Конвейерный транспорт

КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ (а. соnveyor transport; н. kontinuierliche Forderung, Stetigforderung, Stromforderung; ф. соnvoyage, transport par соnvoyeurs; и. transporte por transportadores, transporte рог bandas, transporte por cintas, transporte por cadenas) — технологический процесс перемещения горных масс с помощью конвейеров на подземных и открытых разработках месторождений полезных ископаемых. В широком смысле — комплекс, объединяющий конвейеры и вспомогательное оборудование (например, бункеры, питатели и др.), технические средства управления производством работ, а также технического обслуживания и ремонта. Области эффективного использования конвейерного транспорта: на подземных работах — перемещение угля, калийных и марганцевых руд из забоя (а крепких руд — от дробильных комплексов) до пунктов перегрузки в другие транспортные средства или до обогатительной фабрики на поверхности; на открытых работах — перемещение до различных пунктов угля и мягких вскрышных пород, разрабатываемых роторными экскаваторами, а также крепких пород и руд после предварительного дробления.

На горных предприятиях применяют  следующие виды конвейеров: ленточные, ленточно-канатные, скребковые, пластинчатые.

Ленточный конвейер — (англ. belt conveyor) транспортирующее устройство непрерывного действия с рабочим органом в виде ленты (рис.1).

Ленточный конвейер является наиболее распространённым типом транспортирующих машин, он служит для перемещения  насыпных или штучных грузов. Применяется  на промышленных производствах, в рудниках и шахтах, в сельском хозяйстве. Груз перемещается по ленте в горизонтальной плоскости или под углом до 30° к горизонту.

Часто конвейерная лента  является одной из частей транспортирующего  устройства. Например, зернопогрузчик применяющийся на механизированном току для сбора зерновой массы с площадки имеет щёточные скребки, далее зерно поднимается норией и попадает на ленточный конвейер который забрасывает зерно в кузов грузового автомобиля.

Ленточные конвейеры бывают передвижными, переносными, поворотными  и стационарными. Стационарные машины применяют для перемещения большого количества материалов на расстояние от 30 до 3000 м., а передвижные и переносные машины – для перемещения небольшого количества материала на расстояние от 2 до 20м. В практике применяют последовательно  расположенные конвейеры для  перемещения материала на десятки  километров. Основное назначение стационарного  конвейера – перемещение материалов в горизонтальном направлении до 80м и в наклонном направлении  с подъемом 7м при полной длине  рамы.

Рис.1 Ленточный конвейер

 

Ленточно-канатный конвейер (англ. cable-belt conveyor; нем. Seilbandförderer m, Seilgurtförderer m) — разновидность конвейера ленточного типа, у которого лента выполняет функции грузонесущего органа, а тяговым органом служат стальные канаты.

Конвейеры этого типа используются на горных предприятиях как стационарные установки для перемещения полезных ископаемых на большие расстояния по подземным выработкам и на поверхности (рис.2).

Ленточно-канатные конвейеры  успешно конкурируют с ленточными конвейерами при производительности 500-3000 т/час и больших расстояниях  транспортирования.

Современные конструкции  ленточно-канатных конвейеров включают два замкнутых в вертикальной плоскости каната, на которых свободно лежит конвейерная лента. Верхняя  и нижняя ветки канатов по всей длине конвейера поддерживается роликами, расположенными на опорных  стояках. Ролики закреплены попарно  на балансирах.

Конструкции ленточно-канатных конвейеров характеризуются такими параметрами:

ширина ленты 900—1200 мм,

предельный угол наклона 16-17,

скорость канатов 3-5 м/с (проектная 7,6 м/с),

производительность по углю 3000 т/час, по руде — 2000 т/час,

диаметр канатов односторонней  свивки 32-57 мм,

длина конвейера — 15-30 км, а конвеёерной линии, состоящей из двух конвейеров, — до 51 км.

Преимущества:

большая длина транспортирования;

большой срок службы ленты (10-15 лет) за счёт уменьшения нагрузки на неё;

низкий коэффициент сопротивления  движению (0,015-0,02);

меньшие в сравнении с  ленточными конвейерами удельные затраты  энергии (на 30-40 %) и металлоёмкость линейной части (в 2,5-3 раза).

Недостатки:

ограниченная кусковость горной массы (до 150—200 мм);

относительно небольшой срок службы канатов (до 7-8 тыс. часов).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2 Ленточно-канатный конвейер

Скребковый конвейер — (англ. flight conveyor) транспортирующее устройство непрерывного действия, в котором перемещение насыпных грузов осуществляется по неподвижному желобу — рештаку с помощью скребков, закрепленных на одной или нескольких тяговых цепях и погруженных в слой насыпного груза.

Характеристики  скребковых конвейеров:

высота борта — от 100мм

мощность доставляемого  пласта — до 0.8м

угол падения доставляемого  пласта — до 25º

длина аккумулирующих выработок  — 50 м и более.

Рабочие инструменты  скребковых конвейеров: став, цепь, скребки, желоба, приводная станция, концевая головка.

Классификация скребковых конвейеров:

по назначению

подземные скребковые конвейеры (для угольных и рудных шахт)

скребковые конвейеры  общего назначения (для поверхности  шахт и обогатительных фабрик)

специальные скребковые конвейеры (применяемые в горнотранспортных  машинах)

по характеру  выполняемых функций

доставочные скребковые конвейеры (только транспортировка)

агрегатные скребковые конвейеры (работают в комплексе с другими  выемочными агрегатами, кроме транспортирования  другие функции)

тормозные скребковые конвейеры (спуск угля по выработкам с большим  углом наклона)

по виду привода

скребковые конвейеры  с электрическим приводом

скребковые конвейеры  с пневматическим приводом

скребковые конвейеры  с гидравлическим приводом

по типу тяговой  цепи

скребковые конвейеры  с роликовтулочной цепью

скребковые конвейеры  с разборной цепью

скребковые конвейеры  с круглозвенной цепью

по расположению рабочей ветви

скребковые конвейеры  с верхней рабочей ветвью

скребковые конвейеры  с нижней рабочей ветвью

скребковые конвейеры  с двумя рабочими ветвями

по способу  перемещения конструкции

переносные скребковые конвейеры

передвижные скребковые конвейеры

Рис. 3 Скребковый конвейер

Пластинчатый конвейер — (англ. apron conveyor) транспортирующее устройство с грузонесущим полотном из стальных пластин, прикрепленным к цепному тяговому органу.

Характеристики: толщина пластин – от 3 мм, ширина полотна – от 500 мм, скорость движения полотна – от 0,6 м/с, производительность – от 250 до 2000 т/ч, угол наклона установки – до 45º.

Разновидность пластинчатых конвейеров — багажная карусель, установлена  в большинстве современных аэропортов в помещениях выдачи багажа. Их также  встраивают в некоторые сельскохозяйственные машины. Пластинчатые конвейеры применяют в качестве технологических на автомобильных производствах и во многих других отраслях.

Рабочие инструменты: пластичное полотно, ходовые ролики, тяговый  орган, приводная станция, натяжная станция.

Преимущества:

возможность транспортирования  более широкого (по сравнению с  ленточными конвейерами) ассортимента грузов ;

способность транспортирования  грузов по трассе с крутыми подъёмами (до 35°-45°, а с ковшеобразными пластинами - до 65°-70°);

возможность транспортирования  грузов по сложной пространственной траектории;

высокая надёжность.

Недостатки:

малая скорость движения грузов (до 1,25 м/с);

как и у других цепных конвейеров:

большая погонная масса конвейера;

сложность и дороговизна  эксплуатации из-за наличия большого количества шарнирных элементов  в цепях, требующих регулярной смазки;

больший расход энергии на единицу  массы транспортируемого груза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4 Пластинчатый конвейер

Целесообразно применение конвейерного транспорта в технологических комплексах поверхности шахт и карьеров, на дробильно-обогатительной и агломерационных  фабриках и др., а также при  перемещении грузов на значительные расстояния до мест потребления.

В CCCP использование конвейерного транспорта началось на угольных шахтах в 1925 с внедрением доставочных качающихся конвейеров. В 1931 (в Донбассе) в комплекс конвейерного транспорта вошли подземные  ленточные конвейеры, а с 1935-36 (в  Подмосковном угольном бассейне) —  скребковые. С середины 1950-х гг. конвейерный  транспорт широко внедряется на угольных, калийных и марганцевых шахтах (по абсолютной протяжённости подземных  конвейерных линий CCCP занимает 1-е  место в мире). На открытых работах  в значительных масштабах конвейерный  транспорт применяется с середины 30-х гг. — угольные разрезы Богословского и Коркинского месторождений, а также подмосковные гравийные карьеры. С 1958 совместно с роторными экскаваторами конвейерный транспорт начал использоваться для перемещения рыхлых пород на рудных карьерах, а с 1974 внедрён на Ингулецком ГОКе для транспортирования предварительно дроблёной руды.

Комплекс конвейерного транспорта на угольных шахтах включает скребковые конвейеры в очистных забоях и  в основном ленточные в участковых и магистральных выработках, а  также наклонных стволах. На карьерах наиболее распространены ленточные  конвейеры, а в поверхностных  транспортных системах значительной протяжённости  — ленточные и иногда ленточно-канатные. Достоинства конвейерного транспорта: поточность перемещения горной массы; высокая производительность (до 20-30 тысяч м3/ч по рыхлой горной массе и 3-10 тысяч т/ч по горной скальной); возможность повышения (на 25-30% и больше) производительности выемочно-погрузочного и отвального оборудования; относительно большая длина транспортирования (до 3-15 км одним ставом конвейера и 20-100 км конвейерной линией); возможность перемещения горной массы под углом до 18-20°, что позволяет при подъёме горной массы из карьера сократить длину транспортирования по сравнению с железнодорожным и автомобильным транспортом соответственно в 6-8 и 3-4 раза. Кроме того, конвейерный транспорт характеризуется относительно малой энергоёмкостью, благоприятными условиями для автоматизации и централизованного управления, повышением безопасности и улучшением условий труда. Эксплуатация конвейерного транспорта на открытых работах меньше зависит от климатических условий, чем эксплуатация автотранспорта. Системы конвейерного транспорта могут работать при изменениях температуры воздуха от -40 до 50°С. Недостатки конвейерного транспорта: сложность транспортирования абразивных скальных грузов, кусковатость которых для ленточных конвейеров не превышает 350-400 мм; ограниченные сроки службы и высокая стоимость конвейерной ленты (до 40% стоимости конвейера); сложность транспортирования липкой горной массы. Интенсификация и концентрация очистных работ способствуют широкому внедрению конвейерного транспорта при добыче полезных ископаемых подземным способом. На угольных шахтах наиболее распространён конвейерный транспорт при панельном способе подготовки пласта и системах разработки длинными столбами единичными или спаренными лавами с отработкой обратным ходом. При этом возможны два варианта схем конвейерного транспорта: с телескопическим конвейером и хвостовым перегружателем или с надвижным перегружателем под лавой, перегружающим уголь на обычный ленточный конвейер. Производительность конвейерного транспорта на угольных шахтах 250-1200 т/ч при ширине ленты 800-1200 мм. Для сглаживания неравномерности грузопотоков в местах перегрузки в конвейерных линиях устанавливают бункер-конвейеры вместимостью от 50 до 200 м3. На шахтах, разрабатывающих пологие пласты (с углом падения до 18°), применяются сочетания конвейерного транспорта (по участковым горизонтальным и наклонным и магистральным наклонным выработкам) с электровозным транспортом по главным горизонтальным выработкам. Схемы конвейерного транспорта, основанные на конвейеризации всей транспортной цепи от очистных забоев до мест погрузки угля в железнодорожные вагоны, обеспечивают высокоэффективную работу шахт со значительными размерами шахтных полей и производственной мощностью (например, на шахте "Распадская").

На калийных шахтах конвейерный  транспорт широко применяется при  камерно-столбовой и столбовой  системах разработки. Осуществлена (например, на Солигорских шахтах) конвейеризация от забоя до ствола или до поверхности. По блоковым выработкам калийная руда доставляется скребковыми конвейерами, а по панельному штреку и магистральным выработкам — ленточными. На некоторых шахтах общая протяжённость ленточных конвейеров свыше 40 км. На марганцеворудных шахтах конвейерный транспорт применяют при разработке длинными столбами с заходками. В заходках по выемочным штрекам и по аккумулирующим штрекам марганцевая руда транспортируется ленточными конвейерами до погрузочного пункта локомотивной откатки или до околоствольного двора. При подземной разработке мощных залежей крепких руд конвейерный транспорт эффективен для транспортирования предварительно дроблёной руды по наклонным стволам на поверхность. Например, на шахте № 2 им. Артёма в Кривбассе две параллельно расположенные конвейерные линии длиной по 4 км, установленные в наклонном стволе под углом 16-18°, обеспечивают производительность 10 млн. т руды в год (техническая производительность одной конвейерной линии 6000 т/ч при ширине ленты 2000 мм и скорости движения 3 м/с). Применение конвейерного транспорта при подземной разработке крутопадающих залежей крепких руд позволяет сократить количество рудоспусков в отрабатываемых блоках и объём проходческих работ, а также сроки подготовки и отработки блоков. Использование конвейерного транспорта при разработке мощных залежей крепких руд с системами с массовым обрушением руды позволяет интенсивно отрабатывать блоки. Для таких условий создаются ленточно-тележечные конвейеры, дающие возможность транспортировать крупнокусковую руду без предварительного дробления.

Конвейерный транспорт на карьерах применяют в основном при  большой производственной мощности предприятия (свыше 20 млн. т/год) и глубине (свыше 150 м) для транспортирования  рыхлых вскрышных пород за пределы  карьера в комплексе с мощными  роторными экскаваторами (рис.4).

 

Рис. 4 Роторный экскаватор

Подобная схема разработки и перемещения вскрышных пород  конвейерным транспортом распространена на карьерах KMA, на железорудных и марганцевых  карьерах Украины и др. Расстояние транспортирования обычно 2-3 км, иногда до 10-20 км, производительность роторных комплексов и конвейеров 5000-6000 м3/ч. Разрабатывается аналогичное оборудование с производительностью 12 500 м3/ч. В  состав карьерного конвейерного транспорта рыхлых пород входят: ленточные забойные конвейеры (передвижные), передаточные и сборочные (полустационарные), подъёмные и магистральные (стационарные), отвальные (передвижные), а также конвейерные агрегаты — перегружатели, отвалообразователи, транспортно-отвальные мосты.