CC BY
78
© А. Антоньяк, 2002
УЛК 622.62
А. Антоньяк
КРИВОЛИНЕЙНЫЕ ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ В ПОЛЬСКИХ УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ
1. Преимущества, получаемые от применения криволинейных ленточных конвейеров для транспортировки добываемого материала
Направления, касающиеся оптимизации конвейерных систем через приспособление конвейеров к кривизне конвейерных трасс в горизонтальной и вертикальной плоскости, заменить в горной промышленности и в других отраслях производства. По сравнению со многими прямолинейными ленточными конвейерами, необходимыми для отклонения от прямого направления, существующими между частями конвейера, криволинейные ленточные конвейеры предполагают следующие преимущества:
• сокращение количества конвейеров, объединенных в транспортную систему и увеличивающих надежность систем;
• - возможность использования индивидуальных конвейеров большей длины, покрывающих расстояние до 4-5 км и обеспечивающих высокую мощность и хорошую подвижность из-за применения современных приводов;
• сокращение затрат на управление и ремонт ленты;
• сокращение пылеобразо-вания и деградации гранулированных кусков транспортируемого материала;
• свобода в проектировании трасс;
• преодоление кривизны, которая характеризуется различными геометрическими фигурами, а также кривых формы «Б» и пространственных кривых;
• сокращение потребления электрической энергии и мощности приводов;
• возможность ис-
ния стандартных типов лент и
вспомогательных элементов, кроме роликов, вмонтированных в секции кривизны;
• увеличение надежности управления.
Специальные проблемы,
связанные с вовлечением ленты в кривизну, могут появиться в течение проектирования
криволинейных ленточных
конвейеров. Управление лент на горизонтальных и
пространственных кривых
производятся через: силу тяжести ленты, силу тяжести
транспортируемого материала (сырой уголь), силу трения между лентой и несущими рамками, силы, возникающие от напряжения ленты и от ее эластичности. В целях управления силой трения, которая действует по направлению к наружной кривой, несущие ролики устанавливают впе(з!еди,касаешоя пробпеаылероо хождения, роликами горизонтальной кривой, необходимо принять во внимание следующие меры.
Они состоят из:
• сокращение набегания ленты, которая проходит через кривую через применение промежуточных приводов;
• применение глубокого синклинального приспособления к роликам;
• установление шарниров в листе негнущихся элементов, если возможно.
2. Первый гори-
зонтально-криволи-нейный ленточный конвейер, выпущенный в Польше
Конвейер, спроектированный как
PV и установленный в угольной шахте Piast был первым го-тально-криволиней-ным ленточным конвейером средней длины и высокой мощности, который был установлен в польских тах в 1994 г. Во первых, кон-ер был оборудован лентой ной 1200 мм и затем шириной 1400 мм. Негорящие ленты были выпущены акционерной компанией FTT Stomil Wolbrom. Кривая преодолевалась с помощью кого натяжения ленты. Это объяснялось использованием
ренного блочного промежу-ного привода (рис. 1) из работ, выполненных рабочими шахты и исследователями Силезского технического университета,
текает, что решение проекта правильно и, что горизонтальная кривая имеет небольшое воздействие на износ ленты.
Управление лентой на горизонтальной кривой под углом 3.15о обеспечивается специальными верхними роликами, которые регулируют движение ленты в вертикальном и горизонтальном планах и низшими роликами, которые обеспечивают защиту ленты от повреждений во время движения ленты в аномальных условиях.
Верхние и нижние ролики смонтированы на своих осях, на подшипниках скольжения, таким образом, чтобы управление в горизонтальном плане было возможно. Верхний ролик регулируется, в вертикальном плане, посредством гидравлического цилиндра, в то время как регулирование нижних роликов, в вертикальном плане, осуществляется механически и регулируемое положение устанавливается с помощью болта.
Рис. 1. Горизонтальнокриволинейный ленточный конвейер в угольной шахте Piast
ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОРНЫХ НАКЛОННЫХ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ
Количественные параметры Шахты твердого угля
Ріазі Кгиріпзкі ^піпа ^піпа Воіе&аф Бтіаіу ^пЬоуое
Тип транспортируемого материала Добываемый уголь (твердый уголь + бедная порода)
Номинальная мощность, т/г 1000 950 800 1000 1200 2000
Длина конвейера, м 560 760 980 1430 1313 1080
Высота подъема, м +87,6 +209 +237 +306 +205 + 165
Угол транспортировки, градусы 9 16 14 12о30' 9 9°50’
Радиус кривизны, м - - - - - 600
Скорость ленты, мк 3,15 2,0 0,6-3,15 0,5-3,15 0,2-3,15 0,8 - 3,15
Ширина ленты,м 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,4
Мощность привода, кВт 2х1х250+Ш 4х250 3х1х315 4х1х315 4х250 4х1х355
Тип ленты СТР* 16001412 СТР БТ3150Х СТР БТ1600Х СТР PWG 2500/1 РК5К** 15000 СТР БТ 3150
Отличительные черты Гидро- муфты 562ТУУБС Уоіїп-ТигЬо Частотные конвейеры, сделанные АВВ промышленностью Частотные конвейеры, сделанные фирмой Саг-Ьоаи:о Маїука (Польша)
СТР* - лента, сделанная фирмой РТТ Б^тП Wo1bгom (Польша) FRБR**- лента сделанная фирмой Репп1г (Великобритания)
Рис. 2. Регулируемые ролики со стороны конвейера: 1 - вспомогательный элемент; 2 - гидравлический цилиндр для отключения в вертикальном плане;
3 - вспомогательное устройство для отключения в горизонтальном плане; 4 -ось вращения (подшипник скользящий); 5 - типичный верхний ролик; 6 - защитные ролики; 7 - управляемые и блочные анкеры
Такое конструктивное решение установки роликов на криволинейных секциях сделало возможным применить их в другом ленточном конвейере, в котором горизонтальная кривая характеризуется углом отклонения 6о. Чтобы получить правильно управляемую ленту по кривой, приводы конвейера оборудуются пусковыми приборами, которые имеют возможность обеспечить плавный пуск.
3. Наклонные ленточные конвейеры
Транспортировка добываемого материала посредством наклонного ленточного конвейера превалирует в польских угольных шахтах. Технические параметры,
относящиеся к наклонному ленточному конвейеру, представлены в таблице. Два из представленных конвейеров используются для
транспортировки добываемого материала из подземных угольных стволов на поверхность. Они работают в угольной шахте ^пта.
Каждый из конвейеров, характеризуемый в таблице, оборудуется плавным пусковым устройством, двумя муфтами - гибкой и жесткой типа Б^пке - передаточный механизм с гидравлическим тормозным диском и устройством предотвращающим несанкционированное движение ленты. Транспортировать извлеченный материал вниз по наклону имеет место с полной дополнительной энергией через применение частотных конвейеров для управления двигателем, как в случае в угольных шахтах 71е-тотк и На1етЬа.
4. Наклонный ленточный конвейер с пространственным преломлением
Условия движения ленты и подъемного ленточного конвейера становятся боли точными, когда пространственная кривая является неотъемлемой его частью.
В случае ленточных конвейеров, работающих в подземных условиях, в которых преломление конвейерной трассы достигает 90о, не возможно приспособить конвейер под кривой линейный участок. Следовательно, элементы, включающие местный механизм передачи, должен найти применение. Такое решение было внедрено на Силезской угольной шахте, где наклонный ленточный конвейер имеет пространственное преломление под углом 6о.
Г орный машинностроительный завод Р1ота, производила первый конвейер этого типа. Он был установлен на Селезской угольной шахте. Конвейер - длины 746 м с углом наклона 11.8о, его производительность 800 т/ч. На расстоянии 418 м от места поворота угол наклона конвейера меняется от 8.8о до 15.7о и конвейер преломляет горизонталь под углом 6о. В месте примене-
Рис. 3. Угловой перегрузочный привод на Силезской угольной шахте
Рис. 4. Диаграмма наклонного ленточного конвейера, характеризуемого пространственной кривой и внедренного в наклонной горной выработке № 600 в угольной шахте Лапкошюе
ния возникает сила более, чем 88 кН, в ленте, при ее устойчивом положении. Преодоление преломления осуществляется с помощью промежуточного привода (рис. 3), который уменьшает силу, действующую на верхнем краю ленты, до 42 кН. Сила на нижнем краю ленты достигает 24 кН.
Применение промежуточного привода позволяет преодолеть преломление и выбрать ленту типа 1250 вместо запланированной ленты типа 1800. Место, в котором низкий край ленты меняет направление движения, отличается от места, в котором верхний край ленты делает то же самое таким образом, что конвейер может быть уменьшен в размерах. Но изгиб ленты вблизи головной приводной станции имеет отрицательное воздействие на срок службы ленты. Чтобы лента прошла пространственное преломление в случае, если лента шириной 1000 мм.
Настоящее конструктивное решение имеет множество преимуществ. Это - сокращение напряжения ленты в области пространственного приложения, применение ленты типа 1250 вместо типа 1800, уменьшение габаритных размеров промежуточного блочного привода, уменьшающего прохождение преломления под углом 6о.
5. Наклонный ленточный конвейер, характеризуемый пространственной кривой
Решение было принято на угольной шахте Лапкошюе, где транспортирование из шахты происходит от метки 565 м до 400 м, и оно осуществляется посредством подъемного ленточного конвейера.
Требования к оборудованию, которое обеспечивает наклон в горизонтальной выработке № 600, следующие: добыча происходит от отметки 565 м производительностью 2000 т/ч и желательно транспортирование людей на ленте.
Г еометрические параметры
наклонной горной выработки следующие: длина около 1 080 м, наклонная часть конвейера -длина 910 м под углом до 10о и последняя секция имеет длину 170 м - сначала горизонтальный участок, а затем отклоняется под углом 5.6о.
На расстоянии около 660 м от погрузочной станции имеется пространственная кривая в наклонной горной выработки под углом 5о и с радиусом 600 м. Радиусы выпуклых кривых - 200 м.
Ленточный конвейер типа Boqda 1400 сконструирован, принимая во внимание эти параметры. На рисунке и показана продольная секция конвейера.
Привод конвейера имеет 4 барабана. Каждый барабан оснащен двигателем мощность от 355 кВт. Привод расположен на расстоянии 75 м от разгрузочной станции. Транспортируемый материал из шахты конвейером разгружается в передний бункер. Натяжная станция, оборудована гидравлическим цилиндром и гидравлической лебедкой, сконструированные для компенсации удлинения ленты. Напряжение -
1 000 В. Двигатели управляются частотными конвейерами. Это позволяет скорости ленты дойти до 2.5 м/с для перевозки людей,
и скорость регулируется от 1.6 до 3.15 м/с при транспортировки из шахты.
Применение частотного конвейера позволяет иметь идеальную нагрузку на приводные барабаны и переменную скорость. Возможно запустить конвейер очень плавно. Он начинает работать таким образом, что в целях сокращения напряжения ленты, идущей от действия гравитационной силы, скорость ленты будет направлена на минимизацию наполнения поперечного сечения потока, который проходит через ленту согласно разработанному алгоритму. Каждый привод оборудован тормозом в виде гидравлического диска, произведенного фирмой FUMIS Waclowice Company, механизмам передачи типа Preinfalk с отношением передачи i = 25. Противоповоротные системы сконструированы на второй ступени передаточного механизма.
Передаточный механизм соединен с приводным барабаном согласно типу Stowke. Приводные барабаны - диаметром 1030 мм и имеют угол обхвата 210о. Диаметр поперечного барабана -1200 мм.
Расчеты, выполненные для выбора ленты, показывают, что конвейер нуждается в применении самозапускающей ленты со стальными шпурами типа GTPST 3150 и покрытии 10/8. Компания FTT Stomil Wolbrom Company, создавшая ленту, внедрила специальную крестообразную защиту в ленту. Она зашифрована как Fleximat BS 125.
Fleximat - это торговая марка компании Messrs Bekaert Sa в Бельгии. Эта защита увеличивает сопротивление ленты продольным разрывам около 30% (рис. 5). Ширина защиты брекера порядка 1360 мм. Оригинальная черта состоит в том, что эта крестообразная защита длиной в 30 м вовлечена в сегменты ленты так, что они отделены один от другого 30 метрами.
Рис. 5. Поперечное сечение стальной ленты типа ОТРБТ 3150 с поперечной защитой в верхнем покрытии, сделанном фирмой ПТ Б1:от11 Шо1Ьгот в Польше
Рис. 6. Диаграмма верхних несущих роликовых рам с двойной синклинальной системой для управления лентой типа ОТРБТ 3150 шириной 1400 мм при прохождении ее через пространственную кривую
Поперечная жесткость создана стальными тросами диаметром
2 мм, которые продольно соединены полиамидными нитями и расположены в покрытии 2 мм сверху продольных стальных тросов диаметром 8.1 мм и конструкции 7х19. Эта система составляет ядро ленты. Сегмент ленты длиной 100 м без защиты весит 6900 кг, а такой сегмент с защитой весит 7500 кг. Погонная нагрузка ленты составляет 72 кг/м. Испытания на гибкость ленты показали, что лента может быть расположена в блоке с углом синклинали 60о. Такая высокая гибкость - позитивная черта при проходе ленты через пространственную кривую. Кронштейны специальной конструкции употребляются при прохождении ленты через кривую (рис. 6).
На угольной шахте ^пкошюе, кронштейны могут быть расположены впереди и регулируются в вертикальном плане. Преимущества двойной синклинальной системы следующие: наименьший радиус ленты (до 500 м), меньше движений ленты для сохранения транспорта при выходе его из шахты, сокращение натяжения ленты во внутренней области для большего срока службы ленты,
сокращение или даже ликвидация сил трения при управлении лентой, которые действуют при подъеме, в то время как на внутреннюю область кривой действуют силы тяжести.
Высота кронштейнов используемых при
управлении верхним краем ленты имеет величину 1,5 м. Высота варьируется таким образом, что значение силы, возникает напряжением ленты и увеличивающейся вдоль кривой, может быть в допустимых пределах.
Остановка конвейера в случае, когда лента находится в экстремальной крестообразной позиции, не должно иметь место, потому что при максимальной производительности 2000 т/ч наполнение поперечного сечения составляет примерно 56,5% номинальной ширины ленты.
Управление скоростью ленты в пределах 1,6-3,15 м/с - функция потока материала, который грузится на конвейер:
V /Уп /. Управление скоростью приводит к сокращению энергии, требующейся для транспортировки материала. В случае наклонного ленточного конвейера около 75% энергии потребляется для подъема материала. Сокращение потребления энергии может быть достигнуто только через сокращение сопротивления движению конвейера (сопротивление трению, сопротивление движению ленты и несущему материалу).
Из диаграммы (рис. 8) очевидно, что когда средняя производительность около 70% от номинальной производительности 2п и скорость ленты уменьшается до 70% от номинальной скорости, сбережение энергии составляет 4%.
Практика показывает, что сбережение энергии будет большим и приведет к уменьшению издержек. Конвейеры, работающие с переменной скоростью и со скоростью, которая удобна для перевозки людей, обеспечивают дополнительные преимущества. Такое решение оптимально для тяжело напряженных ленточных конвейеров.
Кронштейны, расположенные перед и после кривой, сближаются, чтобы улучшить в писание ленты в кривую и обратно. Из подсчета сил, действующих на ленту, видно, что ожидается правильное управление лентой. Автор этой статьи сделал подсчеты стабильности ленты при вписа-нии ее в кривую.
Дополнительное преимущество работающего привода состоит в мягком пусковом устройстве ленты. Это ведет к тому, что ни толчок, ни значительное перемещение ленты к краям конвейера не произойдут в течение запуска ленты или при смене скорости. Это обеспечивается тем, что в первой фазе запуска конвейера специальные наблюдения за работой ленты при прохождении ее через кривую проводятся и соблюдаются специальные меры. Позиции кронштейнов и блоков будут также правильными.
6. Краткое повторение
Из-за сложных топографических условий и требований к оборудованию в наклонной выработке № 600 невозможно оборудовать ленточный конвейер промежуточным барабанным приводом, который сократит напряжение ленты в области пространственной кривой.
Однако, применение чрезвычайно гибкой ленты типа ОТРБТ 3150 шириной 1400 мм и с кронштейнов, имеющих специальную конструкцию и изменение высоты их в ленточном конвейере длиной 1,1 км, способном работать под углом 10о и поворачиваться на 5о, обеспечивающего производительность 2000 т/ч при
приводе с 4-мя двигателя, управляемыми частотными конвейерами, сделало возможным получить должную крестообразную форму ленты при ее движении по пространственной кривой.
Следует заметить, что расчеты, относящиеся к условиям стабильности ленты при ее движении по пространственной кривой, приближенны. Это из-за варьирующего значения коэф-
фициента трения роликов, гибкости крестообразной ленты, различия нагрузки на блоки и другие факторы. Корректирование позиции кронштейнов при движении ленты через кривую приводит к требуемой крестообразной конфигурации ленты в пространственной кривой.
Техническое решение, внедренное в практику на шахте иапкош1се, совместное усилие
множества польских компаний и особенно РТТ Б^тП Wo1brom, АО.Это решение привело к модернизации шахтной конвейерной системы.
Ключевые слова: Наклонный ленточный конвейер, пространственная кривая, примеры из польских угольных шахт.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Антоньяк Дж. Длинные подъемные ленточные конвейеры для горного применения. Ш Международная конференция по теме «Современные ленточные конвейеры для подземных угольных шахт». Силезский технический университет. Бсгугк, сентябрь, 1998.
2. Антоньяк Дж. Ленточные конвейерные системы с горизонтальными и пространственными кривыми для подземных угольных шахт. XVI Международная конференция по
теме «Материалы, машины, механизмы в промышленности». Университет в Белграде. Дек. 7-82000.
3. Вожсицкий Дж. Возможности монтажа ленточных конвейеров в перпендукулярных выработках. Международная конференция -1999 по теме «Направления модернизации подземных транспортных систем». Силезский технический университет. иэ^ок, июнь 1999.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ --------------------------------------------------------------------------
Джерси Антоньяк- профессор, доктор технических наук, Силезский Технический университет, Гливицы, Польша.
ГОРНЫЕ МАШИНЫ
Файл:
Каталог:
Шаблон:
Ш
Заголовок:
Содержание:
Автор:
Ключевые слова:
Заметки:
Дата создания:
Число сохранений:
Дата сохранения:
Сохранил:
Полное время правки: 101 мин.
Дата печати: 28.11.2008 18:54:00
При последней печати страниц: 6
слов: 2 714 (прибл.)
знаков: 15 474 (прибл.)
АРТОНЬ~1
G:\^ работе в универе\2002\Папки 2002\giab8_02 C:\Users\Таня\AppData\Roaming\Microsoft\Шаблоны\Normal.do КРИВОЛИНЕЙНЫЕ ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ Alexandre Katalov
09.07.2002 11:50:00 33
28.11.2008 17:28:00 Таня
