두 가지 주요 권양 장치 시스템은 채광 및 갱도 작업에 사용되는 드럼 권양 및 코페(또는 마찰) 권양입니다. 드럼 권양기는 거대한 낚시 릴과 유사하게 권양 로프의 전체 길이를 큰 드럼에 감아서 작동합니다. 반면에 코페 시스템은 마찰 구동 휠을 사용하여 로프를 이동시키며, 이 로프는 휠에 저장되지 않고 그냥 휠 위를 통과합니다.
로프를 물리적으로 저장하는 드럼 권양기와 마찰을 통해 로프를 이동시키는 코페 권양기 사이의 선택은 주로 광산 갱도의 깊이와 작업 하중에 의해 결정되는 기본적인 엔지니어링 결정입니다.
권양 장치의 핵심 기능
권양 장치 또는 호이스트는 케이지(인력용) 또는 스킵(자재용)과 같은 운반 장치를 수직 광산 갱도 위아래로 이동시키는 필수 기계입니다. 시스템 유형에 관계없이 몇 가지 주요 구성 요소는 항상 존재합니다.
주요 구성 요소
권양 엔진 또는 모터가 동력을 제공합니다. 이 동력은 드럼 또는 코페 휠을 통해 기어를 통해 로프에 전달됩니다.
전체 시스템은 지표면의 권양기 하우스에 있으며, 로프는 갱도 바로 위에 있는 높은 강철 구조물인 헤드프레임 상단의 도르래를 통해 실행됩니다.
시스템 1: 드럼 권양
드럼 권양기는 두 시스템 중 더 전통적인 방식입니다. 작동 원리는 직접적이고 기계적으로 간단합니다.
작동 원리
이 시스템에서는 갱도 바닥에 도달하는 데 필요한 권양 로프의 전체 길이가 큰 원통형 또는 이중 원통형 드럼에 단단히 부착되어 감겨 있습니다. 드럼이 한 방향으로 회전하면 로프를 풀어서 케이지 또는 스킵을 내리고, 다른 방향으로 회전하면 로프가 드럼에 다시 감겨 올라갑니다.
주요 특징
이 방법은 로프가 드럼에 물리적으로 고정되어 있기 때문에 갱도 내 운반 장치의 위치에 대해 긍정적이고 미끄러짐 없는 제어를 제공합니다. 그러나 드럼의 크기는 전체 로프를 수용할 수 있을 만큼 충분히 커야 하며, 이는 상당한 제약이 될 수 있습니다.
시스템 2: 코페 (마찰) 권양
드럼 권양기의 깊이 제한을 극복하기 위해 개발된 코페 시스템은 현대의 깊은 갱도 채광의 표준입니다.
작동 원리
코페 시스템은 로프를 저장하지 않습니다. 대신, 로프는 특수 마찰 라이닝 홈이 있는 단일 대구경 휠(코페 풀리) 위를 통과합니다.
이 시스템은 로프와 풀리 라이닝 사이의 마찰에 의존하여 동력을 전달합니다. 케이지 또는 스킵은 로프의 한쪽 끝에 부착되고, 카운터웨이트(또는 두 번째 운반 장치)는 다른 쪽 끝에 부착되어 하중을 균형 잡고 마찰 구동이 작동하기에 충분한 장력을 보장합니다.
주요 특징
이 설계는 모터가 강철 로프 자체의 엄청난 무게가 아닌 페이로드만 들어 올리면 되기 때문에 깊은 갱도에 훨씬 더 효율적입니다. 하강 측의 로프 무게는 상승 측의 로프를 들어 올리는 데 도움이 됩니다.
절충점 이해
이 두 시스템 간의 선택은 광산의 특정 요구 사항에 기반한 명확한 엔지니어링 절충점을 포함합니다.
갱도 깊이 및 로프 무게
드럼 권양기는 깊이에 의해 제한됩니다. 갱도가 깊어질수록 로프는 더 길고 무거워지며, 이를 저장하기 위해 비현실적으로 크고 무거운 드럼이 필요합니다.
코페 권양기는 깊은 깊이에서 뛰어납니다. 로프 무게가 균형 잡혀 있기 때문에 시스템은 로프 자체를 저장하고 들어 올릴 필요 없이 페이로드만으로 제약받지 않습니다.
제어 대 복잡성
드럼 권양기는 로프 미끄러짐 위험 없이 절대적인 위치 제어를 제공하여 얕은 다층 갱도에 대해 견고하고 간단한 선택입니다.
코페 시스템은 더 복잡하며, 잠재적인 로프 미끄러짐을 방지하기 위해 정밀한 장력 조절, 균형 로프 및 관리가 필요합니다. 그러나 깊은 갱도에 대한 효율성과 적합성은 이러한 복잡성을 필요하고 가치 있게 만듭니다.
애플리케이션에 대한 올바른 선택
운영 목표는 권양 시스템을 선택할 때 결정적인 요소입니다.
- 주요 초점이 얕은 갱도(약 1500미터 미만) 또는 다층 접근인 경우: 드럼 권양 시스템은 더 간단한 기계적 요구 사항으로 견고하고 확실한 제어를 제공합니다.
- 주요 초점이 깊이 및 페이로드 용량 극대화인 경우: 코페(마찰) 권양 시스템은 로프 무게와 드럼 크기의 근본적인 제약을 극복하므로 확실한 업계 표준입니다.
궁극적으로 올바른 시스템은 갱도의 고유한 지질 및 생산 요구 사항을 안전하고 효율적으로 충족하는 시스템입니다.
요약 표:
| 시스템 | 최적 용도 | 주요 장점 | 주요 제한 사항 |
|---|---|---|---|
| 드럼 권양 | 얕은/다층 갱도 (< 1500m) | 운반 장치의 확실하고 미끄러짐 없는 제어 | 로프 무게/드럼 크기로 인해 매우 깊은 갱도에는 비현실적 |
| 코페 (마찰) 권양 | 깊은 갱도 및 높은 페이로드 | 깊은 깊이에서 매우 효율적; 로프 무게를 저장/들어 올릴 필요 없음 | 더 복잡하며, 미끄러짐 방지를 위해 정밀한 장력 조절 필요 |
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