Nelle miniere di carbone, i nastri trasportatori principali installati su carreggiate principali con forte pendenza sono spesso soggetti a traboccamenti, perdite e cadute di carbone durante il trasporto. Ciò è particolarmente evidente quando si trasporta carbone grezzo con un elevato contenuto di umidità, dove le perdite giornaliere di carbone possono raggiungere decine o centinaia di tonnellate. Il carbone fuoriuscito deve essere ripulito, il che influisce sull'efficienza operativa e sulla sicurezza. Per risolvere questo problema, un serbatoio di stoccaggio dell'acqua è installato in testa al nastro trasportatore per pulire il carbone fuoriuscito. Durante il funzionamento, la valvola a saracinesca del serbatoio di stoccaggio dell'acqua viene aperta manualmente per scaricare il carbone galleggiante verso la coda del trasportatore, dove viene ripulito da un caricatore. Tuttavia, a causa dell'elevato volume di acqua di scarico, dell'eccessivo carbone galleggiante, della pulizia non tempestiva e della vicinanza del carbone galleggiante alla vasca di raccolta, il carbone galleggiante viene spesso scaricato direttamente nella vasca di raccolta. Di conseguenza, la vasca di raccolta richiede una pulizia mensile, con conseguenti problemi quali elevata intensità di manodopera, difficoltà nella pulizia della vasca di raccolta e significativi rischi per la sicurezza.
1 Analisi delle cause della fuoriuscita di carbone
1.1 Principali cause di fuoriuscita di carbone
In primo luogo, l'ampio angolo di inclinazione e l'elevata velocità del trasportatore; in secondo luogo, le superfici irregolari in più punti lungo il corpo del trasportatore, che causano il "galleggiamento del nastro" e la conseguente fuoriuscita di carbone.
1.2 Difficoltà nella pulizia della vasca di raccolta
In primo luogo, la valvola a saracinesca del serbatoio di stoccaggio dell'acqua, aperta manualmente, ha spesso un grado di apertura arbitrario, con conseguente eccessivo volume di acqua di lavaggio. In media, 800 m³ di acqua di fanghi di carbone vengono scaricati nella vasca di raccolta ogni volta. In secondo luogo, il pavimento irregolare della carreggiata del nastro trasportatore principale fa sì che il carbone galleggiante si accumuli nelle zone basse senza una sedimentazione tempestiva, consentendo all'acqua di trasportare il carbone galleggiante nella vasca di raccolta e rendendo necessaria una pulizia frequente. In terzo luogo, il carbone galleggiante nella parte posteriore del nastro trasportatore non viene pulito tempestivamente o accuratamente, causando il suo scarico nella vasca di raccolta durante le operazioni di lavaggio. In quarto luogo, la breve distanza tra la parte posteriore del nastro trasportatore principale e la vasca di raccolta consente all'acqua di fanghi di carbone con sedimentazione insufficiente di entrare nella vasca di raccolta. In quinto luogo, il carbone galleggiante contiene una quantità significativa di pezzi di grandi dimensioni, rendendo difficile per l'escavatore a ragno (dotato di pompa per fango) raccogliere il materiale in modo efficiente nella parte anteriore durante la pulizia della vasca di raccolta. Ciò comporta una bassa efficienza, una grave usura della pompa del fango e richiede una pulizia manuale o tramite caricatore nella parte anteriore della vasca di raccolta, con conseguente elevata intensità di lavoro e bassa efficienza di pulizia.
2 Progettazione di un sistema completo di trattamento delle fuoriuscite di carbone per nastri trasportatori
2.1 Ricerca e misure dello schema
(1) Sebbene l'angolo di inclinazione del nastro trasportatore non possa essere modificato, la sua velocità di funzionamento può essere regolata in base al volume di carbone. La soluzione prevede l'installazione di una bilancia a nastro presso la fonte di alimentazione per monitorare il volume di carbone e fornire un feedback in tempo reale al sistema di controllo. Ciò consente di regolare la velocità di funzionamento del nastro trasportatore principale per ridurne la velocità e ridurre al minimo le fuoriuscite di carbone.
(2) Per risolvere il problema del "fluttuamento del nastro" causato da superfici irregolari in più punti lungo il corpo del trasportatore, le misure includono la regolazione sia del corpo del trasportatore che della carreggiata per garantire che il nastro scorra in linea retta. Inoltre, vengono installati dispositivi a rulli pressori per risolvere il problema del "fluttuamento del nastro" e ridurre la fuoriuscita di carbone.
2.2 Sistema di pulizia automatica nella parte posteriore tramite caricatore
(1) Un vaglio a rulli e un vaglio vibrante ad alta frequenza sono installati all'estremità posteriore del nastro trasportatore. Il vaglio a rulli raccoglie e classifica automaticamente il carbone fuoriuscito. Il materiale sottodimensionato viene convogliato tramite acqua verso un pulitore a raschietto, mentre il materiale sovradimensionato viene convogliato al vaglio vibrante ad alta frequenza. Tramite un nastro trasportatore di trasferimento, il materiale viene ricondotto al nastro trasportatore principale. Il materiale sottodimensionato proveniente dal vaglio vibrante ad alta frequenza fluisce per gravità verso il pulitore a raschietto.
(2) L'acqua di scolo del carbone fluisce per gravità verso il pulitore a raschiatore, dove le particelle grossolane di dimensioni superiori a 0,5 mm vengono scaricate direttamente sul nastro trasportatore di trasferimento. L'acqua di tracimazione dal pulitore a raschiatore fluisce per gravità in una vasca di sedimentazione.
(3) Una rotaia e un paranco elettrico sono installati sopra la vasca di sedimentazione. Una pompa forzata per fanghi ad alta resistenza con agitazione è posizionata all'interno della vasca di sedimentazione e si muove avanti e indietro per trasportare i fanghi depositati sul fondo a una filtropressa ad alta pressione. Dopo la filtrazione tramite la filtropressa ad alta pressione, il pannello di carbone viene scaricato sul nastro trasportatore di trasferimento, mentre l'acqua filtrata scorre per gravità nella vasca di raccolta.
2.3 Caratteristiche del sistema completo di trattamento delle fuoriuscite di carbone
(1) Il sistema controlla automaticamente la velocità di funzionamento del nastro trasportatore principale per ridurre le fuoriuscite di carbone e risolvere il problema del "galleggiamento del nastro". Controlla in modo intelligente la valvola a saracinesca del serbatoio di stoccaggio dell'acqua, riducendo il volume dell'acqua di lavaggio. L'installazione di piastre in polietilene ad altissimo peso molecolare sul pavimento della carreggiata riduce ulteriormente il volume di acqua di lavaggio richiesto. Il volume di acqua di lavaggio per operazione si riduce a 200 m³, con una riduzione del 75%, riducendo la difficoltà di pulizia del pozzetto e il volume di drenaggio della miniera.
(2) Il setaccio a rulli all'estremità posteriore raccoglie, classifica e trasporta in modo completo il materiale, classificando le particelle grossolane di dimensioni superiori a 10 mm. Il materiale sottodimensionato fluisce per gravità verso il pulitore della vasca di raccolta a raschiatore.
(3) Il setaccio vibrante ad alta frequenza disidrata il carbone, riducendone il contenuto di umidità. Ciò facilita il trasporto sul nastro trasportatore principale fortemente inclinato e riduce le perdite di carbone.
(4) Il fango di carbone fluisce per gravità nell'unità di scarico a raschiatore all'interno della vasca di sedimentazione. Attraverso il suo dispositivo di sedimentazione interno a piastre inclinate a nido d'ape, le particelle di carbone grossolane di dimensioni superiori a 0,5 mm vengono classificate e scaricate tramite un dispositivo di scarico a raschiatore sul nastro trasportatore di trasferimento. L'acqua di tracimazione proveniente dal pulitore a raschiatore della vasca di sedimentazione confluisce nella vasca di sedimentazione posteriore. Il pulitore a raschiatore della vasca di sedimentazione gestisce particelle di carbone grossolane di dimensioni superiori a 0,5 mm, risolvendo problemi come l'usura del tessuto filtrante e la formazione di torte di filtrazione "a strati" nella filtropressa ad alta pressione.
3 Vantaggi e valore
3.1 Benefici economici
(1) Il sistema consente operazioni sotterranee senza equipaggio, riducendo il personale di 20 persone e risparmiando circa 4 milioni di CNY all'anno sui costi di manodopera.
(2) Il pulitore di pozzetti a raschiatore funziona automaticamente con cicli di avvio e arresto di 1-2 ore per ciclo e un tempo di esecuzione di soli 2 minuti per operazione, con conseguente basso consumo energetico. Rispetto alle tradizionali attrezzature di dragaggio, consente un risparmio di circa 1 milione di CNY all'anno in costi di elettricità.
(3) Con questo sistema, solo le particelle fini entrano nella vasca di raccolta. Queste vengono pompate fuori in modo efficiente tramite pompe multistadio, senza intasamenti o bruciature della pompa, riducendo i costi di manutenzione di circa 1 milione di CNY all'anno.
3.2 Benefici sociali
Il sistema sostituisce la pulizia manuale, riducendo l'intensità di lavoro per gli operatori e migliorando l'efficienza del dragaggio. Pre-trattando le particelle grossolane, riduce al minimo l'usura delle pompe per fanghi e delle pompe multistadio, riducendo i tassi di guasto delle pompe e prolungandone la durata. La pulizia in tempo reale aumenta la capacità effettiva del pozzo, elimina la necessità di pozzi di riserva e migliora la resistenza alle inondazioni. Grazie al controllo centralizzato dalla superficie e alle operazioni sotterranee senza operatore, i rischi per la sicurezza vengono significativamente ridotti, con notevoli benefici sociali.
4 Conclusion
Il sistema completo di trattamento delle fuoriuscite di carbone per il nastro trasportatore principale è semplice, pratico, affidabile e facile da usare e gestire. La sua applicazione di successo ha affrontato efficacemente le sfide della pulizia delle fuoriuscite di carbone sui nastri trasportatori principali con forte pendenza e del dragaggio del bacino posteriore. Il sistema non solo migliora l'efficienza operativa, ma risolve anche i rischi per la sicurezza nel sottosuolo, dimostrando un potenziale significativo per un'ampia promozione e applicazione.
Data di pubblicazione: 22 settembre 2025
