СВЕРХГЛУБОКАЯ ПОДЗЕМНАЯ СИСТЕМА ТЯГИ, РАСПОЛОЖЕННАЯ В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ РЕЖИМЕ РАБОТЫ, И СПОСОБ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК B66B15/00 B66D1/50 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники

Настоящее изобретение относится к ультразвуковой подземной системе тяги, расположенной в горизонтальном режиме работы, и способу ее применения, которые применимы к многотросовой системе тяги для сверхглубокой вертикальной шахты и, в частности, применимы к подъемной системе для больших грузов.

Описание связанного уровня техники

В современной промышленности разработка месторождений минеральных ресурсов и их использование чрезвычайно важны с точки зрения энергии и производства. Начиная с промышленной революции вплоть до настоящего времени, долгосрочная добыча усложнила поддержание эффективную промышленную разработку в части минеральных ресурсов вблизи поверхности. Разработка месторождений ресурсов глубоко в недрах земли является проблемой, которую в настоящее время должны учитывать многие страны, и, следовательно, разработка технологии сверхглубокой добычи через шахту играет важнейшую роль.

Подъемная система шахты устанавливается на видном месте при инженерном проектировании сверхглубокой добычи через шахту, и качество системы тяги напрямую определяет эффективность шахты. Ввиду того, что в традиционных подъемных системах в целом используется головка с роликом в качестве приводного устройства, это приводное устройство не только подвергается естественному износу от трения, но также должно выдерживать высокую нагрузку от поднимаемых минералов, что несомненно сокращает срок службы системы, а также может привести к аварии. Таким образом, очень важно усовершенствовать конструктивное исполнение системы тяги конкретным образом.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для устранения приведенных выше недостатков уровня техники, в настоящем изобретении представлена сверхглубокая подземная система тяги, расположенная в горизонтальном режиме работы, и способ ее применения. Настоящее изобретение может существенно повысить допустимую нагрузку на систему тяги, а также увеличить окружающий угол ведущих стальных тросов на барабанах, чтобы трение между ведущими стальными тросами и колесами увеличивалось. Таким образом, скольжение ведущих стальных тросов предотвращается максимально возможным образом, а также снижается их износ. Система тяги имеет простую конструкцию и обладает высокой надежностью.

Для решения технической задачи, в настоящем изобретении используются технические решения, представленные далее. Система тяги содержит: комплект головок с роликом, комплект многотросовых направляющих шкивов, комплекты однотросовых направляющих шкивов, ведущие стальные тросы, ведомый стальной трос, комплекты приводных барабанов, емкости и систему управления балансом натяжения, причем комплект головок с роликом расположен над землей; комплект многотросовых направляющих шкивов образован левым многотросовым направляющим шкивом и правым многотросовым направляющим шкивом, причем оба они расположены на дне шахтного ствола вертикальной шахты, а их центральные оси являются симметричными по горизонтали; предусмотрено M комплектов однотросовых направляющих шкивов, M ведущих стальных тросов и N комплектов приводных барабанов, причем M составляет от 2 до 10, а N составляет i+j; комплекты однотросовых направляющих шкивов и комплекты приводных барабанов расположены симметрично по горизонтали с двух сторон под комплектами многотросовых направляющих шкивов; каждый комплект приводных барабанов образован одним приводным барабаном и одним барабаном с двойной навивкой, которые соответствуют друг другу; каждый комплект однотросовых направляющих шкивов образован двумя соответствующими направляющими шкивами; емкости представляют собой левую емкость и правую емкость; предусмотрен один ведомый стальной трос; система управления балансом натяжения содержит насосную станцию, гидравлические цилиндры и катушки; каждый направляющий шкив в комплектах однотросовых направляющих шкивов оснащен гидравлическим цилиндром; на дне левой емкости установлено четное количество катушек, центральная ось каждой катушки перпендикулярна таковой у основной головки с роликом, а два ведущих стальных троса наматываются на каждую катушку; и дно правой емкости соединено со всеми ведущими стальными тросами. Каждый ведущий стальной трос наматывается со своей соответствующей катушки; последовательно проходит через левый многотросовой направляющий шкив, однотросовой направляющий шкив, соответствующий по горизонтали левой части ведущего стального троса, первый приводной барабан на левой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, первый барабан с двойной навивкой на левой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, второй приводной барабан на левой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, второй барабан с двойной навивкой на левой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, …, i-ый приводной барабан на левой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, i-ый барабан с двойной навивкой на левой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, первый барабан с двойной навивкой на правой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, первый приводной барабан на правой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, второй барабан с двойной навивкой на правой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, второй приводной барабан на правой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, …, j-ый барабан с двойной навивкой на правой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, j-ый приводной барабан на правой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, однотросовой направляющий шкив, соответствующий по горизонтали правой части ведущего стального троса, и правый многотросовой направляющий шкив; и, наконец, достигает правой емкости (3-2), причем i составляет от 1 до 4 и j составляет от 1 до 4.

Способ применения системы тяги включает в себя следующий специальный процесс:

при подъеме левой емкости, основная головка с роликом, комплекты приводных барабанов и комплекты однотросовых направляющих шкивов вращаются по часовой стрелке; вспомогательная головка с роликом и комплект многотросовых направляющих шкивов вращаются против часовой стрелки; и замкнутая система, образованная комплектом ведущих стальных тросов и ведомым стальным тросом, перемещается по часовой стрелке вдоль соответствующих путей наматывания, при этом при подъеме правой емкости, направления вращения колес и состояние хода стальных тросов являются противоположными таковым при подъеме левой емкости; когда левая сторона и правая сторона комплекта ведущих стальных тросов подвергаются неравным силам натяжения, силы натяжения, воздействующие на эти ведущие стальные тросы, передаются на их соответствующие гидравлические цилиндры в левом комплекте гидравлических цилиндров через M левых однотросовых направляющих шкивов; левый комплект гидравлических цилиндров выполняет операции под управлением левого гидравлического трубопровода для повторной регулировки положений M левых однотросовых направляющих шкивов таким образом, чтобы стальные тросы на левой стороне комплекта ведущих стальных тросов подвергались воздействию одинаковой силы натяжения, а затем гидравлические цилиндры в левом комплекте гидравлических цилиндров прекращают выполнять операции, а M левых однотросовых направляющих шкивов прекращают двигаться; силы натяжения, воздействующие на стальные тросы на правой стороне комплекта ведущих стальных тросов, передаются на их соответствующие гидравлические цилиндры в правом комплекте гидравлических цилиндров через M правых однотросовых направляющих шкивов; гидравлические цилиндры в правом комплекте гидравлических цилиндров выполняют операции под управлением правого гидравлического трубопровода для повторной регулировки положений M правых однотросовых направляющих шкивов таким образом, чтобы стальные тросы на правой стороне комплекта ведущих стальных тросов подвергались воздействию силы натяжения, которая равна таковой на ведущих стальных тросах на левой стороне, а затем гидравлические цилиндры в правом комплекте гидравлических цилиндров прекращают выполнять операции, а M правых однотросовых направляющих шкивов прекращают двигаться; два ведущих стальных троса наматываются на каждую катушку, прилагая крутящий момент с вращательным наклоном к катушке в противоположных направлениях; катушка вращается со стороны, на которой сила натяжения меньше между двумя ведущими стальными тросами, причем стальной трос, подвергаемый воздействию высокой силы натяжения, ослабевает на катушке, тогда как тот, который подвергается воздействию малой силы натяжения, затягивается вокруг катушки; и после того, как силы натяжения, воздействующие на два стальных троса, станут равны, катушка прекращает вращаться.

Полезный эффект

По сравнению с уровнем техники, сверхглубокая подземная система тяги, расположенная в горизонтальном режиме работы, и способ ее применения, представленные в настоящем изобретении, обладают следующими преимуществами:

1. Приводные барабаны в системе расположены горизонтально под землей, а емкости поднимаются за счет вращения приводных барабанов. Такое расположение обладает повышенной надежностью по сравнению с тем, каким образом приводное устройство установлено на головке с роликом, снижая вероятность возникновения аварий.

2. Приводные устройства системы сосредоточены в одном месте, что упрощает обслуживание. Более того, подходящее количество гидравлических приводных устройств может быть выбрано в соответствии с фактическими рабочими условиями, что повышает грузоподъемность системы и расширяет сферу ее применения.

3. В системе используется способ наматывания троса, в котором объединено многотросовое наматывание и однотросовое наматывание, что может эффективным образом балансировать силы натяжения, воздействующие на ведущие стальные тросы. По сравнению с традиционными подъемными системами, настоящее изобретение может получить полную выгоду от ведущих стальных тросов и продлить срок их службы.

4. Настоящее изобретение характеризуется использованием множества тросов и множества приводных устройств, что значительно повышает грузоподъемность системы. Расположение множества комплектов приводных барабанов увеличивает окружающий угол приводных стальных тросов на барабанах, так что трение между приводными стальными тросами и колесами увеличивается. Таким образом, скольжение ведущих стальных тросов предотвращается максимально возможным образом, а также снижается их износ.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение далее описано ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи и конкретные варианты реализации.

ФИГ. 1 представляет собой вид спереди варианта реализации настоящего изобретения;

ФИГ. 2 представляет собой схематическое изображение, на котором показан способ наматывания троса для первого ведущего стального троса в варианте реализации настоящего изобретения;

ФИГ. 3 представляет собой схематическое изображение, на котором показан способ наматывания троса для второго ведущего стального троса в варианте реализации настоящего изобретения;

ФИГ. 4 представляет собой схематическое изображение, на котором показан способ наматывания троса для третьего ведущего стального троса в варианте реализации настоящего изобретения;

ФИГ. 5 представляет собой схематическое изображение, на котором показан способ наматывания троса для четвертого ведущего стального троса в варианте реализации настоящего изобретения;

ФИГ. 6 представляет собой вид сверху расположения ведущих стальных тросов в варианте реализации настоящего изобретения;

ФИГ. 7 представляет собой конструктивную блок-схему левой части схемы размещения под землей в варианте реализации настоящего изобретения;

ФИГ. 8 представляет собой схематическое изображение, на котором подробно показано наматывание троса на левых комплектах приводных барабанов в варианте реализации настоящего изобретения;

ФИГ. 9 представляет собой схематическое изображение, на котором показано расположение комплектов приводных барабанов на двух сторонах комплекта многотросовых направляющих шкивов в варианте реализации настоящего изобретения; и

ФИГ. 10-1 и 10-2 представляют собой схематические изображения, на которых показано расположение стальных тросов на дне левой емкости и правой емкости, соответственно, в варианте реализации настоящего изобретения.

Расшифровка ссылочных позиций: 1-1. Основная головка с роликом, 1-2. Вспомогательная головка с роликом, 2. Ведомый стальной трос, 3-1. Левая емкость, 3-2. Правая емкость, 4. Сетка для защиты от падения, 5-1. Левый многотросовой направляющий шкив, 5-2. Правый многотросовой направляющий шкив, 6-1. Левый однотросовой направляющий шкив I, 6-2. Левый однотросовой направляющий шкив II, 6-3. Левый однотросовой направляющий шкив III, 6-4. Левый однотросовой направляющий шкив IV, 8-1. Правый однотросовой направляющий шкив I, 8-2. Правый однотросовой направляющий шкив II, 8-3. Правый однотросовой направляющий шкив III, 8-4. Правый однотросовой направляющий шкив IV, 7-1-2. Левый барабан с двойной навивкой I, 7-2-2. Левый барабан с двойной навивкой II, 7-3-2. Правый барабан с двойной навивкой I, 7-4-2. Правый барабан с двойной навивкой II, 7-1-1. Левый приводной барабан I, 7-2-1. Левый приводной барабан II, 7-3-1. Правый приводной барабан I, 7-4-1. Правый приводной барабан II, 9-1. Первый ведущий стальной трос, 9-2. Второй ведущий стальной трос, 9-3. Третий ведущий стальной трос, 9-4. Четвертый ведущий стальной трос, 10-1. Левый комплект гидравлических цилиндров, 10-2. Левый гидравлический трубопровод, 11-1. Правый комплект гидравлических цилиндров, 11-2. Правый гидравлический трубопровод, 12. Насосная станция, 13. Катушка I, 14. Катушка II.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для обеспечения большей ясности касательно задачи, технических решений и преимуществ настоящего изобретения, технические решения вариантов реализации настоящего изобретения ясно и полно описаны ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи вариантов реализации настоящего изобретения. Безусловно, описанные варианты реализации являются лишь некоторыми, а не всеми вариантами реализации настоящего изобретения. На основании описанных вариантов реализации настоящего изобретения, все другие варианты реализации, полученные специалистом в данной области техники без изобретательской деятельности, входят в объем защиты настоящего изобретения.

На ФИГ. 1 показана общая схема сверхглубокой подземной системы тяги, расположенной в горизонтальном режиме работы, согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения. Система содержит две головки с роликами, два симметрично расположенных по горизонтали многотросовых направляющих шкива, четыре приводных барабана, четыре барабана с двойной навивкой, которые, соответственно, прикреплены к приводным барабанам, две емкости, две катушки, восемь симметрично расположенных по горизонтали однотросовых направляющих шкивов, четыре ведущих стальных троса и один ведомый стальной трос. Двумя емкостями являются левая емкость 3-1 и правая емкость 3-2. Двумя головки с роликами являются основная головка 1-1 с роликом и вспомогательная головка 1-2 с роликом. Комплект многотросовых направляющих шкивов образован левым многотросовым направляющим шкивом 5-1 и правым многотросовым направляющим шкивом 5-2. Каждый комплект приводных барабанов образован одним приводным барабаном (последовательно от левого приводного барабана I 7-1-1, левого приводного барабана II 7-2-1, правого приводного барабана I 7-3-1 и правого приводного барабана II 7-4-1) и одним барабаном с двойной навивкой (последовательно от левого барабана I 7-1-2 с двойной навивкой, левого барабана II 7-2-2 с двойной навивкой, правого барабана I 7-3-2 с двойной навивкой и правого барабана II 7-4-2 с двойной навивкой), которые соответствуют друг другу. Два комплекта левых приводных барабанов, образованные левыми приводными барабанами и левыми барабанами с двойной навивкой, симметричны двумя комплектам правых приводных барабанов, образованным правыми приводными барабанами и правыми барабанами с двойной навивкой, вокруг центральной оси основной головки 1-1 с роликом. Каждый приводной барабан снабжен восемью канавками для троса, каждый барабан с двойной навивкой снабжен четырьмя канавками для троса, а каждый многотросовой направляющий шкив снабжен четырьмя канавками для троса. Каждый однотросовой направляющий шкив образован двумя соответствующими направляющими шкивами. В частности, левый однотросовой направляющий шкив I, 6-1 и левый однотросовой направляющий шкив II, 6-2 образуют левый комплект однотросовых направляющих шкивов, а левый однотросовой направляющий шкив III, 6-3 и левый однотросовой направляющий шкив IV, 6-4 образуют правый комплект однотросовых направляющих шкивов. Четыре левых однотросовых направляющих шкивов и четыре правых однотросовых направляющих шкивов во всех комплектах однотросовых направляющих шкивов расположены в относительном шахматном порядке в осевом направлении. Канавки для троса в комплектах однотросовых направляющих шкивов, вокруг которых соответствующим образом наматываются четыре ведущих стальных троса, расположены в отношении один к одному с соответствием четырем канавкам для троса в каждом из четырех барабанов с двойной навивкой. Система управления балансом натяжения образована насосной станцией 12, левым комплектом 10-1 гидравлических цилиндров, левым гидравлическим трубопроводом 10-2, правым комплектом 11-1 гидравлических цилиндров, правым гидравлическим трубопроводом 11-2, катушкой I 13 и катушкой II 14. Система управления балансом натяжения используется для независимого управления левым и правым комплектами однотросовых направляющих шкивов. То есть, гидравлический трубопровод 10-1 не находится в сообщении с правым комплектом 11-1 гидравлических цилиндров. В системе управления балансом натяжения каждый однотросовой направляющий шкив в левом и правом комплектах однотросовых направляющих шкивов снабжен гидравлическим цилиндром и имеет степень свободы движения влево или вправо в направлении по горизонтали.

Продолжая ссылаться на ФИГ. 1, основная головка 1-1 с роликом расположена над землей, а вспомогательная головка 1-2 с роликом расположена справа под основной головкой 1-1 с роликом. Ведомый стальной трос 2 наматывается через половину окружности верхнего обода основной головки 1-1 с роликом и свешивается с двух ее концов. Трос, свешивающийся с левого конца, соединяется с верхним концом левой емкости 3-1, а трос, свешивающийся с правого конца, наматывается на левый обод вспомогательной головки 1-2 с роликом и соединяется с верхним концом правой емкости 3-2. Левая емкость 3-1 снабжена катушкой I 13 и катушкой II 14 на дне. Первый ведущий стальной трос 9-1 и второй ведущий стальной трос 9-2 наматываются вокруг катушки I 13; а третий ведущий стальной трос 9-3 и четвертый ведущий стальной трос 9-4 наматываются вокруг катушки II 14. Центральные оси левого многотросового направляющего шкива 5-1 и правого многотросового направляющего шкива 5-2 симметричны по горизонтали, а над левым многотросовым направляющим шкивом 5-1 и правым многотросовым направляющим шкивом 5-2 предусмотрена сетка 4 для защиты от падения мусора. На ФИГ. 2 показано расположение первого ведущего стального троса 9-1. Как показано на ФИГ. 2, первый ведущий стальной трос 9-1 наматывается с катушки I 13 и далее через первую канавку для троса в правом ободе левого многотросового направляющего шкива 5-1, левый однотросовой направляющий шкив I 6-1, первую канавку для троса левого приводного барабана I 7-1-1, первую канавку для троса левого барабана I 7-1-2 с двойной навивкой, вторую канавку для троса левого приводного барабана I 7-1-1, вторую канавку для троса левого приводного барабана II 7-2-1, первую канавку для троса левого барабана II 7-2-2 с двойной навивкой, первую канавку для троса левого приводного барабана II 7-2-1, первую канавку для троса правого приводного барабана I 7-3-1, первую канавку для троса правого барабана I 7-3-2 с двойной навивкой, вторую канавку для троса правого барабана I 7-3-1 с двойной навивкой, вторую канавку для троса правого приводного барабана II 7-4-1, первую канавку для троса правого барабана II 7-4-2 с двойной навивкой, первую канавку для троса правого приводного барабана II 7-4-1, правый однотросовой направляющий шкив IV 8-4 и первую канавку для троса правого многотросового направляющего шкива 5-2; и, наконец, он достигает дна правой емкости 3-2.

На ФИГ. 3 показано расположение второго ведущего стального троса 9-2. Как показано на ФИГ. 3, второй ведущий стальной трос 9-2 наматывается с катушки I 13 и далее через вторую канавку для троса в правом ободе левого многотросового направляющего шкива 5-1, левый однотросовой направляющий шкив II 6-2, третью канавку для троса левого приводного барабана I 7-1-1, вторую канавку для троса левого барабана I 7-1-2 с двойной навивкой, четвертую канавку для троса левого приводного барабана I 7-1-1, четвертую канавку для троса левого приводного барабана II 7-2-1, вторую канавку для троса левого барабана II 7-2-2 с двойной навивкой, третью канавку для троса левого приводного барабана II 7-2-1, третью канавку для троса правого приводного барабана I 7-3-1, вторую канавку для троса правого барабана I 7-3-2 с двойной навивкой, четвертую канавку для троса правого барабана I 7-3-1 с двойной навивкой, четвертую канавку для троса правого приводного барабана II 7-4-1, вторую канавку для троса правого барабана II 7-4-2 с двойной навивкой, третью канавку для троса правого приводного барабана II 7-4-1, правый однотросовой направляющий шкив III 8-3 и вторую канавку для троса правого многотросового направляющего шкива 5-2; и, наконец, он достигает дна правой емкости 3-2.

На ФИГ. 4 показано расположение третьего ведущего стального троса 9-3. Как показано на ФИГ. 4, третий ведущий стальной трос 9-3 наматывается с катушки II 14 и далее через третью канавку для троса в правом ободе левого многотросового направляющего шкива 5-1, левый однотросовой направляющий шкив III 6-3, пятую канавку для троса левого приводного барабана I 7-1-1, третью канавку для троса левого барабана I 7-1-2 с двойной навивкой, шестую канавку для троса левого приводного барабана I 7-1-1, шестую канавку для троса левого приводного барабана II 7-2-1, третью канавку для троса левого барабана II 7-2-2 с двойной навивкой, пятую канавку для троса левого приводного барабана II 7-2-1, пятую канавку для троса правого приводного барабана I 7-3-1, третью канавку для троса правого барабана I 7-3-2 с двойной навивкой, шестую канавку для троса правого приводного барабана I 7-3-1, шестую канавку для троса правого приводного барабана II 7-4-1, третью канавку для троса правого барабана II 7-4-2 с двойной навивкой, пятую канавку для троса правого приводного барабана II 7-4-1, правый однотросовой направляющий шкив II 8-2 и третью канавку для троса правого многотросового направляющего шкива 5-2; и, наконец, он достигает дна правой емкости 3-2.

На ФИГ. 5 показано расположение четвертого ведущего стального троса 9-4. Как показано на ФИГ. 5, четвертый ведущий стальной трос 9-4 наматывается с катушки II 14 и далее через четвертую канавку для троса в правом ободе левого многотросового направляющего шкива 5-1, левый однотросовой направляющий шкив IV 6-4, седьмую канавку для троса левого приводного барабана I 7-1-1, четвертую канавку для троса левого барабана I 7-1-2 с двойной навивкой, восьмую канавку для троса левого приводного барабана I 7-1-1, восьмую канавку для троса левого приводного барабана II 7-2-1, четвертую канавку для троса левого барабана II 7-2-2 с двойной навивкой, седьмую канавку для троса левого приводного барабана II 7-2-1, седьмую канавку для троса правого приводного барабана I 7-3-1, четвертую канавку для троса правого барабана I 7-3-2 с двойной навивкой, восьмую канавку для троса правого приводного барабана I 7-3-1, восьмую канавку для троса правого приводного барабана II 7-4-1, четвертую канавку для троса правого барабана II 7-4-2 с двойной навивкой, седьмую канавку для троса правого приводного барабана II 7-4-1, правый однотросовой направляющий шкив II 8-2 и четвертую канавку для троса правого многотросового направляющего шкива 5-2; и, наконец, он достигает дна правой емкости 3-2.

На ФИГ. 6 показано относительное расположение колес. Левые комплекты приводных барабанов (один комплект образован левым приводным барабаном I 7-1-1 и левым барабаном I 7-1-2 с двойной навивкой, а другой образован левым приводным барабаном II 7-2-1 и левым барабаном II 7-2-2 с двойной навивкой) симметричны правым комплектам приводных барабанов (один комплект образован правым приводным барабаном II 7-4-1 и правым барабаном II 7-4-2 с двойной навивкой, а другой образован правым приводным барабаном I 7-3-1 и правым барабаном I 7-3-2 с двойной навивкой) вокруг центральной оси основной головки 1-1 с роликом. Канавки для троса в комплектах однотросовых направляющих шкивов (последовательно образованных левым однотросовым направляющим шкивом I 6-1 и правым однотросовым направляющим шкивом IV 8-4; левым однотросовым направляющим шкивом II 6-2 и правым однотросовым направляющим шкивом III 8-3; левым однотросовым направляющим шкивом III 6-3 и правым однотросовым направляющим шкивом II 8-2; и левым однотросовым направляющим шкивом IV 6-4 и правым однотросовым направляющим шкивом I 8-1), вокруг которых, соответственно, наматываются ведущие стальные тросы в комплекте ведущих стальных тросов (включающем первый ведущий стальной трос 9-1, второй ведущий стальной трос 9-2, третий ведущий стальной трос 9-3 и четвертый ведущий стальной трос 9-4), расположены одна к одной с соответствием четырем канавкам для троса в каждом из четырех барабанов с двойной навивкой (а именно, левом барабане I 7-1-2 с двойной навивкой, левом барабане II 7-2-2 с двойной навивкой, правом барабане I 7-3-2 с двойной навивкой и правом барабане II 7-4-2 с двойной навивкой). Четыре левых однотросовых направляющих шкива (а именно, левый однотросовой направляющий шкив I, 6-1, левый однотросовой направляющий шкив II, 6-2, левый однотросовой направляющий шкив III, 6-3 и левый однотросовой направляющий шкив IV, 6-4) и четыре правых однотросовых направляющих шкива (а именно, правый однотросовой направляющий шкив I, 8-1, правый однотросовой направляющий шкив II, 8-2, правый однотросовой направляющий шкив III, 8-3 и правый однотросовой направляющий шкив IV, 8-4) расположены в относительном шахматном порядке в осевом направлении.

На ФИГ. 7 показано распределение положений четырех левых однотросовых направляющих шкивов (а именно, левого однотросового направляющего шкива I, 6-1, левого однотросового направляющего шкива II, 6-2, левого однотросового направляющего шкива III, 6-3 и левого однотросового направляющего шкива IV, 6-4) и распределение левых комплектов приводных барабанов, причем четыре однотросовых направлящих шкива расположены в относительном шахматном порядке в осевом направлении и радиальном направлении.

На ФИГ. 8 показано относительное распределение двух левых комплектов приводных барабанов (один комплект образован левым приводным барабаном I 7-1-1 и левым барабаном I 7-1-2 с двойной навивкой, а другой образован левым приводным барабаном II 7-2-1 и левым барабаном II 7-2-2 с двойной навивкой). Способ наматывания троса был описан выше, и в настоящем документе описано относительное расположение приводного барабана и его соответствующего барабана с двойной навивкой в каждом комплекте приводных барабанов. В каждом комплекте приводных барабанов приводной барабан снабжен восемью канавками для троса, а барабан с двойной навивкой снабжен четырьмя канавками для троса. Каждая канавка для троса в барабане с двойной навивкой расположена напротив кромки между двумя смежными канавками для троса в соответствующем приводном барабане.

На ФИГ. 9 показано расположение комплектов приводных барабанов на двух сторонах комплекта многотросовых направляющих шкивов (образованного левым многотросовым направляющим шкивом 5-1 и правым многотросовым направляющим шкивом 5-2) и способ наматывания троса на них.

На ФИГ. 10-1 и 10-2 показан способ соединения стальных тросов с дном левой емкости 3-1 и дном правой емкости 3-2 соответственно. Катушка I 13 и катушка II 14 предусмотрены на дне левой емкости 3-1. Первый ведущий стальной трос 9-1 и второй ведущий стальной трос 9-2 наматываются на катушку I 13, третий ведущий стальной трос 9-3 и четвертый ведущий стальной трос 9-4 наматываются на катушку II 14, и четыре ведущих стальных троса проходят наружу с двух сторон своей соответствующей катушки I 13 или катушки II 14. Конкретное расположение описано со ссылкой на ФИГ. 10-1. Катушка I 13 и катушка II 14 неподвижно расположены на дне левой емкости 3-1 посредством опорного элемента. Для двух ведущих стальных тросов, наматываемых на каждую катушку I 13, один конец каждого ведущего стального троса соединяется с катушкой I 13 посредством крепежного элемента троса на внешнем цилиндре катушки I 13, который находится близко к ее торцевой стороне. Два подъемных стальных троса спирально наматываются на катушку I 13 в одном и том же направлении. Концы двух ведущих стальных тросов расположены на срединной части вала катушки, и оба троса выходят с нижней стороны катушки I 13.

Когда выполняется подъем левой емкости 3-1, основная головка 1-1 с роликом, комплекты приводных барабанов (включающие левые комплекты приводных барабанов и правые комплекты приводных барабанов) и комплекты однотросовых направляющих шкивов вращаются по часовой стрелке, тогда как вспомогательная головка 1-2 с роликом и комплект многотросовых направляющих шкивов вращаются против часовой стрелки. Замкнутая система, образованная комплектом ведущих стальных тросов и ведомым стальным тросом 2, двигается по часовой стрелке вдоль соответствующих путей наматывания. Когда выполняется подъем правой емкости 3-2, направления вращения колес и состояние хода стальных тросов являются противоположными таковым в случае, когда выполняется подъем левой емкости 3-1.

Когда левая сторона и правая сторона комплекта ведущих стальных тросов подвергаются воздействию неравных сил натяжения, силы натяжения, воздействующие на четыре ведущих стальных троса, передаются на их соответствующие гидравлические цилиндры в левом комплекте 10-1 гидравлических цилиндров через четыре левых однотросовых направляющих шкива. Левый комплект 10-1 гидравлических цилиндров выполняет операции под управлением левого гидравлического трубопровода 10-2 для повторной регулировки положений четырех левых однотросовых направляющих шкивов таким образом, чтобы стальные тросы на левой стороне ведущего стального троса подвергались одинаковой силе натяжения, а затем гидравлические цилиндры в левом комплекте 10-1 гидравлических цилиндров прекращают выполнение операций и четыре левых однотросовых направляющих шкива прекращают двигаться. Силы натяжения, воздействующие на стальные тросы на правой стороне комплекта ведущих стальных тросов передаются на их соответствующие гидравлические цилиндры в правом комплекте 11-1 гидравлических цилиндров через четыре правых однотросовых направляющих шкива. Гидравлические цилиндры в правом комплекте 11-1 гидравлических цилиндров выполняют операции под управлением правого гидравлического трубопровода 11-2 для повторной регулировки положений четырех правых однотросовых направляющих шкивов таким образом, чтобы стальные тросы на правой стороне ведущего стального троса подвергались силе натяжения, которая равняется таковой, воздействующей на ведущие стальные тросы на левой стороне, а затем гидравлические цилиндры в правом комплекте 11-1 гидравлических цилиндров прекращают выполнение операций и четыре правых однотросовых направляющих шкива прекращают двигаться.

Первый второй ведущий стальной трос 9-1 и второй ведущий стальной трос 9-2 наматываются на катушку I 13, применяя крутящий момент с вращательным наклоном к катушке I 13 в противоположных направлениях. Катушка I 13 вращается со стороны, на которой сила натяжения меньше между первым ведущим стальным тросом 9-1 и вторым ведущим стальным тросом 9-2. Стальной трос, подвергающийся воздействию высокой силе натяжения, ослабевает на катушке, тогда как тот, который подвергается воздействию малой силы натяжения, затягивается вокруг катушки. После того, как силы натяжения, воздействующие на два стальных троса, станут равны, катушка прекращает вращаться. Способ регулировки натяжения для третьего ведущего стального троса 9-3 и четвертого ведущего стального троса 9-4, наматывающихся на катушку II 14, идентичны таковым для катушки I 13.

Выше описаны лишь предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения, и они не предназначены для ограничения настоящего изобретения каким-либо образом. Любые простые модификации и эквивалентные изменения, выполненные в отношении представленных выше вариантов реализации, в соответствии с технической сущностью настоящего изобретения, входят в объем защиты настоящего изобретения.

Изобретение касается сверхглубокой подземной системы тяги, расположенной горизонтально, и способа ее применения. Система тяги содержит комплект головок с роликом, комплект многотросовых направляющих шкивов, комплекты однотросовых направляющих шкивов, ведущие стальные тросы, ведомый стальной трос, комплекты приводных барабанов, левую емкость и правую емкость, а также систему управления балансом натяжения. Комплект головок с роликом содержит основную головку с роликом и вспомогательную головку с роликом. Левый многотросовой направляющий шкив и правый многотросовой направляющий шкив расположены на дне шахтного ствола вертикальной шахты, а их центральные оси являются симметричными по горизонтали. Предусмотрено четное количество комплектов однотросовых направляющих шкивов, ведущих стальных тросов и комплектов приводных барабанов. Система управления балансом натяжения образована насосной станцией, левым комплектом гидравлических цилиндров и правым комплектом гидравлических цилиндров, а также четным количеством катушек. Все катушки предусмотрены на дне левой емкости, а два ведущих стальных троса наматываются на каждую катушку. Дно правой емкости соединено со всеми ведущими стальными тросами. Настоящее изобретение может существенно повысить допустимую нагрузку на систему, а также увеличить окружающий угол приводных стальных тросов на барабанах, чтобы трение между приводными стальными тросами и колесами увеличивалось. Таким образом, скольжение приводных стальных тросов предотвращается максимально возможным образом, а также снижается их износ. Система тяги, в соответствии с настоящим изобретением, имеет простую конструкцию и обладает высокой надежностью. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Сверхглубокая подземная система тяги, расположенная в горизонтальном режиме работы, содержащая: комплект головок с роликом, комплект многотросовых направляющих шкивов, комплекты однотросовых направляющих шкивов, ведущие стальные тросы, ведомый стальной трос (2), комплекты приводных барабанов, емкости и систему управления балансом натяжения, причем емкостями является левая емкость (3-1) и правая емкость (3-2), предусмотрен один ведомый стальной трос (2), а комплект головок с роликом расположен над землей, отличающаяся тем, что:

комплект многотросовых направляющих шкивов образован левым многотросовым направляющим шкивом (5-1) и правым многотросовым направляющим шкивом (5-2), причем оба они расположены на дне шахтного ствола вертикальной шахты, а их центральные оси являются симметричными по горизонтали;

предусмотрено M комплектов однотросовых направляющих шкивов, M ведущих стальных тросов и N комплектов приводных барабанов, причем M составляет от 2 до 10, а N составляет i+j (где i относится к левой стороне, а j – к правой стороне); комплекты однотросовых направляющих шкивов и комплекты приводных барабанов расположены симметрично по горизонтали с двух сторон под комплектами многотросовых направляющих шкивов; каждый комплект приводных барабанов образован одним приводным барабаном и одним барабаном с двойной навивкой, которые соответствуют друг другу; и каждый комплект однотросовых направляющих шкивов образован двумя соответствующими направляющими шкивами;

система управления балансом натяжения содержит насосную станцию (12), гидравлические цилиндры и катушки; каждый направляющий шкив в комплектах однотросовых направляющих шкивов оснащен гидравлическим цилиндром; на дне левой емкости (3-1) установлено четное количество катушек, центральная ось каждой катушки перпендикулярна таковой у основной головки (1-1) с роликом, а два ведущих стальных троса наматываются на каждую катушку; и дно правой емкости (3-2) соединено со всеми ведущими стальными тросами;

каждый ведущий стальной трос сматывается со своей соответствующей катушки; последовательно проходит через левый многотросовой направляющий шкив, однотросовой направляющий шкив, соответствующий по горизонтали левой части ведущего стального троса, первый приводной барабан на левой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, первый барабан с двойной навивкой на левой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, второй приводной барабан на левой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, второй барабан с двойной навивкой на левой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, и далее i-й приводной барабан на левой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, i-й барабан с двойной навивкой на левой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, первый барабан с двойной навивкой на правой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, первый приводной барабан на правой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, второй барабан с двойной навивкой на правой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, второй приводной барабан на правой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, и далее j-й барабан с двойной навивкой на правой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, j-й приводной барабан на правой стороне дна шахтного ствола вертикальной шахты, однотросовой направляющий шкив, соответствующий по горизонтали правой части ведущего стального троса, и правый многотросовой направляющий шкив; и, наконец, достигает правой емкости (3-2), причем i составляет от 1 до 4 и j составляет от 1 до 4.

2. Сверхглубокая подземная система тяги, расположенная в горизонтальном режиме работы, по п. 1, отличающаяся тем, что комплект головок с роликом образован основной головкой (1-1) с роликом и вспомогательной головкой (1-2) с роликом; и ведомый стальной трос (2) наматывается через основную головку (1-1) с роликом и свешивается вдоль противоположной стороны вспомогательной головки (1-2) с роликом, а два конца ведомого стального троса (2) соединяются с верхними концами левой емкости (3-1) и правой емкости (3-2), соответственно.

3. Сверхглубокая подземная система тяги, расположенная в горизонтальном режиме работы, по п. 1, отличающаяся тем, что система управления балансом натяжения образована насосной станцией (12), левым комплектом (10-1) гидравлических цилиндров, левым гидравлическим трубопроводом (10-2), правым комплектом (11-1) гидравлических цилиндров, правым гидравлическим трубопроводом (11-2) и катушками; насосная станция (12) соединена с левым комплектом (10-1) гидравлических цилиндров и правым комплектом (11-1) гидравлических цилиндров, соответственно, через левый гидравлический трубопровод (10-2) и правый гидравлический трубопровод (11-2); каждый однотросовой направляющий шкив в комплектах однотросовых направляющих шкивов снабжен гидравлическим цилиндром в левом комплекте (10-1) гидравлических цилиндров или правом комплекте (11-1) гидравлических цилиндров, и имеет степень свободы движения влево или вправо в направлении по горизонтали.

4. Сверхглубокая подземная система тяги, расположенная в горизонтальном режиме работы, по одному из пп. 1, 2 или 3, отличающаяся тем, что центральные оси всех колес в комплектах однотросовых направляющих шкивов и комплектах приводных барабанов распределены параллельно в пространстве.

5. Сверхглубокая подземная система тяги, расположенная в горизонтальном режиме работы, по одному из пп. 1, 2 или 3, отличающаяся тем, что M левых однотросовых направляющих шкивов и M правых однотросовых направляющих шкивов во всех комплектах однотросовых направляющих шкивов расположены в относительном шахматном порядке в осевом направлении.

6. Сверхглубокая подземная система тяги, расположенная в горизонтальном режиме работы, по одному из пп. 1, 2 или 3, отличающаяся тем, что каждый приводной барабан снабжен 2M канавками для троса, каждый барабан с двойной навивкой снабжен M канавками для троса и каждый многотросовой направляющий шкив снабжен M канавками для троса; и канавки для троса в комплектах однотросовых направляющих шкивов, вокруг которых соответствующим образом наматываются M ведущих стальных тросов, расположены в отношении один к одному с соответствием четырем канавкам для троса в каждом из M барабанов с двойной навивкой.

7. Сверхглубокая подземная система тяги, расположенная в горизонтальном режиме работы, по одному из пп. 1, 2 или 3, отличающаяся тем, что над комплектом многотросовых направляющих шкивов предусмотрена сетка (4) для защиты от падения.

8. Способ применения сверхглубокой подземной системы тяги, расположенной в горизонтальном режиме работы, по любому из пп. 1-7, включающий следующий процесс:

при подъеме левой емкости (3-1), основная головка (1-1) с роликом, комплекты приводных барабанов и комплекты однотросовых направляющих шкивов вращаются по часовой стрелке; вспомогательная головка (1-2) с роликом и комплект многотросовых направляющих шкивов вращаются против часовой стрелки; и замкнутая система, образованная комплектом ведущих стальных тросов и ведомым стальным тросом (2), перемещается по часовой стрелке вдоль соответствующих путей наматывания, при этом при подъеме правой емкости (3-2), направления вращения колес и состояние хода стальных тросов являются противоположными таковым при подъеме левой емкости (3-1);

когда левая сторона и правая сторона комплекта ведущих стальных тросов подвергаются неравным силам натяжения, силы натяжения, воздействующие на эти ведущие стальные тросы, передаются на их соответствующие гидравлические цилиндры в левом комплекте (10-1) гидравлических цилиндров через M левых однотросовых направляющих шкивов; левый комплект (10-1) гидравлических цилиндров выполняет операции под управлением левого гидравлического трубопровода (10-2) для повторной регулировки положений M левых однотросовых направляющих шкивов таким образом, чтобы стальные тросы на левой стороне комплекта ведущих стальных тросов подвергались воздействию одинаковой силы натяжения, а затем гидравлические цилиндры в левом комплекте (10-1) гидравлических цилиндров прекращают выполнять операции, а M левых однотросовых направляющих шкивов прекращают двигаться; силы натяжения, воздействующие на стальные тросы на правой стороне комплекта ведущих стальных тросов, передаются на их соответствующие гидравлические цилиндры в правом комплекте (11-1) гидравлических цилиндров через M правых однотросовых направляющих шкивов; гидравлические цилиндры в правом комплекте (11-1) гидравлических цилиндров выполняют операции под управлением правого гидравлического трубопровода (11-2) для повторной регулировки положений M правых однотросовых направляющих шкивов таким образом, чтобы стальные тросы на правой стороне комплекта ведущих стальных тросов подвергались воздействию силы натяжения, которая равна таковой, воздействующей на ведущие стальные тросы на левой стороне, а затем гидравлические цилиндры в правом комплекте (11-1) гидравлических цилиндров прекращают выполнять операции, а M правых однотросовых направляющих шкивов прекращают двигаться; и

два ведущих стальных троса наматываются на каждую катушку, прилагая крутящий момент с вращательным наклоном к катушке в противоположных направлениях; катушка вращается со стороны, на которой сила натяжения меньше между двумя ведущими стальными тросами, причем стальной трос, подвергаемый воздействию высокой силы натяжения, ослабевает на катушке, тогда как тот, который подвергается воздействию малой силы натяжения, затягивается вокруг катушки; и после того, как силы натяжения, воздействующие на два стальных троса, станут равны, катушка прекращает вращаться.