bằng tang trụ nón. g, Theo độ nghiêng của giếng - Trục tải giếng đứng; - Trục tải giếng nghiêng. h, Theo vị trí đặt máy trục so với mặt đất - Máy trục đặt trên mặt đất; - Máy trục đặt dƣới mặt đất. i, Theo chiều sâu trục - Chiều sâu trục nhỏ H < 300m; 83
- Chiều sâu trung bình 300 < H < 800m; - Chiều sâu trục lớn H > 800m. 7.2. Thùng trục 7.2.1. Phân loại thùng trục Thùng trục dùng để chứa khoáng sản, ngƣời, nguyên vật liệu, thiết bị và đất đá. Hiện nay thƣờng dùng các loại thùng trục sau: thùng trục hình trụ, thùng cũi thƣờng, thùng cũi lật, thùng skíp thƣờng và thùng skíp lật. Căn cứ vào công dụng ngƣời ta chia thùng trục ra làm hai loại sau: - Thùng trục chuyên chở khoáng sản, đất đá. Loại thùng trục này là các loại thùng skíp. - Thùng trục chuyên trục ngƣời, hàng và thiết bị nguyên vật liệu, bao gồm thùng cũi các loại. Thùng trục phải đáp ứng các yêu cầu sau: - An toàn khi vận chuyển ngƣời và hàng; - Trọng lƣợng hàng chứa lớn và trọng lƣợng bì nhỏ; - Đơn giản về kết cấu và vững chắc khi sử dụng. 7.2.2. Thùng trục hình trụ (Hình 7.5) Thùng trục hình trụ dùng khi mở giếng, hay khi đào sâu thêm giếng, hoặc dùng khi đào giếng, thăm dò khoáng sản. Thùng trục hình trụ 1 đƣợc hàn hoặc tán từ thép tấm có dạng hình trụ hai đầu côn. Phần trên của thùng trục có quai để móc vào bộ phận móc và nối cáp 2. Đáy thùng có móc 4 để lật thùng trục khi dỡ hàng. Khung bảo vệ 3 gắn với cáp trục và trƣợt theo cáp dẫn hƣớng để giữ cho thùng trục khỏi tròng trành. Thể tích thùng trục hình trụ thay đổi trong giới hạn từ 0,3m3 đến 2m3. 7.2.3. Thùng cũi thường (Hình 7.6) a, Lĩnh vực áp dụng Thùng cũi thƣờng dùng để chở ngƣời, khoáng sản, đất đá, nguyên vật liệu và thiết bị dùng cho mỏ. Đất đá, khoáng sản chứa trong goòng, goòng đƣợc đẩy vào thùng cũi hoặc đẩy ra khỏi thùng cũi bằng tay hoặc bằng cơ cấu đẩy goòng. Hình 7.5: Thùng trục hình Khi chở ngƣời, ngƣời đứng trực tiếp trên đáy trụ thùng cũi. Có thể phân loại thùng cũi thƣờng theo các đặc điểm sau: - Theo số tầng: 1 hay 2 tầng. - Theo trọng lƣợng hàng nâng của goòng (goòng 1 tấn, goòng 2 tấn hay 3 tấn…) - Theo phƣơng pháp chất và dỡ tải: goòng vào, ra từ hai phía thùng cũi. Thùng cũi 1 tầng và 2 tầng, mỗi tầng chứa một goòng đƣợc dùng phổ biến. b, Kết cấu của thùng cũi thường Khung 1 đƣợc hàn bằng các thanh thép định hình, các mặt bên là các tấm thép lá hàn với khung 1. Đáy thùng cũng bằng thép lá hàn với khung 84
thùng. Trên mặt đáy lắp đƣờng ray cho goòng đứng. Bộ phận nối cáp 2 nối thùng trục với cáp trục. Các vấu 4 tì vào thanh dẫn hƣớng khi thùng trục chuyển động 6 là quả đào nối cáp. Thùng trục có bộ phận chắn goòng 3. Khi đẩy goòng vào thùng trục, trọng lƣợng goòng khắc phục đối trọng của bộ phận chắn goòng, goòng chạy vào vị trí giữa 2 cơ cấu chắn goòng. Muốn đẩy goòng ra phải mở chắn goòng bằng tay. Những thùng cũi dùng để trục ngƣời phải có bộ phận an toàn 5. Khi đứt cáp trục bộ phận an toàn cặp chặt vào đƣờng dẫn hƣớng và treo thùng trục trong giếng. c, Ưu và nhược điểm của thùng cũi thường Ưu điểm: - Có thể chở đƣợc các loại khoáng sản riêng biệt khi cần phân loại; - Đơn giản về kết cấu, chắc chắn khi vận hành; - Chở đƣợc ngƣời, nguyên vât liệu và thiết bị. Nhược điểm: - Thời gian chất và dỡ tải lớn; - Trọng lƣợng bì lớn; - Thời gian chu kỳ dài; - Công nhân làm việc vất vả khi trao đổi goòng; - Cần có số lƣợng goòng lớn, bố trí sân ga trao đổi goòng phức tạp. Thùng cũi thƣờng đƣợc áp dụng chủ yếu ở giếng phụ. Hình 7.6: Thùng trục cũi thường 7.2.4. Những thiết bị chính dùng cho thùng cũi thường a, Bộ phận dẫn hướng và vấu dẫn hướng (Hình 7.7) Bộ phận dẫn hƣớng thƣờng đƣợc bố trí ở hai bên hông thùng trục. Thanh dẫn hƣớng có thể bằng gỗ hoặc kim loại. Khi thùng trục chuyển động trong giếng đứng thì bộ phận dẫn hƣớng trƣợt trên thanh dẫn hƣớng gắn trong giếng. Do ma sát đáng kể giữa đƣờng dẫn hƣớng và vấu dẫn hƣớng trên thùng trục, tốc độ chuyển động của thành trục cũng khá lớn và sự va đập tại chỗ nối của đƣờng dẫn hƣớng, nên sự mài mòn khá nhanh của các vấu dẫn hƣớng, đặc biệt là vấu kiểu trƣợt. Hình 7.7: Con lăn dẫn hướng 1- Con lăn dẫn hướng Để chống mòn, ở mỏ quặng cứ 2  3 ngày 2- Trục con lăn phải thay vấu dẫn hƣớng mới, ngƣời ta 3- Bộ phận giảm chấn dùng những tấm lót cho vấu, còn vấu dẫn hƣớng kiểu con lăn thì đƣợc bọc bằng cao su. Hình 7.8 là kết cấu của con lăn dẫn hƣớng dùng cho loại thùng cũi và thùng skíp lăn, con lăn dẫn hƣớng đƣợc lót bằng cao su và ép vào thanh dẫn hƣớng bằng lo xo. 85
Dùng con lăn dẫn hƣớng giảm đƣợc sự mài mòn của thanh dẫn hƣớng và vấu dẫn hƣớng, giảm va đập khi thùng trục chuyển động qua chỗ nối của thanh dẫn hƣớng. Áp dụng con lăn dẫn hƣớng cho phép vận tốc trục lớn, đồng thời giảm đƣợc tải trọng động tác dụng lên tháp giếng. Thanh dẫn hƣớng bằng gỗ thông đƣợc tẩm thuốc chống mọt mối. Thanh dẫn hƣớng kim loại dùng cho thùng trục tiêu chuẩn thƣờng là những đƣờng ray kiểu P.38 và P.43. Hình 7.8 Con lăn dẫn hướng có bọc cao su dùng cho thùng trục lơn 1,2- Con lăn dẫn hướng 3- Đường dãn hướng 4- Lò xo đẩy con lăn 5- Tấm đỡ con lăn 6- Bạc lót Đối với loại thùng cũi lớn (trọng lƣợng toa goòng 10 tấn) và những thùng skíp trọng lƣợng 25 tấn và lớn hơn ngƣời ta dùng thanh dẫn hƣớng kim loại có dạng hình hộp đặc biệt. Ở các mỏ của Anh và Liên Bang Nga thƣờng sử dụng đƣờng dẫn hƣớng bằng cáp cho thùng cũi và thùng skíp. Việc áp dụng đƣờng dẫn hƣớng bằng cáp thay cho dẫn hƣớng bằng gỗ hoặc ray cho phép tháp giếng gọn nhẹ, giảm sức cản chuyển động của thùng trục, và do đó nâng cao đƣợc hiệu suất của trục tải, điều kiện thông gió mỏ tốt hơn đặc biệt là cho giếng sâu. Thùng trục chuyển động theo cáp dẫn hƣớng không bị va đập, do vậy tăng đƣợc thời gian làm việc của cáp trục và thùng trục, tạo khả năng nâng cao tốc độ chuyển động của trục tải. Hình 7.9 cho sơ đồ bố trí cáp dẫn hƣớng thƣờng dùng nhất trong mỏ. Đầu trên của cáp dẫn hƣớng cố định vào tháp giếng dƣới pu li tháp giếng, phía dƣới, trong đáy giếng, cáp dẫn hƣớng luồn qua lỗ trong một khung cứng riêng. Để căng cáp ngƣời ta dùng đối trọng, bởi vì chiều dài cáp luôn luôn thay đổi theo nhiệt độ. Độ lớn của đối trọng phụ thuộc chiều sâu giếng và trọng lƣợng thùng trục. 86
Vấu dẫn hƣớng khi đƣờng dẫn hƣớng bằng cáp có thể lót bằng đồng hay bằng gỗ để dễ dàng thay thế khi mòn. Dùng cáp dẫn hƣớng có một số nhƣợc điểm sau: - Thùng trục dễ xoay quanh trục đứng khi chuyển động; - Hay nghiêng thùng về một bên do các vấu ăn khớp không đều Hình 7.9: Bố trí cáp dẫn hướng trong giếng với cáp. Điều này dẫn đến phải tăng 1- Cáp dẫn hướng; 2- Thùng trục khoảng cách giữa 2 thùng trục và giữa thùng trục với thành giếng; - Tại vị trí dỡ tải, có đƣờng cong dỡ tải, thùng trục phải có vấu dẫn hƣớng theo đƣờng cong dỡ tải; - Tháp giếng phải có độ cứng vững hơn, đáy giếng phải sâu và khô ráo. b,Thiết bị an toàn Thiết bị an toàn giữ thùng trục trên đƣờng dẫn hƣớng khi đứt cáp trục. Nếu là thanh dẫn hƣớng bằng gỗ thì dùng thiết bị an toàn kiểu dao cắm, nếu dẫn hƣớng bằng cáp thì dùng thiết bị an toàn kiểu cặp. Tất cả các loại thiết bị an toàn cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Tự động làm việc khi đứt cáp trục; Hình 7.10: Thiết bị an toàn пTK - Hãm thùng trục nhanh chóng, tránh làm tăng tốc độ rơi của thùng trục khi đứt cáp. Giảm tốc độ của thùng trục sau khi hãm bằng phanh an toàn có trị số vừa phải để an toàn cho ngƣời: - a < 50 m/s2 khi tải trọng thùng trục là ít nhất; - a < 10 m/s2 khi tải trọng lớn nhất. 7.2.5. Thùng cũi chở hàng - người, thùng cũi chở người giếng nghiêng Thùng cũi chở hàng - ngƣời có hai ngăn riêng biệt, ngăn chở hàng có đƣờng ray và thiết bị hãm goòng, ngăn chở ngƣời có ghế ngồi cho công nhân. Khung 1 có lắp các bánh xe 2, thanh kéo 4 của thiết bị an toàn luồn qua các dầm ngang của khung 1. Thanh kéo 4 nối với cáp trục bằng đầu 5 và vòng 6. Ngăn phía trên của thùng trục có ghế ngồi. Ngăn dƣới có đƣờng ray chứa goòng 8, dây xích 9 để bảo vệ goòng và ngƣời. Goòng 8 đƣợc giữ cố định trong thùng cũi nhờ 2 tay quay chắn 10 ở đầu. Thùng cũi chở hàng - ngƣời có lắp thiết bị hãm an toàn 3. Khi đứt cáp trục con dao của thiết bị an toàn cắm vào thanh gỗ 11 song song với đƣờng ray. 87
7.2.6. Thùng cũi lật Thùng cũi lật cũng nhƣ thùng cũi thƣờng dùng để chở khoáng sản, cũng có thể chở ngƣời, nguyên vật liệu cũng nhƣ thiết bị. Thùng cũi lật chỉ chứa đƣợc một goòng. Khi dùng thùng cũi lật tránh đƣợc nguyên công trao đổi goòng trên mặt giếng. Khoáng sản đƣợc dỡ và cấp vào goòng hoàn toàn tự động khi thùng trục đi vào đƣờng cong dỡ hàng lắp trên tháp giếng. Có hai loại thùng cũi lật: loại thùng khi dỡ hàng quay 45 (hình 7.11) và loại thùng khi dỡ hàng quay 135 (hình 7.12). Loại thứ nhất dùng cho goòng tự mở mặt đầu, thƣờng đƣợc áp dụng ở Mỹ. Loại thứ hai dùng cho goòng thông thƣờng, mặc dù cấu tạo của thùng cũi phức tạp, nhƣng thùng trục loại này đƣợc áp dụng rộng rãi. Những bộ phận chính của thùng cũi lật quay 135 Hình 7.11: Thùng cũi lật 450 (hình 7.12) khung đứng 1 nối với dây cáp trục luôn luôn chuyển động thẳng đứng theo đƣờng dẫn hƣớng, khung quay 2 có hai đƣờng ray ở đáy để chứa goòng. Khung quay tựa trên khung đứng và quay tƣơng đối với khung đứng xung quanh bản lề 3 khi dỡ hàng. Khi dỡ hàng hai con lăn 4 ở đầu trên khung quay lăn theo đƣờng cong dỡ hàng làm khung quay và goòng bị lật làm cho hàng đƣợc từ từ dỡ ra khỏi goòng. Khi kết thúc quay, thùng trục ở vị trí cuối cùng của đƣờng cong dỡ hàng, để tránh cho khung quay quay quá đà, thành trƣớc của khung quay tựa vào con lăn 6 lắp sẵn trên tháp giếng. Sau khi dỡ hàng xong, ngƣời điều khiển máy cho tang quấn cáp trục nhả ra khỏi tang. Khung quay dƣới tác dụng của trọng lƣợng bản thân hạ xuống trở về vị trí thẳng đứng. Điều kiện cần thiết cho thùng cũi làm việc đƣợc tốt là giữ cố định goòng trong khung quay khi dỡ hàng. Muốn thế ngƣời ta dùng các con lăn chắn các bánh goòng ra và vào thùng cũi. Ngoài ra thành khung quay có 2 thanh ngang chắn mặt trên của goòng. Khi trục ngƣời thùng cũi chỉ trục lên đến miệng giếng, khi ấy động cơ điện đƣợc điều khiển bằng mạch riêng không cho phép thùng trục lên cao Hình 7.12: Thùng skíp lật 1350 đến mức đƣờng cong dỡ hàng. Thùng cũi lật ở Cộng hòa Liên Bang Nga đã đƣợc tiêu chuẩn hóa. Ƣu điểm của thùng cũi lật: - Tự động dỡ hàng, không cần thay đổi goòng trên mặt giếng, do đó đơn giản đƣợc sơ đồ vận tải trên mặt giếng; 88
Nhƣợc điểm của thùng cũi lật: - Cấu tạo phức tạp, chiều cao thùng lớn; - Làm việc gây tải trọng động, do vây ảnh hƣởng đến sức bền của thùng trục và tháp giếng; - Trọng lƣợng bì lớn, không cân bằng khi dỡ hàng; - Dung lƣợng của trục tải phụ thuộc dung lƣợng goòng vận tải hàng. Trục tải thùng cũi lật dùng cho giếng chính của các mỏ có công suất 300.000  400.000 T/năm. Cũng có thể dùng trục tải thùng cũi lật cho giếng phụ để trục đất đá thải, nguyên vật liệu, thiết bị và ngƣời. Hiện nay, ngƣời ta cũng ít dùng thùng cũi lật vì các nhƣợc điểm đã nêu ở trên. 7.2.7. Thùng skíp Thùng skíp chuyên dùng để chở khoáng sản và đất đá. Các mỏ có công suất lớn và trung bình, sản lƣợng lớn từ 400.000  500.000 T/năm thƣờng áp dụng trục tải thùng skíp làm trục chính để trục khoáng sản. Theo phƣơng pháp dỡ hàng, ngƣời ta chia thùng skíp ra làm 4 loại: 1.Thùng skíp dỡ hàng qua đáy; 2. Thùng skíp dỡ hàng quay thân mở đáy; 3. Thùng skíp lật; 4. Thùng skíp dùng cho trục tải giếng nghiêng. a, Thùng skíp lật Thùng skíp lật (hình 7.13) gồm khung 2 làm bằng thép góc nối với nhau bằng đinh tán. Khung chuyển động theo đƣờng dẫn hƣớng. Phía trên khung có bộ phận nối với cáp trục. Trên khung có vấu dẫn hƣớng để ngoạm vào đƣờng dẫn hƣớng. Ở vị trí bình thƣờng (không lật) một bên đáy của thùng trục 1 nối bản lề với khung 2 bằng chốt 5, bên kia của đáy thùng tựa trên trục đỡ 3. Hai mặt bên phía bên trái có hai con lăn dỡ hàng 4. Khi thùng trục chuyển động đến vị trí dỡ hàng, các con lăn 4 lăn theo đƣờng cong dỡ hàng kéo lật thùng skíp quay quanh bản lề 5 để dỡ hàng. Thùng trục 1 làm bằng thép lá dầy từ 6 đến 15 mm nối với nhau bằng đinh tán. Để tăng cƣờng độ đứng vững của thùng ngƣời ta hàn thêm các đai thép ngang thân. Ở một số thùng skíp lật có trang bị thêm chốt tự động 6 dùng giữ chặt khung thùng Hình 7.13: Thùnh skíp lật với thùng trong thời kỳ thùng trục chuyển động trong giếng, khi vào đƣờng cong dỡ hàng chốt tự động gạt ra. Thùng skíp lật khi dỡ hàng làm vỡ than nhiều, do đó ít đƣợc dùng để chở than mà thƣờng dùng để chở quặng. 89
Muốn cho thùng skíp có hệ số chứa đầy tốt kích thƣớc thùng phải có quan hệ: a:b:h =1:1,25:2,5 (a- chiều rộng thành trƣớc; b- chiều ngang và h- chiều cao thùng). Khi không biết trọng lƣợng bì của thùng skíp có thể xác định gần đúng trọng lƣợng bì của thùng skíp theo công thức của giáo s V.I.Ki-xen-lep: 3 Q Qb = 1,59.   , T   Trong đó: Q - trọng lƣợng khoáng sản một lần trục, T; - trọng lƣợng 1m3 khoáng sản ở thể rời, T. Thùng skíp lật có những ƣu điểm sau: - Kết cấu đơn giản, cứng vững nên cho phép trục những loại khoáng sản kích thƣớc lớn, nặng. Qb - Trọng lƣợng bì nhỏ = 0,45  0,7 Q Thùng skíp lật có những nhƣợc điểm sau: - Gây tải trọng phụ tác dụng lên tháp giếng khi dỡ hàng; - Đƣờng cong dỡ hàng lớn làm cho tháp giếng phải cao, gây phức tạp cho việc điều khiển động cơ; - Không điều hòa tĩnh học khi dỡ hàng do một phần trọng lƣợng bì và hàng truyền cho đƣờng cong dỡ hàng. Khoáng sản vỡ vụn tạo ra nhiều bụi do vậy trong công nghiệp than ngƣời ta ít dùng thùng trục loại này. Thùng skíp lật dùng cho mỏ quặng cho trong bảng 7-1. Thùng skíp lật dùng để vận chuyển đất đá cho trong bảng 7-2. Bảng 7-1: Thùng skíp lật dùng trong mỏ quặng Thể Kích thước thùng skíp, Chiều cao Qb Đường Trọng tích Trọng mm thùng Chiều Q cong lượng có tải, cả mối dài Chiều Chiều Chiều dỡ tải, bì, ích, T nối cáp, rộng sâu cao m KG m3 mm 1 2,5  3 376 376 1770 3900 1620 - 7600 0,71 2 5 1080 1080 2250 3605 1960 - 3300 0,66 2,4 6 1140 1140 2440 5995 2275 - 3574 0,586 3 8 1150 1350 2535 - 2409 5,6 4300 0,53 4 10 1300 1580 2535 6295 2419 6,0 4800 0,48 6 15 1500 1640 3200 8830 3070 - 7200 0,48 7 17,5 1500 1640 3640 9660 3550 8 8000 0,46 10 2527,5 1620 1880 4400 9770 3980 - 15200 0,55 Bảng 7-2: Thùng skíp lật dùng để vận chuyển đất đá Kích thước thùng skíp, mm Đường Trọng Chiều cao Thể tích Trọng cong dỡ lượng thùng skíp hữu ích, tải, Chiều Chiều Chiều hàng, bì, cả mối nối m3 T rộng sâu cao mm KG cáp, mm 2 1170 1390 2200 3700 4220 2540 5,3 1750 1700 3150 6770 5950 4650 90