КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ
На горных предприятиях применяют следующие виды конвейеров: ленточные, ленточно-канатные, скребковые, пластинчатые.
Ленточные конвейеры перемещают насыпные грузы на конвейерной ленте, движущейся по стационарным роликоопорам. Лента приводится в движение одним или несколькими приводными барабанами, связанными через редуктор с двигателями.
Ленточный конвейер (рис. 6.1) состоит из приводного устройства 1, роликового става 2 и натяжного устройства 3. Конвейерная лента 4 служит одновременно тяговым и грузонесущим органом. Ленточные конвейеры оборудуют вспомогательными приспособлениями, к которым относятся очистные и загрузочные устройства. Все конвейеры снабжены аппаратурой управления приводом, а наклонные — устройствами, улавливающими ленту при обрыве (ловителями).
Конвейерные ленты выпускают с тканевой основой и с основой из стальных тросов.
Конвейерные ленты с тканевой основой состоят из каркаса, воспринимающего основные нагрузки на ленту, и обкладок, защищающих каркас от механических повреждений. Каркас представляет собой многослойную конструкцию, состоящую из нескольких слоев тканевых прокладок, связанных между собой тонкими резиновыми прослойками (сквиджами) толщиной 0,2—0,3 мм. Тканевые прокладки делаются из капрона, лавсана, анида, иногда из комбинированных тканей, сотканных из синтетических и хлопчатобумажных нитей.
Обкладки выполняют из резины или поливинилхлорида. Толщина верхней обкладки (на которой лежит груз) больше, чем нижней. Прочность тканевых конвейерных лент характеризуют разрывным усилием v (Н/мм) одной прокладки, отнесенным к 1 мм ее ширины. Разрывное усилие (Н) ленты Sр = Bi, где В — ширина ленты, мм; i - число прокладок.
Максимальное рабочее натяжение (Н) ленты
где т = 7-10 — запас прочности (большие значения принимают для наклонных конвейеров).
Мощные конвейеры оборудуют конвейерными лентами с основой из тросов. Каркас этих лент состоит из одного слоя стальных тросов диаметром 2,5—10 мм. Резиновые обкладки служат дня защиты тросов от механических повреждений и коррозии. Запас прочности на растяжение резинотросовых лент 6,5—8,5.
оликовый став ленточного конвейера предназначен для поддержания грузовой и порожняковой ветвей конвейерной ленты и для направления ее движения. Роликовый став представляет собой металлоконструкцию, на которой устанавливают роликоопоры. Иногда роликоопоры, поддерживающие грузовую ветвь ленты, прикрепляют к двум параллельно натянутым стальным канатам, которые поддерживаются специальными опорами.
Роликоопоры собирают из отдельных роликов. Роликоопоры для грузовой ветви (обычно трехроликовые) состоят из планок и кронштейнов, на которых закреплены ролики. Такие роликоопоры называют жесткими в отличие от гибких, навешиваемых на параллельно натянутые канаты. Внутренние концы осей роликов гибких роликоопор соединяют шарнирами или угольниками, внешние - при помощи крючьев или специальных зажимов закрепляют на канатах.
Для порожняковой ветви применяют одно- или двухроликовые опоры. Закрепляют их на ставе при помощи специальных кронштейнов.
Приводное устройство предназначено для приведения ленты в движение и передачи тягового усилия. Приводное устройство состоит из рамы, на которой монтируются приводные и отклоняющие барабаны. Валы приводных барабанов через редуктор и эластичные муфты соединяют с электродвигателями. Приводы стационарных конвейеров устанавливают на фундаментах, приводы передвижных конвейеров — на понтоне, на рельсовом или гусеничном ходу. Приводные устройства снабжают тормозом.
Натяжные устройства служат для натяжения конвейерной ленты, чтобы не допустить чрезмерного провеса ее между роликоопорами. Натяжные устройства бывают грузового, винтового или лебедочного типа.
Очистные устройства служат для удаления с конвейерной ленты остатков налипшего груза после разгрузки конвейера. Они выполняются в виде различного вида скребков и щеток.
Для конвейеров, используемых на горных предприятиях, принят следующий ряд лент по ширине: 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 1800; 2000; 2500; 3000 мм.
На приводном барабане конвейера во избежание пробуксовки ленты должно выполняться условие:
где Sнб и Sсб — натяжение набегающей на приводной барабан и сбегающей ветвей конвейерной ленты; M. — коэффициент трения между лентой и барабаном; a — угол обхвата лентой барабана, рад.
Величину еMa принято называть тяговым фактором привода ленточного конвейера. В табл. 6.5 приведены значения тягового фактора при различных M и а, а также схемы обводки лентой приводных барабанов.
Значения коэффициента сцепления M определяются видом футеровки. Опытом установлены следующие значения коэффициента при взаимодействии с конвейерными лентами, имеющими резиновые обкладки.
Ленточные конвейеры применяют преимущественно при подземной добыче полезных ископаемых. Они имеют производительность от 270 до 2300 т/ч при скорости ленты 1,6-З,15 м/с.
Для подземных конвейеров приняты буквенные обозначения; Л - ленточный; У - уклонный, Б - бремсберговый, ЛЛ — ленточный людской, К — короткий, Т - телескопический, Н — крутонаклонный.
Конвейеры 1Л80, 2Л80, 1ЛТ80, 2ЛТ80, 1ЛТ100 предназначены для выработок с углом наклона от -3 до +6°, непосредственно примыкающих к очистным забоям. Эти конвейеры имеют быстроразборный став с подвесными роликоопорами для ленты. Телескопические конвейеры работают со скребковым перегружателем и могут сокращать свою длину на 30—40 м без расстыковки ленты и сокращения ее длины.
Конвейеры 1ЛБ80, 2ЛБ80, 1Л480, 2ЛБТ100 оборудованы телескопическими устройствами и применяются при отработке пологих угольных пластов по восстанию и падению.
Конвейеры 1Л100, 2ЛУ100, 1ЛУ120, 2ЛУ120А, 2ЛУ120Б, 2ЛУ160В устанавливают в уклонах и наклонных стволах с углом наклона до 18°.
Для перевозки грузов и людей в выработках с утлом наклона 6—16° используют конвейер 2ЛЛ100.
К преимуществам ленточных конвейеров следует отнести простоту конструкции, возможность достижения большой производительности и высокую надежность. Так, производительность конвейеров, устанавливаемых на отвалообразователях, используемых на открытых горных работах, может достигать 10000 м3/ч при скорости ленты 8—9 м/с.
Недостатки ленточных конвейеров: невозможность применения в криволинейных в плане выработках, высокая стоимость ленты, ограниченность транспортируемого груза по кусковатости (до 500 мм).
Ленточно-канатные конвейеры.
В этих конвейерах тяговыми элементами являются стальные канаты, а грузонесущим — лента специальной конструкции, свободно лежащая на канатах. Наибольшее распространение получили конвейеры с двумя тяговыми канатами диаметром 29,5 ± 58 мм. Ширина ленты - 766-1520 мм, диаметр приводных шкивов - 2000 ± 4500 мм. Такие конвейеры устанавливаются по длинным трассам и имеют длину от 2000 до 30000 м.
Основные преимущества ленточно-канатных конвейеров:
— повышенный срок службы ленты (до 10 лет) и сравнительно небольшая общая металлоемкость; недостатки: большие габариты приводных и натяжных станций, необходимость применения ленты специальной конструкции, ограничения по углу подъема (до 13°) и по крупности кусков (до 300 мм) транспортируемого груза.
Скребковые конвейеры транспортируют насыпные грузы волочением по неподвижному желобу с помощью тягового органа, состоящего из одной или нескольких цепей с закрепленными на них перегородками - скребками, погруженными в слой насыпного груза.
Основное назначение скребковых конвейеров — доставка полезного ископаемого по очистному забою в угольных шахтах. Кроме того, они могут устанавливаться в просеках, печах, хвосте пластинчатого или ленточного конвейера, а также в магистральных выработках длиной до 150 м. Максимальный угол наклона, при котором скребковые конвейеры могут транспортировать насыпные грузы, 35°.
Основные элементы скребковых конвейеров (рис. 6.2): тяговый скребковый орган 3; рештачной став 7, состоящий из двух параллельных желобов, по которым перемещаются рабочая и холостая ветви тягового органа; приводное устройство 2, служащее для приведения в движение тягового органа. Некоторые типы скребковых конвейеров оборудуют натяжными устройствами.
Рештачный став собирают из унифицированных секций (рештаков) длиной от 1 до 2,5 м. Рештаки выполняют штампованными или сварными с прямоугольной или трапециевидной формой поперечного сечения.
Рештаки соединяют в став быстроразъемными крючковыми соединениями или болтами. В большинстве конструкций конвейеров рештаки укладывают один над другим, образуя открытый желоб для рабочей ветви и закрытый для холостой. Имеются конвейеры, у которых рештаки собраны в два параллельных желоба, лежащих в одной плоскости.
Тяговые органы скребковых конвейеров состоят из одной, двух или трех тяговых цепей, к которым болтами или специальными планками крепят скребки. Приводное устройство скребковых конвейеров состоит из тягового блока, включающего в себя приводной вал со звездочками, редуктор и электродвигатель. Наибольшее распространение получили асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Редукторы применяют цилиндрические или цилиндроконические. Двигатель с редуктором соединяют при помощи соединительных или предохранительных муфт. В мощных конвейерах используют гидромуфты.
Все части привода конвейера смонтированы на общей раме. В современных конвейерах электродвигатель, гидромуфта и редуктор с помощью фланцевых соединений объединены в приводные блоки.
Абсолютное большинство конвейеров, работающих в очистных забоях в составе комбайновых и струговых комплексов, а также в комплектах очистного оборудования с индивидуальными крепями, являются передвижными.
Они могут подвигаться к забою после выемки комбайном полосы угля фронтально (по всей длине очистного забоя) или "волной" вслед за перемещением очистного комбайна. Подвигание конвейеров к забою при работе в составе комбайновых или струговых комплексов производится домкратами секций механизированных агрегатированных крепей. Если в очистном забое установлены секции комплектных механизированных крепей или применяется индивидуальная крепь, конвейеры передвигаются с помощью домкратов гидропередвижчиков.
Процесс перемонтажа разборных конвейеров в очистных забоях весьма трудоемок. Разборный конвейер СК38 имеет малую высоту рештачного става, поскольку рабочая и холостая ветви скребковой цепи этого конвейера замкнуты в горизонтальной плоскости. Поэтому он выпускается промышленностью для очистных забоев на тонких пластах, оснащенных широкозахватными очистными комбайнами
Разборный конвейер 1СР70М предназначен для доставки угля, горной массы и материалов по участковым горным выработкам и поэтому реже подвержен перемонтажам. Конвейер СР60 используется в тех забоях, где еще осуществляется пока взрывоотбойка угля после подрубки пласта врубовой машиной.
Исходные данные для определения основных параметров скребкового конвейера: расчетный грузопоток Qр (т/ч), поступающий на конвейер; длина конвейера L (м), средний угол наклона B (градус).
К основным эксплуатационным параметрам скребкового конвейера относятся: размеры желоба, определяющие площадь поперечного сечения груза Ω0 (м2), скорости движения рабочего органа v (м/с), прочность тяговых цепей Sp (Н) и мощность привода N (кВт).
Расчетный грузопоток
где γ — насыпная плотность груза, т/м; ψ - 0,5-0,8 — коэффициент заполнения желоба (большие значения принимают для наклонных конвейеров, транспортирующих груз вниз); с — коэффициент, учитывающий изменение производительности конвейера в зависимости от угла наклона.
где 1,2 — коэффициент, учитывающий увеличение мощности в период пуска и кратковременного стопорения цепей в направляющих; Sнб и Sсб — натяжения набегающей и сбегающей ветвей цепного органа на приводной звездочке, Н; η — к.п.д. механической передачи; υ — скорость тягового органа, м/с.
Пластинчатые конвейеры включают в себя рабочий орган, состоящий из одной или двух тяговых цепей, выполняющих функцию тягового органа, и пластинчатого полотна, состоящего из отдельных пластин, что придает ему определенную гибкость в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Пластинчатые конвейеры могут работать на криволинейных трассах с малыми (около 10 м) радиусами закруглений; имеют малое сопротивление перемещению грузонесущего органа; допускают установку промежуточных приводов, что увеличивает длину транспортирования без перегрузок; могут применяться при повышенных (до 40°) углах наклона, если пластины снабжены выступами или поперечными перегородками.
Недостатки пластинчатых конвейеров: большая масса движущихся частей; сложная конструкция грузонесущего полотна, состоящего из многих соединенных между собой элементов. Последнее обстоятельство — причина малой надежности пластинчатых конвейеров, вследствие чего в настоящее время пластинчатые конвейеры для магистральных трасс не изготовляют. На горных предприятиях довольно широкое распространение получили пластинчатые питатели — разновидность пластинчатых конвейеров небольшой длины.
Пластинчатый конвейер (рис. 6.3) состоит из грузонесущего полотна 3, ходовых или стационарных роликовых опор 4, тягового органа 6, направляющих 5 для верхней и нижней ветвей пластинчатого полотна, металлоконструкции става 2, приводной 1 и натяжной станций. Последняя при наличии хвостового привода не устанавливается.
Рис.6.3. Пластинчатый конвейер
Грузонесущее полотно состоит из несущих пластин и ходовых кареток. Пластины изготовляют горячей или холодной штамповкой из листовой стали.
Пластины имеют трапециевидное или прямоугольное поперечное сечение. Ширину пластин принимают 500-800 мм (для пластинчатых питателей до 2000 мм), высоту бортов - в пределах 50-200 мм. Пластины крепят к тяговой цепи в одной или двух точках. Между собой пластины соединяют встык или внахлестку.
Пластины, снабженные ходовыми роликами, называют ходовыми каретками. Ходовые ролики крепят на консольных полуосях или сквозных осях. Диаметр ходовых роликов принимают равным 100— 120 мм. Ролики снабжают ребордами. Шаг ходовых кареток устанавливают в зависимости от натяжения тяговой цепи и принимают кратным длине несущих пластин и шагу тяговых цепей.
Опорный став пластинчатого конвейера состоит из верхних и нижних направляющих для ходовых роликов, опорных стульев и поперечных связей. Направляющие выполняют из швеллеров, уголков, рельсов или двутаврового профиля. Длина секций става 3—3,5 м.
Приводные устройства пластинчатых конвейеров, так же как и скребковых, состоят из приводного вала с одной или двумя звездочками, редуктора, гидромуфты и электродвигателя. Натяжное устройство применяют винтового или гидравлического типа. При помощи натяжного устройства создают предварительное натяжение тяговой цепи (~ 4000 Н) с целью исключения чрезмерного провеса пластинчатого полотна между ходовыми каретками и слабины цепи при сходе с приводной звездочки.
Ширина пластинчатого полотна В (мм) должна удовлетворять условию: В > 1,5 аmах, где аmах -максимальный размер наибольшего куска транспортируемого груза, мм.
Конвейеры, в которых для перемещения груза используются силы инерции (качающиеся, сотрясательные и вибрационные), в настоящее время не применяются. Ряд их разновидностей используется в виде питателей.
