Στα ανθρακωρυχεία, οι κύριοι ιμάντες μεταφοράς που είναι εγκατεστημένοι σε κύριους κεκλιμένους δρόμους με απότομη κλίση συχνά παρουσιάζουν υπερχείλιση άνθρακα, διαρροές και πτώση άνθρακα κατά τη μεταφορά. Αυτό είναι ιδιαίτερα εμφανές κατά τη μεταφορά ακατέργαστου άνθρακα με υψηλή περιεκτικότητα σε υγρασία, όπου η ημερήσια διαρροή άνθρακα μπορεί να φτάσει δεκάδες έως εκατοντάδες τόνους. Ο χυμένος άνθρακας πρέπει να καθαρίζεται, γεγονός που επηρεάζει την επιχειρησιακή αποτελεσματικότητα και την ασφάλεια. Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, εγκαθίσταται μια δεξαμενή αποθήκευσης νερού στην κεφαλή του ιμάντα μεταφοράς για τον καθαρισμό του χυμένου άνθρακα. Κατά τη λειτουργία, η βαλβίδα πύλης της δεξαμενής αποθήκευσης νερού ανοίγει χειροκίνητα για να ξεπλυθεί ο πλωτός άνθρακας στην ουρά του μεταφορέα, όπου καθαρίζεται από έναν φορτωτή. Ωστόσο, λόγω του μεγάλου όγκου νερού έκπλυσης, της υπερβολικής ποσότητας πλωτού άνθρακα, του πρόωρου καθαρισμού και της εγγύτητας του πλωτού άνθρακα με το φρεάτιο, ο πλωτός άνθρακας συχνά ξεπλένεται απευθείας στο φρεάτιο. Ως αποτέλεσμα, το φρεάτιο απαιτεί καθαρισμό μία φορά το μήνα, με αποτέλεσμα προβλήματα όπως υψηλή ένταση εργασίας, δυσκολία στον καθαρισμό του φρεατίου και σημαντικούς κινδύνους για την ασφάλεια.
1 Ανάλυση των Αιτιών Διαρροής Άνθρακα
1.1 Κύριες αιτίες διαρροής άνθρακα
Πρώτον, η μεγάλη γωνία κλίσης και η υψηλή ταχύτητα του μεταφορικού ιμάντα· δεύτερον, οι ανώμαλες επιφάνειες σε πολλά σημεία κατά μήκος του σώματος του μεταφορικού ιμάντα, που προκαλούν «πλεύση του ιμάντα» και έχουν ως αποτέλεσμα τη διαρροή άνθρακα.
1.2 Δυσκολίες στον καθαρισμό του φρεατίου
Πρώτον, η χειροκίνητα ανοιχτή βαλβίδα πύλης της δεξαμενής αποθήκευσης νερού συχνά έχει αυθαίρετο βαθμό ανοίγματος, γεγονός που οδηγεί σε υπερβολικό όγκο νερού έκπλυσης. Κατά μέσο όρο, 800 m³ νερού πολτού άνθρακα ξεπλένονται στο φρεάτιο κάθε φορά. Δεύτερον, το ανώμαλο δάπεδο του κύριου οδοστρώματος του ιμάντα μεταφοράς προκαλεί τη συσσώρευση επιπλέοντος άνθρακα σε χαμηλές περιοχές χωρίς έγκαιρη καθίζηση, επιτρέποντας στο νερό να μεταφέρει τον επιπλέον άνθρακα στο φρεάτιο και με αποτέλεσμα τον συχνό καθαρισμό. Τρίτον, ο επιπλέον άνθρακας στην ουρά του ιμάντα μεταφοράς δεν καθαρίζεται άμεσα ή πλήρως, με αποτέλεσμα να ξεπλένεται στο φρεάτιο κατά τις εργασίες έκπλυσης. Τέταρτον, η μικρή απόσταση μεταξύ της ουράς του κύριου ιμάντα μεταφοράς και του φρεατίου επιτρέπει στο νερό πολτού άνθρακα με ανεπαρκή καθίζηση να εισέλθει στο φρεάτιο. Πέμπτον, ο επιπλέον άνθρακας περιέχει σημαντική ποσότητα μεγάλων κομματιών, καθιστώντας δύσκολη την αποτελεσματική συλλογή υλικού από τον εκσκαφέα με τα πόδια (εξοπλισμένο με αντλία λάσπης) στο μπροστινό άκρο κατά τον καθαρισμό του φρεατίου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα χαμηλή απόδοση, σοβαρή φθορά της αντλίας λάσπης και απαιτεί χειροκίνητο καθαρισμό ή καθαρισμό με φορτωτή στο μπροστινό μέρος του φρεατίου, με αποτέλεσμα υψηλή ένταση εργασίας και χαμηλή απόδοση καθαρισμού.
2 Σχεδιασμός ενός ολοκληρωμένου συστήματος επεξεργασίας διαρροών άνθρακα για μεταφορικούς ιμάντες
2.1 Έρευνα και Μέτρα Σχεδίου
(1) Ενώ η απότομη γωνία κλίσης του ιμάντα μεταφοράς δεν μπορεί να τροποποιηθεί, η ταχύτητα λειτουργίας του μπορεί να ρυθμιστεί με βάση τον όγκο άνθρακα. Η λύση περιλαμβάνει την εγκατάσταση μιας ζυγαριάς ιμάντα στην πηγή τροφοδοσίας για την παρακολούθηση του όγκου άνθρακα και την παροχή ανατροφοδότησης σε πραγματικό χρόνο στο σύστημα ελέγχου. Αυτό επιτρέπει την προσαρμογή της ταχύτητας λειτουργίας του κύριου ιμάντα μεταφοράς για τη μείωση της ταχύτητας και την ελαχιστοποίηση της διαρροής άνθρακα.
(2) Για την αντιμετώπιση του προβλήματος της «πλεύσης του ιμάντα» που προκαλείται από ανώμαλες επιφάνειες σε πολλά σημεία κατά μήκος του σώματος του μεταφορέα, τα μέτρα περιλαμβάνουν τη ρύθμιση τόσο του σώματος του μεταφορέα όσο και του οδοστρώματος, ώστε να διασφαλίζεται η ευθύγραμμη κίνηση του ιμάντα. Επιπλέον, έχουν εγκατασταθεί συσκευές κυλίνδρων πίεσης για την επίλυση του προβλήματος της «πλεύσης του ιμάντα» και τη μείωση της διαρροής άνθρακα.
2.2 Αυτόματο σύστημα καθαρισμού στο πίσω μέρος με χρήση φορτωτή
(1) Στο πίσω άκρο του ιμάντα μεταφοράς εγκαθίστανται μια κυλινδρική σήτα και μια δονούμενη σήτα υψηλής συχνότητας. Η κυλινδρική σήτα συλλέγει και ταξινομεί αυτόματα τον χυμένο άνθρακα. Το υλικό με μικρό μέγεθος ξεπλένεται με νερό σε έναν καθαριστή φρεατίου τύπου ξύστρας, ενώ το υπερμεγέθες υλικό μεταφέρεται στο δονούμενο κόσκινο υψηλής συχνότητας. Μέσω ενός μεταφορικού ιμάντα μεταφοράς, το υλικό αποστέλλεται πίσω στον κύριο ιμάντα μεταφοράς. Το υλικό με μικρό μέγεθος από το δονούμενο κόσκινο υψηλής συχνότητας ρέει με τη βαρύτητα στον καθαριστή φρεατίου τύπου ξύστρας.
(2) Το νερό του πολτού άνθρακα ρέει με τη βαρύτητα προς τον καθαριστήρα φρεατίου τύπου ξύστρας, όπου χονδρόκοκκα σωματίδια μεγαλύτερα από 0,5 mm εκκενώνονται απευθείας στον μεταφορικό ιμάντα μεταφοράς. Το νερό υπερχείλισης από τον καθαριστήρα φρεατίου τύπου ξύστρας ρέει με τη βαρύτητα σε μια δεξαμενή καθίζησης.
(3) Πάνω από τη δεξαμενή καθίζησης έχουν εγκατασταθεί μια ράγα και ένας ηλεκτρικός ανυψωτήρας. Μια βαριά αντλία αναγκαστικής λάσπης με ανάδευση τοποθετείται μέσα στη δεξαμενή καθίζησης και κινείται μπρος-πίσω για να μεταφέρει τη λάσπη που έχει καθιζάνει στον πυθμένα σε μια πρέσα φίλτρου υψηλής πίεσης. Μετά το φιλτράρισμα από την πρέσα φίλτρου υψηλής πίεσης, το κέικ άνθρακα εκκενώνεται στον μεταφορικό ιμάντα μεταφοράς, ενώ το νερό του διηθήματος ρέει με τη βαρύτητα στο φρεάτιο.
2.3 Χαρακτηριστικά του Ολοκληρωμένου Συστήματος Επεξεργασίας Διαρροών Άνθρακα
(1) Το σύστημα ελέγχει αυτόματα την ταχύτητα λειτουργίας του κύριου ιμάντα μεταφοράς για τη μείωση της διαρροής άνθρακα και την αντιμετώπιση του προβλήματος της «πλεύσης του ιμάντα». Ελέγχει έξυπνα τη βαλβίδα πύλης της δεξαμενής αποθήκευσης νερού, μειώνοντας τον όγκο του νερού έκπλυσης. Η εγκατάσταση πλακών πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους στο δάπεδο του οδοστρώματος μειώνει περαιτέρω τον απαιτούμενο όγκο νερού έκπλυσης. Ο όγκος του νερού έκπλυσης ανά λειτουργία μειώνεται στα 200 m³, μια μείωση 75%, μειώνοντας τη δυσκολία καθαρισμού του φρεατίου και τον όγκο αποστράγγισης του ορυχείου.
(2) Η κυλινδρική σήτα στο πίσω άκρο συλλέγει, ταξινομεί και μεταφέρει διεξοδικά το υλικό, διαβαθμίζοντας τα χονδρόκοκκα σωματίδια μεγαλύτερα από 10 mm. Το υλικό που δεν έχει μέγεθος ρέει με τη βαρύτητα προς τον καθαριστήρα φρεατίου τύπου ξύστρας.
(3) Το δονούμενο κόσκινο υψηλής συχνότητας αφυδατώνει τον άνθρακα, μειώνοντας την περιεκτικότητα σε υγρασία του σβώλου άνθρακα. Αυτό διευκολύνει τη μεταφορά στον απότομα κεκλιμένο κύριο ιμάντα μεταφοράς και μειώνει τη διαρροή άνθρακα.
(4) Ο πολτός άνθρακα ρέει με τη βαρύτητα στη μονάδα εκκένωσης τύπου ξύστρας εντός της δεξαμενής καθίζησης. Μέσω της εσωτερικής διάταξης καθίζησης με κεκλιμένη πλάκα σε σχήμα κηρήθρας. Τα χονδρόκοκκα σωματίδια άνθρακα μεγαλύτερα από 0,5 mm διαβαθμίζονται και εκκενώνονται μέσω μιας διάταξης εκκένωσης ξύστρας στον μεταφορικό ιμάντα μεταφοράς. Το νερό υπερχείλισης από τον καθαριστήρα φρεατίου τύπου ξύστρας ρέει στην πίσω δεξαμενή καθίζησης. Ο καθαριστής φρεατίου τύπου ξύστρας χειρίζεται χονδρόκοκκα σωματίδια άνθρακα μεγαλύτερα από 0,5 mm, επιλύοντας προβλήματα όπως η φθορά του υφάσματος φίλτρου και τα «στρωματικά» κέικ φίλτρου στην πρέσα φίλτρου υψηλής πίεσης.
3 Οφέλη και Αξία
3.1 Οικονομικά οφέλη
(1) Το σύστημα επιτρέπει την μη επανδρωμένη λειτουργία υπόγεια, μειώνοντας το προσωπικό κατά 20 άτομα και εξοικονομώντας περίπου 4 εκατομμύρια CNY σε ετήσιο κόστος εργασίας.
(2) Το καθαριστικό φρεατίου τύπου ξύστρας λειτουργεί αυτόματα με κύκλους έναρξης-παύσης 1-2 ωρών ανά κύκλο και χρόνο λειτουργίας μόνο 2 λεπτών ανά λειτουργία, με αποτέλεσμα χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Σε σύγκριση με τον παραδοσιακό εξοπλισμό βυθοκόρησης, εξοικονομεί περίπου 1 εκατομμύριο CNY σε κόστος ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως.
(3) Με αυτό το σύστημα, μόνο λεπτά σωματίδια εισέρχονται στο φρεάτιο. Αυτά αντλούνται αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας πολυβάθμιες αντλίες χωρίς να φράζουν ή να καίνε την αντλία, μειώνοντας το κόστος συντήρησης κατά περίπου 1 εκατομμύριο CNY ετησίως.
3.2 Κοινωνικά Παροχές
Το σύστημα αντικαθιστά τον χειροκίνητο καθαρισμό, μειώνοντας την ένταση της εργασίας για τους εργαζόμενους και βελτιώνοντας την απόδοση της βυθοκόρησης. Με την προεπεξεργασία των χονδρόκοκκων σωματιδίων, ελαχιστοποιεί τη φθορά στις επόμενες αντλίες λάσπης και τις πολυβάθμιες αντλίες, μειώνοντας τα ποσοστά αστοχίας των αντλιών και παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής τους. Ο καθαρισμός σε πραγματικό χρόνο αυξάνει την αποτελεσματική χωρητικότητα του φρεατίου, εξαλείφει την ανάγκη για εφεδρικές φρεάτια και ενισχύει την αντοχή στις πλημμύρες. Με κεντρικό έλεγχο από την επιφάνεια και μη επανδρωμένες υπόγειες εργασίες, οι κίνδυνοι για την ασφάλεια μειώνονται σημαντικά, προσφέροντας αξιοσημείωτα κοινωνικά οφέλη.
4 Συμπέρασμα
Το ολοκληρωμένο σύστημα επεξεργασίας διαρροών άνθρακα για τον κύριο ιμάντα μεταφοράς είναι απλό, πρακτικό, αξιόπιστο και εύκολο στη λειτουργία και τη διαχείριση. Η επιτυχημένη εφαρμογή του έχει αντιμετωπίσει αποτελεσματικά τις προκλήσεις του καθαρισμού των διαρροών άνθρακα σε κύριους ιμάντες μεταφοράς με μεγάλη κλίση και της εκβάθυνσης του πίσω φρεατίου. Το σύστημα όχι μόνο βελτιώνει την επιχειρησιακή αποδοτικότητα, αλλά και επιλύει τους κινδύνους ασφαλείας στο υπόγειο, επιδεικνύοντας σημαντικό δυναμικό για ευρεία προώθηση και εφαρμογή.
Ώρα δημοσίευσης: 22 Σεπτεμβρίου 2025
