2. Giao thông ngầm
1) Phân loại phương tiện giao thông ngầm
Vận chuyển ngầm là một khâu quan trọng trong khai thác và sản xuất quặng kim loại và phi kim loại dưới lòng đất, phạm vi công việc bao gồm vận chuyển trong hầm lò và vận chuyển trong đường hầm. Đó là kênh vận chuyển liên tục từ hầm lò, mặt hầm và kho chứa quặng ngầm, khu vực khai thác hoặc kho chứa quặng trên mặt đất và bãi thải đá. Vận chuyển trong hầm lò bao gồm vận chuyển tự hành bằng trọng lực, vận chuyển bằng cào điện, vận chuyển bằng thiết bị không ray (vận chuyển bằng máy xúc, máy bốc xếp hoặc xe khai thác), vận chuyển bằng máy khai thác rung và vận chuyển bằng lực nổ, v.v. Vận chuyển trong đường hầm bao gồm vận chuyển trong đường hầm dốc và đường hầm nghiêng, tức là vận chuyển trong đường hầm giữa phễu hầm lò, sân hầm lò hoặc đường hầm bên dưới giếng trượt đến kho chứa ngầm (hoặc cửa hầm).
Bảng 3-4 thể hiện sự phân loại hệ thống giao thông ngầm theo phương thức vận tải và thiết bị vận tải.
Phân loại phương tiện giao thông ngầm
Để đảm bảo hoạt động bình thường và hiệu quả của hệ thống giao thông ngầm, các thiết bị phụ trợ vận tải cần thiết là không thể thiếu.
2) Hệ thống giao thông ngầm
Hệ thống vận tải và phương thức vận tải trong hầm mỏ thường được xác định trong giai đoạn phát triển và thiết kế mỏ quặng. Các nguyên tắc xác định cần xem xét điều kiện hình thành mỏ, hệ thống phát triển, phương pháp khai thác, quy mô khai thác, tuổi thọ sản xuất, trình độ phát triển của thiết bị vận tải và trình độ quản lý của doanh nghiệp. Hệ thống cần tiên tiến và đáng tin cậy về công nghệ, hợp lý và có lợi về kinh tế, an toàn trong vận hành, thuận tiện trong quản lý, tiết kiệm năng lượng và chi phí đầu tư thấp.
(1) Vận tải đường sắt
Vận tải đường sắt thường đề cập đến vận tải bằng đầu máy, là phương thức vận tải chính trong khai thác mỏ ngầm trong và ngoài nước. Vận tải đường sắt chủ yếu bao gồm các phương tiện khai thác mỏ, thiết bị kéo và máy móc phụ trợ cùng các thiết bị khác, thường tạo thành một hệ thống vận tải hiệu quả với việc vận chuyển quặng bằng toa xe, bốc xếp, v.v.băng tảiHoặc các thiết bị vận chuyển không ray, trong quá trình sản xuất có thể vận chuyển quặng, đá thải, vật liệu, thiết bị và nhân công. Đây là một trong những yếu tố chính tổ chức sản xuất và quyết định năng lực sản xuất của mỏ.
Ưu điểm của vận tải đường sắt là phạm vi sử dụng rộng rãi, năng lực sản xuất lớn (được xác định bởi số lượng đầu máy), khoảng cách vận chuyển không giới hạn, hiệu quả kinh tế tốt, lịch trình linh hoạt và có thể vận chuyển nhiều loại quặng dọc theo tuyến đường phân nhánh. Nhược điểm là vận chuyển không liên tục, hiệu quả sản xuất phụ thuộc vào trình độ tổ chức công việc và có những hạn chế (thường là 3‰ ~ 5‰), và khó đảm bảo an toàn vận chuyển khi độ dốc đường quá lớn.
Vận tải đường sắt là phương thức vận chuyển đường dài nằm ngang chính. Khổ đường ray được chia thành khổ tiêu chuẩn và khổ hẹp. Khổ tiêu chuẩn là 1435mm, và khổ hẹp được chia thành 3 loại: 600mm, 762mm và 900mm. Theo khổ đường ray khác nhau, đầu máy xe lửa có thể được chia thành đầu máy khổ tiêu chuẩn và đầu máy khổ hẹp; theo công suất sử dụng khác nhau, đầu máy xe lửa khai thác mỏ có thể được chia thành đầu máy điện, đầu máy diesel và đầu máy hơi nước. Đầu máy hơi nước về cơ bản đã bị loại bỏ, và đầu máy diesel thường chỉ được sử dụng trên mặt đất. Đầu máy điện được vận hành bằng năng lượng điện, theo bản chất của nguồn điện, đầu máy điện có thể được chia thành đầu máy điện một chiều và đầu máy điện xoay chiều, đầu máy điện một chiều được sử dụng rộng rãi nhất. Hiện nay, có nhiều người dùng bắt đầu sử dụng đầu máy xe lửa biến tần. Theo chế độ cung cấp điện khác nhau, đầu máy điện một chiều được chia thành đầu máy điện có dây và đầu máy điện dùng pin, và phần lớn các đầu máy xe lửa khai thác mỏ phi than ở Trung Quốc sử dụng đầu máy điện có dây.
Với cấu trúc đơn giản, chi phí thấp, bảo trì thuận tiện, khả năng vận chuyển đầu máy lớn, tốc độ cao, hiệu suất điện cao, chi phí vận chuyển thấp, nó là loại động cơ được sử dụng rộng rãi nhất. Nhược điểm là hệ thống chỉnh lưu và đấu dây không đủ linh hoạt; kích thước đường ray và an toàn cho người đi bộ bị ảnh hưởng bởi tia lửa điện giữa cần gạt điện và đường dây, không được phép xảy ra trong giai đoạn xây dựng ban đầu ở các mỏ khí nghiêm trọng, nhưng về lâu dài, tổng chi phí của động cơ thấp hơn nhiều so với động cơ chạy bằng pin. Điện áp DC là 250V và 550V.
Động cơ điện dùng pin là loại động cơ sử dụng pin để cung cấp điện. Pin thường được sạc trong nhà chứa động cơ ngầm. Sau khi động cơ sử dụng pin đến một mức độ nhất định, nên thay pin đã sạc. Ưu điểm của loại động cơ điện này là không có nguy cơ đánh lửa, thích hợp sử dụng trong các mỏ khí không cần dây dẫn, sử dụng linh hoạt, rất phù hợp với các hệ thống vận chuyển đường hầm có sản lượng nhỏ, không bằng phẳng và vận chuyển đường hầm. Nhược điểm là chi phí đầu tư ban đầu cho thiết bị sạc thấp, hiệu suất điện thấp và chi phí vận chuyển cao. Nói chung, động cơ điện dùng dây dẫn được sử dụng trong giai đoạn khai thác, và trong giai đoạn phát triển có thể sử dụng xe động cơ điện dùng pin để khắc phục các điều kiện bên ngoài. Trong đường hầm hồi lưu có khí nổ, không nên sử dụng, trong các mỏ có hàm lượng lưu huỳnh cao và nguy cơ cháy nổ tự nhiên, nên sử dụng động cơ điện dùng pin chống cháy nổ.
Ngoài hai loại trên,động cơ điệnCó các loại động cơ điện năng lượng kép, chủ yếu có thể chia thành đầu máy điện kiểu dây dẫn - pin và đầu máy điện kiểu cáp. Đầu máy điện dùng pin có bộ sạc tự động, giúp nâng cao hiệu suất sử dụng và tính linh hoạt khi sử dụng. Khi hoạt động trên tuyến vận chuyển, nguồn điện được cấp từ cáp, nhưng khoảng cách vận chuyển của nguồn điện cáp không được vượt quá chiều dài của cáp.
Đầu máy xe lửa đốt trong không cần đường ray thẳng, chi phí đầu tư thấp, rất linh hoạt. Tuy nhiên, cấu trúc phức tạp và khí thải gây ô nhiễm không khí, do đó cần lắp đặt thiết bị lọc khí thải tại cửa xả và tăng cường thông gió đường hầm. Hiện nay, chỉ có một số ít mỏ ở Trung Quốc sử dụng đoạn nối hầm thông gió tốt và hệ thống vận chuyển trên mặt đất, còn nhiều mỏ ở nước ngoài sử dụng phương pháp này.
Xe khai thác mỏ vận chuyển quặng (đá thải), người và phương tiện, xe chở vật liệu, xe chở chất nổ, xe chở nước, xe cứu hỏa và xe vệ sinh cùng các loại xe chuyên dụng khác.
(2) Vận tải không ray
Vào những năm 1960, với sự cải tiến của thiết bị không ray dưới lòng đất, công nghệ khai thác mỏ không ray dưới lòng đất cũng đã phát triển nhanh chóng.
Xe tự hành khai thác mỏ là phương tiện tự hành được thiết kế đặc biệt cho các hầm mỏ dưới lòng đất. Nó là phương tiện vận chuyển chính để hiện thực hóa công nghệ khai thác không ray, và có những ưu điểm về tính cơ động, linh hoạt, đa năng và tiết kiệm. Xe tự hành khai thác mỏ được sử dụng rộng rãi trong tất cả các loại hầm mỏ có điều kiện phù hợp để tăng cường khai thác, không chỉ giúp nâng cao năng suất và sản lượng khai thác mỏ, thúc đẩy việc mở rộng quy mô sản xuất liên tục, mà còn thay đổi quy trình khai thác, phương pháp khai thác và hệ thống đường hầm và vận chuyển của các mỏ đó. Đặc biệt với sự phát triển của tự động hóa mỏ, khai thác thông minh và các công nghệ và hệ thống khác trong những năm gần đây, các hầm mỏ đang chuyển dịch theo hướng khai thác không ray không người lái.
① Những ưu điểm chính của vận chuyển ô tô trong hầm mỏ là:
a. Tính di động linh hoạt, phạm vi ứng dụng rộng rãi và tiềm năng sản xuất lớn. Đá khai thác tại khu vực khai thác có thể được vận chuyển trực tiếp đến từng điểm dỡ hàng mà không cần trung chuyển, và nhân lực, vật liệu và thiết bị tại điểm dỡ hàng cũng có thể trực tiếp đến khu vực khai thác mà không cần trung chuyển.
b. Trong một số điều kiện nhất định, việc sử dụng phương tiện vận chuyển tự động trong hầm mỏ có thể giúp tiết kiệm đáng kể thiết bị, thép và nhân lực.
c. Trước khi hoàn thành toàn bộ hệ thống hầm mỏ, có thể đẩy nhanh và tạo điều kiện thuận lợi cho việc khai thác và vận chuyển các thân quặng và các mỏ lộ thiên.
d. Trong điều kiện khoảng cách vận chuyển hợp lý, việc vận chuyển bằng ô tô trong khai thác hầm mỏ và khâu sản xuất được rút ngắn, từ đó có thể nâng cao đáng kể năng suất lao động.
②Những nhược điểm của việc vận chuyển bằng ô tô trong hầm mỏ như sau:
a. Mặc dù các toa xe khai thác mỏ dưới lòng đất có thiết bị lọc khí thải, nhưng khí thải từ động cơ diesel vẫn gây ô nhiễm không khí dưới lòng đất, vấn đề này hiện vẫn chưa thể giải quyết hoàn toàn. Các biện pháp như tăng cường thông gió thường được sử dụng, nhưng lại làm tăng chi phí thiết bị thông gió.
b. Do chất lượng mặt đường hầm mỏ kém, lượng lốp xe tiêu hao nhiều, dẫn đến chi phí phụ tùng tăng cao.
c. Khối lượng công việc bảo trì lớn, cần có đội ngũ công nhân bảo trì lành nghề và xưởng bảo trì được trang bị đầy đủ.
d. Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận hành các toa xe khai thác mỏ dưới lòng đất, kích thước mặt cắt đường hầm cần thiết phải lớn, điều này làm tăng chi phí xây dựng.
③ So với các phương tiện tự dỡ hàng trên mặt đất, các phương tiện khai thác mỏ dưới lòng đất thường có những đặc điểm cấu trúc sau:
a. Có thể lắp ráp dễ dàng, kích thước lớn và tiện lợi.
b. Sử dụng khung gầm khớp nối, hệ thống lái thủy lực, chiều rộng thân xe hẹp, bán kính quay vòng nhỏ.
c. Chiều cao thân xe thấp, thường là 2~3m, phù hợp để làm việc trong không gian ngầm hẹp và thấp, với trọng tâm thấp giúp tăng khả năng leo dốc.
d. Tốc độ lái xe thấp và công suất động cơ nhỏ, do đó giảm lượng khí thải.
(3)Băng tảivận tải
Vận chuyển bằng băng tải là một phương thức vận chuyển liên tục, chủ yếu được sử dụng để vận chuyển khoáng sản, đá, cũng có thể vận chuyển vật liệu và nhân công. Phương thức vận chuyển này có năng suất cao, an toàn và đáng tin cậy, vận hành đơn giản và mức độ tự động hóa cao. Với việc sử dụng băng tải cường độ cao, vận chuyển bằng băng tải có đặc điểm quãng đường dài, khối lượng lớn và tốc độ cao, đáp ứng yêu cầu vận chuyển hiệu quả của thiết bị khai thác mỏ hiện đại.
Việc sử dụng băng tải để vận chuyển quặng trong hầm mỏ bị hạn chế bởi khối lượng đá, lưu lượng vận chuyển, độ dốc đường hầm, độ cong, v.v. Nói chung, chỉ có thể vận chuyển quặng thô đã được nghiền nhỏ (dưới 350mm), và chỉ phù hợp với khối lượng lớn, độ dốc đường hầm nhỏ và không có đường cong.
Hệ thống vận chuyển băng tải ngầm có thể được chia thành: ① Vận chuyển băng tải hầm lò, tùy thuộc vào vị trí sử dụng và nhiệm vụ vận chuyển, trực tiếp tiếp nhận và vận chuyển quặng từ khu vực khai thác. ② Vận chuyển băng tải tập trung, tiếp nhận quặng từ hai hoặc nhiều băng tải. ③ Vận chuyển băng tải thân hầm, vận chuyển toàn bộ quặng khai thác ngầm, bao gồm cả băng tải thông thường, lên bề mặt.
Băng tải có thể được chia thành loại cơ bản và loại đặc biệt theo cấu trúc cơ bản, và loại cơ bản được chia thành loại phẳng và loại có rãnh. Hiện nay, các loại băng tải đặc biệt tiêu biểu bao gồm băng tải rãnh sâu, băng tải mép lượn sóng, băng tải hoa văn, băng tải ống, băng tải đệm khí, băng tải ép, băng tải uốn cong, v.v.
Hệ thống vận chuyển bằng băng tải đảm bảo tính liên tục của quá trình vận chuyển vật liệu. So với các thiết bị vận chuyển khác, nó có những đặc điểm sau:
① Khả năng vận chuyển. Khả năng vận chuyển tối đa của băng tải trong nước đã đạt 8400 tấn/giờ, và khả năng vận chuyển tối đa của băng tải nước ngoài đã đạt 37500 tấn/giờ.
② Khoảng cách vận chuyển xa. Chỉ cần có dây đai đủ chắc chắn, về mặt kỹ thuật, khoảng cách vận chuyển của băng tải không bị giới hạn. Chiều dài đơn của băng tải trong nước đã đạt tới 15,84 km.
③ Khả năng thích ứng địa hình mạnh mẽ. Băng tải có thể thích ứng với địa hình từ độ cong vừa phải của không gian và mặt phẳng ngang, nhằm giảm thiểu các khâu trung gian như trạm trung chuyển và giảm chi phí đầu tư cơ sở hạ tầng, tránh gây cản trở cho đường bộ, đường sắt, núi, sông, hồ và các thành phố từ không gian hoặc mặt phẳng.
④Cấu trúc đơn giản, an toàn và đáng tin cậy. Độ tin cậy của băng tải đã được kiểm chứng qua nhiều ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp.
⑤ Chi phí vận hành thấp. Thời gian và năng lượng tiêu thụ trên mỗi đơn vị vận chuyển của hệ thống băng tải thường là thấp nhất trong số tất cả các loại xe hoặc thiết bị vận chuyển vật liệu rời, và việc bảo trì dễ dàng và nhanh chóng.
⑥ Mức độ tự động hóa cao. Quy trình vận chuyển bằng băng tải đơn giản, thiết bị điện tập trung, khả năng điều khiển cao, dễ dàng đạt được tự động hóa.
⑦ Nó có đặc điểm là ít bị ảnh hưởng bởi thời tiết và tuổi thọ cao.
Trang web:https://www.sinocoalition.com/
Email: sale@sinocoalition.com
Số điện thoại: +86 15640380985
Thời gian đăng bài: 16/03/2023
