Конвейерный транспорт

На горнорудных предприятиях применяют ленточные, скребковые и пластинчатые конвейеры.

Ленточные конвейеры широко применяют при отработке калийных и марганцевых руд с размерами кусков горной массы до 500 мм. При подземной разработке мощных месторождений крепких руд ленточные конвейеры используются для транспортирования дробленой руды на концентрационных горизонтах и наклонным стволам до поверхности.

По назначению ленточные конвейеры делятся на поверхностные, подземные, для открытых горных работ. Поверхностные конвейеры используют для транспортирования грузов на поверхности шахт и рудников как средство внутреннего и внешнего транспорта. В свою очередь подземные конвейеры делятся на грузовые, грузолюдские и людские. Грузовые и грузолюдские конвейеры предназначены для транспортирования горной массы и породы.

В наименованиях моделей ленточных конвейеров приняты обозначения: Л - ленточный конвейер для слабонаклонных и горизонтальных выработок; ЛУ - для уклонов; ЛБ - для бремсбергов; ЛН - для выработок с углами наклона до + 250; ЛЛ - для транспортирования грузов и людей; ЛТ - телескопический удлиняющийся; ЛТП - телескопический укорачиваю­тся; цифра справа от основного буквенного индекса показывает ширину ленты в сантиметрах; цифра слева - типоразмер приводной станции; буквенный индекс справа от ширины ленты - модификация. В обозначениях конвейеров, собираемых из унифицированных блоков, добавляют справа букву «У».

К специальным конвейерам относятся ленточно-канатные, ленточно-цепные и ленточно-тележечные конвейера, которые применяются при повышенных углах наклона (более 180) с крупностью кусков горной массы до 1200 мм.

Все подземные ленточные конвейеры состоят из следующих основных частей: приводной, натяжной и хвостовой станций; става конвейерной ленты; загрузочного устройства; электрооборудования и аппаратуры автоматизации.

Конвейеры с шириной ленты 800 и 1200 мм выпускает Александровский машиностроительный завод; с шириной 1000 мм - Краснолучинский машиностроительный завод; мощные конвейеры по особому заказу с шириной ленты 1600 и 2000 мм - Сызранский турбостроительный завод.

Приводные станции ленточных конвейеров состоят из рамы и привода. Привод включает в себя двигатель, редуктор, один или два приводных барабана, coединительные муфты, отклоняющие барабаны, тормоза и стопоры, а также очистительные смазочные и сигнальные устройства.

В качестве тяговых двигателей в ленточных конвейерах применяют асинхронные двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором мощностью 40, 55, 100, 250 и 500 кВт.

Натяжные станции обеспечивают необходимую силу прижатия ленты к приводным барабанам и допустимое провисание ленты между верхними роликоопорами при загруженной ленте и компенсируют остаточное удлинение ленты, возникающее при эксплуатации конвейеров. По принципу действия различают жесткие и автоматические нерегулируемые и автоматические регулируемые.

Жесткие натяжные устройства используют в конвейерах небольшой длины, где не требуется большого начального натяжения ленты. Натяжение осуществляется посредством винтов, реечных механизмов или ручных лебедок.

Грузовые натяжные устройства, обеспечивающие постоянное натяжение ленты, являются нерегулируемыми автоматическими.

Автоматически регулируемые натяжные устройства - наиболее совершенный вид, обеспечивающий необходимое постоянное натяжение ленты при всех режимах работы конвейера. Ввиду больших размеров и сложности конструкции автоматические натяжные устройства не получили широкого распространения на подземных ленточных конвейерах.

Став служит для укрепления нижней и верхней ветвей ленты, придания ей желобчатости и обеспечения устойчивого движения. Обычно став состоит из опорных металлоконструкций (соединенные между собой секции или продольная ферма) и роликоопор. Конструктивное выполнение става конвейера зависит от его назначения. Став чаще располагают на почве, а в подземных выработках иногда подвешивают к верхнякам крепей. В последнее время наибольшее применение в подземных выработках нашли конструкции с канатным ставом и жесткой навеской роликоопор.

Роликоопоры устанавливают на грузовой и порожняковой ветвях для поддержания ленты и придания ей определенной формы. Для поддержания верхней ветки применяюттрехроликовые опоры, а на нижней ветви однороликовые опоры или V - образные двухроликовые с углом наклона роликов 10-150, что улучшает центрирование нижней ленты. Диаметр и масса роликоопор верхней и нижней ветвей ленты выбирается в зависимости от ширины ленты и вида исполнения.

Лента - один из основных элементов конвейера, выполняющий одновременно функции тягового и грузонесущего органов. Наибольшее распространение в горнодобывающей промышленности получили резинотканевые и резинотросовые ленты.

Каркас резинотканевой ленты состоит из набора тканевых прокладок, между которыми расположен тонкий слой резины (сквидж).

Тканевые прокладки изготавливают: из комбинированных тканей (полиэфир/хлопок) типа БКНЛ-65 прочностью по основе 650 Н/см ширины одной прокладки; на основе синтетических полиамидных волокон типа ТА-100, ТК-200, ТК-300, ТА-400, ТЛК-200, К-300, А-300 и др. прочностью на разрыв 1980-4000 Н/см; на основе поливинил-хлорида типа ПВХ-120 прочностью на разрыв 1180 Н/см.

В зависимости от характеристики транспортируемого груза ленты изготавливают четырех типов: 1 - общего назначения; 2 - специального назначения (М - морозостойкая, МС - маслостойкая, Ш - для шахтных условий, Т - теплостойкая; Т1 - теплостойкая, температура транспортируемого материала до 1000 С, Т2 - до 1500 С, ТЗ - до 2000 С, С - специальная лента с рифленой поверхностью, Р - лента с двухсторонней резиновой обкладкой и 6peкерной прокладкой из полиамидного волокна под резиновой обкладкой рабочей поверхности, Л - для легких условий); 3 - с односторонней резиновой обкладкой; 4 - одно и двухпрокладочная с двухсторонней резиновой обкладкой.

В зависимости от прочности резины наружных обкладок ленты подразделяют на следующие классы: А; Б; М; Г-1; Г-2; Г-3; ИБ; РБ; С; В.

Примеры условного обозначения лент:

1-1.1200-5-TA-150-3-1,5-А - лента типа 1, общего назначения, ширина 1200 мм, пять прокладок из материала ТА-150, рабочая обкладка толщиной 3 мм, нерабочая - 1,5 мм, резина класса А;

- 2Ш-800-4-БКНЛ-65-3-1-С: лента типа 2 для шахтных условий, ширина 800 мм, четыре прокладки из ткани типа БКНЛ-65, рабочая обкладка толщиной 3 мм, нерабочая 1 мм, резинакласса С;

- 2С-1000-6-ПВХ-120-1,3-1,3-ГЗ: лента типа 2, специальная, с рифленой поверхностью, ширина 1000 мм, шесть прокладок из ткани ПВ-120, рабочая обкладка 1,3 мм, нерабочая 1,3 мм, резина класса ГЗ.

Новым этапом технического перевооружения рудников, предпринятым руководством корпорации «Казахмыс» в качестве реализации одного из приоритетных направлений развития рудной базы, является переход на конвейерный транспорт.

Идея применения магистральных конвейеров в подземных условиях прорабатывалась и ранее в Жезказгане (1975-80 гг.), при этом из-за высокой абразивности руды был разработан и испытан на шх. 42 конвейер пластинчатого типа (пластины футерованы резиной), который, несмотря на определенную эффективность, оказался металлоемким и практического применения не получил.

В принципиально новой постановке решен данный вопрос в корпорации «Казахмыс». Конвейерные линии решено оснащать передвижными мобильными мощными дробильными установками и это позволяет применять относительно простые по конструкции ленточные конвейера (по типу применяемых на обогатительных фабриках). Для уборки просыпей предусматривается использование малогабаритной ПДМ типа Микроскуп. В целом данная схема транспортировки руды означает переход на прогрессивную циклично-поточную технологию (ЦПТ) разработки месторождения с минимальными транспортными расходами по автосамосвалам Tоро. Следует отметить важнейший положительный фактор при использовании конвейерного транспорта - это исключение загазованности воздуха в выработках. Соответственно в таких условиях более эффективно решаются проблемы шахтной вентиляции и улучшения условий труда подземных рабочих. Кроме этого при конвейерном транспорте снижаются объемы горно-капитальных работ за счет меньшего сечения выработок по сравнению с применением ПДМ.

На настоящий период времени управлением корпорации принято решение о ведении подземной разработки с применением конвейерного транспорта на рудниках:

- новый рудник Жаман-Айбат (с годовой добычей 3 млн.т) с полной конвейериза­цией откатки и ведением работ по ЦПТ;

- рудник на базе запасов шх.67-70 ЖГМК (пусковой рудник с годовой добычей 3 млн. т);

- Анненский рудник ЖГМК с частичной конвейерной доставкой от новых участков добычи, расположенных на большой глубине разработки;

- на Жиландинской группе рудников на вскрытии и горизонтах добычи;

- новый Артемьевский рудник (в Восточном Казахстане);

- новый рудник Актогай открытые работы производственного объединения Балхашмедь).

Для рудника на базе запасов шх. 67-70 ЖГМК проектом разработана следующая схема транспортирования руды:

- руда с поля шахты 67 доставляется по выработкам рудных горизонтов к перепускно­му рудоспуску (бункер недробленой руды), расположенному у околоствольного двора шахты 67;

- руда с поля шахты 70 по рудоспускам 9 и 13бис, оборудованным передвижными дробильными установками, перепускается на концентрационный горизонт - 140 м и далее по выработкам транспортируется конвейерами к стволу шахты 67; конвейерная линия от рудоспуска 13бис общей протяженностью около 4 км состоит из пяти ленточных конвейеров и перегрузочных устройств между ними.

В условиях Анненского рудника, разрабатывающего свиты наклонных перекрывающихся залежей, решено вместо доставки ПДМ Tоро по выработкам сечением 20-22 м² испытать конвейерную доставку на участке гор. - 240 м по дренажному штреку сечением до 10 м² к рудоспуску 4. Длина конвейерной линии - 1,7 км с шириной ленты конвейера 1200 мм. Планируемая производительность конвейерной доставки 850 т/ч.

Для вновь вводимого в отработку рудника Жаман-Айбат ЦПТ решено применить конвейерную доставку в наиболее широком. масштабе.

Месторождение Жаман-Айбат представлено пластообразной пологопадающей рудной залежью средней мощности 4-10 м. На основании предпроектных проработок для рассматриваемых горно-геологических условий в качестве оптимальной принята система разработки со сплошной выемкой. При этой системе работы ведут с разбивкой залежи на панели, оставлением по границам панелей барьерных целиков и выемкой запасов в две стадии: в первую очередь отрабатывают камерные запасы, во вторую стадию ведут выемку целиков. Разрыв между стадиями ведения работ задается минимальный, что продиктовано условиями перераспределения горного давления и выполняется с целью предупреждения возрастания концентраций напряжений на целики за счет использования разгружающего влияния близкорасположенного призабойного сплошного массива.

В целях повышения эффективности на руднике Жаман-Айбат предусматривается ведение работ по ЦПТ. Для этого в главных откаточных выработках запроектирована установка трех конвейерных линий длиной соответственно 3,0 км, 2,5 км и 0,3 км. Доставка к конвейеру выполняется ПДМ Tоро. Для дробления руды в комплекс ЦПТ входят щековые передвижные дробильные установки Nordberg LT 105 (Германия) с номинальной производительностью 150-450 т/ч (в зависимости от размера разгрузочной щели от 70 до 200 мм). Первая очередь конвейерной линии состоит из шести ленточных конвейеров. Ширина ленты - 1200 мм, тип ленты - резинотросовая. Средняя планируемая производительность линии - 800 т/ч.

В перспективе переход на ведение работ по ЦПТ с применением конвейерного транспорта намечается и на других рудниках корпорации «Казахмыс» - на месторождении Жиландинской группы, Нурказган и др.

Кроме ленточных конвейеров на горнодобывающих предприятиях для транспортирования абразивных руд успешно применяются пластинчатые конвейеры.

Высокая прочность и надежность рабочего органа пластинчатых конвейеров с цепным тяго­вым органом, возможное транспортирование острокромочных крупнокусковых скальных пород и руд по сильно искривленным выработкам и простота наращивания длины конвейера выгодно от­личает его от других видов конвейеров.

Одна их первых удачных конструкций подземного пластинчатого конвейера была освоена в ФРГ в 1950 году. За короткое время пластинчатые конвейеры почти вытеснили все дру­гие виды транспорта на угольных шахтах ФРГ. Они получили широкое распространение в Англии, Франции, Бельгии и других странах. Так, на Паттрегских металлических рудниках (ФРГ) работали пластинчатые конвейеры фирмы «Aumund». Ширина несущих пластин 640-800 мм, высота бортов 100-300 мм, тяговый орган конвейера - две пластинчатые цепи, расстояние между ходовыми каретками 1,92 м, роликовая колея 400 мм. Конвейер допускает транспортирование особо тяжелых грузов. Длина горизонтального конвейера 220 м, мощность двигателя 16 кВт.

В качестве примера успешного применения пластинчатого конвейера для транспортирования крупной руды можно назвать специальный конвейер фирмы «Aumund», эксплуатируемый на французском руднике ИСРИМ-1 в Лотарингии с 1964 года.

В настоящее время фирма «Aumund» выпускает целую гамму конвейеров. К примеру, бронированный цепной конвейер PKF. Область применения конвейера PKF - в системе разгрузки бункера для измельченного известняка или для липкого сырья подобно мелу, гипсу, известковой глине, глине или сырому углю.

Заслуживает внимания самоходный конвейер фирмы «Klokner-Becorit» способный перемещаться по выработкам любой кривизны в плане. В данном конвейере пластинчатое полотно выполнено из композиционного материала, что дает снижение массы ее на 60 %.

На угольных шахтах Англии применялись пластинчатые конвейеры фирм «Ричард Сатклиф», «Бритиш Джеффри Дай-монд» и «Доллери энд Палмер», аналогичные по конструкции немецким пластинчатым конвейерам.

В США пластины для конвейеров изготавливают из синтетических материалов (полиуретана, полипропилена, поликарбоната) путем формования, а затем подвергаются механической обработке с помощью фрез, выбирающих пазы шарнирного соединения. Пластмассовые пальцы входят в шарнирные отверстия с обеих сторон и взаимно замыкаются с помощью уступов на их клиновых концах.

Фирма «Disorgrin Industries Corp» (США) выпускает полиуретановые пластины для пластинчатых конвейеров, которые служат в два раза дольше алюминиевых и в 8 раз дольше резиновых пластин. Благодаря небольшой массе полиуретановые пластины позволяют сократить на 40% мощность, потребляемую приводным электродвигателем.

Открытое акционерное общество «Первоуральский завод горного оборудования» (Россия, Сверд­ловская область, г. Первоуральск) выпускает в настоящее время для горнодобывающей промышленности детали пластинчатых конвейеров с пластинчатой цепью. В частности К-1730, движущейся по роликам, оснащенной металлическими лотками, позволяющими транспортировать груз с температурой нагрева до 600°С, цепь пластинчатая: две ветви с шагом по роликам 500 мм, соединенные общей осью (тяговое усилие 42 т), лоток к пластинчатой цепи - штампованная металлоконструкция шириной 650, 800,1000, 1200, 1400 мм, ролики опорные - диаметр 180 мм, ширина бочки 200 мм, валок со звездочками при­водных и натяжных станций. Надежность эксплуатации в тяжелых условиях высокой температуры, запыленности, подтверждают давние постоянные потребители - большинство горно-обогатительных комбинатов и металлургических предприятий Российской Федерации и стран СНГ, такие как: Качканарский ГОК (РФ), Соколовско-Сарбайское ГПО (Казахстан), Бакальское РУ (РФ) и др.

Практика эксплуатации отечественных магистральных пластинчатых конвейеров на уголь­ных шахтах, разрезах и опыт работы пластинчатых конвейеров за рубежом показывают, что при условии обеспечения достаточной прочности и надежности работы конвейеры с ходовыми роли­ками и центрально расположенной круглозвенной цепью могут быть с успехом применены в гор­но-металлургической промышленности для транспортирования угля, окатышей, агломерата, скальных пород и руд на большие расстояния при любой криволинейности трассы.