Em minas de carvão, transportadores de correia principais instalados em estradas inclinadas com forte declive frequentemente sofrem transbordamento, derramamento e queda de carvão durante o transporte. Isso é particularmente evidente no transporte de carvão bruto com alto teor de umidade, onde o derramamento diário de carvão pode atingir dezenas a centenas de toneladas. O carvão derramado deve ser limpo, o que afeta a eficiência operacional e a segurança. Para resolver isso, um tanque de armazenamento de água é instalado na cabeça do transportador de correia para limpar o carvão derramado. Durante a operação, a válvula de gaveta do tanque de armazenamento de água é aberta manualmente para descarregar o carvão flutuante para a cauda do transportador, onde é limpo por uma carregadeira. No entanto, devido ao grande volume de água de descarga, ao excesso de carvão flutuante, à limpeza intempestiva e à proximidade do carvão flutuante ao reservatório, o carvão flutuante é frequentemente descarregado diretamente no reservatório. Como resultado, o reservatório requer limpeza uma vez por mês, levando a problemas como alta intensidade de mão de obra, dificuldade na limpeza do reservatório e riscos significativos à segurança.
1 Análise das Causas de Derramamento de Carvão
1.1 Principais causas de derramamento de carvão
Primeiro, o grande ângulo de inclinação e a alta velocidade do transportador; segundo, superfícies irregulares em vários pontos ao longo do corpo do transportador, causando “flutuação da correia” e resultando em derramamento de carvão.
1.2 Dificuldades na limpeza do reservatório
Primeiro, a válvula de gaveta aberta manualmente do tanque de armazenamento de água frequentemente tem um grau de abertura arbitrário, levando a um volume excessivo de água de descarga. Em média, 800 m³ de água de polpa de carvão são descarregados no reservatório a cada vez. Segundo, o piso irregular da pista do transportador de correia principal faz com que o carvão flutuante se acumule em áreas baixas sem sedimentação oportuna, permitindo que a água carregue o carvão flutuante para o reservatório e resultando em limpeza frequente. Terceiro, o carvão flutuante na cauda do transportador não é limpo prontamente ou completamente, fazendo com que seja descarregado no reservatório durante as operações de descarga. Quarto, a curta distância entre a cauda do transportador de correia principal e o reservatório permite que a água de polpa de carvão com sedimentação insuficiente entre no reservatório. Quinto, o carvão flutuante contém uma quantidade significativa de grandes pedaços, dificultando a coleta eficiente de material pela escavadeira móvel (equipada com uma bomba de lama) na extremidade frontal durante a limpeza do reservatório. Isso resulta em baixa eficiência, desgaste severo da bomba de lama e necessita de limpeza manual ou por meio de carregador na extremidade frontal do reservatório, o que leva a alta intensidade de trabalho e baixa eficiência de limpeza.
2 Projeto de um Sistema Abrangente de Tratamento de Derramamento de Carvão para Transportadores de Correia
2.1 Esquema de Pesquisa e Medidas
(1) Embora o ângulo de inclinação acentuado da correia transportadora não possa ser alterado, sua velocidade de operação pode ser ajustada com base no volume de carvão. A solução envolve a instalação de uma balança de correia na fonte de alimentação para monitorar o volume de carvão e fornecer feedback em tempo real ao sistema de controle. Isso permite o ajuste da velocidade de operação da correia transportadora principal para reduzir a velocidade e minimizar o derramamento de carvão.
(2) Para resolver o problema de "flutuação da correia" causado por superfícies irregulares em vários pontos ao longo do corpo do transportador, as medidas incluem o ajuste tanto do corpo do transportador quanto da pista para garantir que a correia opere em linha reta. Além disso, dispositivos de rolos de pressão são instalados para resolver o problema de "flutuação da correia" e reduzir o derramamento de carvão.
2.2 Sistema de limpeza automática na extremidade traseira usando um carregador
(1) Uma peneira de rolos e uma peneira vibratória de alta frequência são instaladas na extremidade traseira do transportador de correia. A peneira de rolos coleta e classifica automaticamente o carvão derramado. O material subdimensionado é descarregado com água em um limpador de cárter do tipo raspador, enquanto o material superdimensionado é transportado para a peneira vibratória de alta frequência. Por meio de uma correia transportadora de transferência, o material é enviado de volta para a correia transportadora principal. O material subdimensionado da peneira vibratória de alta frequência flui por gravidade para o limpador de cárter do tipo raspador.
(2) A água da polpa de carvão flui por gravidade para o limpador de cárter do tipo raspador, onde partículas grossas maiores que 0,5 mm são descarregadas diretamente na correia transportadora de transferência. A água excedente do limpador de cárter do tipo raspador flui por gravidade para um tanque de sedimentação.
(3) Um trilho e um guincho elétrico são instalados acima do tanque de sedimentação. Uma bomba de lodo forçada de alta resistência com agitação é instalada dentro do tanque de sedimentação e se move para frente e para trás para transportar o lodo depositado no fundo para um filtro-prensa de alta pressão. Após a filtração pelo filtro-prensa de alta pressão, a torta de carvão é descarregada na correia transportadora de transferência, enquanto a água filtrada flui por gravidade para o reservatório.
2.3 Características do Sistema Abrangente de Tratamento de Derramamento de Carvão
(1) O sistema controla automaticamente a velocidade de operação da correia transportadora principal para reduzir o derramamento de carvão e solucionar o problema de "flutuação da correia". Ele controla de forma inteligente a válvula de gaveta do tanque de armazenamento de água, reduzindo o volume de água de descarga. A instalação de placas de polietileno de ultra-alto peso molecular no piso da rodovia reduz ainda mais o volume de água de descarga necessário. O volume de água de descarga por operação é reduzido para 200 m³, uma redução de 75%, reduzindo a dificuldade de limpeza do reservatório e o volume de drenagem da mina.
(2) A peneira de rolos na extremidade traseira coleta, classifica e transporta o material de forma abrangente, graduando partículas grossas maiores que 10 mm. O material subdimensionado flui por gravidade para o limpador de poço do tipo raspador.
(3) A peneira vibratória de alta frequência desidrata o carvão, reduzindo o teor de umidade do carvão em pedaços. Isso facilita o transporte na correia transportadora principal com inclinação acentuada e reduz o derramamento de carvão.
(4) A lama de carvão flui por gravidade para a unidade de descarga do tipo raspador dentro do tanque de decantação. Através de seu dispositivo interno de decantação com placas inclinadas em formato de favo de mel. Partículas grossas de carvão maiores que 0,5 mm são classificadas e descarregadas por meio de um dispositivo de descarga do raspador na correia transportadora de transferência. A água excedente do limpador de cárter do tipo raspador flui para o tanque de sedimentação traseiro. O limpador de cárter do tipo raspador processa partículas grossas de carvão maiores que 0,5 mm, resolvendo problemas como desgaste do tecido filtrante e bolos de filtro "em camadas" no filtro-prensa de alta pressão.
3 Benefícios e Valor
3.1 Benefícios Econômicos
(1) O sistema permite operações subterrâneas não tripuladas, reduzindo a equipe em 20 pessoas e economizando aproximadamente CNY 4 milhões em custos anuais de mão de obra.
(2) O limpador de poço tipo raspador opera automaticamente com ciclos de partida e parada de 1 a 2 horas por ciclo e um tempo de execução de apenas 2 minutos por operação, resultando em baixo consumo de energia. Comparado aos equipamentos de dragagem tradicionais, ele economiza cerca de CNY 1 milhão em custos de eletricidade anualmente.
(3) Com este sistema, apenas partículas finas entram no reservatório. Estas são bombeadas para fora de forma eficiente por bombas multiestágios, sem entupimento ou queima da bomba, reduzindo os custos de manutenção em aproximadamente CNY 1 milhão por ano.
3.2 Benefícios Sociais
O sistema substitui a limpeza manual, reduzindo a intensidade de trabalho dos trabalhadores e melhorando a eficiência da dragagem. Ao pré-processar partículas grossas, minimiza o desgaste das bombas de lama e bombas multiestágio subsequentes, reduzindo as taxas de falhas das bombas e prolongando sua vida útil. A limpeza em tempo real aumenta a capacidade efetiva do reservatório, elimina a necessidade de reservatórios de reserva e melhora a resistência a inundações. Com o controle centralizado da superfície e operações subterrâneas não tripuladas, os riscos à segurança são significativamente reduzidos, proporcionando benefícios sociais notáveis.
4 Conclusão
O sistema abrangente de tratamento de derramamento de carvão para o transportador de correia principal é simples, prático, confiável e fácil de operar e gerenciar. Sua aplicação bem-sucedida solucionou com eficácia os desafios de limpeza de derramamento de carvão em transportadores de correia principais com inclinação acentuada e dragagem do poço traseiro. O sistema não apenas melhora a eficiência operacional, como também elimina riscos de segurança no subsolo, demonstrando um potencial significativo para ampla promoção e aplicação.
Horário da publicação: 22/09/2025
