A les mines de carbó, les principals cinta transportadores instal·lades en carreteres principals amb fort pendent sovint experimenten desbordaments, vessaments i caigudes de carbó durant el transport. Això és particularment evident quan es transporta carbó cru amb un alt contingut d'humitat, on el vessament diari de carbó pot arribar a desenes o centenars de tones. El carbó vessat s'ha de netejar, cosa que afecta l'eficiència i la seguretat operatives. Per solucionar-ho, s'instal·la un dipòsit d'emmagatzematge d'aigua al capdavant de la cinta transportadora per netejar el carbó vessat. Durant el funcionament, la vàlvula de comporta del dipòsit d'emmagatzematge d'aigua s'obre manualment per buidar el carbó flotant fins a la cua de la cinta transportadora, on un carregador el neteja. Tanmateix, a causa del gran volum d'aigua de buidat, l'excés de carbó flotant, la neteja inoportuna i la proximitat del carbó flotant al dipòsit, el carbó flotant sovint es buida directament al dipòsit. Com a resultat, el dipòsit requereix una neteja un cop al mes, cosa que comporta problemes com ara una alta intensitat de treball, dificultat per netejar el dipòsit i riscos importants per a la seguretat.
1 Anàlisi de les causes dels vessaments de carbó
1.1 Principals causes del vessament de carbó
Primer, el gran angle d'inclinació i l'alta velocitat de la cinta transportadora; segon, superfícies irregulars en múltiples punts al llarg del cos de la cinta transportadora, que provoquen que la "cinta suri" i provoquen vessaments de carbó.
1.2 Dificultats en la neteja del sumidoir
En primer lloc, la vàlvula de comporta d'obertura manual del dipòsit d'emmagatzematge d'aigua sovint té un grau d'obertura arbitrari, cosa que provoca un volum excessiu d'aigua de rentat. De mitjana, s'aboquen 800 m³ d'aigua de fang de carbó al dipòsit cada vegada. En segon lloc, el terra irregular de la carretera de la cinta transportadora principal fa que el carbó flotant s'acumuli a les zones baixes sense una sedimentació oportuna, cosa que permet que l'aigua porti el carbó flotant al dipòsit i provoca una neteja freqüent. En tercer lloc, el carbó flotant a la cua del transportador no es neteja ràpidament ni a fons, cosa que fa que es buidi al dipòsit durant les operacions de rentat. En quart lloc, la curta distància entre la cua del transportador principal i el dipòsit permet que l'aigua de fang de carbó amb sedimentació insuficient entri al dipòsit. En cinquè lloc, el carbó flotant conté una quantitat significativa de trossos grans, cosa que dificulta que l'excavadora ambulant (equipada amb una bomba de fang) reculli el material de manera eficient a la part frontal durant la neteja del dipòsit. Això resulta en una baixa eficiència, un desgast sever de la bomba de fang i requereix una neteja manual o amb carregadora a la part frontal del sumidoir, la qual cosa comporta una alta intensitat de mà d'obra i una baixa eficiència de neteja.
2 Disseny d'un sistema integral de tractament de vessaments de carbó per a transportadors de cinta
2.1 Recerca i mesures de l'esquema
(1) Tot i que l'angle d'inclinació pronunciada de la cinta transportadora no es pot modificar, la seva velocitat de funcionament es pot ajustar en funció del volum de carbó. La solució consisteix a instal·lar una bàscula de cinta a la font d'alimentació per controlar el volum de carbó i proporcionar informació en temps real al sistema de control. Això permet ajustar la velocitat de funcionament de la cinta transportadora principal per reduir la velocitat i minimitzar el vessament de carbó.
(2) Per solucionar el problema de la "flotació de la cinta transportadora" causada per superfícies irregulars en múltiples punts al llarg del cos del transportador, les mesures inclouen l'ajust tant del cos del transportador com de la calçada per garantir que la cinta circuli en línia recta. A més, s'instal·len dispositius de corrons de pressió per resoldre el problema de la "flotació de la cinta transportadora" i reduir el vessament de carbó.
2.2 Sistema de neteja automàtica a la cua mitjançant un carregador
(1) A la part posterior de la cinta transportadora hi ha instal·lades una criba de rodets i una criba vibrant d'alta freqüència. La criba de rodets recull i classifica automàticament el carbó vessat. El material de mida petita es neteja amb aigua a un netejador de dipòsits tipus rascador, mentre que el material de mida gran es transporta a la criba vibrant d'alta freqüència. A través d'una cinta transportadora de transferència, el material es torna a enviar a la cinta transportadora principal. El material de mida petita de la criba vibrant d'alta freqüència flueix per gravetat al netejador de dipòsits tipus rascador.
(2) L'aigua de la suspensió de carbó flueix per gravetat cap al netejador de dipòsits tipus rascador, on les partícules gruixudes de més de 0,5 mm es descarreguen directament a la cinta transportadora de transferència. L'aigua de sobreeiximent del netejador de dipòsits tipus rascador flueix per gravetat cap a un tanc de sedimentació.
(3) Un rail i un polipast elèctric estan instal·lats sobre el tanc de sedimentació. Una bomba de fangs forçada de gran potència amb agitació es col·loca dins del tanc de sedimentació i es mou endavant i endarrere per transportar els fangs dipositats al fons a un filtre premsa d'alta pressió. Després de la filtració pel filtre premsa d'alta pressió, la coca de carbó es descarrega a la cinta transportadora de transferència, mentre que l'aigua filtrada flueix per gravetat cap al sumidoir.
2.3 Característiques del sistema integral de tractament de vessaments de carbó
(1) El sistema controla automàticament la velocitat de funcionament de la cinta transportadora principal per reduir el vessament de carbó i solucionar el problema de la "corretja flotant". Controla intel·ligentment la vàlvula de comporta del dipòsit d'emmagatzematge d'aigua, reduint el volum d'aigua de neteja. La instal·lació de plaques de polietilè de pes molecular ultra alt al terra de la carretera redueix encara més el volum d'aigua de neteja necessari. El volum d'aigua de neteja per operació es redueix a 200 m³, una disminució del 75%, cosa que disminueix la dificultat de la neteja del sumidoir i el volum de drenatge de la mina.
(2) La criba de rodets a l'extrem posterior recull, classifica i transporta el material de manera exhaustiva, classificant partícules gruixudes superiors a 10 mm. El material de mida inferior flueix per gravetat cap al netejador de dipòsit tipus raspador.
(3) La criba vibratòria d'alta freqüència deshidrata el carbó, reduint el contingut d'humitat del carbó en trossos. Això facilita el transport a la cinta transportadora principal amb una forta inclinació i redueix el vessament de carbó.
(4) La suspensió de carbó flueix per gravetat cap a la unitat de descàrrega tipus raspador dins del tanc de decantació. A través del seu dispositiu intern de decantació de placa inclinada en forma de bresca. Les partícules de carbó gruixudes de més de 0,5 mm es classifiquen i es descarreguen mitjançant un dispositiu de descàrrega raspador a la cinta transportadora de transferència. L'aigua de sobreeiximent del netejador de dipòsits tipus raspador flueix cap al tanc de sedimentació posterior. El netejador de dipòsits tipus raspador gestiona partícules de carbó gruixudes de més de 0,5 mm, resolent problemes com el desgast de la tela del filtre i les tortes de filtre "en capes" a la premsa de filtre d'alta pressió.
3 Beneficis i valor
3.1 Beneficis econòmics
(1) El sistema permet un funcionament sense personal sota terra, reduint la plantilla en 20 persones i estalviant aproximadament 4 milions de CNY en costos laborals anuals.
(2) El netejador de putzus tipus rascador funciona automàticament amb cicles d'arrencada i parada d'1-2 hores per cicle i un temps de funcionament de només 2 minuts per operació, la qual cosa resulta en un baix consum d'energia. En comparació amb els equips de dragatge tradicionals, estalvia aproximadament 1 milió de CNY en costos d'electricitat anuals.
(3) Amb aquest sistema, només entren al dipòsit partícules fines. Aquestes es bombegen eficientment mitjançant bombes multietapa sense obstruccions ni cremades de la bomba, cosa que redueix els costos de manteniment en aproximadament 1 milió de CNY a l'any.
3.2 Beneficis socials
El sistema substitueix la neteja manual, reduint la intensitat de treball dels treballadors i millorant l'eficiència del dragatge. En preprocessar partícules gruixudes, minimitza el desgast de les bombes de fang i les bombes multietapa posteriors, reduint les taxes de fallada de la bomba i allargant la seva vida útil. La neteja en temps real augmenta la capacitat efectiva del sifó, elimina la necessitat de sifons de reserva i millora la resistència a les inundacions. Amb el control centralitzat des de la superfície i les operacions subterrànies no tripulades, els riscos per a la seguretat es redueixen significativament, oferint beneficis socials notables.
4 Conclusió
El sistema integral de tractament de vessaments de carbó per a la cinta transportadora principal és senzill, pràctic, fiable i fàcil d'operar i gestionar. La seva aplicació reeixida ha abordat eficaçment els reptes de la neteja de vessaments de carbó en cinta transportadora principal amb una forta inclinació i el dragatge del dipòsit posterior. El sistema no només millora l'eficiència operativa, sinó que també resol els riscos de seguretat subterranis, demostrant un potencial significatiu per a una àmplia promoció i aplicació.
Data de publicació: 22 de setembre de 2025
