Tại các mỏ than, băng tải chính được lắp đặt trên các tuyến đường chính dốc đứng thường xảy ra hiện tượng than tràn, rơi và rơi vãi trong quá trình vận chuyển. Điều này đặc biệt rõ ràng khi vận chuyển than thô có độ ẩm cao, nơi lượng than tràn hàng ngày có thể lên tới hàng chục đến hàng trăm tấn. Than tràn phải được làm sạch, điều này ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành và an toàn. Để giải quyết vấn đề này, một bể chứa nước được lắp đặt ở đầu băng tải để làm sạch than tràn. Trong quá trình vận hành, van cửa của bể chứa nước được mở thủ công để xả than nổi vào đuôi băng tải, tại đây than được làm sạch bằng máy xúc. Tuy nhiên, do lượng nước xả lớn, than nổi quá nhiều, việc làm sạch không kịp thời và than nổi nằm gần bể chứa, than nổi thường được xả trực tiếp vào bể chứa. Do đó, bể chứa cần được làm sạch mỗi tháng một lần, dẫn đến các vấn đề như cường độ lao động cao, khó khăn trong việc làm sạch bể chứa và các mối nguy hiểm đáng kể về an toàn.
1 Phân tích nguyên nhân tràn than
1.1 Nguyên nhân chính gây ra sự cố tràn than
Thứ nhất, góc nghiêng lớn và tốc độ cao của băng tải; thứ hai, bề mặt không bằng phẳng tại nhiều điểm dọc theo thân băng tải, khiến “băng tải nổi” và dẫn đến tình trạng than bị tràn.
1.2 Khó khăn trong việc vệ sinh hố ga
Thứ nhất, van cửa mở thủ công của bể chứa nước thường có độ mở tùy ý, dẫn đến lượng nước xả quá mức. Trung bình, 800 m³ nước bùn than được xả vào hố thu mỗi lần. Thứ hai, sàn không bằng phẳng của đường băng tải chính khiến than nổi tích tụ ở những vùng trũng mà không được lắng đọng kịp thời, cho phép nước mang than nổi vào hố thu và dẫn đến việc phải vệ sinh thường xuyên. Thứ ba, than nổi ở đuôi băng tải không được làm sạch kịp thời hoặc kỹ lưỡng, khiến than bị xả vào hố thu trong quá trình xả. Thứ tư, khoảng cách ngắn giữa đuôi băng tải chính và hố thu khiến nước bùn than không đủ lắng đọng vào hố thu. Thứ năm, than nổi chứa một lượng đáng kể các khối lớn, khiến máy đào đi bộ (được trang bị máy bơm bùn) khó thu gom vật liệu hiệu quả ở đầu trước trong quá trình vệ sinh hố thu. Điều này dẫn đến hiệu suất thấp, máy bơm bùn bị mài mòn nghiêm trọng và cần phải vệ sinh thủ công hoặc bằng máy xúc ở đầu phía trước của bể chứa, dẫn đến cường độ lao động cao và hiệu quả vệ sinh thấp.
2 Thiết kế hệ thống xử lý tràn than toàn diện cho băng tải
2.1 Nghiên cứu và biện pháp của chương trình
(1) Mặc dù góc nghiêng lớn của băng tải không thể thay đổi, nhưng tốc độ vận hành của băng tải có thể được điều chỉnh dựa trên thể tích than. Giải pháp bao gồm lắp đặt cân băng tải tại nguồn cấp liệu để theo dõi thể tích than và cung cấp phản hồi thời gian thực cho hệ thống điều khiển. Điều này cho phép điều chỉnh tốc độ vận hành của băng tải chính để giảm tốc độ và giảm thiểu sự cố tràn than.
(2) Để giải quyết vấn đề “băng tải nổi” do bề mặt không bằng phẳng tại nhiều điểm trên thân băng tải, các biện pháp bao gồm điều chỉnh cả thân băng tải và mặt đường để đảm bảo băng tải chạy thẳng. Ngoài ra, các thiết bị con lăn áp lực được lắp đặt để giải quyết vấn đề “băng tải nổi” và giảm thiểu sự cố tràn than.
2.2 Hệ thống làm sạch tự động ở đuôi máy xúc
(1) Một sàng con lăn và một sàng rung tần số cao được lắp đặt ở cuối băng tải. Sàng con lăn tự động thu gom và phân loại than bị tràn. Vật liệu quá khổ được xả bằng nước vào máy làm sạch hố thu kiểu cạo, trong khi vật liệu quá khổ được vận chuyển đến sàng rung tần số cao. Thông qua băng tải chuyển tiếp, vật liệu được đưa trở lại băng tải chính. Vật liệu quá khổ từ sàng rung tần số cao chảy theo trọng lực đến máy làm sạch hố thu kiểu cạo.
(2) Nước bùn than chảy theo trọng lực đến máy làm sạch bể chứa kiểu cạo, tại đây các hạt thô lớn hơn 0,5 mm được xả trực tiếp lên băng tải chuyển. Nước tràn từ máy làm sạch bể chứa kiểu cạo chảy theo trọng lực vào bể lắng.
(3) Phía trên bể lắng được lắp đặt một thanh ray và một tời điện. Một máy bơm bùn cưỡng bức công suất lớn có chức năng khuấy được đặt bên trong bể lắng và di chuyển qua lại để vận chuyển bùn lắng ở đáy đến máy ép lọc áp suất cao. Sau khi được lọc bằng máy ép lọc áp suất cao, bánh than được đưa lên băng tải chuyển, trong khi nước lọc chảy vào bể chứa nhờ trọng lực.
2.3 Các tính năng của Hệ thống xử lý tràn than toàn diện
(1) Hệ thống tự động điều khiển tốc độ vận hành của băng tải chính để giảm thiểu sự cố tràn than và giải quyết vấn đề “băng tải nổi”. Hệ thống điều khiển thông minh van cửa của bể chứa nước, giảm lượng nước xả. Việc lắp đặt các tấm polyethylene trọng lượng phân tử siêu cao trên mặt đường giúp giảm thêm lượng nước xả cần thiết. Lượng nước xả mỗi lần vận hành giảm xuống còn 200 m³, giảm 75%, giúp giảm độ khó của việc vệ sinh hố ga và lượng nước thoát của mỏ.
(2) Sàng con lăn ở đầu cuối thu thập, phân loại và vận chuyển vật liệu một cách toàn diện, phân loại các hạt thô lớn hơn 10 mm. Vật liệu có kích thước nhỏ hơn sẽ chảy theo trọng lực đến bộ phận làm sạch thùng chứa kiểu cạo.
(3) Sàng rung tần số cao làm mất nước than, giảm hàm lượng ẩm của than cục. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển trên băng tải chính có độ dốc lớn và giảm lượng than bị rơi vãi.
(4) Bùn than chảy theo trọng lực vào bộ phận xả kiểu cạp bên trong bể lắng. Thông qua thiết bị lắng tấm nghiêng hình tổ ong bên trong. Các hạt than thô lớn hơn 0,5 mm được phân loại và xả qua thiết bị xả cạp lên băng tải chuyển tải. Nước tràn từ bộ phận làm sạch bể lắng kiểu cạp chảy vào bể lắng phía sau. Bộ phận làm sạch bể lắng kiểu cạp xử lý các hạt than thô lớn hơn 0,5 mm, giải quyết các vấn đề như mòn vải lọc và hiện tượng bánh lọc “phân lớp” trong máy lọc ép áp suất cao.
3 Lợi ích và Giá trị
3.1 Lợi ích kinh tế
(1) Hệ thống cho phép vận hành không người lái dưới lòng đất, giảm 20 nhân viên và tiết kiệm khoảng 4 triệu CNY chi phí lao động hàng năm.
(2) Máy nạo vét hố ga kiểu cạo hoạt động tự động với chu kỳ khởi động-dừng 1-2 giờ mỗi chu kỳ và thời gian chạy chỉ 2 phút mỗi lần, giúp tiết kiệm năng lượng. So với thiết bị nạo vét thông thường, máy tiết kiệm khoảng 1 triệu CNY chi phí điện mỗi năm.
(3) Với hệ thống này, chỉ có các hạt mịn đi vào bể chứa. Chúng được bơm ra ngoài hiệu quả bằng bơm đa tầng mà không bị tắc nghẽn hoặc cháy bơm, giúp giảm chi phí bảo trì khoảng 1 triệu CNY mỗi năm.
3.2 Lợi ích xã hội
Hệ thống thay thế việc vệ sinh thủ công, giảm cường độ lao động cho công nhân và cải thiện hiệu quả nạo vét. Bằng cách xử lý sơ bộ các hạt thô, hệ thống giảm thiểu hao mòn cho các bơm bùn và bơm đa tầng tiếp theo, giảm tỷ lệ hỏng hóc bơm và kéo dài tuổi thọ. Việc vệ sinh theo thời gian thực giúp tăng công suất hiệu quả của bể chứa, loại bỏ nhu cầu sử dụng bể chứa dự phòng và tăng cường khả năng chống lũ. Với việc kiểm soát tập trung từ bề mặt và vận hành ngầm không người lái, các mối nguy hiểm về an toàn được giảm thiểu đáng kể, mang lại lợi ích xã hội đáng kể.
4 Kết luận
Hệ thống xử lý tràn than toàn diện cho băng tải chính đơn giản, thiết thực, đáng tin cậy, dễ vận hành và quản lý. Việc ứng dụng thành công đã giải quyết hiệu quả những thách thức trong việc làm sạch than tràn trên băng tải chính có độ dốc lớn và nạo vét hố thu phía sau. Hệ thống không chỉ cải thiện hiệu quả vận hành mà còn giải quyết các mối nguy hiểm về an toàn dưới lòng đất, cho thấy tiềm năng đáng kể để triển khai và ứng dụng rộng rãi.
Thời gian đăng: 22-09-2025
