У вугільних шахтах головні стрічкові конвеєри, встановлені на крутих похилих магістралях, часто стикаються з переливом, розсипанням та падінням вугілля під час транспортування. Це особливо помітно під час транспортування сирого вугілля з високим вмістом вологи, де щоденний розсип вугілля може сягати десятків і сотень тонн. Розсипане вугілля необхідно очищати, що впливає на ефективність та безпеку експлуатації. Для вирішення цієї проблеми на початку стрічкового конвеєра встановлюється резервуар для зберігання води для очищення розсипаного вугілля. Під час роботи засувка резервуара для зберігання води відкривається вручну, щоб змити плаваюче вугілля до хвостової частини конвеєра, де його очищає навантажувач. Однак через великий об'єм промивної води, надмірну кількість плаваючого вугілля, несвоєчасне очищення та близькість плаваючого вугілля до відстійника, плаваюче вугілля часто безпосередньо змивається в відстійник. В результаті відстійник потребує очищення раз на місяць, що призводить до таких проблем, як висока трудомісткість, складність очищення відстійника та значні загрози безпеці.
1 Аналіз причин розливу вугілля
1.1 Основні причини розливу вугілля
По-перше, великий кут нахилу та висока швидкість конвеєра; по-друге, нерівні поверхні в кількох точках вздовж корпусу конвеєра, що призводить до «спливання стрічки» та розсипання вугілля.
1.2 Труднощі з очищенням піддону
По-перше, засувка резервуара для води, що відкривається вручну, часто має довільний ступінь відкриття, що призводить до надмірного об'єму промивної води. В середньому, щоразу в відстійник змивається 800 м³ вугільної пульпи. По-друге, нерівна підлога дороги головного стрічкового конвеєра призводить до накопичення плаваючого вугілля в низинах без своєчасного осадження, що дозволяє воді переносити плаваюче вугілля в відстійник і призводить до частого очищення. По-третє, плаваюче вугілля в хвості конвеєра не очищається швидко або ретельно, що призводить до його змивання в відстійник під час промивних операцій. По-четверте, коротка відстань між хвостом головного стрічкового конвеєра та відстійником дозволяє вугільній пульпі з недостатнім осадженням потрапляти в відстійник. По-п'яте, плаваюче вугілля містить значну кількість великих шматків, що ускладнює ефективний збір матеріалу крокуючим екскаватором (оснащеним буровим насосом) на передній частині під час очищення відстійника. Це призводить до низької ефективності, сильного зносу бурового насоса та необхідності ручного або за допомогою навантажувача очищення передньої частини відстійника, що спричиняє високу трудомісткість та низьку ефективність очищення.
2 Проектування комплексної системи очищення вугільних розсипів для стрічкових конвеєрів
2.1 Дослідження та заходи за схемою
(1) Хоча кут крутого нахилу стрічкового конвеєра не можна змінити, його робочу швидкість можна регулювати залежно від об’єму вугілля. Рішення передбачає встановлення стрічкових ваг біля джерела подачі для контролю об’єму вугілля та забезпечення зворотного зв’язку в режимі реального часу для системи керування. Це дозволяє регулювати робочу швидкість головного стрічкового конвеєра, щоб зменшити швидкість та мінімізувати розсипання вугілля.
(2) Для вирішення проблеми «спливання стрічки», спричиненої нерівними поверхнями в кількох точках вздовж корпусу конвеєра, заходи включають регулювання як корпусу конвеєра, так і дорожнього полотна, щоб забезпечити пряме рух стрічки. Крім того, для вирішення проблеми «спливання стрічки» та зменшення розсипання вугілля встановлюються притискні роликові пристрої.
2.2 Автоматична система очищення в задній частині за допомогою навантажувача
(1) На задній частині стрічкового конвеєра встановлено роликовий грохот та високочастотний вібраційний грохот. Роликовий грохот автоматично збирає та класифікує розсипане вугілля. Малізерний матеріал змивається водою до скребкового очищувача відстійників, тоді як надлишковий матеріал транспортується до високочастотного вібраційного грохота. Через стрічковий транспортер матеріал повертається назад до основного стрічкового конвеєра. Малізерний матеріал з високочастотного вібраційного грохота самопливом потрапляє до скребкового очищувача відстійників.
(2) Вугільна шламова вода самопливом потрапляє до скребкового очищувача відстійників, де грубі частинки розміром більше 0,5 мм безпосередньо скидаються на стрічковий конвеєр. Переливна вода зі скребкового очищувача відстійників самопливом потрапляє в відстійник.
(3) Над відстійником встановлено рейку та електричний підйомник. Усередині відстійника розміщено потужний насос для примусового відкачування шламу з перемішуванням, який рухається вперед і назад, транспортуючи осаджений на дні шлам до фільтр-преса високого тиску. Після фільтрації фільтр-пресом високого тиску вугільний кекс скидається на стрічковий конвеєр, а фільтрована вода самопливом стікає у відстійник.
2.3 Особливості комплексної системи очищення вугільних розливів
(1) Система автоматично контролює робочу швидкість головного стрічкового конвеєра, щоб зменшити розсипання вугілля та вирішити проблему «спливання стрічки». Вона інтелектуально керує засувкою резервуара для зберігання води, зменшуючи об’єм промивної води. Встановлення плит з надвисокомолекулярного поліетилену на підлозі дороги ще більше зменшує необхідний об’єм промивної води. Об’єм промивної води на операцію зменшується до 200 м³, що на 75%, що зменшує складність очищення відстійника та об’єм дренажу шахти.
(2) Роликовий грохот у задній частині ретельно збирає, класифікує та транспортує матеріал, відсіюючи грубі частинки розміром понад 10 мм. Мелкозернистий матеріал самопливом потрапляє до скребкового очищувача відстійника.
(3) Високочастотний вібраційний грохот зневоднює вугілля, зменшуючи вміст вологи в кусковому вугіллі. Це полегшує транспортування на крутопохилому головному стрічковому конвеєрі та зменшує розсипання вугілля.
(4) Вугільний шлам самопливом потрапляє у скребковий розвантажувальний пристрій у відстійнику. Через внутрішній стільниковий похилий пластинчастий відстійник. Крупні частинки вугілля розміром понад 0,5 мм сортуються та скидаються за допомогою скребкового розвантажувального пристрою на стрічковий конвеєр. Переливна вода зі скребкового очищувача відстійників потрапляє до заднього відстійника. Скребковий очищувач відстійників обробляє грубі частинки вугілля розміром понад 0,5 мм, вирішуючи такі проблеми, як знос фільтрувальної тканини та «шарова» фільтраційна скоринка у фільтр-пресі високого тиску.
3 переваги та цінність
3.1 Економічні вигоди
(1) Система дозволяє безпілотну роботу під землею, скорочуючи чисельність персоналу на 20 осіб та заощаджуючи приблизно 4 мільйони китайських юанів на річних витратах на оплату праці.
(2) Скребковий очищувач відстійників працює автоматично з циклами запуску-зупинки тривалістю 1-2 години на цикл та часом роботи лише 2 хвилини на операцію, що призводить до низького споживання енергії. Порівняно з традиційним днопоглиблювальним обладнанням, він щорічно економить близько 1 мільйона китайських юанів на електроенергію.
(3) Завдяки цій системі у відстійник потрапляють лише дрібні частинки. Вони ефективно відкачуються за допомогою багатоступеневих насосів без засмічення чи перегорання насоса, що зменшує витрати на технічне обслуговування приблизно на 1 мільйон китайських юанів на рік.
3.2 Соціальні виплати
Система замінює ручне очищення, зменшуючи трудомісткість працівників та підвищуючи ефективність днопоглиблювальних робіт. Завдяки попередній обробці грубих частинок вона мінімізує знос наступних бурових насосів та багатоступеневих насосів, знижуючи рівень відмов насосів та подовжуючи термін їхньої служби. Очищення в режимі реального часу збільшує ефективну ємність відстійника, усуває потребу в резервних відстійниках та підвищує стійкість до повеней. Завдяки централізованому керуванню з поверхні та безпілотним підземним операціям, загрози безпеці значно знижуються, що забезпечує значні соціальні переваги.
4 Висновок
Комплексна система очищення вугільних розсипів для головного стрічкового конвеєра є простою, практичною, надійною та легкою в експлуатації та управлінні. Її успішне застосування ефективно вирішило проблеми очищення вугільних розсипів на круто нахилених головних стрічкових конвеєрах та днопоглиблення заднього збірника. Система не тільки підвищує експлуатаційну ефективність, але й усуває підземні загрози безпеці, демонструючи значний потенціал для широкого просування та застосування.
Час публікації: 22 вересня 2025 р.
