지하 광산의 주요 생산 시스템 – 2

2. 지하철

1) 지하철의 분류

지하 운송은 지하 금속 광석 및 비금속 광석의 채굴 및 생산에서 중요한 연결 고리이며, 그 작업 범위는 채굴갱 운송과 갱도 운송을 포함합니다. 이는 연속 채굴갱, 갱도면 및 지하 광산 창고, 매립 구역 또는 지상 광산 창고 및 폐석 처리장의 운송 경로를 의미합니다. 채굴갱 운송에는 중력식 자체 운송, 전기 갈퀴 운송, 무궤도 장비 운송(굴착기 운송, 적재기 또는 채굴 차량), 진동 채굴기 운송 및 폭약 운송 등이 있습니다. 갱도 운송은 단계별 경사로 및 ​​경사로 운송을 포함하며, 즉 채굴갱 깔때기, 채굴갱 안뜰 또는 슬립웰 아래 갱도에서 지하 저장소(또는 갱도 입구)까지의 운송을 말합니다.

운송 방식 및 운송 장비에 따른 지하 운송의 분류는 표 3-4에 나타나 있다.

지하철 분류

지하철 운행의 정상적이고 효율적인 운영을 위해서는 필수적인 운송 보조 장비가 반드시 필요하다.

2) 지하철 시스템

지하 광산의 운송 시스템과 운송 방식은 일반적으로 광상 개발 및 설계 단계에서 결정됩니다. 결정 원칙에는 광상의 발생 조건, 개발 시스템, 채광 방법, 채광 규모, 생산 수명, 운송 장비의 개발 현황 및 기업의 경영 수준 등이 고려되어야 합니다. 또한, 기술적으로 선진적이고 신뢰할 수 있어야 하며, 경제성 측면에서 합리적이고 유리해야 하고, 운영이 안전하고 관리가 편리해야 하며, 에너지 소비가 적고 투자 비용이 낮아야 합니다.

(1) 철도 운송

철도 운송은 일반적으로 기관차 운송을 의미하며, 국내외 지하 광산의 주요 운송 수단입니다. 철도 운송은 주로 채굴 차량, 견인 장비, 보조 기계 및 기타 장비로 구성되며, 종종 광석을 실은 화차, 적재 장치 등을 포함하는 효율적인 운송 시스템을 구성합니다.벨트 컨베이어궤도 없는 운송 장비는 생산 과정에서 광석, 폐석, 자재, 장비 및 인력을 운반하는 데 사용됩니다. 이는 생산을 조직하고 광산의 생산 능력을 결정하는 주요 요소 중 하나입니다.

철도 운송의 장점은 광범위한 활용도, 대규모 생산 능력(기관차 대수에 따라 결정됨), 무제한 운송 거리, 우수한 경제성, 유연한 일정 조정, 그리고 분기선을 따라 다양한 광석을 운송할 수 있다는 점입니다. 단점으로는 운송이 단속적이고, 생산 효율이 작업 조직 수준에 따라 제한적이며(일반적으로 3‰~5‰), 선로 경사가 너무 클 경우 운송 안전을 확보하기 어렵다는 점입니다.

철도 운행은 장거리 수평 운송의 주요 수단입니다. 궤간은 표준궤와 협궤로 나뉘는데, 표준궤는 1435mm이고 협궤는 600mm, 762mm, 900mm의 세 가지 종류가 있습니다. 궤간에 따라 기관차는 표준궤 기관차와 협궤 기관차로 구분되며, 동력 방식에 따라 광산용 기관차는 전기 기관차, 디젤 기관차, 증기 기관차로 나눌 수 있습니다. 증기 기관차는 거의 사라졌고, 디젤 기관차는 주로 지상 운송에 사용됩니다. 전기 기관차는 전기 에너지로 구동되며, 전원 공급 방식에 따라 직류 전기 기관차와 교류 전기 기관차로 나뉘는데, 직류 전기 기관차가 가장 널리 사용됩니다. 최근에는 주파수 변환 모터를 사용하는 업체도 많아지고 있습니다. 전력 공급 방식에 따라 직류 전기 기관차는 전선식 전기 기관차와 배터리식 전기 기관차로 나뉘며, 중국에서 석탄 광산을 제외한 지하 철도에서 사용되는 기관차의 대다수는 전선식 전기 기관차입니다.

구조가 간단하고 비용이 저렴하며 유지보수가 용이하고 기관차 수송 용량이 크며 속도가 빠르고 전기 효율이 높으며 운송 비용이 저렴하여 가장 널리 사용되는 동력원입니다. 단점으로는 정류 및 배선 설비의 유연성이 부족하고, 갱도 크기와 보행자 안전에 영향을 미치며, 가스 광산 초기 건설 시에는 팬터그래프와 선로 사이의 스파크 발생이 허용되지 않는다는 점입니다. 그러나 장기적으로 볼 때 모터의 총비용은 배터리 모터보다 훨씬 저렴합니다. 직류 전압은 250V와 550V입니다.

배터리 전기 모터는 배터리를 통해 전력을 공급받습니다. 배터리는 일반적으로 지하 차고에서 충전됩니다. 모터에 장착된 배터리가 일정량 사용되면 충전된 배터리를 교체하는 것이 좋습니다. 이러한 전기 모터의 장점은 스파크 발생 위험이 없어 가스 광산에서 별도의 배선 없이 사용하기에 적합하고, 사용이 유연하며, 소량 생산, 불규칙한 갱도 운송 시스템 및 갱도 터널 운송에 매우 적합하다는 것입니다. 단점은 초기 충전 장비 투자 비용이 높고, 전기 효율이 낮으며, 운송 비용이 높다는 것입니다. 일반적으로 채굴 단계에서는 유선 모터를 사용하고, 개발 단계에서는 외부 환경 조건에 맞춰 배터리 모터 차량을 사용할 수 있습니다. 발파 가스가 발생하는 환기 갱도에서는 사용해서는 안 되며, 고황 광산 및 자연 발화 위험이 있는 광산에서는 방폭형 배터리 모터를 사용해야 합니다.

위의 두 종류 외에도전기 모터이중 에너지 전기 모터는 크게 전선-배터리형 전기 기관차와 케이블형 전기 기관차로 나눌 수 있습니다. 배터리형 전기 기관차에는 자동 충전기가 장착되어 있어 이용률과 사용 유연성을 향상시킬 수 있습니다. 운행 중에는 케이블로 전원을 공급하지만, 케이블 전원 공급의 운행 거리는 케이블 길이를 초과해서는 안 됩니다.

내연기관 기관차는 선로 정비가 필요 없고 투자 비용이 저렴하며 매우 유연합니다. 그러나 구조가 복잡하고 배기가스가 대기 오염을 유발하므로 배기구에 배기가스 정화 장치를 설치하고 갱도 환기를 강화해야 합니다. 현재 중국에서는 환기가 잘 되는 갱도-갱도 연결부 및 지상 운송 시스템을 사용하는 광산이 소수에 불과하며, 해외 광산에서 더 많이 사용되고 있습니다.

광산 차량은 광석(폐석) 운반 차량, 사람과 차량을 운반하는 차량, 자재 운반 차량, 폭발물 운반 차량, 살수차, 소방차 및 위생 차량, 기타 특수 차량을 포함합니다.

(2) 궤도 없는 운송

1960년대에는 지하 무궤도 장비의 개선과 함께 지하 무궤도 채굴 기술도 빠르게 발전했다.

지하 채굴용 자동차는 지하 광산 전용으로 설계된 자율 주행 차량입니다. 무궤도 채굴 기술을 구현하는 주요 운송 수단으로서 기동성, 유연성, 다중 에너지 및 경제성 등의 장점을 가지고 있습니다. 지하 채굴용 자동차는 채굴 효율을 높일 수 있는 적합한 조건을 갖춘 모든 종류의 지하 광산에서 널리 사용되고 있으며, 지하 광산의 노동 생산성과 생산량을 향상시키고 생산 규모의 지속적인 확대를 촉진할 뿐만 아니라 채굴 공정, 채굴 방법, 갱도 굴착 및 운송 시스템을 혁신적으로 변화시킬 수 있습니다. 특히 최근 광산 자동화, 지능형 채굴 등의 기술 및 시스템 발전과 함께 지하 광산은 무인 무궤도 채굴 방향으로 나아가고 있습니다.

① 지하 광산에서 자동차로 운송하는 주요 이점은 다음과 같습니다.

a. 유연한 이동성과 폭넓은 적용 범위, 그리고 뛰어난 생산 잠재력을 갖추고 있습니다. 채굴된 암석을 중간 이송 없이 각 하역 장소로 직접 운반할 수 있으며, 하역 장소의 인력, 자재 및 장비 또한 이송 없이 작업 현장으로 직접 이동할 수 있습니다.

b. 특정 조건 하에서, 지하 광산에서 자동차를 이용한 운송은 장비, 철강 및 인력을 적절히 절약할 수 있습니다.

c. 수직갱 설비 전체가 완공되기 전에 광체 및 산재의 채굴 및 운송을 촉진하고 용이하게 할 수 있습니다.

d. 운송 거리가 적절한 조건이라면 지하 광산의 자동차 운송 및 생산 단계가 줄어들어 노동 생산성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

② 지하 광산에서 자동차로 운송할 때의 단점은 다음과 같습니다.

a. 지하 갱도 차량에는 배기가스 정화 장치가 설치되어 있지만, 디젤 엔진에서 배출되는 배기가스는 지하 공기를 오염시키고 있으며, 이는 현재까지 완전히 해결되지 않고 있습니다. 일반적으로 환기 강화와 같은 조치가 사용되지만, 이는 환기 장비 비용 증가로 이어집니다.

b. 지하 광산 도로 표면의 질이 좋지 않아 타이어 소모량이 많고, 예비 부품 비용이 증가합니다.

c. 유지보수 작업량이 많아 숙련된 유지보수 인력과 잘 갖춰진 유지보수 작업장이 필요합니다.
d. 지하 채굴 차량의 운행을 용이하게 하기 위해 필요한 갱도 구간의 크기가 커지므로 개발 비용이 증가합니다.

③ 지상 자하차 차량과 비교했을 때, 지하 채굴 차량은 일반적으로 구조적으로 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

a. 조립 및 설치가 가능하며, 편리하고 넓은 공간을 제공합니다.
b. 관절형 섀시와 유압식 조향 장치를 사용하여 차체 폭이 좁고 회전 반경이 작습니다.

c. 차체 높이가 일반적으로 2~3m로 낮아 좁고 낮은 지하 공간에서의 작업에 적합하며, 무게중심이 낮아 등반 능력이 향상됩니다.

d. 주행 속도가 낮고 엔진 출력이 작아 배기가스 배출량이 줄어듭니다.

(3)벨트 컨베이어운송

벨트 컨베이어는 연속 운송 방식으로, 주로 광물이나 암석을 운반하는 데 사용되지만 자재 및 인력 운송에도 활용될 수 있습니다. 이 운송 방식은 생산 능력이 뛰어나고 안전하며 신뢰성이 높고 조작이 간편하며 자동화 수준이 높습니다. 고강도 벨트를 사용하여 장거리, 대용량, 고속 운송이 가능하므로 현대 광산 장비의 효율적인 운송 요구 사항을 충족합니다.

지하 광산에서 벨트 컨베이어를 이용한 광석 운반은 암반 종류, 운반량, 갱도 경사, 곡선 구간 등의 제약을 받습니다. 일반적으로 350mm 미만의 굵은 파쇄 광석만 운반할 수 있으며, 운반량이 많고 갱도 경사가 완만하며 곡선 구간이 없는 경우에만 적합합니다.

지하 벨트 컨베이어 운송은 사용 장소와 완료된 운송 작업에 따라 다음과 같이 구분됩니다. ① 채굴면에서 직접 광석을 받아 운반하는 채굴장 벨트 컨베이어 운송. ② 두 개 이상의 벨트 컨베이어에서 광석을 받아 운반하는 채굴 집하 벨트 컨베이어 운송. ③ 벨트 컨베이어에서 운반된 모든 지하 채굴 암석을 지상으로 운반하는 간선 벨트 컨베이어 운송.

벨트 컨베이어는 기본 구조에 따라 기본형과 특수형으로 나눌 수 있으며, 기본형은 평면형과 홈형으로 구분됩니다. 현재 대표적인 특수 벨트 컨베이어로는 깊은 홈 벨트 컨베이어, 골형 벨트 컨베이어, 패턴 벨트 컨베이어, 튜브형 벨트 컨베이어, 에어 쿠션 벨트 컨베이어, 압력 벨트 컨베이어, 벤딩 벨트 컨베이어 등이 있습니다.

벨트 컨베이어 운송은 자재 운송 과정의 연속성을 실현합니다. 다른 운송 장비와 비교했을 때 다음과 같은 특징이 있습니다.
① 이송 용량. 국내 벨트 컨베이어의 최대 이송 용량은 시간당 8400톤에 달하며, 해외 벨트 컨베이어의 최대 이송 용량은 시간당 37500톤에 달합니다.
②긴 운송 거리. 충분히 튼튼한 벨트만 있다면 기술적인 관점에서 벨트 컨베이어의 운송 거리에는 제한이 없습니다. 국내 벨트 컨베이어의 단일 길이는 15.84km에 달합니다.
③ 뛰어난 지형 적응성. 벨트 컨베이어는 공간 및 수평면에서 완만한 곡선을 이루며 지형에 적응할 수 있어 환승역과 같은 중간 연결 구간을 줄이고 기반 시설 투자 비용을 절감할 수 있으며, 도로, 철도, 산, 강, 도시 등과의 공간적 또는 평면적 간섭을 피할 수 있습니다.
④ 구조가 간단하고 안전하며 신뢰할 수 있습니다. 벨트 컨베이어의 신뢰성은 산업 현장의 다양한 적용 사례를 통해 검증되었습니다.
⑤낮은 운영 비용. 벨트 컨베이어 시스템의 단위 운송당 소요 시간 및 에너지 소비량은 일반적으로 모든 벌크 자재 운송 차량 또는 장비 중에서 가장 낮으며, 유지 보수가 쉽고 빠릅니다.
⑥ 높은 자동화 수준. 벨트 컨베이어 이송 과정이 간단하고, 동력 장비가 집중되어 있으며, 제어 수준이 높아 자동화 구현이 용이합니다.
⑦ 기후의 영향을 적게 받고 수명이 길다는 특징이 있습니다.

편물:https://www.sinocoalition.com/

Email: sale@sinocoalition.com

전화번호: +86 15640380985