W kopalniach węgla, główne przenośniki taśmowe zainstalowane w stromych chodnikach głównych często doświadczają przesypywania się, rozsypywania i spadania węgla podczas transportu. Jest to szczególnie widoczne podczas transportu węgla surowego o wysokiej zawartości wilgoci, gdzie dzienne rozsypywanie węgla może sięgać dziesiątek, a nawet setek ton. Rozsypany węgiel musi zostać oczyszczony, co wpływa na wydajność i bezpieczeństwo pracy. Aby temu zaradzić, na początku przenośnika taśmowego instalowany jest zbiornik wodny, który oczyszcza rozsypany węgiel. Podczas pracy zasuwa zbiornika wodnego jest otwierana ręcznie, aby spuścić unoszący się węgiel na tylną część przenośnika, gdzie jest on oczyszczany przez ładowarkę. Jednak ze względu na dużą objętość wody płuczącej, nadmiar unoszącego się węgla, przedwczesne czyszczenie i bliskość unoszącego się węgla do studzienki, unoszący się węgiel często jest spłukiwany bezpośrednio do studzienki. W rezultacie studzienka wymaga czyszczenia raz w miesiącu, co prowadzi do problemów takich jak wysoka pracochłonność, trudności w czyszczeniu studzienki i poważne zagrożenia bezpieczeństwa.
1 Analiza przyczyn wycieków węgla
1.1 Główne przyczyny wycieku węgla
Po pierwsze, duży kąt nachylenia i duża prędkość przenośnika; po drugie, nierówne powierzchnie w wielu punktach wzdłuż korpusu przenośnika, powodujące „pływanie taśmy” i w rezultacie wysypywanie się węgla.
1.2 Trudności w czyszczeniu studzienek
Po pierwsze, ręcznie otwierana zasuwa zbiornika na wodę często ma dowolny stopień otwarcia, co prowadzi do nadmiernej objętości wody płuczącej. Średnio 800 m³ wody z szlamu węglowego jest spłukiwane do studzienki za każdym razem. Po drugie, nierówne podłoże głównego przenośnika taśmowego powoduje gromadzenie się węgla pływającego w nisko położonych miejscach bez odpowiedniej sedymentacji, co pozwala wodzie na jego przenoszenie do studzienki i częste czyszczenie. Po trzecie, węgiel pływający na końcu przenośnika nie jest usuwany szybko ani dokładnie, co powoduje jego spłukiwanie do studzienki podczas operacji płukania. Po czwarte, mała odległość między końcem głównego przenośnika taśmowego a studzienką pozwala wodzie z szlamu węglowego o niewystarczającej sedymentacji przedostać się do studzienki. Po piąte, węgiel pływający zawiera znaczną ilość dużych brył, co utrudnia koparce kroczącej (wyposażonej w pompę płuczkową) efektywne zbieranie materiału z przodu podczas czyszczenia studzienki. Prowadzi to do niskiej wydajności, dużego zużycia pompy płuczkowej i konieczności ręcznego lub za pomocą ładowarki czyszczenia przedniej części zbiornika. Efektem jest duża pracochłonność i niska wydajność czyszczenia.
2 Projekt kompleksowego systemu oczyszczania wycieków węgla dla przenośników taśmowych
2.1 Badania i środki schematu
(1) Chociaż kąt nachylenia taśmy przenośnika nie może być zmieniony, jego prędkość robocza może być regulowana w zależności od objętości węgla. Rozwiązanie polega na zainstalowaniu wagi taśmowej przy źródle podawania, która monitoruje objętość węgla i zapewnia informacje zwrotne w czasie rzeczywistym do systemu sterowania. Pozwala to na regulację prędkości roboczej głównego przenośnika taśmowego w celu jej zmniejszenia i zminimalizowania rozsypywania się węgla.
(2) Aby rozwiązać problem „pływającego pasa” spowodowanego nierównymi powierzchniami w wielu punktach wzdłuż korpusu przenośnika, należy wyregulować zarówno korpus przenośnika, jak i jezdnię, aby zapewnić prosty bieg pasa. Dodatkowo, w celu rozwiązania problemu „pływającego pasa” i ograniczenia rozsypywania się węgla, instaluje się rolki dociskowe.
2.2 Automatyczny system czyszczenia na końcu za pomocą ładowarki
(1) Na końcu przenośnika taśmowego zamontowano sito rolkowe i sito wibracyjne o wysokiej częstotliwości. Sito rolkowe automatycznie zbiera i klasyfikuje rozsypany węgiel. Materiał o niewymiarowych rozmiarach jest spłukiwany wodą do zgarniacza, natomiast materiał o nadwymiarowych rozmiarach jest transportowany do sita wibracyjnego o wysokiej częstotliwości. Za pomocą przenośnika taśmowego materiał jest odprowadzany z powrotem na główny przenośnik taśmowy. Materiał o niewymiarowych rozmiarach z sita wibracyjnego o wysokiej częstotliwości spływa grawitacyjnie do zgarniacza.
(2) Woda z osadu węglowego spływa grawitacyjnie do oczyszczacza skrobakowego, gdzie cząstki grube o średnicy powyżej 0,5 mm są bezpośrednio odprowadzane na przenośnik taśmowy. Woda przelewowa z oczyszczacza skrobakowego spływa grawitacyjnie do osadnika.
(3) Nad osadnikiem zainstalowano szynę i wciągnik elektryczny. Wewnątrz osadnika umieszczono wytrzymałą pompę osadową z mieszadłem, która porusza się tam i z powrotem, transportując osad osadzony na dnie do prasy filtracyjnej wysokociśnieniowej. Po filtracji przez prasę filtracyjną wysokociśnieniową, placek węglowy jest odprowadzany na przenośnik taśmowy, a woda filtracyjna spływa grawitacyjnie do studzienki.
2.3 Cechy kompleksowego systemu oczyszczania wycieków węgla
(1) System automatycznie steruje prędkością roboczą głównego przenośnika taśmowego, aby zmniejszyć rozsypywanie węgla i rozwiązać problem „pływającego pasa”. System inteligentnie steruje zasuwą zbiornika magazynowego, zmniejszając objętość wody płuczącej. Montaż płyt z polietylenu o ultrawysokiej masie cząsteczkowej na dnie chodnika dodatkowo zmniejsza wymaganą objętość wody płuczącej. Objętość wody płuczącej na operację została zmniejszona do 200 m³, co stanowi spadek o 75%, zmniejszając trudności związane z czyszczeniem studzienek i objętość drenażu kopalni.
(2) Sito rolkowe na końcu rury dokładnie zbiera, klasyfikuje i transportuje materiał, sortując cząstki grube o średnicy powyżej 10 mm. Materiał o zbyt małych rozmiarach spływa grawitacyjnie do oczyszczacza typu skrobakowego.
(3) Wysokoczęstotliwościowy sito wibracyjne odwadnia węgiel, zmniejszając wilgotność brył. Ułatwia to transport na głównym przenośniku taśmowym o dużym nachyleniu i zmniejsza rozsypywanie się węgla.
(4) Szlam węglowy spływa grawitacyjnie do zgarniacza w osadniku. Przez wewnętrzny osadnik płytowy o strukturze plastra miodu. Grube cząstki węgla o średnicy powyżej 0,5 mm są sortowane i odprowadzane przez zgarniacz na przenośnik taśmowy. Woda przelewowa z zgarniacza przepływa do tylnego osadnika. Zgarniacz usuwa grube cząstki węgla o średnicy powyżej 0,5 mm, rozwiązując problemy takie jak zużycie tkaniny filtracyjnej i „warstwowe” placki filtracyjne w prasie filtracyjnej wysokociśnieniowej.
3 korzyści i wartość
3.1 Korzyści ekonomiczne
(1) System umożliwia bezobsługową pracę pod ziemią, co pozwala na redukcję zatrudnienia o 20 osób i oszczędność około 4 milionów CNY rocznych kosztów pracy.
(2) Czyścik zgarniakowy działa automatycznie z cyklami start-stop trwającymi 1-2 godziny na cykl i czasem pracy wynoszącym zaledwie 2 minuty na operację, co przekłada się na niskie zużycie energii. W porównaniu z tradycyjnym sprzętem pogłębiarskim, pozwala zaoszczędzić około 1 miliona juanów rocznie na kosztach energii elektrycznej.
(3) Dzięki temu systemowi do zbiornika trafiają tylko drobne cząstki. Są one skutecznie wypompowywane za pomocą pomp wielostopniowych, bez zatykania i przepalania się pomp, co pozwala obniżyć koszty konserwacji o około 1 milion juanów rocznie.
3.2 Świadczenia socjalne
System zastępuje czyszczenie ręczne, zmniejszając pracochłonność pracy pracowników i poprawiając wydajność pogłębiania. Dzięki wstępnemu przetwarzaniu cząstek gruboziarnistych minimalizuje zużycie kolejnych pomp płuczkowych i pomp wielostopniowych, zmniejszając awaryjność pomp i wydłużając ich żywotność. Czyszczenie w czasie rzeczywistym zwiększa efektywną wydajność zbiornika, eliminuje potrzebę stosowania zbiorników rezerwowych i zwiększa odporność na powodzie. Dzięki scentralizowanemu sterowaniu z powierzchni i bezzałogowym operacjom podziemnym, zagrożenia bezpieczeństwa są znacznie zmniejszone, co przynosi znaczące korzyści społeczne.
4. Wnioski
Kompleksowy system usuwania rozsypanego węgla z głównego przenośnika taśmowego jest prosty, praktyczny, niezawodny oraz łatwy w obsłudze i zarządzaniu. Jego udane wdrożenie skutecznie rozwiązało problemy związane z usuwaniem rozsypanego węgla z głównych przenośników taśmowych o dużym nachyleniu oraz pogłębianiem tylnego zbiornika. System nie tylko poprawia wydajność operacyjną, ale także eliminuje zagrożenia bezpieczeństwa podziemnego, wykazując znaczący potencjał w zakresie szerokiej promocji i zastosowania.
Czas publikacji: 22.09.2025
