Рис. 1. Линейная (а) и универсальная (б) схемы скреперования

В основном механизированную доставку горной массы в очистных забоях сводят к перемещению руды в блоке от дучек к рудосвалочному восстающему. Однако возможны схемы, когда руда непосредственно из дучек с помощью транспортных средств поступает на магистральный транспорт, минуя рудо-восстающие.

Схемы транспорта с помощью скреперных лебедок делят в зависимости от типа применяемых лебедок: в линейной — двухбарабанную; в площадной со сложной трассой скреперования — трехбарабанную.

Линейную схему применяют для доставки горной массы из дучек к рудосвалочным восстающим по выработке при этажной и подэтажной отработках залежей. В этом случае скрепер движется возвратно-поступательно с помощью тягового усилия, передаваемого от скреперной лебедки через грузовой и порожняковый канаты. Последний подвешивают с помощью подвесного и тупикового блоков. Груз доставляют в вагонетку, находящуюся под рудосвалочным полком, перекрытым грохотной решеткой.

Площадную схему применяют для уборки горной массы на площадных участках и транспортировки ее как по прямой, так и сложной трассам при камерно-столбовых системах разработки.

Это возможно, применяя в схеме трехбарабанную лебедку, отклоняющие блоки и канаты.

Конструктивная компоновка сходна с линейной схемой.

В обеих схемах транспортировать груз можно как на горизонтальных, так и наклонных участках с углом наклона до 50°. Транспортирование груза с углом до 90° недопустимо из-за отсутствия предохранительных тормозов в лебедках.

Схемы скреперования имеют ограниченную протяженность ввиду абсолютной зависимости производительности скреперной доставки от длины скреперования. С увеличением длины скреперования резко падает производительность этого вида транспорта. Рациональная длина доставки до 30 м. Однако, например, при добыче калийных солей длина скреперования достигает 250—300 м.

Схемы забойного транспорта с использованием виброустройств. Вибромашины можно применять как забойный транспорт, и как возбудители при выпуске руды из аккумулирующих рудоспусков. Как забойный транспорт виброустановки применяют при системах подэтажного и этажного обрушений.

Виброустановка (вибролюк), используемая для выпуска горной массы, выполняет объем работ значительно больший, так как в рудовосстающий руда может поступать из нескольких забоев.

Схемы транспорта с помощью вибромашин довольно просты и могут отражать как индивидуальную, так и совместную с другими видами забойного транспорта работу установки.

В первом случае горная масса с помощью виброустановки, установленной под углом 6—10° либо из дучки, либо из рудоспуска подается непосредственно в шахтные вагонетки.

Во втором случае виброустановка является промежуточным звеном в общей цепи забойного транспорта.

С целью улучшения схемы транспорта с помощью виброустановки при прямом транспортировании груза из забоя в шахтные вагонетки, на практике применяют схемы с промежуточным этапом грохочения. Эта схема целесообразна в случае поступления крупных негабаритов. Здесь горная масса перед поступлением на виброустановку дробится на горизонте грохочения, затем по рудоспуску поступает на виброустановки и в вагонетку.

Схемы транспорта с помощью забойных конвейеров с цепным тяговым органом. В качестве транспортных средств применяют пластинчатые и скребковые конвейеры. В связи с тем, что транспортировать приходится несортированный груз, который характеризуется неоднородностью куска и высокой абразивной способностью, конвейеры должны обладать высокой прочностью, особенно рабочего органа.

При использовании конвейеров в качестве забойного транспорта, груз на него поступает непосредственно из дучек сплошным потоком. В этом случае возникает большая вероятность того, что его мелкие частицы могут просачиваться через уплотнения на ходовые элементы рабочего полотна, вызывая его заштыбовку, в результате возникают значительные дополнительные сопротивления перемещению рабочего органа, поэтому конвейеры с цепным тяговым органом стараются использовать как дополнительный транспорт.

Схема применения цепного конвейера на аккумулирующих выработках. В этом случае на конвейер поступает горная масса, претерпев первичную обработку. Смысл схемы заключается в следующем. В очистном забое на вышележащем горизонте, либо в выработках скреперования или вибродоставки, располагаемых выше аккумулирующей, горная масса, выпускаемая из дучек транспортными средствами, доставляется к рудоспускам, из которых поступает на конвейер. Последний перемещает груз по аккумулирующей выработке либо к рудоспуску, либо непосредственно в шахтные вагонетки.

Рис. 2.2. Комбинированная схема забойного транспорта

Пример схемы представлен на рис. 2.2. На этой схеме аккумулирующая выработка, оборудованная пластинчатым конвейером, находится под горизонтом выпуска ниже на Юм. Из дучек руда подается в восстающий непосредственно парой вибропитателей. Из выпускных отверстий восстающих руда поступает на пластинчатый конвейер, который подает ее в вагонетки. В обоих случаях работа цепного конвейера зависит от надежности рабочих конструкций вибропитателей или скреперных лебедок. Однако благоприятные условия транспортирования груза компенсируют этот недостаток схемы.

Схемы самоходного безрельсового транспорта. Здесь в качестве транспортных средств применяют самоходные вагоны на пневмошинном ходу. Последние используют как забойный транспорт, так и магистральный. В некоторых случаях по данной схеме транспорта можно выполнять дополнительные операции, связанные с доставкой горной массы вагонами непосредственно на поверхность на расстояние до 1,5 км. Двигают вагоны по главным магистральным выработкам, а разгружают в околоствольном дворе в рудоспуски, для подъема руды в скипах.

Рис. 2.3. Схема самоходного безрельсового транспорта:
1 — добычная машина; 2 — перегружатель; 3 — самоходный вагон; 4 — магистральная выработка; 5 — конвейерная

Кроме того, схема транспорта может предусматривать доставку горной массы по магистральным выработкам до камер-рудоспусков, располагаемых непосредственно на горизонтах. Конструкция камеры определяется способом разгрузки вагонов. Обычно ее располагают перпендикулярно к транспортной выработке. В целях безопасности в схеме транспорта перед устьем рудоспуска предусматривают порог, ограничивающий подход машин к рудоспуску. Как правило, последний перекрывают грохотом, где дробят негабариты; дополнительно устье рудоспуска оборудуют лядой, которой управляют с помощью лебедки.

Схемы транспорта на откаточных горизонтах. При графическом изображении схем подземного транспорта рекомендуют использовать следующие условные обозначения. Схемы подземного транспорта горнорудных шахт, в основном, проектируют под локомотивную откатку и разделяют на три типа: 1) кольцевые; 2) тупиковые; 3) комбинированные.

Кольцевые схемы откатки обычно применяют при отработке больших залежей с высокой интенсивностью движения грузов. В связи с этим в данных схемах исключают встречные движения, размииовки, заторы. Составы движутся в одном направлении даже в однопутевых выработках. Схемы включают закольцованные штреки, перемыкаемые ортами-заездами, образуя периферийный участок схемы, который со стволом шахты соединяется главной выработкой-квершлагом.

Погружают горную массу в составы в ортах-заездах. Для этого в них сооружают погрузочные пункты. В кольцевых схемах на фланцах шахтного поля можно располагать фланговые вентиляционные стволы, предназначенные для проветривания шахты.

В квершлаге располагают главные технические объекты, обеспечивающие работу шахты; тяговые подстанции, склады ВМ, главное депо и механические мастерские.

Кроме того, квершлаги, как правило, строят двухпутевыми, так как на данном участке схемы движения груза наиболее интенсивные, здесь встречаются порожние и грузовые составы.

Рис. 2.4. Кольцевая (а), тупиковая (б) и комбинированная (в) схемы откатки:
1 — камера осмотра подвижного состава; 2 — склад противопожарных материалов; 3 — депо электровоза и ремонта вагонеток; 4 — инструментальная кладовая; 5 — склад ВМ; 6 — водоотделитель; 7 — диспетчерский пункт; 8 — пищеблок; 9 – место посадки пассажиров; 10 — депо шахтных вагонеток; 11 — место разминовки; 12 — электроподстанция; 13 — мастерская по ремонту горнопроходческого оборудования

Тупиковые схемы применяют при отработке менее мощных рудных залежей и естественно они значительно проще кольцевых. Подобно кольцевым, эти схемы включают в себя орты-заезды, штреки и квершлаги, выполняющие те же функции, что и в кольцевых схемах. Отличительной особенностью является то, что в данной схеме орты — тупиковые и штрек один — полевой. Движение транспорта значительно усложняется, особенно в ортах-заездах. Здесь порожний состав совершает челночное движение под погрузочными пунктами, поэтому возможны простои порожняка перед ортами-заездами в ожидании выезда из него груженого состава. С этой целью предусматривают разминовочные пункты.

Количество стволов в общешахтном поле меньше и может включать один рабочий и два или один вентиляционный.

Комбинированные схемы самые сложные, ибо обладают технологическими и конструктивными особенностями обеих схем. Здесь в общую схему входят части кольцевой и тупиковой схем. Схемы применяют при отработке крупных залежей с различной мощностью и формой залегания. Для отработки основной части залежи применяют кольцевую схему, а для отработки маломощных участков — тупиковую.

Откаточные выработки всех упомянутых схем, кроме своего основного назначения, используют для прокладки различных коммуникационных сетей: водяных и воздушных трубопроводов, осветительных и силовых кабелей.

В зависимости от объемов перевозок и интенсивности откатки, выработки выполняют в двух- и однопутевом вариантах. Обычно схемы включают в себя выработки обоих вариантов. Орты, в основном, выполнены однопутевыми, квершлаги — двухпутевыми, штреки могут быть одно- или двухпутевыми.

Сечения откаточных выработок приведены на рис. 5. Форму выработки определяет крепость горного массива и давление. В условиях небольшого и умеренного давления выработки в сечении имеют сложную форму, представленную сводчатой кровлей, плоским основанием (днищем) и ровными отвесными боковыми стенками. Как правило, основание оборудуют без крепления.

В условиях большого давления (характерного для глубоких горизонтов) выработки имеют в сечении круглую форму и закреплены по всему периметру. Такая конструкция обусловлена тем, что в условиях высокого горного давления выпучивается днище выработки, поэтому его необходимо закреплять.

Схемы транспорта в околоствольном дворе. Околоствольным двором называют комплекс подземных выработок, служащих для соединения ствола с прилегающими к нему откаточными и вентиляционными выработками.

Околоствольный двор — главная подземная станция, через которую проходят все грузы прямого и обратного грузопотоков. Здесь полезное ископаемое выдают из шахты на поверхность, формируют и доставляют поступивший с поверхности порожняк на добычные участки, отправляют к пункту назначения материалы и оборудование, поступившее в шахту с поверхности, сажают в составы рабочий персонал и отправляют его на рабочие участки.

Рис. 2.5. Сечения откаточной выработки однопутной с бетонной (а), металлической арочной (б), металлической арочной для условий с повышенным горным давлением (в) и двухпутной с бетонной (г) крепями:
2, 3, 6 — места расположения кабелей соответственно напряжением 6 кБ, 0,4 кВ, СУБ, СЦБ связи; 4, 5— трубы соответственно водоснабжения, воздухоснабжения

Кроме того, в околоствольном дворе сортируют вагонетки из смешанных составов, разгружают груженые составы и загружают скипы.

Конструкцию околоствольного двора определяют в основном типом применяемых подъемных сосудов и интенсивностью откатки груза. По типу общешахтного подъема околоствольные дворы делят на скипо-клетьевые и клетьевые.

По конструктивной компоновке и схеме транспорта околоствольные дворы делят на тупиковые сквозные с односторонним подъездом составов, тупиковые глухие, сквозные с двухсторонним подъездом составов, петлевые.

Околоствольные дворы указанных типов могут быть различной сложности. Как правило, околоствольный двор включает в себя узел сопряжения откаточных выработок со стволом шахты и комплекс объектов, обеспечивающих ее рабочий режим. Примыкают узлы с помощью транспортных выработок с одной или двух сторон. Узел сопряжения откаточных выработок со стволом служит для приема или отправки вагонеток, груженных горной массой и оборудованием, доставляемых в шахту клетями. В шахтах с интенсивной откаткой и насыщенностью маневровых работ, при обмене вагонеток узел сопряжения дополняют выработками, огибающими ствол с одной или двух сторон на значительном удалении.

Комплекс объектов включает в себя сооружения и камеры, в которых размещают оборудование для выполнения производственных задач. Насыщенность комплекса объектов оборудованием зависит от производственных мощностей шахты, уровня технологии работ и типа подъема. Поднимают полезное ископаемое на поверхность с помощью скипов. Разгружают составы с полезным ископаемым опрокидывателями, либо в вагонетках клетями выдают на поверхность. Кроме того, в околоствольных дворах располагают объекты по разгрузке составов с пустой породой.

Тупиковые, с односторонним подъездом, околоствольные дворы проектируют как для скипо-клетьевого подъема, так и клетьевого. В общем, скипо-клетьевые околоствольные дворы от клетьевых отличаются повышенной сложностью и насыщенностью объектов.

Тупиково-сквозные скипо-клетьевые околоствольные дворы могут быть с внешним расположением ствола по отношению к комплексу объектов и внутренним. В обоих случаях составы с грузом поступают в околоствольный двор с левой стороны по магистральной откаточной выработке, примыкающей к транспортным объектам околоствольного двора с помощью закруглений.

Схемы предусматривают прием горной массы как в технологических вагонетках, так и в специальных вагонах. Составы из технологических вагонеток сначала электровозом подают к закруглению, соединяющему транспортную выработку с примыкающей к стволу, а затем с помощью тяговой лебедки вагонетки поштучно доставляют в клеть. Здесь вагонетки меняют.

Рис. 6. Тупиково-сквозные схемы

Порожние вагонетки формируют с правой стороны от ствола в составы и с помощью толкателей подают на прямой участок к задерживающим стопорам. Затем локомотив транспортирует состав через разгрузочный узел к магистральной транспортной выработке по правому закруглению.

Составы, сформированные из специальных проходческих вагонов типа ВПК, электровоз непосредственно подает к пункту разгрузки. После разгрузки состав выталкивают на магистральную транспортную выработку через левое закругление. Направление движения составов на схеме указано стрелками. Технологических вагонеток, груженных полезным ископаемым, разгружают круговыми опрокидывателями с пропуском электровоза. Однопутевое движение усложняет маневровые работы в околоствольном дворе, однако простота общей схемы и малая насыщенность горными выработками несколько снижает указанный недостаток. Если возникает необходимость размещения большего числа технологических объектов в околоствольном дворе применяют схему с внутренним расположением ствола. Технология маневровых работ по доставке основных грузов остается прежней. Несколько усложняется общая организация транспорта, связанная с работами по доставке оборудования в дополнительные технологические объекты.

Тупиково-сквозные схемы при клетьевом подъеме для технологических шахт обеспечивают маневровые работы по выдаче полезного ископаемого, вспомогательного оборудования и материалов вагонетками на поверхность. Здесь груженые составы с правой стороны по магистральной одно-путевой выработке доставляют к подъездной, к стволу. На съезде электровоз отцепляют от состава и перемещают по обгонному пути на противоположную сторону ствола. Тяговая лебедка поштучно доставляет груженые вагонетки в клеть, где их меняют. Порожние выталкивают из клети на левую тупиковую сторону путей, где они останавливаются задерживаемые стопором. Сформированный порожняк электровоз по обгонному пути доставляет на правую сторону откаточных путей. Схема также предусматривает вариант доставки электровозом груженого состава непосредственно к стволу. В этом случае предусмотрен тупиковый заезд, расположенный на противоположной стороне ствола по отношению к обгонному пути. Здесь на стрелке локомотив отцепляют от состава, после чего он движется в тупиковый заезд. Доставляют груженые вагонетки в клеть либо толкателем, либо тягальной лебедкой. После освобождения пути локомотив может перемещаться на магистральный участок пути. Схема движения исключает заторы и другие помехи при маневровых работах.

Рис. 7. Тупиково-сквозные схемы околоствольного двора при клетьевом подъеме для технологических (а) и вспомогательных (б) шахт:
1 — осветляющие резервуары; 2 — водосборники; 3 — вентиляторная; 4 — электроподстанция; 5 — тупиковый водоотлив: 6 — подтягивающий толкатель; 7 — клеть; 8 — ствол шахты; 9 — сигнальная аппаратура; 10 — камера для очистки зумпфа; 11 — распределительный пункт; 12 — вспомогательный водоотлив; 13 — шламоотстойник; 14 — подтяжная лебедка; 15— подтягиватель; 16 — аварийный воздухосборник

Кроме этого, схема включает в себя технологические объекты, располагаемые на периферийных участках от ствола шахты. Последние с помощью закруглений стыкуются с главной откаточной выработкой таким образом, чтобы обеспечивалась свобода подъезду составов с оборудованием к данным объектам.

Тупиково-сквозные околоствольные дворы при клетьевом подъеме для вспомогательных шахт значительно проще. Здесь технические грузы и горную массу выдают на поверхность в вагонетках клетями. Первоначально по однопутевым выработкам главного откаточного горизонта электровоз подает составы к съезду. Затем отцепляют локомотив, который по обгонному пути движется на противоположную, левую сторону ствола. В клеть с помощью тяговых лебедок поштучно доставляют груженые вагонетки, здесь их меняют. Выталкиваемые из клетей вагонетки подтяжная лебедка перемещает в тупик, где из них формируют состав. Последний электровоз транспортируют на правую сторону ствола по обгонному пути. На двухпутевом участке между съездами могут быть маневровые работы с вновь поданным к стволу груженым составом и порожняком. Данная схема очень проста и обладает высокой пропускной способностью. Применяют такую схему на вспомогательных шахтах, где выдача полезного ископаемого на поверхность не предусматривается.

Рис. 8. Тупиковая схема околоствольного двора:
1 — ствол шахты; 2 — шахтная клеть; 3 — стволовые двери; 4 — сигнальная аппаратура; 5 — подтяжная лебедка; 6 — распределительный пункт

Тупиковую глухую схему околоствольного двора применяют на второстепенных вспомогательных шахтах. Здесь в вагонетках выдают на поверхность и подают в шахту материалы и оборудование. Состав к стволу подает электровоз, который на подходе к съезду с одноколейного пути отцепляется от состава и движется на рядом расположенный путь, где сформирован состав из порожних вагонеток. Прицепив последние, электровоз транспортирует порожняк к пункту назначения. В это время можно выдавать груженые вагонетки, заталкиваемые в клеть тяговой лебедкой, на поверхность.

Сквозные схемы с двухсторонним подъездом в отличие от тупиковых обладают высокой пропускной способностью. Подобно тупиковым, они могут быть с внешним и внутренним расположением ствола. На рис. 9 приведены схемы околоствольного двора при скипо-клетьевом подъеме. Здесь вспомогательные грузы к стволу могут поступать с любой стороны по средней ветви выработок. Верхняя ветвь служит для маневровых работ.

Составы технологических вагонеток с полезным ископаемым по нижней главной ветви путей локомотив транспортирует к разгрузочному пункту, представленному на данной схеме двумя круговыми опрокидывателями с пропуском электровоза.

На данном участке маневровые работы значительно упрощаются тем, что составы до и после разгрузки транспортирует локомотив.

Петлевые околоствольные дворы подобно сквозным с двухсторонним подъездом обладают высокой пропускной способностью и в отличие от рассмотренных, применяются в случае одностороннего, по отношению к стволу, развития горных работ. Это совокупность признаков тупиковых и двухсторонних схем околоствольных дворов. Петлевые схемы могут быть с внешним и внутренним расположением ствола. Как правило, при клетьевом подъеме предусматривают внешнее расположение ствола. Здесь локомотив доставляет груженый состав либо к стрелке на закруглении, связывающем магистральную откаточную выработку с околоствольной, либо к стрелке разъезда в околоствольной выработке и отцепляется от состава. В первом случае локомотив по обгонной петлевой ветви движется в противоположную сторону ствола, во втором перемещается на разминовочный путь. В обоих случаях тяговая лебедка подает груженые вагонетки из состава поштучно в клеть, порожние, вытолкнутые из клети, формируют в составы и электровозом транспортируют на участки. Подавать груженый состав к стволу можно также и по обгонному пути. Схема маневровых работ может протекать на дополнительной ветви пути разминовок по обеим сторонам ствола.

Рис. 9. Сквозная схема околоствольного двора:
1 — электрооборудование; 2 — камера обеспыливания; 3 — опрокидыватели; 4 — кладовая; 5 — вспомогательный водоотлив; 6 — подстанция руддвора; 7 — камера аварийного воздухоснабжения; 8 — подтягиватель; 9 — медпункт; 10 — распределительный пункт; пункт ожидания; 12 — распределительный пункт опрокидывателя; 13 — сигнальная аппаратура; 14 — ствол; 15 — клеть; 16 — скип; 17 — водоотделитель; 18 — подтяжная лебедка; 19 — вентиляционный восстающий

Рис. 10. Петлевая схема околоствольного двора:
1 — насосная камера; 2 — электроподстанция; 3 — водосборник; 4 — шламоотстойник; 5 — подтягиватель; 6 — распределительный пункт; 1 — камера аварийного воздухоснабжения; 8 — сигнальная аппаратура; 9 — стволовые двери; 10 — ствол шахты; И — клеть; 12 — камера для рудоулавливания

В данном случае груженый состав на основном пути участка разминовки. Освобожденный от груженого состава локомотив прицепляют к порожняковому составу и транспортируют его на участки.

Рис. 2.11. Схема промежуточной загрузки бункера

Узлы промежуточной бункеризации. Технологическое продолжение схем околоствольных дворов — узлы промежуточной бункеризации. В их задачу входит обеспечение бесперебойного поступления полезного ископаемого от разгрузочных узлов к пунктам загрузки скипов.

Узлы промежуточной бункеризации в основном определяют тип подъемных сосудов, характер транспортируемого груза и средства его доставки.

Бункера — сооружения для временного накопления и хранения насыпных грузов —в горном деле наиболее широко применяются в общей цепи транспортных и технологических машин. Бывают железобетонными, металлическими, комбинированными (железобетонный корпус и металлическое днище). В качестве бункеров могут служить также горные выработки. По назначению бункера подразделяют на технологические, аккумулирующие и сооружения для хранения насыпных грузов. Технологические (усредняющие грузопоток) имеют минимально необходимую вместимость, достаточную для стабильной работы транспортной системы. Аккумулирующие бункера обеспечивают независимую работу следующих за ними транспортных звеньев. Бункер подземный — подземная горная выработка служит для аккумулирования полезного ископаемого или породы; располагается около ствола шахты и обеспечивает равномерную работу скипового подъема. Верхней частью подземный бункер примыкает к камере, где установлен опрокидыватель для разгрузки состава вагонеток. В нижней части бункера располагается дозаторная камера с питателем для загрузки скипа.

Типовая схема промежуточной загрузки бункера приведена на рис. 11. Здесь представлены два варианта: 1) схема транспорта руды от разгрузочного пункта к загрузочному устройству скипа и 2) схема поступления груза с вышележащего горизонта по перепускнику к загрузочному устройству скипа.

В первом варианте горную массу из вагонеток выгружают с помощью кругового опрокидывателя в приемный бункер. Затем через загрузочное устройство она поступает на питатель, который транспортирует ее в загрузочное устройство дробилки. После измельчения руда подается в рудовосстающий, из которого через загрузочное устройство поступает на питатель, а оттуда на сборочный конвейер, который транспортирует ее в загрузочное устройство скипа.