Zraszacze przesypów
1. Wstęp
Eksploatacja węgla na coraz głębszych pokładach oraz odległościach od szybu wydobywczego, wymusza transport urobku za pomocą większej liczby przenośników taśmowych. Powoduje to zwiększenie liczby przesypów, na których generowane są znaczne ilości pyłu, powodujące przekraczanie najwyższego dopuszczalnego stężnia (NDS). Jest to bardzo istotne źródło zagrożenia w aspekcie niebezpieczeństwa wybuchu pyłu oraz zdrowia ludzi (pylica). Pylica stanowi 87% chorób zawodowych w górnictwie, z czego średnio 84% u emerytowanych pracowników kopalń. Zapylenie generowane na przesypach ogranicza się poprzez zraszanie wodne lub powietrzno-wodne. Ze względu na oszczędność wody zraszanie powinno działać podczas transportu urobku, natomiast podczas postoju powinno być wyłączone. Ręczne sterowanie zraszaniem jest często nierealizowane, dlatego korzystnym rozwiązaniem jest zastosowanie sterowania automatycznego. W artykule omówiono instalacje zraszające przenośników taśmowych oraz konstrukcję, zasadę działania i wyniki badań stanowiskowych zaworu sterującego zraszaniem przenośnika EZSZP opracowanego w ITG KOMAG, we współpracy z firmą FI-W Elektron s.c.
2. Instalacje zraszające przenośników taśmowych stosowane w górnictwie
W kopalniach węgla kamiennego stosowane są dwa podstawowe typy zraszania:
– wysokociśnieniowe zraszanie wodne,
– niskociśnieniowe zraszanie powietrzno-wodne.
Opracowane w ITG KOMAG i produkowane przez firmę FI-W Elektron s.c. urządzenie zraszające ORKAN (rys. 1) wykorzystuje wodę do wytworzenia mgły wodnej. Stosowane jest ono w miejscach, w których nie ma dostępu do sprężonego powietrza. Głównym zespołem urządzenia zraszającego ORKAN jest zraszacz, zbudowany z rury, przez którą woda dostarczana jest do dysz zraszających. Zraszacz podwieszony jest do stropu nad przesypem i wyposażony w pięć dysz wodnych. Dostarczanie wody do zraszacza odbywa się poprzez elastyczne przewody, połączone z zespołem zasilającym, który może być montowany w pobliżu przesypu lub w dalszej odległości.
Urządzenie zraszające ORKAN może być również wyposażone w hydrauliczny zawór sterujący, dzięki któremu jego włączenie i wyłaczenie odbywa się automatycznie, w zależności od ruchu i obciążenia urobkiem taśmy przenośnika.Powietrzno-wodny system zraszający BRYZA, również opracowany w ITG KOMAG i produkowany przez firmę FI-W Elektron s.c., charakteryzuje się niskim zużyciem wody, wynoszącym ok. 30 dm3/h, dla instalacji składającej się z 4-6 dysz. System może być rozbudowany o automatyczne sterowanie z zastosowaniem hydraulicznego zaworu sterowanego rolką lub ultradźwiękowego czujnika nadawy (rys. 2).
3. Zawór sterujący zraszaniem przenośnika taśmowego EZSZP
Automatyczne sterowanie instalacją zraszającą przy pomocy zaworu hydraulicznego z rolką ma szereg zalet. Nie wymaga zasilania elektrycznego układu sterowania zraszania oraz stosowania urządzeń z certyfikatem ATEX EX I, znacznie podwyższajęcych cenę instalacji. Elementy zaworu sterowanego rolką nie ulegają nadmiernemu zużyciu. Zawór sterujący zraszaniem przenośnika taśmowego EZSZP opracowano w celu sterowania przepływem medium za pomocą rolki, w instalacjach, w których ciśnienie medium nie przekracza 1,6 MPa. Jest to zawór odcinający, normalnie zamknięty. Otwarcie zaworu powoduje ruch obrotowy rolki, napędzanej przez taśmę przenośnika. Otwarcie zaworu może być również inicjowane obecnością urobku na taśmie. Zawór EZSZP (rys. 3) mocowany jest do konstrukcji przenośnika na wychylnym ramieniu, które z jednej strony jest osadzone na spręynach skrętnych lub przegubie elastycznym, a z drugiej strony posiada zabudowaną w nim rolkę, identyfikującą ruch taśmy przenośnika. W osi rolki osadzony jest wał przenoszący napęd na pompę zębatą, zintegrowaną ze zbiornikiem oleju. W kadłubie pompy umieszczony jest kanał tłoczny, którym olej dostaje się pod tłok, sprzężony z elementem sterującym zaworu odcinającego przepływ medium zraszającego.
W momencie ruchu taśmy przenośnika następuje obrót rolki, która przekazuje napęd na pompę. Pompa zasysa olej ze zbiornika i przetłacza go pod tłok. Tłok pod wpływem ciśnienia oleju przesuwa się, powodując otwarcie zaworu odcinającego przepływ medium zraszającego. Z chwilą zatrzymania ruchu taśmy przenośnika następuje unieruchomienie rolki zaworu, pompa przestaje pracować, spada ciśnienie oleju pod tłokiem, co powoduje zamknięcie zaworu odcinającego. Konstrukcja wspornika zaworu z przegubem elastycznym umożliwia mocowanie zaworu pionowo i poziomo. Przykładowy pionowy montaż zaworu sterowanego ruchem taśmy przenośnika pokazano na rys. 4a, a poziomy na rys. 4b. Prawidłowa praca zaworu wymaga zamocowania go we właściwej odległości od taśmy. Sprzężenie cierne rolki zaworu z taśmą przenośnika następuje pod wpływem ciężaru urobku (rys. 5). W przypadku niewielkich odkształceń taśmy otwarcie przepływu uzależnione jest tylko od ruchu taśmy, a obciążenie urobkiem jest nieuwzględnione. Zawór sterujący zraszaniem przenośnika wdrożono m.in. w instalacji zraszającej Bryza 1200 w KWK Knurów, ruch Szczygłowice.
Parametry techniczne zaworu zestawiono w tabeli.
Zawór EZSZP może również służyć do sterowania zraszaniem wozów kopalnianych. Rolka identyfikująca ruch wozów powoduje wówczas otwarcie zaworu odcinającego. Może być on również wykorzystany do awaryjnego zatrzymania silników napędowych współpracujących urządzeń, z chwilą zaniku ruchu jednego z urządzeń. Wówczas zmiana położenia tłoka powoduje wyłączenie elektrycznego mikrowyłącznika.
Opracowano na podstawie artykułu pt. „Zawór sterujący zraszaniem przenośnika taśmowego”
Autorstwa:
- dr inż. Dominik Bałaga
- mgr inż. Danuta Cebula
- dr inż. Marek Kalita
- mgr inż. Michał Siegmund
