3.4. Ленточные конвейеры и дробилки

Для транспортирования горных пород на открытых разработках исполь­зуют конвейеры, в которых рабочим органом является ленточное полотно, пе­ремещаемое по роликам, на металлических канатах и рельсовых тележках. Из них преобладающее применение получили ленточные конвейеры, которые устанавливают на рабочих площадках отрабатываемых уступов или вблизи от них (см. прил. 21). В процессе работы их передвигают, наращивают или укора­чивают. Известны случаи эксплуатации конвейеров открытого типа в условиях Урала и Сибири при температуре до -55°С.

Рис. 1.50. К расчету безопасности автосамо­свалов при наезде на предохранительный вал; а - поперечный разрез; б - вид в плане: 1 - уступ; 2 - автосамосвал; 3 - предохранительный вал; 4 - заднее колесо

Рис. 1.51. Графики изменения запаса устойчивости предохранительного вала пз от начальной скорости движения ав­тосамосвала V и времени замедления его до полной остановки t

Согласно расчетам института Центрогипрошахт, на угольных карьерах при конвейерном транспорте, по сравнению с железнодорожным, удельные ка­питальные затраты уменьшаются на 10 - 44%; металлоемкость - в 3 - 8 раз; се­бестоимость 1 т угля - на 12 - 37%; 1 м¹ вскрыши - на 5 - 16%; производитель­ность работы возрастает на 25 - 50%, а численность рабочих сокращается на 25 - 50%. Конвейеры применяют на горизонтальных трассах и подъемах до 18 - 22° при скорости движения ленты до 3,145 - 7 м/с и длине става до 2,5 км. Ко­эффициент готовности забойных и отвальных конвейеров составляет 0,9 - 0,95; магистральных - 0,95 - 0,98.

Для транспортирования как мягких, так и измельченных скальных пород наибольшее применение получили конвейерные ленты с тяговым каркасом из хлопчатобумажной и синтетической ткани, а также металлические тросы мало­го диаметра (см. рис. 1.52). При этом масса 1 м тканевой ленты g„ (кг) определя­ется по формуле

& =■ В_лу_пИ„,

где В„ А, - ширина и толщина ленты, мм; у„ - плотность ленты, кг/мм".

Рис. 1.52. Строение конвейерных лент:

а - с тканевым каркасом (1 - тканевые прокладки; 2 - резиновые прослойки; 3,4,5- соответствен­но рабочая, опорная и боковая резиновые обкладки; 6 - брекерная ткань; 7 - шнур); 6-е утолщением обкладки, с послойно и спирально завернутыми прокладками; в - кордовая лента (1 - корд; 2 - уток); г - целыюткапевая прорезиненная лента (I - стальные тросы; 2 - капроновая ткань; 3 - брекерная ткань; 4 - слой резины; с - монолитная лента (1 - стальная лента; 2 - слой ре­зины); ж - плетеные ленты

Затраты на приобретение ленты составляют 40-60% от затрат на всю конвейерную установку в целом. Период работы резинотканевых лент до изно­са составляет 2-4 года, резинотросовых - 4 - 6 лет.

Ленточные конвейеры классифицируются:

• по видам транспортируемого материала - для мягких и скальных пород;

• по назначению - для перемещения пород вскрыши и полезных ископае­мых;

• по месту установки - конвейеры забойные, передаточные, торцовые, ма­гистральные и отвальные (рис. 1.53), а также конвейеры на многоковшовых экс­каваторах и отвалообразователях;

• по способу перемещения - стационарные, передвижные и самоходные;

• по углу наклона к горизонту - горизонтальные и наклонные (до 22°);

• по конструкции ставов и роликоопор - с жесткими и канатными ставами, жесткими и гибкими (шарнирными) роликоопорами;

• по типу привода - однобарабанные с одним или несколькими электро­двигателями и многобарабанные с двумя и более электродвигателями;

• по производительности - малой (до 630 м³/ч), средней (700 - 2500 м³/ч), большой (2500-5000 м³/ч) и мощной (свыше 5000 м³/ч).

Рис. 1.53. Схемы забойного (а) и отвального (б) конвейеров, изготавливаемых Новокраматорским машиностроительным заводом (Украина)

ВНИИПТМАШем разработан типовый ряд конвейеров, который содер­жит 98 перспективных моделей установок нового поколения. Их возможно из­готовлять с использованием небольшого количества унифицированных основ­ных узлов. Конвейеры в климатическом выполнении И1 и И2 пригодны для ра­боты при температурах воздуха от +40 до -45°С с транспортированием скаль­ной породы крупностью до 450 мм и насыпной плотностью 1,6 - 3,4 т/м\ Ши­рина лент составляет 1200, 1400, 1600 и 2000 мм. Их прочность колеблется в пределах 1000 - 6000 Н/мм. Привод одно- и двухбарабанный с распределением нагрузки между ними 2:1 и 2:2. Скорость движения ленты составляет 2; 3,15; 4; 5; 6,3 м/с. Типажом рекомендуется принимать длину конвейеров: забойных - 800 м, отвальных - 750 м, передаточных - 400 м, магистральных - 1000 - 1800 м. Забойные и отвальные конвейеры передвигаются турнодозерами. Время !„_к (ч) перемещения участка конвейера составляет

где {,_)к - длина передвижения участка, м; (_р„ - расстояние передвижки, м; S„,„ = 0,2 - 1,0 - шаг передвижки, м; 9„_т = 8,3 - 12 - средняя скорость пере­движения, км/ч; К„_с = 0,6 - 0,7 - коэффициент, учитывающий время на вспомо­гательные операции.

Техническая производительность Q_K„(м³/ч) конвейера зависит от ширины ленты Д, (мм), формы поперечного разреза размещенной на ленте породы, ее физико-механических характеристик и скорости движения ленты 9_С,„ (м/с) и определяется по формуле

где F - площадь заполнения ленты породой, м²; F = С„К_рк (0,9В_с - 0,05)²; С„ - коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера; К_рк - коэффициент, учи­тывающий конструкцию роликоопор; для однороликовой опоры К_рк = 0,07 - 0,09; для трехроликовой - К_рк =0,13 -0,17; у/ - коэффициент заполнения лен­ты породой.

Ширина ленты конвейера зависит от крупности кусков транспортируе­мых пород и их удельного веса в транспортном потоке. При их наличии до 15% в транспортируемой массе В_п> (2,3 - 2,5)d_max + 200, а при увеличении до 80% В, > (3,3 - 4)d_max + 200; где d_max - максимальный размер куска породы, мм.

При разработке скальных пород, совместно с разрушением их буро­взрывным способом на уступах, необходимо дополнительно подготавливать их для транспортирования ленточными конвейерами. Это выполняется в дробил­ках крупного дробления. Их конструкция должна соответствовать физико- механическим качествам транспортируемых пород, а производительность - расчетной производительности конвейеров. При оборудовании перегрузочных пунктов в карьерах вместе с указанными условиями особое значение имеют га­баритные размеры дробилок, поскольку от них зависят размеры верхней пло­щадки концентрационного горизонта и высота перемещения измельченной по­роды к конвейеру. При разработке карьеров больших размеров в плане рядом со стационарными дробилками также устанавливаются и полустационарные или же изготовляются самоходные на гусеничном, шагающем и пневмоколес- ном ходу (рис. 1.54).

Рис. 1.54. Схема полустационарных (а) и передвижных (б) дробильных установок с ко­нусными дробилками производительностью 4700 и 2600 т/ч массой 910 и 480 т соот­ветственно

Щековые дробилки предназначены для переработки крепких и абразив­ных пород с пределом прочности на сжатие до 350 МПа.

Конусные дробилки применяют при переработке руд и пород прочно­стью до 250 МПа с большой вязкостью. Исключение составляет горная масса, которая имеет плитняковую структуру или содержит глинистые фракции с по­вышенной влажностью. Работают под завалом, благодаря чему их производи­тельность увеличивается на 20% и улучшаются условия для переработки круп­нокускового материала.

Валковые дробилки с гладкими и рифлеными валками применяют для дробления материала средней прочности (а_сж< 150 МГ1а), а с зубчатыми валка­ми - для каменного угля и подобных материалов (ст_сж<80 МПа). Существен­ным их недостатком является интенсивный и неравномерный износ рабочих поверхностей валков. Кроме того, они характеризуются небольшой производи­тельностью. Тем не менее, малый вес дает возможность применять их в пере­движных дробильных установках, которые перерабатывают породы, склонные к налипанию. Другие типы дробилок для этого не приспособлены.

Роторные дробилки предназначены для ударного дробления угля, из­вестняка, мрамора, гипса и других пород с высокой влажностью и глинистыми включениями прочностью до 16 МПа. Исходный материал имеет куски разме­ром (0,3 - 0,6)Д_Р - диаметр ротора. Такие дробилки отличаются высокими тех­нико-экономическими показателями, степенью дробления, производительно­стью, меньшим удельным расходом электроэнергии, массой и размерами, удоб­ством обслуживания по сравнению со щековыми и конусными. Характеризуют­ся высокой избирательностью дробления, выходом продукта кубовидной фор­мы и меньшей чувствительностью при попадании металлических предметов.