книги / Управление качеством руд при добыче

11.УГОЛЬНЫЕ СКЛАДЫ ШАХТ

11.1.Назначение угольных складов шахт

исхемы расположения

Характерной особенностью функционирования угольных; шахт в современных условиях является нестабильность объемов от загрузки угля, связанная с резкими изменениями рыночной конъюнктуры, и возрастающая нестабильность грузопотоков добываемого угля на шахтную поверхность, связанная с непредвиденными и плановыми простоями очистных забоев, оборудованных высокопроизводительными добычными комплексами.

Появление на рынке новых высокопроизводительных механизированных очистных комплексов, способных обеспечивать суточную добычу всей шахты одной лавой, привело к появлению новых шахт типа шахта-лава и к существенному снижению числа очистных забоев на действующих многозабойных шахтах.

Уменьшение числа действующих лав при практически полном отсутствии резервных забоев (из-за высокой стоимости оборудования для их обустройства) ставит способность шахты выполнять договорные поставки угля потребителю в жесткую зависимость oт работы очистного забоя. Например, при суточной отгрузке угля, соизмеримой с суточной добычей лавы, случайный простой очистного комплекса вынуждает шахту-лаву создавать определенный и значительный по объемам резервный запас добытого угля на своей поверхности для бесперебойной поставки продукции потребителю в течение всего времени простоя комплекса.

Накопление, хранение и подъем угля со склада (транзит угля через угольный склад) всегда сопровождается изменениями его сортового состава из-за механического взаимодействия с технологическим оборудованием склада и взаимного истирания частиц при их перемещении, а длительность хранения снижает его технологические и энергетические свойства за счет химико-физи- ческих реакций с кислородом и влагой воздуха.

141

Количественно дополнительное измельчение угля при транзите через склад определяется схемой расположения склада в технологическом комплексе шахтной поверхности, типом угольного склада, средствами механизации складских операций, последовательностью и числом транспортных модулей складского хозяйства. Изменение технологических свойств сохраняемого на складе угля зависит от толщины и воздухопроницаемости слоя угля в штабеле, длительности неподвижного лежания в штабеле без перекладки и физико-химических свойств его органической части.

В угольной промышленности России приняты три основные схемы увязки склада угля с технологическим комплексом шахты

иее погрузочными устройствами.

1.Уголь от ствола шахты проходит цепь технологических процессов (сортировку, обогащение) и поступает в железнодорожные погрузочные бункера для отправки непосредственно потребителю (рис. 11.1, а). Погрузочные бункера являются регулирующей емкостью. В случае заполнения бункеров или длительной задержки железнодорожных вагонов уголь, минуя бункера, направляется на склад. Погрузка угля со склада осуществляется по соответствующей транспортной линии через погрузочные бункера.

Рис. 11.1. Схемы расположения открытых шахтных складов угля: 1 – ствол шахты; 2 – железнодорожные погрузочные бункера; 3 – склад

142

2.Грузовой поток может направляться через цепь технологических аппаратов в погрузочные бункера или непосредственно на склад (рис. 11.1, б). Обратная подача угля со склада осуществляется по специальной транспортной линии к перегрузочному пункту, расположенному в надшахтном здании, и далее по технологической цепи на бункера.

3.Уголь от ствола шахты направляется по технологической цепи непосредственно на склад либо, минуя последний, в погрузочные бункера (рис. 11.1, в). Склад связан транспортной линией

сосновным путем движения угля по технологической схеме.

В Кузбассе на ряде шахт большой производственной мощности применяется схема технологического комплекса, которая увязана с погрузочным и складским хозяйством и объединена погрузочными

искладскими емкостями в едином строительном комплексе (схема открытой бункеризации). Склад в этом случае представляет собой полубункер большой емкости с механизированной подачей угля непосредственно в железнодорожные составы.

Склады угля располагают с подветренной стороны основных зданий и сооружений технологического комплекса шахты и жилого поселка.

Требования к расположению угольного склада относительно технологического комплекса шахты и ее погрузочных устройств следующие:

–компактность взаимного расположения склада и погрузочного пункта на генеральном плане поверхности шахты;

–минимальное расстояние транспортирования угля на склад

исо склада в железнодорожные бункера;

–наименьшие размеры площадки склада при достаточной его емкости;

–возможность применения на складе наиболее совершенных механизмов;

–возможность размещения необходимых противопожарных проездов и оперативное увеличение емкости склада не менее чем на 30 % от его складской части.

143

11.2. Классификации угольных складов

Угольные склады шахт классифицируют по следующим признакам:

–по функциональному назначению: регулировочные (накопительные, аккумулирующие), усреднительные и запасные (аварийные);

–по строительному оформлению: открытые и укрытые;

–по форме основания: плоские, траншейные, полубункерные, бункерно-траншейные;

–по способу образования первичного конуса: эстакадные и конвейерные;

–по виду применяемого технологического оборудования: экскаваторные, грейферные, скреперные, бульдозерные, смешанные.

Регулировочные склады служат для компенсации неравномерности между добычей угля и отгрузкой его потребителям; запасные – для накопления угля в период прекращения или нарушения работы внешнего транспорта (по условиям навигации, при отправке ископаемого водным путем или по условиям первоочередности перевозок сезонных грузов); усреднительные – для временного хранения некондиционных по показателям качества углей в целях их дальнейшей переработки или придания им необходимых потребительских свойствпутемшихтования с кондиционными.

На открытых угольных складах уголь хранится под открытым небом, на закрытых – в закрытых бункерах типа силос или под навесом с боковыми стенками.

Угольный склад с плоским основанием – склад, основанием которого являются горизонтальные площадки с покрытием, исключающим засорение угля при складских операциях подъема и перемещения породами почвы. Покрытие основания склада чаще всего выполняют бетонными плитами или слоем уплотненного щебня. Основание склада должно исключать образование на нем луж после атмосферных осадков, быть невозгораемым и не располагаться над коммуникациями шахтной поверхности.

144

Траншейные склады имеют в своем основании траншею с наклонными боковыми стенками из бетонных плит, по которым уголь самотеком скатывается к пересыпным воронкам, через которые поступает на ленточные конвейеры, расположенные вдоль стен склада для возврата угля на погрузочный пункт шахты.

Полубункерные склады отличаются от траншейных тем, что над траншеей устраивают наклонные стенки, увеличивающие емкость склада за счет высоты насыпного слоя угля.

Бункерно-траншейные склады представляют собой сочетания элементов бункерного и траншейного основания складов.

Эстакадные склады – склады с подачей угля в первичный конус по рельсовой или конвейерной эстакаде (рис. 11.2).

Классификация по виду основного подвижного технологического оборудования информирует, что применяется для перемещения и планировки насыпки угля в пределах площади склада – экскаваторы, грейферы, скреперы, бульдозеры (или смешанные).

Рис. 11.2. Принципиальная схема открытого бульдозерного склада шахты: 1 – подающая конвейерная эстакада; 2 – лоток или конвейерная стрела; 3 – первичный конус; 4 – бульдозер; 5 – штабель; 6 – приемные воронки; 7 – наклонная галерея передаточного конвейера; 8 – погрузочный бункер шахты; I, II и III – секторы склада

145

На действующих шахтах наиболее распространены плоские открытые склады с конвейерной укладкой первичного конуса и бульдозерной, скреперной, реже грейферной укладкой штабелей для длительного хранения.

Принципиальная схема открытого бульдозерного склада угольной шахты приведена на рис. 11.2. По этой схеме уголь, подлежащий складированию, поступает по подающей конвейерной галерее 1 и ссыпается по лотку или конвейерной стреле 2 в первичный конус 3. Бульдозер 4 перемещает уголь из первичного конуса по секторам склада (I, II, III), образуя насыпь угля в виде плоских штабелей 5. При отгрузке угля бульдозер перемещает его из штабелей к приемным воронкам 6, расположенным над заглубленной в почву частью конвейерных галерей 7, по которым уголь возвращают в бункера 8 железнодорожного погрузочного пункта шахты.

11.3. Подача и подъем угля на открытых складах

Технологические схемы угольных складов и погрузочных пунктов шахт и обогатительных фабрик постройки и реконструкции до 1960 г. весьма многообразны. Наиболее характерные принципиальные схемы технологических узлов угольных складов открытого типа и механизации процессов укладки, подъема и передачи угля со склада на погрузочный пункт шахтыприведенынарис. 11.3–11.10.

Схемы укладки первичного конуса склада с использованием конвейерных стрел и разгрузочных лотков разделяют на схемы укладки с нерегулируемой (рис. 11.4, 11.5, рис. 11.6, а–г) и регулируемой (рис. 11.6, д) высотой падения угля на основании склада или на откосе ранее отсыпанного угля.

Наибольшая высота падения угля на основание склада равна расстоянию от него до нижнего среза лотка или до грузовой ветви подающего конвейера. При укладке первичного конуса не из лотка или подающего конвейера, максимальная высота падения определяется технологическими параметрами склада, принятыми при его проектировании (обычно от 7 до 10 м).

146

При укладке первичного конуса поворотными конвейерными стрелами максимальная высота падения может быть уменьшена до 0,7–1,0 м.

Рис. 11.5. Склад с пластинчато-ковшовым конвейером или элеватором: 1 – погрузочный пункт; 2 – пластинчатый конвейер или элеватор; 3 – штабель; 4 – подпорная стенка; 5 – приемная воронка

Рис. 11.6. Укладка первичного конуса склада конвейерными стрелами: а – неподвижной; б – поворотной в горизонтальной плоскости с фиксированным углом поворота; в – перемещающейся вдоль штабеля; г – поворотной в горизонтальной плоскости; д – поворотной в вертикальной плоскости

148

К складам с регулируемой высотой падения угля при его укладке относятся и склады, оборудованные грейферными мостовыми кранами (рис. 11.7), у которых высота падения угля может быть доведена до минимальной технически безопасной высоты раскрытия челюстей грейфера 0,7–1,0 м.

Рис. 11.7. Укладка штабелей козловыми кранами: а – с подвижными опорами и грейфером; б – с одной неподвижной опорой и грейфером; в – козлового типа с конвейером и конвейерной поворотной стрелой (шахта «Президент», Польша); 1, 5, 6 – ленточные конвейеры; 2 – рельсы для козлового крана; 3 – козловой кран; 4 – штабель; 7 – приемный бункер;

8 – поворотная конвейерная стрела

Горизонтальные перемещения угля в штабели и из них к приемным воронкам для последующего подъема его со склада могут производиться бульдозерами (см. рис. 11.2), канатными скреперами (см. рис. 11.4), кабель-кранами с грейферным тельфером (см. рис. 11.3), мостовыми кранами с грейфером (см. рис. 11.7), а также одноковшовыми, роторными и многочерпаковыми цепными (рис. 11.8) экскаваторами, ковшовыми погрузчиками, реже погрузочными машинами непрерывного действия (рис. 11.9). Эти же машины могут использоваться и для переукладки угольных штабелей по условиям безопасного хранения угля.

149