Технические науки/4. Транспорт

д.т.н., профессор Джиенкулов С.А., Бекболатов Ж.Б.

Казахская инженерная, финансово-банковская академия

Альтернативный вид конвейерного транспорта с электромагнитным приводом

Опыт эксплуатации конвейеров подтверждает главные достоинства конвейерного транспорта - высокий уровень производительности труда, достигаемый путём автоматизации работы оборудования, возможность транспортирования груза на большие расстояния и низкие производственные затраты. Конвейер является одним из основных средств непрерывного участкового и магистрального транспорта на угольных шахтах, разрезах и рудниках. Применение ленточных конвейеров постоянно возрастает в связи с ростом грузопотоков и расстояний транспортирования, что привило к необходимости создания высокопроизводительных ленточных конвейеров большой длины и мощности в одном ставе.

Достаточно высокие капитальные затраты на приобретение конвейеров компенсируются низкими эксплутационными расходами. Себестоимость единицы перевозимого груза ленточными конвейерами ниже, чем у других транспортных средств, применяемых для перевозок груза на то же расстояние. Тесная связь транспортирующих машин с общим технологическим процессом производства обусловливает высокую ответственность их работы и назначения. Поэтому конвейеры должны быть надежными (безотказными), прочными, удобными в эксплуатации и способными работать в автоматических режимах. Современное развитие горнодобывающей отрасли обусловливает развитие конвейерного транспорта

по следующим направлениям:

- создание машин для поточного транспортирования горной массы от начального до конечного пунктов по прямолинейной и сложной пространственной трассе большой протяженности;

- повышение производительности конвейерных установок путем выбора наиболее рациональной формы грузонесущего элемента конвейера и увеличения скорости движения грузонесущего полотна;

- повышение надежности машин и упрощение их обслуживания путем снижения числа роликоопор и подшипников;

- снижение металлоемкости и габаритных размеров за счет новых конструкций конвейерных систем и их узлов, а так же путем применения монорельсовых направляющих.

При решении задачи рационального выбора типа конвейера, обеспечивающего наибольший технический и экономический эффект, необходимо учитывать следующие факторы: свойства транспортируемых грузов; расположение пунктов загрузки и разгрузки, а также расстояние между ними; потребную производительность машин; требуемую степень автоматизации производственного процесса, обслуживаемого проектируемой транспортной установкой; способ хранения груза в пункте загрузки.

С другой стороны следует отметить, что при добыче полезных ископаемых открытым или подземным способом основными источниками загрязнения окружающей среды являются погрузочно-разгрузочные и транспортные операции. Ленточные конвейера имеют открытую верхнюю поверхность, в связи с чем, при движении часть насыпного груза выветривается, что и загрязняет окружающую среду. Кроме этого, повышение производительности транспортного средства и увеличение дальности транспортирования связано с увеличением мощности тягового привода, его габаритами и потребляемой электроэнергией.

В последние годы в ряде стран ведутся работы по созданию транспортных средств, в которых за счет замкнутого пространства пылеобразующие частицы не связаны с окружающей средой и не являются источником экологического загрязнения.

Одним из таких транспортных средств являются трубчатые ленточные конвейера (ЛТК).

Разработкой конструктивных параметров и эксплуатацией ЛТК в разное время занимались зарубежные фирмы “Koch” в Германии, “Noyes”- Франция, “Nova”- Италия, “Dosco”- Великобритания, “Simplicity”- Индия, “Krupp Robins”- США, “Yong Poony”- Корея.

В таблице 1 представлены данные по эксплуатации ленточных трубчатых конвейеров в условиях некоторых промышленных предприятий, преимущественно в Индии, где этот вид транспорта весьма распространен.

Таблица 1 –Эксплуатационные характеристики ЛТК

Место установки (предприятие), страна	Длина конвейера,м	Диаметр трубы,мм	Произво- дительность т/ч	Транспорти-руемый груз	Начало эксплуатации	Размер транс- порти- руемого куска,мм
“Indo gulf”, Индия	3300	450	1760 1540 1100	Медный конценрат	Февраль 1999,модерн. 2004	80
Швеция	2х200	315	450	Уголь	1995	30
“Сoromandel”, Индия	95	240	100	Горный фосфат	Февраль 2002	25
“Hindalco”, Индия	2х200	275	375	Уголь	Март 2003	20
“Tadiparti”, Индия	470	315	800	Шлак	Декабрь 2000	25
“Richard Bay”, ЮАР	412	340	900	Горный фосфат	2002	5
“Vedanta Alymina”, Индия	480	300	350	Руды кальция и алюминия	2005	50

Сначала ЛТК применялись для транспортирования цемента, зерна и других сыпучих и пылящих материалов, но в последние годы они стали успешно применяться и в горнодобывающей промышленности, в том числе в подземных условиях эксплуатации.

Трубчатый ленточный конвейер германской фирмы “Koch” установлен в швейцарских Альпах для транспортирования от карьера вниз под углом 29˚ гравия, песка и щебня, необходимого для строительства железнодорожного полотна в долине. Производительность конвейера приблизительно 500 т/ч, длина 208 м. Установленный ЛТК значительно сократил транспортные расходы, заменив автомобильный транспорт, маршрут которого пролегал по территории жилых районов, оказывая негативное воздействие на состояние окружающей среды.

Индийская фирма “India Jindal Steel and Power Ltd” добывает железную руду в г. Барбиле, штат Дхаркханд (Индия) в руднике, расположенном на высоте 700 м. над уровнем моря, где стоят два трубчатых конвейера длиной 1500 м. каждый, предназначенных для транспортирования дробленой руды вниз к пункту перегрузки на железнодорожный транспорт.

В России для транспортирования насыпных грузов ленточные трубчатые конвейера нового поколения изготавливает компания “Конвейер – групп”. Разработанные и производимые этой компанией ЛТК выгодно отличаются повышенными эксплуатационными свойствами. Особо стоит отметить, что ЛТК работают на гладкой ленте российского производства [1].

Однако, основными недостатками существующих до сегодняшнего дня конструкций ЛТК являются: дорогостоящее ленточное полотно, затраты на замену которой сопоставимы с ценой самого конвейера; значительное число роликоопор и подшипников, существенно снижающих надежность транспортной системы; осуществляют транспортировку груза мелкой фракции; большая металлоемкость.

Кроме этого, трубообразная лента в процессе своего движения внутри кольцевых роликоопор испытывает усилия вращательного момента, которое приводит к возрастанию коэффициента сопротивления движению и нагрузок на ролики, повышенному износу ленты, росту энергопотребления [2].

Основным отличием от существующих ЛТК является движение ленточного полотна без роликоопор по монорельсовому пути. Кроме этого, в качестве привода используются линейные электромагнитные привода с внешним С-образным магнитопроводом, которые размещаются вдоль пути транспортирования [3]. Разрабатываемая конструкция трубчатого конвейера позволит: за счет отсутствия роликоопор, ограничивающих загрузочное пространство ленточного полотна, увеличить кусковатость перевозимой горной массы; при применении монорельсовых направляющих существенно уменьшить потери кинетической энергии на перемещение грузонесущей ленты, а также в совокупности с отсутствием роликоопор значительно снизить металлоемкость транспортной системы. Применение в качестве тягового органа линейного электромагнитного привода даст возможность увеличить дальность транспортирования и использовать этот транспорт для крутонаклонной доставки горной массы из глубоких карьеров.

На рисунке 1 показан ЛТК для транспортирования горной массы со свернутым в трубу ленточным полотном в двух видах исполнения монорельсового пути [4].

1-направляющие, 2-электромагнит, 3-внешний подвижный магнитопровод,

4-корпус тележки,5-замок корпуса, 6-лента.

Рисунок 1 – Ленточный трубчатый конвейер

для транспортирования горной массы

Несмотря на достаточно высокую стоимость трубчатых ленточных конвейеров, а также более высокий коэффициент сопротивлению движению ленты и меньшую производительность по сравнению с обычными ленточными конвейерами, область применения ЛТК в ближайшие годы будет расширяться, а их количество увеличиваться, поскольку требования по экологической безопасности к процессу транспортирования и вопросы охраны окружающей среды в Казахстане приобретают важное значение.

Одно из направлений, повышающих эффективность ленточных трубчатых конвейеров, связано с разработкой конструкций ЛТК без использования роликоопор с перемещением ленточного полотна по монорельсовому пути.

Литература

1. Галкин В.И. Особенности эксплуатации трубчатых ленточных конвейеров.//Горное оборудование и электромеханика.– 2008.- № 1.- С. 7-12.

2. Дмитриев В.Г. Вращательное движение ленты трубчатого конвейера на прямолинейных участках трассы.// Горный журнал–2008 - № 1. С. 108-115.

3. Едыгенов Е.К. Основы теории конвейерных поездов с электромагнитным приводом для открытых горных работ. Алматы: Фонд «ХХI век»-2001- 206 с.

4. Егембердиев Р.И. Перспективное направление развития конвейерного транспорта // V Международная научная конференция «Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»: сборник статей (часть 4), Алматы 2011. С 153-156.