CC BY
85
I ли
Г орный информационно-аналитический бюллетень
99"
СЕМИНАР 7 л::Ш
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА -
МОСКВА, - МГГУ, - 25.01.99 - 29.01.99
И. В. Запенин, А.В. Стремилов, 2000
УДК 621.867.2.004.69:622
И. В. Запенин, А. В. Стремилов
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЛЕНТОЧНО-ТЕЛЕЖЕЧНОГО КОНВЕЙЕРА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ КРУПНОКУСКОВЫХ ГРУЗОВ
Введение
В настоящее время в горной промышленности при добыче полезных ископаемых широкое распространение получили ленточные конвейеры традиционной конструкции, в которой грузонесущая лента перемещается по стационарно расположенным роликоопорам по длине става. Основными преимуществами ленточных конвейеров являются: высокая производительность, большая длина, как в одном ставе, так и конвейерной линии; относительно простая конструкция и меньшая удельная энергоемкость по сравнению с другими типами конвейеров; высокая надежность, безопасность и возможность полной автоматизации его работы. Перспективность применения конвейеров возрастает с увеличением глубины карьеров. Глубина до 200 м считается предельной при использовании автомобильного и железнодорожного видов транспорта. При этом, только в Кривбассе, подавляющее большинство карьеров имеют глубину более 200 м. В связи с этим на них повсеместно внедряется циклично-поточная технология добычи, которая предусматривает применение ленточных конвейеров совместно с автомобильным транспортом [2].
Недостатки ленточных конвейеров: ограничение по крупности транспортируемой горной массы; ограниченный угол наклона (с гладкой лентой при транспортировании вверх - до 18О, вниз - 16О ); высокая стоимость конвейерной ленты.
Чтобы устранить недостатки ленточных конвейеров и расширить их область применения, созданы и разрабатываются конвейеры специальных конструкций.
Ленточно-тележечный конвейер на ходовых опорах для транспортировки крупно-кус-ковых грузов
При транспортировании скальных грузов обычными ленточными конвейерами крупные и тяжелые куски создают значительные сосредоточенные нагрузки на ленту, вызывая большой ее провес между стационарными роликоопорами, что приводит в процессе транспортирования к ударам по роликоопорам, быстрому износу ленты и выходу из строя ролико-опор.
Конвейерами с лентой, движущейся по стационарным роликоопо-рам, можно транспортировать горную массу крупностью до 350 мм. С применением гибких роликоопор при канатном или жестком ставе крупность транспортируемых кусков может достигать до 400 мм. Как показывает опыт, взорванная скальная горная масса содержит обычно от 3 до 10 % кусков крупностью до 700-1200 мм [1, 2].
На кафедре «Горной механики и транспорта» Московского государственного горного университета ведутся работы по усовершенствованию специальной конструкции ленточного конвейера для транспортирования крупнокусковых скальных грузов, в котором при транспортировании исключены ударные нагрузки на ролики благодаря подвижным ходовым опо-
рам, установленным под грузовой ветвью ленты. В таком конвейере в качестве грузонесущего и тягового органа сохраняется конвейерная лента, а также привод и натяжное устройство от традиционной конструкции ленточного конвейера. Для поддержания верхней грузонесущей ветви ленты используются ходовые опоры, соединенные между собой неприводным в общем случае цепным контуром.
В конструкции ленточного конвейера на ходовых опорах (ленточно-тележечного) основным опорным элементом являются тележки, состоящие из дугообразных траверс на ходовых роликах, соединенных между собой двумя неприводными замкнутыми цепями. На грузонесущей верхней ветви лента свободно лежит на футерованных резиной траверсах, а на порожняковой нижней ветви лента перемещается по обычным стационарным роликоопорам. В месте загрузки лента опирается на специальные амортизирующие ролики (рис. 1).
Принцип действия такого типа конвейера основан на том, что сила трения на верхней грузонесущей ветви ленты об обрезиненную поверхность траверс независимо от загрузки практически всегда превосходит по величине силы сопротивления движению ходовых роликов с траверсами по направляющим, и при работе конвейера лежащая лента на
Рис. 1. Принципиальная схема и общий вид ленточно-тележечного конвейера
Рис. 2. Вариант компоновочной схемы загрузочного пункта ленточно-тележечного конвейера
траверсах увлекает при своем движении поддерживающий цепной контур. Достоинством такого типа конвейера является обеспечение спокойного без ворошения перемещения крупнокускового груза, куски которого по размеру соизмеримы с шириной ленты; более низкий коэффициент сопротивления движению ленты по сравнению с обычным ленточным конвейером; повышение долговечности ленты и возможность использования приводной и натяжной станций от существующих ленточных конвейеров. Недостатки - большая масса металлоконструкций и высота линейной части става по сравнению с обычным ленточным конвейером.
Также разработана конструкция ленточно-тележечного конвейера на комбинированных опорах: средняя
часть ленты опирается на горизонтальную более короткую траверсу, а края ленты опираются на борта, армированные материалом с низким коэффициентом трения.
Достоинства: упрощается конструкция траверсы и уменьшается масса подвижных частей линейной части конвейера; уменьшается высота линейной части конвейера. Такую конструкцию конвейера целесообразно использовать для транспортирования крупнокусковых руд при подземной разработке.
Ленточно-тележечный конвейер способен транспортировать горную массу без специальной подготовки (т.е. непосредственно после буровзрывных работ) [2]. Такие конвейеры успешно прошли промышленную эксплуатацию как на открытых разработках: рудник «Аксай» месторождения фосфоритовых руд Каратау, так и в условиях подземных горных работ: рудник месторождения «Апатит», разрабатывающего мощные апатитовые залежи системой этажного принуди-
тельного обрушения с массовой отбойкой руды.
Конвейеры такого типа до настоящего времени не получил широкого применения в горнодобывающей промышленности из-за проблем в конструкции отдельных элементов, выявленные на промышленных испытаниях. В частности, все обнаруженные трудности сводятся к двум основным: обеспечение погрузки крупных кусков грузопотока без разрушения опорных элементов конвейера и ленты в пунктах загрузки, расположенных по длине става; исполнение пунктов разгрузки, при наклонной установке конвейера и транспортировании вверх.
На этапе промышленной эксплуатации ленточно-теле-жечного конвейера проводились исследования, при которых самые большие куски грузопотока, погруженные на конвейер, снимались для взвешивания и анализа формы. Исследование показало, что максимальная масса кусков перевезенных конвейером КЛТ - 160 составила около 850 кг, а максимальный размер около 1,2 м в одном измерении. При этом, подтверждена способность ленточно-тележечных конвейеров перемещать крупнокусковый грузопоток с размером отдельных кусков соизмеримых с шириной ленты. Однако в промежуточных пунктах погрузки по длине става крупные куски оказывают значительные динамические нагрузки на ленту и опорные элементы конвейера, в результате чего наблюдаются преждевременный выход из строя ленты и траверс ходовых опор конвейера.
Исходя из вышеприведенных фактов можно заключить, что ленточно-тележечный конвейер на ходовых опорах по существу является единственным видом транспорта непрерывного действия, который может создать конкуренцию автомобильному и
железнодорожному видам транспорта при транспортировке крупнокускового груза на большие расстояния. Во всем мире остро стоит проблема перемещения горной породы без вторичного дробления и в настоящее время решается с помощью применения видов транспорта цикличного действия, либо посредством вторичного дробления и подготовки горной массы. [2]
Экономическая выгода от применения достигается не только за счет сокращения затрат на эксплуатацию, в сравнении с транспортом цикличного действия, а также за счет исключения из технологической цепи звеньев, связанных со вторичным дроблением и подготовкой горной массы к транспортированию (внутрикарьерные передвижные дробильные комплексы, перегрузочные пункты и т.д.).
Был проведен сравнительный экономический анализ транспортных технологических схем в условиях карьера "Централь-ный" ждановского рудника комбината "Печенга-никель" по комбинированной схеме транспорта вскрыши: автомобильного, конвейерного и железнодорожного. В базовом варианте принята цепь, при которой горная масса доставляется к внут-рикарьерному перегрузочному пункту автосамосвалами грузоподъемностью 75 и 110 т. В днище бункера установлены два пластинчатых питателя, подающие горную массу на предварительное дробление и, далее, в щеко-вые дробилки. Порода крупностью 0300 мм (после грохочения и дробления) поступает на конвейерный подъем, состоящий из двух последовательно расположенных конвейеров индивидуального изготовления (суммарная длина 900 м), которые разгружаются в погрузочный узел железной дороги.
В качестве нового варианта принята следующая технологическая схема, при которой горная масса доставляется к внутрикарьерному перегрузочному
Рис. 3. Линейная часть ленточно-канатного конвейера
пункту как и в базовом варианте. Перегрузочный пункт состоит из бункера, в днище которого установлены два вибропитателя типа ПВРА, загружающие конвейерный подъем, состоящий из двух конвейеров ленточно-тележеч-ных уклонных КЛТУ-200. Разгрузка горной массы производится как и в базовом варианте.
В результате получено, что применение нового варианта позволит упростить схему транспорта и получить экономическую выгоду в 26 %. Кроме сокращения капитальных вложений, экономия достигается за счет снижения трудовых, материальных и энергоза-трат.[1]
Ленточные конвейеры на ходовых опорах могут применяться как на открытых горных разработках в качестве подъемного и магистрального транспорта крупнокусковых крепких пород и руд без предварительного дробления, так и при подземной добыче мощных месторождений. Например, при системах этажного принудительного обрушения и массовой отбойкой руды; в гидростроительстве для транспортирования крупных блоков для образования набросных плотин и т.д.
участка только наличием подрессоренных направляющих, которые поглощают излишнюю кинетическую энергию падающего куска, не позволяя траверсе пластически деформироваться. При погрузке крупного куска на участок ленты 4, расположенный над ходовой опорой, траверса 1 воспринимает динамические усилия в пределах участка упругого деформирования, а за тем в работу вступают амортизирующие элементы 2 , расположенные под направляющими конвейера 3.
Принцип совмещения ленты и поперечных движущихся опор в ленточном конвейере применен в ленточноканатном конвейере для крупнокусковых грузов конструкции МГГУ *. В ней упрощена запасовка канатов и уменьшена высота става линейной части. В линейной части этого конвейера (рис. 3) лента 2 лежит на дугообразных траверсах 3 , на концах которых закреплены эластичные замкнутые в контур борта 5. На грузовой ветви конвейера борта 5 расположены на двух поддерживающих бесконечных канатах 7, опирающихся на ролики 8. Другие, порожние ветви канатов располо-
ера вместе с канатами огибают неприводные шкивы, а в хвостовой части натяжные и отклоняющие шкивы. После огибания натяжных шкивов порожняковые ветви канатов ложатся на ролики 6. Грузовые ветви канатов в линейной части конвейера опираются на сдвоенные балансирные ролики 8, обеспечивающие безударный проход траверс.
Достоинства такой конструкции конвейера: возможность транспортирования крупнокусковых грузов; установка привода либо на ленте, либо на канатах; использование обычной ленты.
Заключение
Вышеприведенные конструкции ленточно-тележечных конвейеров значительно расширяют область применения транспортных машин непрерывного действия для транспортировки крупнокусковых скальных грузов. Кроме того, применение таких ленточных конвейеров позволяет значительно упростить схемы транспортировки полезного ископаемого, снизить затраты на производство и обслуживание транспортного оборудования. Это достигается в основном за счет исключения промежуточных дро-Дъяков. - Заяв. 19. VII. 1973. № 1947635/22-3.
бильных установок и сопутствующего им оборудования. Исходя из этого, применение таких ленточных конвей-
* А. с. 488759 (СССР). Ленточно-канатный конвейер. Аворское свидетельство Ю.С. Пухов, В.А. Опубл. в Б. И., 1975, № 39.
Предлагаемая схема загрузочного жены на одном уровне с канатами
пункта по длине става конвейера (рис. груженой ветви и лежат на роликах
2) отличается от обычного линейного 6. Борта 5 в головной части конвей-
еров в условиях мощных подземных ным. разработок является наиболее выгод-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. "Выбор вида транспорта руды и вскрыши на Центральном карьере в связи с понижением горных работ". Л. Гипроникель, 1983 (Данный расчет выполнен применительно к условиям карьера "Центральный" Ждановского рудника комбината "Печенганикель").
2. "Теория ленточных конвейеров для крупнокусковых горных пород". Е.Е. Новиков, В.К. Смирнов., Изд-во. "Наукова думка" Киев, 1983 год.
3. "Комплексы поточного транспорта для подземных разрабо-ток".И.И. Каварма и др. Изд-во. "Наукова думка" КИЕВ 1986 год.
4. "Ленточно-тележечный конвейер" Учебное пособие. А.О. Спи-ваковский, Ю.С. Пухов., Изд-во. МГИ Москва 1981 год.
