Współczesne kierunki badań i rozwoju budowy przenośników taśmowych dla potrzeb górnictwa podziemnego

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ Seria: GÓRNICTWO z. 41

_______ 1969 Nr Icol. 269

Ooo. dr h. lnż. Jerzy Antoniak Katedra Maszyn Górniczych

WSPÓŁECZESNE KIERUNKI BADAŃ I ROZWOJU BUDOWY PRZENOŚNIKÓW TAŚMOWYCH DLA POTRZEB GÓRNICTWA PODZIEMNEGO

Streszozenie; W artykule przedstawiono skrótowo tendenoje w zakresie badań i rozwoju budowy prze­

nośników taśmowyoh dla potrzeb górnictwa podziem- nego. Dodatkowo w referaoie zostaną onówione włas­

ne wyniki badań przenośników taśmowych.

1. Wstęp

W ostatnim dziesięcioleciu nastąpił dalszy postęp w dziedzinie budowy i zastosowania przenośników taśmowych dla potrzeb gór­

nictwa podziemnego. Łąozna długośó przenośników taśmowych zain­

stalowanych w podziemiu polskich kopalń węgla kamiennego przekro­

czyła 1400km. W transporole oddziałowym przenośnik taśmowy stał się podstawowym urządzeniem loozaz szerzej jest stosowany w transporcie Równym, gdzie rywalizuje z powodzeniem z przewozem szynowym. Fostęp ten charakteryzuje całe górniotwo światowe i tak w USA na przestrzeui ostatnioh kilkunastu lat liczba lokomotyw przewodowych zmalała o przeszło 58$, natomiast cał­

kowita długośó przenośników taśmowych wzrosła o 120$, chooiaż największy wzrost wykazała grupa ciągników i wozów oponowych bo *ż o 4000$. W kopalniach Wielkiej Brytanii zainstalowa­

nych jest przeszło 8000 km przenośników taśmowych. W wielu krajach przenośniki taśmowe stosuje się w transporcie głównym do połączenia nowo otwieranych poziomów, celem uniknięcia dal­

szego głębienia szybów. Klasycznym już przykładem jest tutaj kopalnia Merlebach we Francji. W kopalni tej o wydobyciu 16000 t/d w celu połąozenia nowych poziomów 826 i 1036 m z po­

ziomem 686 m obsługiwanym przez dwa urządzenia wyciągowe, rys. 1,

78 Jerzy Antoniak zastosowano transport przenośnikami taśmowymi z włączonymi w układ transportowy zbiornikami wyrównawozymi, rys. 2. Rozwlą-

/o p o .iH in M i r l f b a c h

p - 5 x3 b o)wM.prtae*I,'a,Toivy i w y d a j n o t i c ' 2 x 6 7 6 T / h , F r e ^ m i ł i g V - S ij b Jioutoprr^tiz,« Towy, V ouiers,

KlaWony, *t<je(<*ino&6 2(?c T/h

F V Nony F V F V F V

Rys. 1. Sohematy odpowiadające ozterem konoepcjom rozwiązania transportu głównego na kopalni Merlebach

zanie to charakteryzował najniższy koszt w porównaniu z innymi rozważanymi wariantami, rys. 1 i został określony łączną sumą 11,25 MF. Cena jednego przenośnika taśmowego zblorozego o da­

nych technicznych jak na rys. 2 wynosiła 1,56 MF. Obecnie dla każdego projektu nowego poziomu kopalni lub modernizacji pozio­

mu istniejącego przeprowadza się rozważania ekononiozne z wyko­

rzystaniem elektrycznych maszyn cyfrowych np. 0dra-1003 mają­

ce na oelu określenie, które z rozwiązań transportu - przenoś­

niki taśmowe czy transport kołowy, jest bardziej opłacalne.

Szybki rozwój transportu taśmowego w kopalniach głębinowych był możliwy dzięki szczególnym zaletom tego rodzaju transportu w porównaniu z transportem szynowym, do których można zaliczyć:

mniejsza wrażliwość na deformacje wyrobisk transportowych, moż­

liwość znacznego uproszczenia układów transportowych, większe bezpieczeństwo pracy, duże wydajuości, łatwość automatyzacji

Współozesne kierunki badań.»« 79

6

ftjeno*«•*

d.Cu*«i«ł 620 >n

wut podnoszeni« 1 3 0 m

nAcKyi«nie 15° 58*

N * 1000^~*ii 7

» * 3 , 5 * / $ /

t a iw a z Urdc,\i»'i s ta - w Iowy mi yie reKodci

A lio O y i 'm ,

Rys. 2. Układ przenośników taśmowych zbiorczych i zbiorników wyrównawczych w transporcie głównym z poziomów 1036 i 826 m

kopalni Merlebach

80 Jer zy Antoniak kompleksowej i Inne, oraz dzięki wykorzystaniu bogatyoh do­

świadczeń nagromadzonych w tym zakresie przez górnictwo od­

krywkowe i w wyniku rozwoju konstrukcji przenośników taśmo­

wych w kierunku przystosowania ich budowy do specyfioznych warunków pracy w podziemiach*

2. Kierunki rozwoju budowy przenośników taśmowyoh

Ze względu na to, że artykuł ten Jest tylko dużym skrótem problemów, które zostaną obszerniej poruszone i naświetlone w referacie, kierunki rozwoju zostaną ujęte w punktach:

2*1 - dążność do zwiększenia podstawowych parametrów technicz­

nych przenośników, w tym długości, prędkośoi (stosuje się Już w górnictwie podziemnym prędkośoi do 4,0 m(s), szerokości taśmy oraz wydajnośoi przenośników

2.2 - stosowanie taśm wysokiej wytrzymałości na zerwanie pro­

dukowanych w kraju Jak PT 25, TK 250, St 3150 i które przewiduje się produkować Jak St 2000

2.3.- stosowanie w szerszym zakresie konstrukcji linowych lub łańcuchowych tras z przegubowymi zestawami krążnikowymi, rys. 3, podwieszonyoh do stropu lub układanyoh na spągu 2.4 - wprowadzenie większych kątów nachylenia bocznych krąż-

ników do poziomu, do 35° w gałęzi górnej 1 krążników nachylonych do poziomu pod kątem do 15° w gałęzi dolnej oelem odpowiednie centrowania taśmy

2.5 - dążność do wprowadzenia speojalnyoh rozwiązań konstruk- . cji przesypów zmniejszających siły dynamiczne w taśmie oraz kruszenie urobku, rys. 4

2.6 - zwiększenie trwałości poszczególnych elementów przenoś­

nika, a w szczególności krążników i taśm przez optyma­

lizację rozstawu podpór trój- lub n-krążnlkowych, wpro­

wadzenie do eksploatacji wysokiej Jakości oraz o niskich oporach ruchu krążników, wprowadzenie nowych sposobów łączenia odcinków taśm zarówno z przekładkami bawełnia­

nymi, stilonowymi Jak i linkami stalowymi itp.

Wapółozesne kierunki badań«..________________________________ 81

Bys. 3. Przykłady S‘*r>?żvatego zawieszenia zestawów krążniko- wych przegubowych

a - przenośnik taśmowy z trójkrążnikowysi zestawami przegubo­

wymi podwieszonymi na linach lub łańcuchach, ustawiony na spą­

gu (D3PG), b - przenośnik taśmowy z trójkrążnikowymi zestawami przegubowymi podwieszonymi na linaoh, podwieszony do stropu (firma Goodman), c - przegubowe połączenie krążników (firma Distington), 1 - przegubowe połączenie krążników (DBPG) e -

przegubowe Dołąozenie krążników (Precismeca )

Łub

łańcuch ogniwowy trój <\ir\ iKoivy

zestaw przegu­

bowy

obudowa zawieszona na Kotwiach

Una

trój krą znakowy zestaw przegu­

bowy

/ / A 1” - / *■ >■ '

82 Jerzy Antoniak

przesyp

K taśm owa

p o m o c n ic z y

* n o s i),k z b io rc z y

Rys. 4. Schemat rozwiązania przesypu z przenośnika taśmowego oddziałowego na przenośnik taśmowy zbiorczy

2.7 - wprowadzenie automatycznego programowania rozruchu i ha­

mowania przenośników taśmowych łącznie z problemem regu­

lacji naciągu wstępnego taśmy, rys. 5 regulacją pręd- kośoi ruchu taśmy, wprowadzenie urządzeń zabezpieczają­

cych i pomiarowyoh różnego przeznaczenia, sterowania i kontroli pracy taśmociągów

Rys. 5. ^Tkład napinania wstępnego taśmy

2.8.- wprowadzenie typizacji i unifikacji podzespołów i zespo­

łów przenośników taśmowych

2.9 - przystosowanie budowy przenośników taśmowych do trans­

portu załogi i materiałów w obu kierunkach

3. Kierunki badać w zakresJe przenośników taśmowych

Na podstawie kilku tysięcy artykułów, które ukazały się w róż­

nych czasopismach w okresie ostatnich kilkunastu lat, należy uważaó, że szereg Istotnych problemów naukowych, które wyłoni­

Q- 400 -t-śOO POg 600 ~ 1400-~P 133

*159

Współczesne kierunki badań«. 83 ły się «1 związku z konstruowaniem, budową 1 eksploatacją prze­

nośników taśmowych, zostało Już zadowalająco rozwiązanych.

Dalsze badania można zgrupować w następujących punktach:

3.1 - badania podstawowe celem bliższego poznania zjawisk wy­

stępujących podczas pracy przenośnika i uściślenia for­

muł stosowanych do obliczeń przenośników taśmowych. W szczególności:

- badania dynamiczne zjawiska sprzężenia ciernego taśmy z bębnem napędowym

- badania rozkładu napięć cięgna wzdłuż długości prze­

nośnika w zależnośoi od własnośoi mechanicznych cięgna napięcia wstępnego, prędkości ruchu taśmy, obciążenia i innych czynników

- badania taroia toczenia krążników z uwzględnieniem własnośoi Teologicznych taśmy

- badania związane z zachowaniem się materiału transpor­

towanego na przenośniku przy różnych prędkościach ruchu taśmy, zmiennych rozstawach podpór krążnikowych, różnych własnościaoh fizycznych transportowanego ma­

teriału - ciało sypkie lub plastyczno-lepko-sprężyste - badania w zakresie probabilistycznych metod wyznacze­

nia oporów ruchu przenośnika, określenie zmienności oporów ruohu Jako zjawiska stochastycznego i inne 3.2 - badania laboratoryjne związane z weryfikacją oeoh kon­

strukcyjnych elementu, zespołu lub całości przenośuika taśmowego

- badania nowych konstrukcji taśm przenośnikowych - badania nowyoh konstrukcji krążników itd.

3.3 - badania llezawodnoścl urządzeń oraz układów technologlcz nych w skład któryoh wohodzą przenośniki taśmowe

~ badania trwałośoi krążników, np. trwałość krążników w przenośnikach taśmowych zainstalowanych w kopalniach odkrywkowych doohodzi dc 5 lat, w kopalniach rud mie-

Jerzy Antoniak dzi do 6 miesięcy i w kopalniach węgla kamiennego do 2 lat

- badania trwałośoi taśm przenośnikowych i ich połączeń, np. taśmy z linkami stalowymi St 3150 mają za małą wy­

trzymałość poprzeczną i szereg taśm zostało w trakcie krćtkiej eksploatacji przeciętych na całej długości - badania niezawodności układów sterowania i kontroli pra­

cy przenośników taśmowyoh właozonych w układy technolo­

giczne, itd.

W referacie zostaną przedstawione oryginalne badania prze­

nośnika taśmowego przeprowadzone na kopalni Dębieńsko w ramach prao doświadczalnych Katedry Maszyn Górniczych.