Грузо-людская клеть

Грузо-людская клеть — это подъёмное устройство шахтного ствола, предназначенное для транспортировки людей, горной массы, оборудования и материалов по вертикальным и наклонным горным выработкам. Относится к классу подъёмных сосудов шахтных подъёмных установок. Ключевая особенность — универсальность: конструкция позволяет перевозить как персонал, так и различные грузы без необходимости замены подъёмного сосуда.

Конструкция и устройство

Грузо-людская клеть представляет собой металлическую кабину (каркас), подвешенную на стальных канатах к подъёмной машине. Основные элементы конструкции:

• Каркас — сварная или клёпаная рама из профильного проката (швеллер, двутавр, уголок), обеспечивающая жёсткость и прочность. Изготавливается из стали марок Ст3, 09Г2С или других, стойких к динамическим нагрузкам.
• Пол — настил из рифлёного листа или деревянных досок (для снижения веса и искробезопасности). В грузовых модификациях пол усиливается для восприятия нагрузок от вагонеток, бочек, длинномерных материалов.
• Ограждения — стенки из металлической сетки или листового металла с дверными проёмами. Высота ограждения обычно не менее 1,2 м. Двери — раздвижные или распашные, с блокировкой, исключающей открывание во время движения.
• Крыша — защитный навес, предотвращающий падение предметов сверху. На крыше могут располагаться посадочные места для сопровождающих лиц (в некоторых конструкциях).
• Подвесное устройство — серьга, шарнир или клиновой захват для крепления к подъёмным канатам. Обязательно дублируется (два независимых каната или страховочная цепь).
• Парашютное устройство — аварийный тормоз, автоматически срабатывающий при обрыве каната или превышении скорости. Захватывает направляющие (проводники) в стволе, предотвращая падение клети.
• Направляющие башмаки — скользящие или роликовые элементы, обеспечивающие движение клети по жёстким или канатным проводникам. Изготавливаются из чугуна, стали или полимерных материалов (для снижения износа и шума).

Классификация

Грузо-людские клети классифицируются по нескольким признакам:

По типу подъёма

• Одноконцевые — подвешиваются на одном канате (реже — на двух параллельных). Используются в неглубоких шахтах (до 300–500 м) и при малых грузопотоках.
• Многоканатные — подвешиваются на двух, трёх или четырёх канатах. Применяются на глубоких стволах (свыше 500 м) и при высоких скоростях подъёма (до 12–16 м/с). Обеспечивают большую надёжность и плавность хода.

По числу этажей

• Одноэтажные — одна платформа для людей или груза. Вместимость — до 10–15 человек или 1–2 вагонетки.
• Двухэтажные — две платформы, расположенные одна над другой. Вместимость — до 20–30 человек или 2–4 вагонетки. Позволяют увеличить производительность подъёма без увеличения сечения ствола.
• Многоэтажные — три и более этажей. Используются на крупных рудниках и угольных шахтах с высокой интенсивностью работ.

По грузоподъёмности

• Лёгкие — до 2 т.
• Средние — 2–5 т.
• Тяжёлые — 5–15 т и более.

По назначению

• Стандартные — для перевозки людей и рядовых грузов (руда, порода, крепёжные материалы).
• Специализированные — для перевозки длинномерных грузов (рельсы, трубы, балки) с откидными бортами или съёмными ограждениями.
• Спасательные — для эвакуации людей при авариях; оснащаются дополнительными средствами связи и аварийного освещения.

История развития

Первые шахтные клети появились в XVI–XVII веках в Европе (Германия, Чехия) и представляли собой деревянные ящики, поднимаемые вручную или конным воротом. С началом промышленной революции (XVIII–XIX века) клети стали металлическими, а привод — паровым.

В России первые грузо-людские клети начали применяться на уральских рудниках в середине XIX века. В 1870-х годах на угольных шахтах Донбасса были внедрены двухэтажные клети с паровыми подъёмными машинами. К началу XX века конструкции стандартизировались: появились типовые проекты для стволов диаметром 4–6 м.

В СССР (1920–1980-е годы) развитие шахтного подъёма шло по пути унификации и увеличения грузоподъёмности. Были разработаны серийные клети грузоподъёмностью 3, 5, 8 и 12 т. В 1960-х годах началось внедрение многоканатных подъёмов и парашютных устройств. В 1980-х годах появились клети с роликовыми направляющими и автоматическими дверями.

В постсоветский период (1990–2000-е годы) на многих шахтах России и стран СНГ произошло моральное и физическое старение парка клетей. С 2010-х годов ведётся модернизация: замена на клети с улучшенными аэродинамическими характеристиками, системами автоматического управления и аварийного торможения.

Применение

Грузо-людские клети используются на:

• Угольных шахтах — для спуска-подъёма горнорабочих, доставки крепёжных материалов, оборудования (буровые станки, насосы, вентиляторы) и выдачи породы.
• Рудниках (железная руда, медь, никель, золото) — для транспортировки людей и руды. На глубоких рудниках (до 2–3 км) применяются многоканатные клети с высокими скоростями.
• Калийных и соляных шахтах — для перевозки персонала и продукции. Требуются клети из коррозионно-стойких материалов (нержавеющая сталь, алюминий).
• Строительных и гидротехнических объектах — для спуска людей и материалов в вертикальные шахты метро, тоннели, стволы плотин.

Технические характеристики (типовые значения)

Требования безопасности

В России эксплуатация грузо-людских клетей регламентируется Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твёрдых полезных ископаемых» (утверждены Ростехнадзором). Основные требования:

• Клеть должна быть оборудована парашютным устройством, автоматически останавливающим её при обрыве каната или превышении скорости более чем на 15 % от номинальной.
• Двери клети должны блокироваться от открывания во время движения. Открытие возможно только при полной остановке на посадочной площадке.
• Перевозка людей разрешается только в клетях, прошедших техническое освидетельствование (статическое и динамическое испытание) с периодичностью не реже одного раза в год.
• Максимальная скорость подъёма с людьми не должна превышать 12 м/с (для глубоких стволов — 16 м/с при наличии специальных систем торможения).
• Запрещается одновременная перевозка людей и взрывчатых материалов.
• Клеть должна быть оснащена аварийным освещением, звуковой и световой сигнализацией (связь с машинистом подъёмной машины).

Интересные факты

• Самая глубокая в мире шахта — рудник «Мпоненг» (ЮАР, глубина около 4 км) — использует многоканатные грузо-людские клети, способные поднимать до 40 человек за один рейс.
• В СССР в 1970-х годах была разработана клеть грузоподъёмностью 25 т для стволов Криворожского железорудного бассейна.
• В некоторых старых шахтах (например, в Соликамске) сохранились деревянные клети, работающие с 1930-х годов, которые постепенно заменяются металлическими.

Источники

• Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твёрдых полезных ископаемых» (утверждены Ростехнадзором).
• Справочник по горному делу / под ред. В. А. Боярского. — М.: Недра, 1985.
• Техническая документация на шахтные подъёмные установки (ОАО «Уралмашзавод», ЗАО «НКМЗ»).
• А. И. Ковалёв, В. И. Плотников. Шахтные подъёмные установки. — М.: Недра, 1991.