13. КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ
13.1. Общие сведения
Одним из путей интенсификации и концентрации очистных работ является создание поточной технологии, при которой комплекс горных машин позволяет осуществить непрерывность процессов выпуска, доставки, погрузки, транспортирования и подъема руды. Создание поточной технологии на всех или на отдельных транспортных звеньях горного предприятия невозможно без применения конвейерного транспорта, обеспечивающего непрерывность грузопотока, ритмичность работы и повышение производительности труда при наиболее низкой энергоемкости и трудоемкости процессов доставки и транспортирования руды.
Применение конвейерного транспорта при подземной отработке крутопадающих месторождений крепких руд позволяет сократить число рудоспусков в отрабатываемых блоках
иобъем проходческих работ, а также сроки подготовки и отработки1 блоков. Особенно целесообразно применение конвейерного транспорта при разработке мощных месторождений крепких руд с использованием систем с массовым обрушением руды,, позволяющим осуществлять интенсивную отработку блока.
При подземной разработке некрепких неабразивных калийных и марганцевых руд возможна полная конвейеризация транспорта руды от забоя до обогатительной фабрики.
Основными преимуществами конвейерного транспорта являются: непрерывность потока
ивысокая производительность; большая длина отдельных конвейеров или конвейерных линий
ивозможность транспортирования под углами 18°; небольшие поперечные размеры става конвейера, допускающие его установку в горных выработках небольшого сечения; возможность монтажа конвейеров в выработках, пройденных по почве неспокойно залегающих пластов; возможность полной автоматизации конвейерных установок с централизованным управлением; повышение безопасности и улучшение условий труда.
Основные недостатки конвейерного транспорта: сложность доставки абразивных крупнокусковых грузов и необходимость предварительного дробления крепких руд; интенсивный износ гибких грузонесущих органов; высокая стоимость оборудования и его монтажа; необходимость дополнительной транспортной системы для доставки вспомогательных грузов.
13.2. Классификация, область применения и схемы конвейерного транспорта
Все типы конвейеров, используемых при подземной добыче руд, по назначению и месту установки подразделяются на конвейеры: для доставки руды из очистных забоев; для доставки руды по аккумулирующим выработкам, на которые руда подается забойными конвейерами; для транспортирования по магистральным выработкам; для подъема руды по наклонным стволам; для доставки горной массы из подготовительных забоев при проведении выработок.
Конвейеры, расположенные в очистных забоях и аккумулирующих выработках, могут работать либо из-под навала горной массы, т.е. выпускаемая из дучек руда под действием силы веса поступает на грузонесущий орган конвейера, либо загружаются питателями, обеспечивающими направление потока и предварительную дозировку горной массы. На магистральные и подъемные конвейеры горная масса поступает только с других конвейеров или питателей.
По конструктивному исполнению все применяемые в горнорудной промышленности конвейерные установки разделяются на вибрационные питатели, конвейеры скребковые, пластинчатые, ленточные обычной конструкции и ленточные специальные (для транспортирования крупнокусковых грузов, ленточно-канатные, ленточно-цепные, телескопические, ленточные перегружатели) и конвейерные поезда.
На выпуске и погрузке руды наиболее широко применяются вибрационные питатели (особенно при донном выпуске руды в системах разработки с массовым обрушением). Руда с вибропитателя загружается в вагонетки электровозной откатки (см. рис. 3.1, а), в автосамосвалы (см. рис. 3.1, е), на вибрационный конвейер при отработке блоков системой подэтажното пли этажного принудительного обрушения с торцовым выпуском руды (см. рис. 3.1, г) и других транспортных системах.
Скребковые конвейеры, в принципе, могут работать из-под навала руды и доставлять ее по очистным и аккумулирующим выработкам, однако из-за ненадежности работы под навалом
крепких руд, а также вследствие значительного износа скребковые конвейеры не получили распространения на доставке абразивных крепких руд. Скребковые конвейеры применяют, в основном, при механизированной отбойке калийной руды для ее доставки по забою, штрекам и просекам до магистрального ленточного конвейера. Ввиду значительной липкости марганцевой руды ленточные конвейеры для ее доставки не применяются.
Рис. 13.1. Схемы конвейерного транспорта: а — при камерно-столбовой системе разработки калийных руд; б — при разработке калийных руд длинными очистными забоями; в — при разработке марганцевых руд заходками; г — конвейерный подъем крепких руд (Кировский рудник ПО «Апатит»); 1 — комбайн; 2 — бункер-перегружатель; 3
— самоходный вагон; 4 — блоковые (забойные) скребковые конвейеры; 5—7 — соответственно панельные, магистральные и подъемные ленточные конвейеры; 8 — ленточные конвейеры в выемочных штреках; 9 — сборочный (аккумулирующий) ленточный конвейер; 10 — трасса электровозной откатки; 11, 12 — вертикальные стволы; 13 — подземная дробилка; 14 — пластинчатые питатели; 15 — опрокидыватель вагонеток; 16 — бункер на поверхности
Пластинчатые конвейеры из-за ненадежности в работе и высокой металлоемкости практически не применяют для доставки руд. Исключение составляют короткие пластинчатые питатели, которые используются для равномерной подачи руды в дробилки или на различные транспортные устройства.
Ленточные конвейеры широко применяют при отработке калийных и марганцевых руд при камерно-столбовой системе разработки (рис. 13.1, а) и отработке длинными очистными забоями (рис. 13.1, б). При системах разработки комбайнами длинными очистными забоями возможна полная конвейеризация: транспорта руды от забоя до поверхности.
При разработке марганцевых руд, например на шахтах Марганецкого ГОКа, применяют ленточные конвейеры. Система отработки здесь полезного ископаемого — длинными столбами с заходками (рис. 13.1, в). В заходках руда по выемочным и аккумулирующим штрекам доставляется ленточными конвейерами до погрузочного пункта локомотивной откатки.
Ленточные конвейеры обычной конструкции со стационарными роликоопорами могут транспортировать горную массу с размерами отдельных кусков не более 350—500 мм, поэтому их применяют для транспортирования крепкой руды только после измельчения ее в дробилках.
При подземной разработке мощных месторождений крепких руд ленточные конвейеры используют для транспортирования дробленой руды на концентрационных горизонтах и по наклонным стволам до поверхности (рис. 13.1, г).
Рассмотрим схему доставки отбитой калийной руды при системе разработки длинными очистными забоями и одновременной работе двух очистных комбайнов (рис. 13.2). Калийная руда забойным скребковым конвейером 1, работающим с двумя комбайнами 2, подается на штрековые скребковые конвейеры 3 и 4, затем перегружается на просековый скребковый конвейер 5 и поступает на панельный ленточный конвейер 6. Лава разделена на две части средним штреком 7, что обеспечивает работу двух комбайнов суммарной производительностью до 600 т/ч.
Рис. 13.2. Схема конвейерной доставки калийной руды при системе разработки длинными очистными забоями и работе двух очистных комбайнов
Наиболее характерной схемой ведения очистных работ на марганцевых шахтах является отработка столба заходками. Рассмотрим схему конвейерной доставки марганцевой руды на выемочном участке телескопическими ленточными конвейерами (рис. 13.3). Заходка отрабатывается комбайном, при этом отбитая руда с перегружателя комбайна поступает на забойный конвейер. Небольшая телескопичность (до 2 м) создается за счет расположения конвейерного перегружателя комбайна над забойным конвейером. По мере продвижения комбайна забойный ленточный конвейер удлиняют путем вставки линейных секций длиной до 2 м и отрезков ленты длиной до 4 м.
Рис. 13.3. Схема конвейерной доставки марганцевой руды на выемочном участке с использованием телескопических ленточных конвейеров: 1 —заходка; 2 — комбайн КМЩ; 3—5 — конвейеры (3 — забойный; 4 — телескопический; 5 —передаточный); 6 — вагонетки; 7 — ниша; 8—10— штреки (8— выемочный; 9 — панельный вентиляционный; 10 — панельный транспортный);. 11 — сбойка
После отработки заходки комбайн перегоняют в противоположную заходку, при этом временно убирают концевую станцию штрекового ленточного конвейера и сокращают длину штрекового конвейера на шаг заходки. Для этих целей наиболее целесообразно использовать на штреках телескопические укорачивающиеся ленточные конвейеры, которые позволяют сокращать или удлинять конвейер на длину до 45—48 м без расшивки ленты. При отработке двух смежных столбов для передачи руды из двух забоев на один штрековый конвейер устанавливают передаточный ленточный конвейер.
Область применения ленточных конвейеров на доставке крепких руд может быть расширена путем использования передвижных малогабаритных дробильных установок и полустацио-иарных легкоразборных участковых дробилок. При разработке пологих и горизонтальных рудных залежей шахтное поле разделяют на выемочные участки (панели), для которых сооружают панельные участковые дробильные установки, а при отработке месторождений, представленных мощными крутопадающими рудными телами с устойчивыми вмещающими породами, — централизованные участковые дробильные установки.
Доставка руды к полустационарным дробильным установкам осуществляется погрузочно-транспортными машинами или автосамосвалами через комплекс рудоперепускных выработок, которые также выполняют роль аккумулирующих емкостей, что обеспечивает коэффициент использования полустационарных лробильных установок 0,9—0,95. От полустационарных дробильных установок руда максимальной крупностью 150—200 мм ленточными конвейерами транспортируется в бункер скипового подъема.
Самоходные дробилки выпускают некоторые зарубежные фирмы, например «Игл Крашер» (США). Щековая дробилка смонтирована на гусеничном механизме перемещения, производительность ее 450 т/ч, размер приемного отверстия 914×1016 мм, мощность привода 112 кВт, максимальный размер дробленой руды — до 200 мм. Дробилка загружается погрузочно-транспортными машинами при длине доставки до 100 м.
Вучастковых полустационарных дробильных установках применяют, в основном, щековые дробилки, реже — конусные и роторные. Эти дробилки имеют относительно небольшие массу и габариты, легко разбираются на отдельные транспортабельные сборочные единицы, максимальная масса которых не превышает 8—12 т. Общая масса дробилки 27—38 т, размер приемного отверстия — от 1060×1240 до 1520×2000 мм, мощность привода 110—150 кВт, производительность 350—550 т/ч, крупность дробленой руды 130—200 мм. Расстояние доставки руды до участковой дробилки обычно не превышает 300 м.
Применение самоходных и полустационарных участковых дробилок совместно с ленточными конвейерами обеспечивает бесперебойную и независимую работу механизмов и оборудования на стыке выпуск — доставка — транспортирование — подъем, позволяя при этом внедрить циклично-поточную технологию добычи, значительно сокращая простои на погрузочно-транспортных операциях.
Участковые дробильные комплексы применяют на рудных шахтах США, Канады, Германии, Франции, Австралии и ряда других стран. Длина отдельных ленточных конвейеров или конвейерных линий колеблется от 200 до 7000 м, ширина ленты — от 900 до 2000 мм, скорость движения ленты 2—3,5 м/с. Зарубежная практика эксплуатации участковых дробильных комплексов и ленточных конвейеров показала, что при их использовании можно в 2—4 раза снизить капиталовложения (по сравнению с околоствольными стационарными дробильными комплексами), на 40% уменьшить затраты на обслуживание и ремонт погрузочно-транспортного оборудования, на 60% снизить затраты на потребление энергии, на 50% уменьшить численность обслуживающего персонала, а в целом — снизить себестоимость добычи руды.
ВСССР ведутся работы по созданию специальных конвейеров для доставки крупнокусковой рядовой руды с размерами отдельных кусков до 1000—1200 мм. Совместно разработаны институтами МГИ и Гипроникель и прошли промышленные испытания комплексы машин непрерывного действия для выпуска и доставки руды, которые обеспечивают поточную технологию ведения очистных работ. Основу комплекса составляет ленточно-тележный конвейер (см. 15.4).
Такой комплекс (рис. 13.4) был установлен на руднике «Юкспорский» ПО «Апатит». Из магазинов руда доставляется: вибропитателями 1 и загружается на ортовый ленточно-тележный конвейер 2, с которого затем через перегрузочный узел 3,. включающий два спаренных вибропитателя, поступает на магистральный ленточно-тележечный конвейер 4 и далее транспортируется в бункер-накопитель 5. Из бункера-накопителя руда поступает в рудоперепускной ствол 6, загружается в вагоны-думпкары 7 и транспортируется на обогатительную фабрику.
Рис. 13.4. Схема комплекса с использованием вибропитателей и ленточно-тележечных конвейеров для поточной технологии выдачи руды
Вдоль ортового конвейера 2 длиной 150 м установлены 9 пар вибропитателей 1 (техническая производительность одного вибропитателя 800—1000 т/ч). Одновременно в работе могут находиться два вибропитателя, установленные друг против друга. Максимальная достигнутая сменная производительность комплекса 7000 т, фактический максимальный коэффициент использования комплекса 0,45—0,49. При ширине ленты ленточно-тележечного конвейера 1600 мм максимальная крупность отдельных транспортируемых кусков руды составляла 1300— 1500 мм.
Применение таких комплексов позволяет увеличить в 4—5 раз производительность труда рабочих на выпуске и транспортировании руды по сравнению с вибропогрузкой руды в вагонетки и транспортированием электровозным транспортом. Однако они отличаются относительно высокой металлоемкостью и стоимостью, длительными сроками строительномонтажных работ. Область применения данных комплексов — отработка мощных месторождений крепких руд при условии выдачи ортовым конвейером без перемонтажа 4,5—6 млн т руды.