Карьерных ленточных конвейеров

Преимущественное распространение на карьерах получили ленточные конвейеры, обладающие высокой производительностью и простотой эксплуатации. Как и железнодорожные пути, конвейеры подразделяют на забойные и отвальные (передвижные), передаточные и сборочные (полустационарные), подъемные, магистральные (стационарные). Они состоят из легко собираемых элементов: ленты (3), приводных и натяжных станций (1,2), линейных и переходных секций, оснащенных роликоопорами (4,5), загрузочного устройства (6) (рис. 5.11). Секции устанавливают на деревянные, металлические или железобетонные (у стационарных конвейеров) шпалы, соединяемые у передвижных конвейеров одним - двумя боковыми рельсами, которые используют для перемещения загрузочных устройств и при передвижке става. По боковой части секции прокладывают кабель.

Лента выполняет роль грузонесущего и тягового органа. Резинотканевые ленты состоят из 3–10 тканевых прокладок, связанных между собой тонкими резиновыми прослойками (сквиджами). Прокладки изготавливают из капроновых, анидных, лавсановых или комбинированных (синтетика и хлопок) тканей с прочностью на разрыв 1–4 кН/см. Сверху и снизу тканевая основа защищена резиновыми обкладками. Верхняя рабочая обкладка имеет толщину 4,5–6 мм, нерабочая нижняя – 2 мм. В резинотросовых лентах вместо прокладок или совместно с ними используют стальные тросы диаметром 4,2–13 мм.

Чаще всего применяют трехроликовые опоры с углом установки боковых роликов до 30–35°. Для самоцентрирования ленты боковые ролики отклонены вперед по ходу ленты на 2–3°. Шаг роликоопор 1,0–1,5 м. Опорой холостой ветви ленты служат удлиненные одиночные или спаренные ролики, устанавливаемые с шагом 3–6 м. Поверхность роликов покрыта резиновой оболочкой или состоит из демпфирующих наборных колец. Для повышения производительности конвейеров применяют многороликовые опоры или опоры с гибкой подвеской [37].

Приводные и натяжные станции забойных и отвальных конвейеров выполняют передвижными на рельсовом или гусеничном ходу. Привод – однобарабанный с несколькими отклоняющими барабанами, у мощных конвейеров – двухбарабанный. Приводные барабаны футерованы деревом или резиной. Механизм привода включает один – два редуктора, один или несколько электродвигателей. Натяжение лент осуществляется грузовым или винтовым устройствами.

У конвейеров малой производительности погрузочные бункеры выполняют в виде воронки с углом наклона стенок 45–60°, с лотком и питателями разных конструкций, перемещаемыми по роликоопорам с помощью канатной лебедки. Конвейеры средней и большой производительности оборудуют самоходными бункерами на рельсовом ходу.

Технологические параметры конвейерных линий: ширина ленты, скорость ее движения, допустимые углы подъема и спуска, длина става. Ширина ленты зависит от производительности конвейера, кусковатости транспортируемого материала (см. п. 3.13), и на карьерных отечественных конвейерах составляет 1000–2500 мм. Для уменьшения ее износа максимальный размер перемещаемых кусков не должен превышать 300–450 мм. Скорость движения ленты выбирают с учетом ее ширины и физико-технических характеристик пород (табл. 5.8).

Таблица 5.8. Допустимая скорость движения конвейерной ленты (по данным УкрНИИпроекта), м/с

Максимальный угол подъема става может достигать 20–22°. При транспортировании разрушенных пород допустимый угол подъема 16–18°, а при материале округлой формы (гравий, галька) – 13–15°. При спуске груза наклон принимают на 2–6° меньше допустимого подъема. Специальные крутонаклонные конвейеры обеспечивают угол подъема до 35–45°.

Длина ставов забойных ленточных конвейеров изменяется от 100 до 1800 м, на магистральных конвейерах с многодвигательным приводом достигает 400–500 м.

Применяют также канатно-ленточные, ленточно-цепные, иногда пластинчатые конвейеры. У них функции тягового органа выполняют стальные тросы, цепи, а груз размещают на ленте или пластинчатом полотне.

Большой вклад в разработку и совершенствование карьерного конвейерного транспорта внесли советские ученые во главе с чл.-корр. АН СССР А.О. Спиваковским.

Перемещение забойных и отвальных конвейеров ведут без разборки и с разборкой става. В первом случае ленту не снимают, а лишь ослабляют ее натяжение. Передвижку секций ведут турнодозерами или путепередвигателями непрерывного действия, для чего используют проложенные вдоль става рельсы. Секции и станции, оборудованные механизмами передвижения, перемещают лебедками, тракторами или своим ходом. На новой трассе проводят рихтовку става, натягивают ленту, подключают станции, опробуют и регулируют линию на холостом ходу. Перед разборкой линии ленту сматывают на барабаны, демонтируют секции и загрузочное устройство. На новую трассу отдельные узлы перемещают стреловыми кранами, лебедками, тракторами или перевозят в средствах транспорта. Затем монтируют став, навешивают ленту и выполняют те же операции, что и при передвижке без разборки.

В настоящее время резкое увеличение глубины рудных карьеров (свыше 300 м.) вызвало необходимость принятия соответствующих решений, исключающих выбытие производственной мощности за счет увеличения расстояния транспортирования. Комбинированный автомобильно-железнодорожный и автомобильно-конвейерный виды транспорта с конвейерами традиционной конструкции не решают проблемы по экономическим соображениям и по техническим параметрам.

По данным исследований многих ученых, наиболее рациональным вариантом подъема горной массы из глубоких карьеров являются крутонаклонные конвейеры. По способу удержания пород на грузорежущем полотне от самопроизвольного сдвижения под действием гравитации различают конвейеры, крутые углы подъема на которых достигают путем:

- увеличения коэффициента сцепления транспортируемого груза с поверхностью грузонесущего полотна;

- создания подпора для транспортируемого груза специальными подпорными элементами;

- повышения нормального давления транспортируемого груза на грузонесущее полотно или полотна на груз;

- комбинации перечисленных способов.

Угол подъема конвейеров первого типа не может превышать угла внутреннего трения или естественного откоса груза в движении, и фактически составляют 22–25˚, а производительность на таких углах снижается на 30–40 % по сравнению со стандартными ленточными конвейерами, размер транспортируемого груза не должен превышать 150 мм.

К факторам, препятствующим использованию конвейеров второго типа в глубоких карьерах, можно отнести:

- сложность очистки полотна от намерзающих и налипающих пород;

- ограниченную скорость движения ленты вследствие ударных нагрузок в загрузочном узле;

- ограниченный угол подъема (до 30º) из-за возможности проскальзывания дополнительного и несущего контуров;

- ограниченный размер куска (до 350 мм).

Конвейеры этого типа, по мнению Е.Е. Шешко, могут быть конкурентоспособны для мелкокусковатых сыпучих грузов, не склонных к налипанию и намерзанию, при относительно небольшой производительности.

Конвейеры третьего типа также имеют ограниченный угол подъема – 25–30˚, повышенную материало- метало- и энергоемкость, увеличенный поперечный изгиб ленты. Возникают проблемы и с созданием загрузочно-разгрузочных участков.

К этой группе относят и крутонаклонные конвейеры с прижимной лентой. В разных странах функционируют более сотни образцов таких конвейеров. Они отличаются высокой универсальностью: угол наклона может достигать 90º; конструкция в значительной степени унифицирована со стандартными конвейерами, реализованы высокие скорости движения. Два традиционных привода позволяют создать установки высокой мощности и производительности. По мнению Е.Е. Шешко, при ширине ленты до 3 м. и скоростях движения 3–6 м/с производительность одной линии может превышать 10000 м³/ч, а высота подъема одним ставом может достигать 300 м. Перемещение груза практически в закрытом «конверте» значительно улучшает также экологическую ситуацию. Такие конвейеры пригодны к быстрому промышленному освоению и для создания комбинированных схем транспортирования.