Көмір кен орындарындағы тасымалдау жолдарындағы қызуға тұрақты белдіктер қалай жұмыс істейді?

Көмір тасымалдауда және жоғары температуралы ортада тасымалдағыш ленталарды пайдалануды түсіну

Көмір шахталарында пайдаланылатын тасымалдауыш жүйелері өзекті жылу проблемаларын бастан кешіреді, әсіресе өңдеу аймақтары мен терең қазбалардың түбінде температура 300 градус Фаренгейтке (шамамен 150 градус Цельсийге) жетуі мүмкін. Қалыпты каучук таспалар мұндай жағдайларға шыдамайды. Олар ұзақ уақыт ыстықта тұрса, жұмсақ болып кетіп, жарылыстар пайда бола бастайды, ал ешкім өндірістің ең жоғары кезінде тасымалдағыштың істен шығуын қаламайды. Сол себепті шахтерлер осындай арнайы ыстыққа төзімді таспаларды пайдалануды бастады. Бұл жаңартылған нұсқалар тауарлы көмірді тасымалдау кезінде қызметінен қарамастан икемді қалпын сақтайды. Сол жағдайларда дәстүрлі материалдар нақты пішінін жоғалтатын болар еді.

Стандартты тасымалдағыш таспалармен ыстық материалдарды тасымалдау қиындықтары

2022 жылы Американың тау-кен саласы шамамен 900 миллиард долларлық экономикалық әрекет-әрекеттерді әкелді, ал оңтүстік-шығыс Аппалачияда жылына 200 миллион тоннадан астам көмір тасымалданып жатқанын қараңыз. Солтүстік Америка тасымалдау лентасы нарығының есебінде. Проблема кен орындары қыздыруға төтеп бере алмайтын ленталарды пайдаланған кезде туындайды. Бұл стандартты ленталар қызу нәтижесінде 40% артық күтпеген тоқтатуларға ұшырайды. Нәтижесінде не болады? Резина қабаттары жарылып, ыстық материалдар оларды қалыптыдан әлдеқайда тез тозытады. Мұндай жағдай болған кезде, тесіп өтетін желдету жүйесі бұзылады, онда да төменгі қабатта қиын болып табылады. Тағы бір қауіпті нәрсе де болып жатыр - метан газы бар аймақтарда өрттердің қаупі артты, бұл әркімнің қауіпсіздігі туралы күні мен түні ойлануына әкеледі.

Ыстыққа төзімді тасымалдауыш ленталардың жер астындағы көмір кен орындарының қауіпсіздігі мен тиімділігі үшін маңызы қандай?

Бүгінгі ыстыққа төзімді тасымалдауыш ленталар құрылымдық бүтіндігін жоғалтпай 400 градус Фаренгейт (шамамен 204 Цельсий) дейінгі температураны шыдай алады. Жаңартылған нарықтық зерттеу нәтижелеріне сәйкес, ескі нұсқалармен салыстырғанда олардың өрт қаупін 60% дейін азайтатынын көрсетті. Олар неліктен қатты? Олар қорғаныш көйлектерде кездесетін берік арамид талшықтарымен күшейтілген арнайы композиттерден және қызу зақымдануға төзімді керамикалық қаптамалы мата материалдардан жасалған. Температура жоғары болатын өнеркәсіптік ортада осындай жаңартылған ленталар ауыстыруға дейін қосымша үштен бес жылға дейін қызмет етеді. Нақты тасымалдау операциялары үшін бұл ұзақ мерзімді үнемдеу деген сөз. Осындай лентаның жалғыз милли 10 жыл ішінде шамамен 2,3 миллион долларға сәйкес келетін пайдалану шығындарын үнемдейді. Сондай-ақ олар терең қойма жағдайында қауіпсіздіктің ең маңызды болып табылатын жабдықтар үшін MSHA тарапынан белгіленген қатаң жануға төзімділік талаптарына сай келеді.

Тұрақты конвейерлік белдіктердің құрамы мен материалтануы

Тұрақты конвейерлік белдіктердегі каучук қоспалары мен арматуралық қабаттар

Тұрақты конвейерлік белдіктер жиі ерекше каучук қоспаларын күшейтетін бірнеше қабатпен араластырып, қатты жұмыс ортасында өмір сүруге мүмкіндік беретіндей етіп жасалады. Көптеген өндірушілер негізгі каучук қоспаларын температура 150 градус Цельсийге дейін көтерілген кезде де материалдың икемділігін сақтауға көмектесетін, мысалы, силикон мен графит қоспаларымен дайындайды. Бұл жаңадан өндірілген көмір тауып алу мен бұралау нәтижесінде әлі де ыстық болып келетін таза көмірді тасымалдау кезінде шахталық өндірістер үшін өте маңызды. Белдіктердің ұзақ қызмет етуін қамтамасыз ету үшін компаниялар оларды болат шелтері немесе мата гибридтері сияқты берік материалдармен күшейтеді. Бұл күшейтпелер тек белдікке қосымша беріктік беріп қана қоймайды, сонымен қатар жұмыс істеу барысында термиялық кернеулерге ұшыраған кезде сынып кетпей-ақ ұзаюына және қысқаруына мүмкіндік береді.

Термиялық тұрақтылық пен үйкеліске тұрақтылық: Конвейерлік белдіктер қалай ыстықты шыдайды

Көп қабатты құрылыс жылу шашырау мен беткей қорғауды бір мезгілде жүзеге асыруға мүмкіндік береді:

Бұл қабаттас құрылым беткі қабаттардың жылуын әлсіз аймақтардан алыстата отырып, ішкі компоненттерді қорғауға мүмкіндік береді, сонымен қатар қабаттасу қаупін азайтады.

Жақсартылған қоршаған ортаға бейімделу үшін материалдар технологиясының жетілдірілуі

Жаңа жетілдірулер көміршілердің күнделікті тұрып келген екі үлкен мәселені шешуге бағытталған: аса ыстық пен қауіпті бөлшектерге ұшырау. Ең соңғы жаңалық – керамикалық қоспалары бар резиналық қаптама түрінде ұсынылған, ол ықшамдалған аймақтарда өте тез тозып кететін бұрын қолданылып келген материалдардан шамамен 43 пайызға ұзақ қызмет етеді. Сонымен қатар, сектордың алдыңғы қатарлы компаниялары өз операцияларында өзін-өзі тазартатын полимерлік беттерді енгізуге кірісті. Бұл беттер жабдықтарда өрт қауіпті көмір шаңының жиналуын болдырмақшы. Бұл жағдай жер астындағы апаттардың жетіден біреуі 2023 жылы Қазба қауіпсіздігі институтының деректеріне сәйкес конвейерлік ленталармен байланысты өрттен басталатынын ескерсек, ерекше маңызды. Енді осындай технологиялар тек қауіпсіздік талаптарына сай келу үшін ғана емес, сонымен қатар жұмысшылардың қауіпсіздігін қамтамасыз етіп қана қоймай, сонымен қатар ұзақ уақыт бойы жөндеу шығындарын азайту үшін маңызды болып табылады.

Қызуға тұрақтылық пен механикалық беріктікті теңестіру: Жобалаудың негізгі айырбастау нүктелері

Материалдармен жұмыс істейтін инженерлер бірнеше жыл бойы қиын мәселе болып табылатын мәселемен күресіп келеді - белдіктің қызуға төзімділігін арттырған кезде, әдетте белдіктің икемділігі төмендейді. Жақсы жаңалық жаңа симуляциялық құралдар әрекет етіп жатыр. Жобалаушылар енді қалыпты белдіктерге жуық иілуге (иілу радиусының шамамен 92%) ие, бірақ 180 градус Цельсийге дейінгі қызуға төзімділігін жоғалтпайтын белдіктерді ала алады. Бұл тау-кен өндірісіндегі қондырғылар үшін ерекше маңызды, өйткені вертикальдық ауысу нүктелерінде кеңістік өте аз. Бұны дұрыс орындау белгілі бір уақытқа дейінгі қызуға төзімді белдіктердің мәселесін шешті, суық іске қосу кезінде трескен және құрылыс алаңдарында көп уақыт бос тұруға және ашуға әкеліп соқтырды.

Отқа төзімді тасымалдау белдігі жүйелерінің инженерлік және қауіпсіздік жобалауы

Жер астындағы тау-кен өндіруде отқа төзімді тасымалдау белдіктерін жобалау принциптері

Отқа тұрақты тасымалдағыш ленталарды қарастырғанда, өндірушілер алдымен үш негізгі нәрсеге назар аударады: от жалынының тарайуын тоқтату, жоғары температураға ұшыраған кезде лентаның беріктігін сақтау және улы түтін шығаруды бақылау. 2023 жылы ISO жариялаған соңғы зерттеу бойынша, ISO 340 стандартына сәйкес келетін тасымалдағыш ленталар оттың тарайу қаупін үштен екі бөлікке дейін азайтатыны анықталды. Қазіргі заманғы ленталардың жобасына керамикалық қоспалармен беріктірілген арнайы каучук қоспалардан жасалған бірнеше қабат кіреді, бұл лентаның иілу және қозғалу қабілетін жоғалтпай отырып, қорғаныштық жылулық кедергілерді құруға көмектеседі. Бұл ленталарды шынайы тиімді ететін не? Жанған кезде өздерін өшіріп тастайтын материалдардан тұрады, сонымен қатар олардың беттері тасымалдағыш пен роликтер жанасқан жерде от жалынының пайда болуына жол бермейтін дәрежеде үйкеліске тұрақты.

Қабатты құрылыс және қазіргі тасымалдағыш ленталарға қосылған отқа тұрақты қоспалар

Төменгі қабатты қорғау үшін 4–7 функционалды қабаттарды біріктіретін жетілдірілген тасымалдау ленталары:

1. Жоғарғы қабаттың қорғасы бар жылу сіңіретін қоспалармен қосылған алюминий тригидраты жылуды сіңіру үшін (үздіксіз 300°C дейінгі температураға дейін)
2. Отқа тұтқыр мата қабаттары өңделген хлоропреннен жасалған қаптамамен
3. Термиялық ұлғаю кезінде созу күшін сақтайтын арамидпен күшейтілген каркасты қабаттар
4. Тозуға тұрақты төменгі қабат статикалық электрді басу қоспаларымен

Соңғы материалдық жетістіктер 2018 жылғы жобалауға қарағанда жылу шығару көрсеткіштерін 40%-ға жақсартты, бақылау аясында жер асты кен орындарында жасалған модельдеу нәтижелері бойынша көрсетілген.

Тасымалдау таспаларының халықаралық қауіпсіздік стандарттарына сәйкестігі

Халықаралық сертификатталу талаптары қатаң сынақтарды білдіреді:

• EN 14973 жануға төзімділік сертификаты (15 минуттан астам уақыт бойы 800°C жалынды шыдайды)
• MSHA-мен бекітілген барабанның үйкеліс сынақтары авариялық тежеу сценарийлерін модельдеу
• RATPEN директивасы түтін тығыздығының сәйкестігі (5 минуттық өрт әсерінен кейінгі 10% шағылу)

2022 жылы 17 халықаралық көмір шахталарының талдауы сертификатталған таспаларды пайдаланатын кәсіпорындарда қауіпсіздік талаптарына сай келмейтін нұсқаларға қарағанда өртке байланысты тоқтаулар 89% аз болатынын көрсетті.

Жоғары температуралы шахталық ортадағы өнімділік пен ұзақ мерзімді пайдалану

Үздіксіз жоғары жылу әсерінен тасымалдау лентасының нақты әрекетін бағалау

Жылуға төзімді болып жасалған тасымалдау ленталары температура 150 градустан жоғары болып тұрған жағдайда да пішінін сақтайды. Лигнит шахтасында жүргізілген сынақтар жылуға төзімді емес ленталарға қарағанда арнайы ленталардың материалдың пішінін бұзып жіберу проблемасын 83 пайызға дейін азайтатынын көрсетті. Бұл 2023 жылғы Mining Materials Report хабарлауынша, жүйе бойынша көмірдің қозғалысын баяулатпай өндірістің үздіксіз жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Олар неліктен жақсы жұмыс істейді? Ленталардың құрылысында бірнеше қабат болып келеді, олар ішкі бөліктерге жылу әсерін тигізбейді. Бұл қабатты құрылым ленталардың қосылыстары жылынған кезде ыдырауын болдырмауға көмектеседі.

Талқылау жағдайы: Терең көмір шахтасында жылуға төзімсіз ленталардың істен шығу талдауы

Конвейерлік белдіктерді қолдану нәтижесінде 14 рет кездейсоқ тоқтау орын алды, жылына 290 мың АҚШ долларынан асатын шығынға әкелді. Жарамсыздықтан кейінгі тексерістер келесіні анықтады:

• Термиялық циклдау нәтижесінде ішкі қабаттардың жарылуы
• Пісірілген жіктердегі үйкеліс (жылына 3,2 мм/ай сайын 0,8 мм-ге қарсы)
• Үйкеліс нүктелерінен пайда болған қызу нүктелерінен шығатын қауіптілік

Қызуға төзімді конвейерлік белдіктерді қолдану арқылы қызмет көрсету мерзімін ұзарту және тоқтаулар санын азайту

Жылуға төзімді белдіктер күтім жасалса, температура өте жоғары болатын ортада 18-ден 24 айға дейін қызмет етеді, бұл қарапайым белдіктердің қызмет ету мерзімінен үш есе артық. Осындай арнайы белдіктер неліктен ұзақ қызмет етеді? Олар тотығудың әсеріне төзімді каучукпен жасалған, беріктігі үшін арамид талшықтарымен күшейтілген және ең көп жұмыс істейтін аймақтарында керамикалық компоненттерден тұрады. Өндірушілер белдіктің температурасын инфрақызыл сканерлермен тексеру мен белдіктің керілу деңгейін қолайлы күйде ұстау сияқты ақылды күтім жасау әдістерін енгізсе, олар белдіктердің ақауы пайда болған кезде ғана ауыстырып тұруға қарағанда уақыт өткен сайын ауыстыруды 40 пайызға дейін азайта алады. Бұл жоғары температура шарттарында күнделікті жұмыс істейтін кәсіпорындар үшін экономикалық және операциялық тұрғыдан да дұрыс шешім болып табылады.

Құн талдауы: Бастапқы көп шығын шығаруға қарсы ұзақ мерзімді операциялық үнемдеу

Жоғары температураға төзімді тасымалдау белдіктерінің бастапқы құны 60–80% қосымша болса да, олар жоғары температуралы шахталарда 7 жыл ішінде 210% ROI (қайтарым деңгейі) көрсетеді. 2023 жылғы өмірлік циклды талдау нәтижесінде мыналар анықталды:

Термиялық басқару зерттеулеріне сәйкес, 5 жылдық кезеңде 1 тонна өнімнің жалпы құны 34% төмен болатын қызуға төзімді моделдерді пайдаланушы операторлар

Беріктік пен қауіпсіздік үшін орнату мен жөндеу бойынша ең жақсы тәжірибелер

Қиын жерасты жағдайларында тасымалдағыш ленталарды орнату бойынша ең жақсы тәжірибелер

Жобалық орнатуды дұрыс жасау үшін тасымалдағыш рамалардың бір-біріне қатты жақын келуін қамтамасыз ету қажет, мүмкіндігінше 3 мм шегінде, содан кейінгі жылжып кету проблемаларын болдырмау үшін. Қазба өнеркәсібіндегі көптеген адамдар бұл бөлік үшін лазерлік нұсқаулықтарды пайдалануды ұсынады, себебі олар істі әлдеқайда жеңілдетеді. Тасымалдағыш ленталарды керілуі кезінде жылулық кеңеюінің маңызы бар. Саладағы маман-ұстаздар әдетте температураның әр 10 градус Цельсий өзгерісіне лентаның жалпы ұзындығының 1,5 пайызы шамасында бастапқы керілуін орнатуды айтады. Сонымен қатар өртке төзімділікті де ұмытпаңыз. Қозғалтқыш барабандардың шамамен 85-90 пайызын қаптау үшін қосымша қабат материалы қажет. Бұл барлығын тегіс қозғалыста ұстап, сонымен қатар қосымша материалдың жиналуын болдырмау үшін жеткілікті үйкеліс береді.

Қызу мен үйкеліске төзімді тасымалдағыш ленталардың қызмет ету мерзімін ұзарту үшін күнделікті техникалық қызмет көрсету стратегиялары

2023 жылғы шошқы материалдарды тасымалдау бойынша зерттеу автоматтандырылған жылулық бейнелеу жүйесі бар жүйелердің тек көру арқылы тексеруден 43% артық ерте сатыдағы таспалы тасымалдағыштың бұзылуын анықтайтынын көрсетті. Маңызды техникалық қызмет көрсету жұмыстарына мыналар жатады:

• Аптасына бір рет : Жанбайтын көмір ұнтағын кетіру үшін компрессорлы ауамен (<100 psi) қайтару валдарын тазалаңыз
• Айылдық : Блоктардың туралауын сандық көлбеулік өлшеуіштермен өлшеңіз (<0,5° ауытқуға рұқсат етіледі)
• Тоқсандық : Тозуы 8 мм қалыңдықтан асқан кезде қажылмалы жылуға төзімді жабу материалдарын ауыстырыңыз

Әрбір 500 сағат қызмет көрсету сайын ультрадыбыстық пісіру бақылауын қолданатын операторлар дәстүрлі техникалық қызмет көрсету графигіне қарағанда 31% аз катастрофалық таспа істен шығуы туралы хабарлайды. Ауа-райы басқарылатын орындарда (15–25°C, ылғалдылығы 40%) ауыспалы таспаларды дұрыс сақтау алмастырулар арасындағы каучук қоспаның бүтіндігін сақтайды.

Жиі қойылатын сұрақтар

Жылуға төзімді таспалы тасымалдағыштар стандартты таспалардан немен ерекшеленеді?

Жылылыққа төзімді конвейерлік белдеулер жоғары температураға төтеп беру үшін және бұзылу мен өрт қаупін азайту үшін арнайы материалдармен және арматуралармен, мысалы, арамид талшықтарымен және керамикалық қаптамалармен жасақталады.

Жылылыққа төзімді белдіктер көмір шахталарында қауіпсіздікті қалай жақсартады?

Бұл белдіктер өрт қаупін 60% -ға азайтады және MSHA-ның қатаң отқа төзімділік талаптарына жауап береді, сондықтан олар жоғары температуралы ортада қауіпсіз жұмыс істеу үшін өте маңызды.

Жылылыққа төзімді белдіктерге инвестиция салудың қандай пайдасы бар?

Бастапқы шығындар жоғары болса да, бұл белдіктер ұзақ мерзімді перспективада ақшаны үнемдейді, ол жұмыс істеу уақытын азайтады, техникалық қызмет көрсету шығынын азайтады және жеті жылда 210% қайта оралуды қамтамасыз етеді.

Жылылыққа төзімді белдіктер әдетте қанша уақыт сақталады?

Қажет жағдайда жылуға төзімді конвейерлік белдіктер жоғары температурада 18-24 ай жұмыс істейді.