История развития горной механики

Введение

Что изучает дисциплина: «Горная механика»?

История развития горной механики.

Основные положения действующих нормативно-технических документов, регламентирующие безопасность горных работ в угольной промышленности.

Что изучает дисциплина: «Горная механика»?

Дисциплина «Горная механика» изучает теоретические основы, оборудование и эксплуатацию вентиляторных, водоотливных, пневматических и подъемных установок шахт. Это установки, без которых не могут существовать современные шахты, характеризуются сложностью конструкций и большой энергоемкостью (на их долю приходится до 90 % всей потребляемой на шахтах электроэнергии).

Вентиляторная установка служит для подачи в шахту атмосферного воздуха. От степени проветривания подземных выработок зависят возможность ведения работ в шахте, безопасность и производительность труда горнорабочих. Для создания нормальных атмосферных условий в угольных шахтах вентиляторы должны на 1 т добытого угля подать 5 .... 15 т воздуха. Различают вентиляторные установки главного проветривания, предназначенные для проветривания всех выработок шахты, и местного для вентиляции тупиковых забоев. При строительстве шахт применяются временные вспомогательные вентиляторные установки.

Вентиляторная установка главного проветривания (рис. 1) располагается на поверхности и соединяется вентиляционным каналом 2 с вентиляционным стволом 3 шахты, закрытым сверху затвором 4. На входе работающего вентилятора создается разрежение, благодаря чему воздух под атмосферным давлением поступает в ствол 5 шахты, омывает (как показано стрелками) выработки и выбрасывается вентилятором в атмосферу. В данном случае вентилятор всасывает воздух из шахты, однако вентиляцию можно осуществить и нагнетанием воздуха в шахту.

Вентиляторная установка местного проветривания находится в шахте и состоит из вентилятора 6, нагнетающего по трубопроводу 7 воздух в тупиковый забой 8.

Развитие вентиляторных установок шло от поршневых вентиляторов к центробежным вентиляторам с паровыми и асинхронными двигателями и далее к современным осевым и центробежным вентиляторам с синхронными двигателями и с приводом от асинхронных двигателей с вентильно-машинными каскадами.

[pic 1]

Рис. 1. Схема вентиляторных, водоотливных, пневматической и подъемных установок.

Современные вентиляторы характеризуются надежностью и экономичностью в работе, обеспечивают потребность шахт в воздухе до 700 м3/с при давлении до 700 даПа.

На угольных шахтах России работают около 2 тыс. главных вентиляторных установок, ежегодно потребляющих до 5 млрд. кВт-ч электроэнергии. Вентиляторы для главных установок изготавливают Артемовский машиностроительный завод и для установок местного проветривания Томский машиностроительный завод им. В. В. Вахрушева.

Водоотливная установка (рис. 1) необходима для откачки воды из подземных выработок на поверхность. Различают главную водоотливную установку для транспортирования воды с уровня околоствольного двора шахты на поверхность и участковую для откачки воды от горного участка или группы участков до уровня околоствольного двора.

Насос 9 участковой установки транспортирует воду по трубопроводу 10, проложенному по уклону шахты, на уровень околоствольного двора. Далее по канавкам вода поступает в водосборник 11 главной установки, откуда она одним из насосов 12 выдается по трубопроводу 13 на поверхность.

На шахтах на 1 т добываемого угля откачивается 2 ... 7 и иногда до 40 т воды. С углублением выработок приток воды возрастает и при глубинах 1000 ... 1600 м может достигать 2 тыс. м3/ч.

Для развития водоотливных установок характерны следующие этапы: поршневые насосы с приводом от установленных на поверхности паровых машин через штангу, размещенную в стволе; поршневые насосы с расположенными под землей паровыми машинами; центробежные насосы с быстроходными электродвигателями.