Материалы, опубликованные в журналах и не входящие в статьи, можно увидеть на страницах номеров:

01 августа 2022

Механизмы под землей

Инж. Ф. БУДНИКОВ, Рисунки А. ВЛАДИМИРОВА

Проезжая по линии Синельниково—Иловайская, Сталинской железной дороги, вы видите из окна вагона высокие железные вышки. Это надшахтные копры.

Здесь добывают уголь, которым отапливается котел везущего вас паровоза; он же горит в громадных доменных печах металлургических заводов, очень часто встречающихся в этом районе.

*

Донбасс—кочегарка СССР. Уголь залегает здесь глубоко в земле, под пластами глины, песчаника и известняка. Чтобы добраться до него, нужно прорезать толстый покров горных пород широким колодцем — шахтой, а из нее пробить к пласту подземную галерею.

Над устьем ее строят надшахтное здание и ставят копер со шкивами; через шкивы перебрасывают стальные канаты, одним концом свисающие в шахту, а другим навивающиеся на барабан подъемной машины.

Приблизившись к копру, вы увидите, что шкивы почти все время находятся в движении; вот они завертелись сперва медленно, потом быстрее и быстрее и, наконец, остановились; через несколько секунд они снова начинают вращаться; заметьте, что каждый раз оба шкива вращаются одновременно, но в противоположные стороны. Когда подъемная машина начинает работать, один канат навивается на барабан и поднимает клеть из шахты, а другой опускает ее вниз, поэтому шкивы и вращаются в разные стороны.

*

Лет двадцать назад в Донбассе почти не было машин. Все делали люди и лошади. Нелегко было тогда работать в шахте. В пять часов утра длинный пронзительный гудок вызывал утреннюю смену. Черные, как трубочисты, забойщики, с кайлами и шахтерскими лампами в руках, собирались к шахте.

Там, где подгоняемые коногонами усталые лошади тащили вагонетки с углем, теперь электровозы, управляемые машинистами, увлекают целые поезда вагонеток.

Группами по 4—6 человек они входили в подвешенную к стальному канату клеть и исчезали в темной шахте. Глубоко под землей они шли к месту работы по галереям, закрепленным круглыми бревнами с перекладинами. В этих галереях —  квершлагах и штреках — было очень темно, и рабочие, пробираясь вперед, освещали себе дорогу тусклыми лампами. Иногда слышался грохот железных вагонеток: это приближался поезд с углем, который тащила по рельсам лошадь, подгоняемая ударами кнута коногона; тогда рабочие прижимались к стенке штрека, чтобы вагонетки поезда не задели их.

Разрез через горные выработки по стволу шахты. 
1 — Копер со шкивами, через которые переброшены стальные канаты. 2 — Надшахтное здание над устьем шахты. 3 — Здание подъемной машины. 4 — Ствол шахты. 5 — Клеть с вагонетками, висящая на стальном канате. 6 — Квершлаг, т. e. выработка, пересекающая пласты угля. 7 — Выработка по углю. 8 — Поезд и электровоз на квершлаге. 9 — Подстановка вагонетки в клеть. 10 — Забой no проходке квершлага. 11 — Забой по проходке квершлага.

Но вот и забой — здесь добывают уголь. Часто пласт бывал толщиной меньше метра, и тогда остававшееся на месте вынутого угля свободное пространство было так узко, что работать приходилось полулежа. В глубине пласта, как светлячки во мраке ночи, мелькали огоньки шахтерских ламп и слышалось мерное постукивание: это забойщики ударами кайлы прорубали в пласте угля около почвы узкую щель — вруб. Вруб, или подбойка угля, был самой трудной работой в шахте. Подрубленный уголь уже легко было отбить на подошву забоя. Отбивали уголь либо ударами ломика, либо с помощью взрывчатых веществ; для этого высверливали глубокие цилиндрические отверстия — шпуры, закладывали туда взрывчатое вещество и, зажигая специальный шнур, производили взрыв.

В забое подготовительной выработки. Бурильщики бурят перфораторами шпуры

Если пласт угля бывал сильно наклонен, то отбитый уголь сам скатывался по подошве забоя к штреку, а при слабо наклонных или горизонтальных пластах его нужно было доставить на штрек. В забое уголь нельзя было возить даже в тачках. По узкой щели в земле, совсем темной и пыльной, а иногда мокрой, нужно было доставлять уголь вручную. Для этого прежде применялись так называемые санки. Санки — это деревянный ящик на полозьях, вмещавший, примерно, 7—8 пуд. угля. Рабочий, тащивший такие санки, передвигался на четвереньках, на шею рабочего накидывалась лямка, которая цепью соединялась с санками. Это был каторжный труд, но до революции он применялся на всех шахтах Донбасса.

*

Труд рабочего советского Донбасса совсем не похож на труд дореволюционного шахтера. Теперь многие работы на шахте выполняют машины.

В старом Донбассе хороший забойщик за 10,5 час. тяжелого труда успевал кайлой подрубить твердый пласт на протяжении 5—6 м с глубиной вруба 0,7 м, а теперь машинист—стахановец врубовой машины — за 6 часов подрубает пласт угля на протяжении 100—175 м с глубиной вруба 1,5—2,5 м.

Как работает врубовая машина? Она медленно ползет по подошве пласта и автоматически подтягивается по направлению движения цепью или канатом, закрепленным в верхней части лавы на особой стойке; другой конец цепи наматывается лебедкой, расположенной в ведущей части врубовой машины. На заднем конце машины помещается режущая часть, так называемый бар. По этому бару бежит режущая цепь с насаженными на ней острыми зубками; цепь совершает движение, подобное велосипедной передаче, и зубки этой цепи режут уголь. Бар с режущей цепью, расположенный под прямым углом к направлению движения врубовой машины, прорезает узкую щель в пласте угля, глубиной, равной его длине. Чем он длиннее, тем глубже вруб. Когда врубовая машина достигнет верхнего конца забоя, ее спускают вниз и начинают подрубку новой полосы.

Когда вруб сделан и машина ушла вперед, позади нее отбивается большое количество угля. Санками не вывезти его на штрек, как делали в старом Донбассе! Нужно механизировать и доставку, иначе не много пользы будет от врубовой машины; поэтому там, где работают врубовые машины, обязательно устанавливают механический транспортер. Сперва ставили ленточные конвейеры: туго натянутая, огибающая 2 барабана движущаяся лента уносила на себе уголь к штреку и там ссыпала его в вагонетки. Но в шахте лента быстро приходит в негодность, и для доставки угля на штрек стали применять своеобразный конвейер — качающиеся желоба.

Врубовая машина на крутом пласте, подвешенная на стальном канате, который переброшен через блок на верхнем штреке. Механизм врубовой машины, вращая цепь бара, одновременно подтягивает машину кверху.

Такой конвейер состоит из соединенных вместе металлических желобов, подвешенных на цепях к кровле или к деревянным стойкам. С помощью мотора они качаются то вперед, то назад, а насыпанный в них уголь от сотрясения сползает по желобу на штрек и попадает в вагонетки. В некоторых шахтах желоба устанавливают на ролики, помещенные в изогнутых железных рамах; при колебании ролики перекатываются в рамах и сотрясают желоба; от этого насыпанный в них уголь постепенно сползает вниз, к штреку.

*

Врубовая машина дает громадное количество угля, конвейер передает его на штрек, а вот погрузка вручную, лопатой, не поспевает за машиной. И работать лопатой трудно, и машины при этом недостаточно используются. Необходимо механизировать еще одну операцию — навалку угля. А если не сделать этого, понадобится много навальщиков для погрузки угля на конвейер.

Так и случилось в Донбассе: уголь подрубают врубовые машины, на штрек доставляет конвейер, а на конвейер его грузят навальщики. Целая армия занята этим делом. Явное несоответствие! А поставьте механических грузчиков — навальщики будут не нужны.

Навальщик набрасывает лопатой уголь на конвейер, откуда он ссыпается в вагонетки. А вместо навальщика можно поставить механического грузчика. Тогда навальщики станут не нужны и сократятся расходы на погрузку.

Сейчас существует много разных конструкций механического грузчика, но на тонких пластах Донбасса получили распространение только машины советских конструкторов.

Механический грузчик НИС-3 нагребает на платформу отбитый уголь, который через скребковый транспортер и ленточный конвейер передается на качающиеся желоба. Механический грузчик Мамонова-Полякова надвигает отбитый уголь по наклонной платформе в желоб качающегося конвейера. Он устанавливается позади врубовой машины и двигается вслед за ней вдоль забоя. Все эти машины приводятся в действие электрической энергией. А где электричество, там и свет; теперь не только штреки, но и забои освещены электрическими лампами,

*

Советский Донбасс богато оснащен механизмами. Революционеры подземной техники — орденоносцы инженеры Карташов, Филимонов и другие — упорно работают над рациональным использованием этих механизмов. Механизация дает наибольший результат только в том случае, если механизмы работают непрерывно: когда машина подрубает уголь в одном участке забоя, из другого должна производиться выдача угля; время для переноски конвейера должно быть как можно меньше. Так создается непрерывный поток угля.

Современная техника горного дела непрерывно обогащает подземные работы новыми механизмами. Один из таких механизмов — горный комбайн, недавно построенный на Горловском машиностроительном заводе, — будет выполнять все работы в забое: подбойку, отбивку угля и погрузку его на конвейер.

Горный комбайн — большая, громоздкая машина весом около 7 т. Ее спроектировал советский инженер т. Сердюк.

Как же работает горный комбайн?

Прежде всего для такой большой машины нужно приготовить возле штрека свободное место — камеру. В ней и устанавливают комбайн. Он двигается вверх по пласту, а за ним остается широкая полоса свободного пространства. Когда комбайн дойдет до верхнего конца забоя, его складывают; он становится длинным и узким и в таком виде спускается по почве к нижнему концу забоя.

Здесь уже приготовлена новая камера, в которой он принимает прежний вид и вновь двигается кверху по пласту угля.

Передняя, режущая часть комбайна — кольцевой бар —  несет на себе режущую цепь, которая огибает ведущую звездочку, вращающуюся на горизонтальном валу; цепь усажена кулачками, а в них сидят направленные вперед зубки, как у врубовой машины; при движении цепи они прорезают узкие щели вруба в пласте угля: горизонтальные —  возле почвы и кровли, вертикальные — со стороны массива пласта. Комбайн ползет вперед, а обрезанный кругом массив угля двигается внутрь кольцевого бара. В двойных стенках бара заложены гидравлические домкраты — патроны, которые, раздавливают обрезанный кругом массив угля. Одной плоскостью патрон упирается в кровлю или почву, а другой — в подрезанный целик угля. Под большим давлением жидкости, подводимой трубочками в патрон, плоскости его раздвигаются и раздавливают уголь. Раздавленный уголь падает на нижнюю платформу комбайна и медленно передвигается вдоль изогнутой вертикальной стенки к краю платформы, откуда он сваливается на конвейер.

Комбайн передвигается с помощью особого гидравлического приспособления. По проекту, комбайн может добыть в одну смену 120 т угля; он заменяет собой врубовую машину и механического грузчика.

Комбайн инженера Сердюка. Передняя часть — бар с режущей цепью. Задняя — платформа с изогнутой стенкой отвала. На верхней части бара видны круглые опоры раздавливающих уголь «патронов». В кровлю пласта упираются стойки продольной и поперечной подач комбайна. Комбайн движется по пласту, врезаясь в него и раздавливая подрезанный пласт. Раздавленный уголь ползет по нижней платформе вдоль изогнутой стенки «отвала» и постепенно сползает на ленту конвейера. А конвейер уносит уголь на штрек и подает его в вагонетки.

*

Врубовые машины, конвейеры, механические грузчики и электровозы превратили рудник в подземный завод.

Теперь на заводах и шахтах применяют руководство работой всех машин из одного пункта — диспетчеризацию.

Горный диспетчер находится в специальном помещении — диспетчерской камере — внутри рудника. В ней стоит особый прибор — работомер. Этот прибор следит за работой всех механизмов в шахте. Вот далеко в забое остановилась врубовая машина или конвейер — тотчас же в камере диспетчера зажигается сигнальная лампа и счетчик работомера отсчитывает время простоя; снова начала работать машина — лампа гаснет и другой счетчик отсчитывает время работы.

На особом столе перед диспетчером изображены все рельсовые пути рудника, на них он ставит фишки, обозначающие вагонетки и электровозы; получив сообщение по телефону о прибытии поезда к указанному месту, он переставляет их на соответствующее место регулировочного стола. Вся картина движения в руднике у него перед глазами, он руководит движением всех поездов из камеры, направляя их туда, где они сейчас нужны. Сигналы диспетчер подает с помощью светофоров, зажигающихся поворотом выключателя на регулировочном столе. Так, не выходя из камеры, диспетчер управляет работой целого рудника.

В прежнее время уголь подавался на поверхность в клети, в которую ставили 1—2 вагонетки, рабочий руками вкатывал груженую вагонетку в клеть, одновременно выталкивая пустую вагонетку в противоположную сторону; а теперь чаще всего уголь выдают на поверхность в громадных железных ящиках — скипах. Скип наполняется углем из погрузочного бункера, который быстро скользит по шахте наверх, автоматически опрокидывается и высыпает уголь.

Но и теперь в некоторых шахтах для подъема угля применяют клети; только эти клети вмещают несколько вагонеток, и часто клети бывают многоэтажными: в каждом этаже стоят вагонетки с углем.

Есть даже и такие клети, которые автоматически опрокидываются и высыпают уголь из вагонеток, но их устройство слишком сложно, и они редко применяются на рудниках.

Клети и скипы, двигаясь по шахте, особыми «лапами» скользят по металлическим рельсам или деревянным брусьям — проводникам, установленным по всей длине шахты; без этого клети и скипы раскачивались бы на канате и не могли бы с большой скоростью подниматься вверх и спускаться вниз.

Шахты старого Донбасса были неглубоки, и для подъема клетей служили небольшие лебедки мощностью 100—150 л. с.

Подъемные же машины современных глубоких шахт со скипами имеют мощность в несколько тысяч лошадиных сил. Они снабжены тормозами и сигнальными устройствами, показывающими положение скипа или клети в шахте: клеть опустится на уровень рудничного двора — и указатель также опустится вниз; клеть поднимется на приемную площадку — и указатель также станет против красной черты — специальной отметки для остановки машины. Машинист не видит клети, он только следит за сигнальными устройствами в машинном здании.

Осмотрев горные работы, вы приходите в рудничный двор и ждете клеть. Вот она бесшумно опускается вниз. Вместе с провожающим вас начальником смены вы входите в клеть и опускаете барьер. В машинное здание передают особый сигнал — «качай с людьми». Клеть сперва медленно, а потом все быстрее и быстрее уносится вверх.

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Последняя добавленная публикация:

Магисталь юности | ТМ 1939-09

Инж. М. ФРИШМАН По решению VIII пленума ЦК ВЛКСМ, комсомол является шефом одной из крупнейших строек третьей сталинской пятилетки — железной...

Популярные публикации за последний год

Если Вы читаете это сообщение, то очень велика вероятность того, что Вас интересуют материалы которые были ранее опубликованы в журнале "Техника молодежи", а потом представлены в сообщениях этого блога. И если это так, то возможно у кого-нибудь из Вас, читателей этого блога, найдется возможность помочь автору в восстановлении утраченных фрагментов печатных страниц упомянутого журнала. Ведь у многих есть пыльные дедушкины чердаки и темные бабушкины чуланы. Может у кого-нибудь лежат и пылятся экземпляры журналов "Техника молодежи", в которых уцелели страницы со статьями, отмеченными ярлыками Отсутствует фрагмент. Автор блога будет Вам искренне признателен, если Вы поможете восстановить утраченные фрагменты любым удобным для Вас способом (скан/фото страницы, фрагмент недостающего текста, ссылка на полный источник, и т.д.). Связь с автором блога можно держать через "Форму обратной связи" или через добавление Вашего комментария к выбранной публикации.