탄광에서 주된벨트 컨베이어급경사 주궤도에 설치된 컨베이어 벨트는 운송 중 석탄 유출, 낙하 등의 문제를 자주 겪습니다. 특히 수분 함량이 높은 원탄을 운송할 때 이러한 현상이 두드러지며, 일일 석탄 유출량이 수십 톤에서 수백 톤에 달하기도 합니다. 유출된 석탄을 제거하는 작업은 운영 효율성과 안전에 악영향을 미칩니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 컨베이어 벨트 상단에 물탱크를 설치하여 유출된 석탄을 제거합니다. 운행 중에는 물탱크의 게이트 밸브를 수동으로 열어 떠 있는 석탄을 컨베이어 후미로 씻어내고, 후미에서 로더를 이용하여 제거합니다. 그러나 대량의 세척수 사용, 과도한 부유 석탄 발생, 적시 제거 실패, 그리고 부유 석탄이 집수조와 인접해 있는 문제 등으로 인해 부유 석탄이 집수조로 직접 유입되는 경우가 빈번합니다. 결과적으로 집수조는 매달 청소해야 하므로 노동 강도가 높아지고 청소가 어려워지며 안전 위험이 커지는 문제가 발생합니다.
1. 석탄 유출 원인 분석
1.1 석탄 유출의 주요 원인
첫째, 컨베이어의 큰 경사각과 빠른 속도; 둘째, 컨베이어 본체를 따라 여러 지점의 표면이 고르지 않아 벨트가 떠오르는 현상(벨트 부양)이 발생하고 석탄이 쏟아지는 현상.
1.2 섬프 청소의 어려움
첫째, 물 저장 탱크의 수동으로 여는 게이트 밸브의 개방 정도가 임의적인 경우가 많아 과도한 세척수량이 발생합니다. 평균적으로 매번 800m³의 석탄 슬러리가 집수조로 유입됩니다. 둘째, 주 배관 바닥이 고르지 않습니다.벨트 컨베이어첫째, 도로 구조로 인해 부유탄이 저지대에 쌓여 제때 침전되지 않고, 물이 부유탄을 집수조로 쓸어내려 잦은 청소가 필요하게 됩니다. 둘째, 컨베이어 후미의 부유탄이 신속하고 완벽하게 제거되지 않아 세척 작업 중 집수조로 유입됩니다. 셋째, 주 벨트 컨베이어 후미와 집수조 사이의 거리가 짧아 침전이 불충분한 석탄 슬러리가 집수조로 유입될 수 있습니다. 다섯째, 부유탄에 큰 덩어리가 상당량 포함되어 있어 집수조 청소 시 진흙 펌프가 장착된 보행식 굴착기가 전단부에서 효율적으로 물질을 수집하기 어렵습니다. 이로 인해 효율이 저하되고 진흙 펌프의 마모가 심해지며, 집수조 전단부를 수작업이나 로더를 이용해 청소해야 하므로 노동 강도가 높고 청소 효율이 떨어집니다.
2. 벨트 컨베이어용 석탄 유출물 종합 처리 시스템 설계
2.1 계획 연구 및 조치
(1) 벨트 컨베이어의 급경사각은 변경할 수 없지만, 석탄량에 따라 작동 속도를 조절할 수 있습니다. 이 솔루션은 공급원에 벨트 스케일을 설치하여 석탄량을 모니터링하고 제어 시스템에 실시간 피드백을 제공하는 것입니다. 이를 통해 주 벨트 컨베이어의 작동 속도를 조절하여 속도를 줄이고 석탄 유출을 최소화할 수 있습니다.
(2) 컨베이어 본체를 따라 여러 지점의 불균일한 표면으로 인해 발생하는 "벨트 부양" 문제를 해결하기 위해 컨베이어 본체와 통로를 조정하여 벨트가 직선으로 주행하도록 하는 조치를 취한다. 또한, "벨트 부양" 문제를 해결하고 석탄 유출을 줄이기 위해 압력 롤러 장치를 설치한다.
2.2 로더를 이용한 후미부 자동 청소 시스템
(1) 벨트 컨베이어의 후단에는 롤러 스크린과 고주파 진동 스크린이 설치되어 있다. 롤러 스크린은 유출된 석탄을 자동으로 수집 및 분류한다. 크기가 작은 물질은 물로 세척되어 스크레이퍼형 집수조 청소기로 보내지고, 크기가 큰 물질은 고주파 진동 스크린으로 이송된다. 이송 벨트 컨베이어를 통해 물질은 다시 본 컨베이어로 보내진다.벨트 컨베이어고주파 진동 스크린에서 걸러진 작은 입자는 중력에 의해 스크레이퍼형 집수조 청소기로 흘러갑니다.
(2) 석탄 슬러리수는 중력에 의해 스크레이퍼형 섬프 클리너로 흐르며, 0.5mm보다 큰 굵은 입자는 이송 벨트 컨베이어로 직접 배출됩니다. 스크레이퍼형 섬프 클리너에서 넘친 물은 중력에 의해 침전조로 흐릅니다.
(3) 침전조 위에 레일과 전동 호이스트가 설치되어 있다. 교반 기능이 있는 고하중 강제 슬러지 펌프가 침전조 내부에 설치되어 앞뒤로 움직여 바닥에 침전된 슬러지를 고압 여과 프레스로 이송한다. 고압 여과 프레스에서 여과된 후, 석탄 케이크는 이송 벨트 컨베이어로 배출되고, 여과수는 중력에 의해 집수조로 흘러간다.
2.3 종합 석탄 유출 처리 시스템의 특징
(1) 본 시스템은 석탄 유출을 줄이고 “벨트 부유” 문제를 해결하기 위해 주 벨트 컨베이어의 작동 속도를 자동으로 제어합니다. 또한 물 저장 탱크의 게이트 밸브를 지능적으로 제어하여 세척수량을 줄입니다. 갱도 바닥에 초고분자량 폴리에틸렌 판을 설치하여 필요한 세척수량을 더욱 줄입니다. 작업당 세척수량은 200m³로 75% 감소하여 집수조 청소의 어려움과 광산의 배수량을 줄입니다.
(2) 후단의 롤러 스크린은 재료를 종합적으로 수집, 분류 및 이송하여 10mm보다 큰 굵은 입자를 선별합니다. 크기가 작은 재료는 중력에 의해 스크레이퍼형 섬프 클리너로 흘러갑니다.
(3) 고주파 진동 스크린은 석탄을 탈수시켜 덩어리 석탄의 수분 함량을 줄입니다. 이는 급경사 메인 벨트 컨베이어에서의 운송을 용이하게 하고 석탄 유출을 줄입니다.
(4) 석탄 슬러리는 중력에 의해 침전조 내의 스크레이퍼형 배출 장치로 흐릅니다. 내부의 벌집형 경사판 침전 장치를 통해 0.5mm보다 큰 굵은 석탄 입자는 선별되어 스크레이퍼 배출 장치를 통해 이송 벨트 컨베이어로 배출됩니다. 스크레이퍼형 섬프 클리너에서 넘치는 물은 후방 침전조로 흐릅니다. 스크레이퍼형 섬프 클리너는 0.5mm보다 큰 굵은 석탄 입자를 처리하여 고압 여과기에서 필터 천 마모 및 "층상" 필터 케이크와 같은 문제를 해결합니다.
3가지 이점 및 가치
3.1 경제적 이점
(1) 이 시스템은 지하에서 무인 작업을 가능하게 하여 인력을 20명 줄이고 연간 약 4백만 위안의 인건비를 절감합니다.
(2) 스크레이퍼형 섬프 클리너는 1-2시간 주기로 시작-정지 사이클을 반복하며 작동 시간은 2분밖에 되지 않아 에너지 소비가 적습니다. 기존 준설 장비에 비해 연간 전기료가 약 1백만 위안 절감됩니다.
(3) 이 시스템을 사용하면 미세 입자만 섬프로 유입됩니다. 이러한 입자는 막힘이나 펌프 소손 없이 다단 펌프를 사용하여 효율적으로 배출되어 연간 약 1백만 위안의 유지 보수 비용을 절감합니다.
3.2 사회적 혜택
이 시스템은 수동 청소를 대체하여 작업자의 노동 강도를 낮추고 준설 효율을 향상시킵니다. 조립자를 사전 처리함으로써 후속 진흙 펌프 및 다단 펌프의 마모를 최소화하여 펌프 고장률을 낮추고 수명을 연장합니다. 실시간 청소는 집수조의 유효 용량을 증가시키고 예비 집수조의 필요성을 없애며 홍수 저항성을 강화합니다. 지상에서의 중앙 집중식 제어와 무인 지하 작업을 통해 안전 위험을 크게 줄여 사회적으로 상당한 이점을 제공합니다.
4. 결론
주요 석탄 유출 사고에 대한 종합 처리 시스템벨트 컨베이어이 시스템은 간단하고 실용적이며 신뢰할 수 있고 작동 및 관리가 용이합니다. 성공적인 적용 사례를 통해 급경사 메인 벨트 컨베이어에서 석탄 유출물을 청소하고 후방 집수조를 준설하는 데 있어 발생하는 문제점을 효과적으로 해결해 왔습니다. 이 시스템은 운영 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 지하 안전 위험도 해결하여 광범위한 보급 및 적용 가능성을 보여줍니다.
게시 시간: 2025년 9월 22일
