Обслуживание шахтных конвейеров. «Подземные нюансы»

Несколько месяцев назад мы были в гостях у кемеровской компании — производителя шахтных ленточных конвейеров. Так вот, здесь недостатка в работе не наблюдают — хотя и рынок этот конкурентный, и пандемия, и угольный кризис бушуют.

Но всё-таки угледобыча, в том числе и подземная, — одно из главных направлений промышленности региона. Шахты развиваются, модернизируются, открываются новые лавы — и всем нужны конвейерные системы.

Почему именно конвейерная транспортировка? Специалисты говорят, что это самый дешёвый и эффективный способ перемещения добытой горной массы. Конвейер работает непрерывно, стабильно, исключается человеческий труд.

По этой причине, например, «Осинниковская» сменила этакий символ угледобычи — вагонетки — на конвейерные системы. Напомним, что «Осинниковская» — старейшая кузбасская шахта, работает она с 1932 года.

«Сегодня мы ещё используем вагонетки для доставки груза и материалов. А раньше это был основной способ транспортировки горной массы. Их сменила стационарная конвейерная линия  — это более практичный вариант. Ведь если лава идёт — это серьёзный поток угля, никакой колёсный транспорт не сможет обеспечить такую бесперебойную работу, как конвейер»,  — объясняют специалисты шахты «Осинниковская».

А впрочем, конвейеры в шахту зашли ещё раньше, чем запустилась «Осинниковская». Руководитель группы компаний «Конбелт», генеральный директор ООО «Енелекс Руссланд» Сергей Фёдоров рассказывает, что широкое применение этого оборудования в подземных выработках началось в 1925 году — на карьерах конвейеры появились уже позже.

«В своё время СССР занимал первое место в мире по протяжённости подземных конвейерных линий. И через 100 лет конвейерный транспорт (циклично-поточная технология) не сдаёт своих позиции и является наиболее эффективным и экономичным способом доставки угля и полезных ископаемых в шахтах — по сравнению с технологией доставки сыпучих материалов самоходным транспортом.

Сфера применения конвейерного транспорта всё больше расширяется, так как производители предлагают современные решения даже для тех условий, которые ранее были не доступны для применения конвейеров.

Например, современные вертикальные конвейерные системы позволили применить конвейер там, где невозможно или слишком дорого строить наклонную систему; закрытые системы «сумочного» типа, трубчатые ленты — для местности со сложным рельефом или такой, где требуется максимально защитить окружающую среду от сыпучих материалов; огнестойкие, самозатухающие, маслостойкие, морозостойкие конвейерные ленты — для наиболее опасных или агрессивных условий эксплуатации и т. п.», — объясняет Сергей Юрьевич.

В горных выработках шахты «Юбилейная» (входит в холдинг «ТопПром») сегодня установлены 34 конвейера. Однако полная конвейеризация произошла не в момент запуска шахты: первые 28 лет предприятие работало по гидротехнологии.

«Формирование существующей схемы конвейерного транспорта шахты началось в конце 1990-х годов, со строительством новой углевыдачи шахты на промплощадку наклонных стволов. Преимущества конвейеров заключались в высокой пропускной способности, не зависящей от длины доставки, и сравнительно низкой трудоёмкости работ в процессе эксплуатации.

Конвейерный транспорт является единственным способом выдачи угля на поверхность в условиях шахты «Юбилейная», — отмечает заместитель главного инженера по технологии предприятия Никита Полосов.

«На нашей шахте работают ленточные конвейеры шириной от 800 мм до 1200 мм. Максимальная длина конвейера составляет 1800 м. Производительность варьируется от 130т/ч до 1200т/ч. Основная магистральная конвейерная линия состоит из 6-ти ленточных конвейеров (с №1 по № 6) с шириной ленты В=1200 мм.

Оборудование в сборе мы приобретаем у региональных производителей. Местные заводы используют при производстве конвейеров лучший мировой опыт. Впоследствии специалисты компании-производителя выполняют настройку и гарантийное техническое обслуживание конвейера».

Новое и обновлённое конвейерное оборудование

Задачи производителей оборудования традиционно делятся на две группы: это запуск новых объектов и поддержание уже функционирующих. Это справедливо и для заводов конвейерного оборудования. Да, новые шахты открываются не так часто, однако новые лавы — явление достаточно распространённое.

Впрочем, ввод в эксплуатацию первой лавы Восточного блока на «Алардинской» (входит в «ЕВРАЗ»), произошедший пять лет назад, руководство предприятия сравнивает со строительством новой шахты — по значимости и трудоёмкости, ведь это самый сложный по горно-геологическим условиям участок блока.

Проект предполагал доставку угля из шахты непосредственно на угольный склад, для чего под землёй смонтировали 7-километровую конвейерную линию. Два магистральных конвейера Pioma соединили Центральный и Восточный блоки. Система может транспортировать до 2000 тонн угля в час.

«Если говорить о реконструкции и модернизация конвейерных линий, то эти процессы, как правило, связаны с необходимостью изменения или увеличения производительности уже имеющихся конвейеров.

Например, при увеличении добычи существующий конвейер уже не будет справляться с доставкой превышающего проектную мощность объёма транспортируемого материала, и потребуется его модернизация в виде замены основных узлов, изменение ширины и мощности конвейера, замена барабанов и т. д.

К сожалению, не всегда внешние условия шахт позволяют проектировщикам значительно нарастить мощность имеющегося оборудования. В более редких случаях модернизация требуется в связи с обветшанием оборудования, и таких случаев крайне мало», — комментирует Сергей Фёдоров.

Увеличение мощности работающих конвейеров — закономерно актуальная задача для угольщиков. Так, недавний запуск новой лавы на шахте «Распадская-Коксовая» потребовал увеличения ширины линейного става конвейера с 85 до 110 см — чтобы транспортировать больше угля.

Рост производственной мощности шахты «Талдинская-Западная-2» пять лет назад заставил и «СУЭК-Кузбасс» заменить конвейерные линии. Здесь ширина ленты составила уже 160 см.

«Полное обновление конвейерной цепочки позволяет сократить простои, связанные с перегрузом конвейеров, и снизить трудозатраты при эксплуатации и обслуживании оборудования. Кроме того, модернизация позволяет существенно повысить безопасность конвейерного ствола. Обеспечено автоматическое управление конвейерной линией диспетчером, с возможностью плавного запуска и регулирования скорости ленточных конвейеров», — прокомментировала пресс-служба «СУЭК-Кузбасс».

К слову: практически все шахты СУЭК сегодня выдают уголь из призабойного пространства на поверхность с помощью ленточных конвейеров — шахтная подъёмная машина применяется лишь на одном объекте. Это тем более закономерно, что на сервисных предприятиях компании наладили производство комплектующих конвейерных систем.

А семь лет назад началось техническое перевооружение шахты «Юбилейная». В линии конвейерного транспорта шахты на 80% обновили парк магистральных ленточных конвейеров.

«Производительность наших магистральных ленточных конвейеров 1200 т/час. Данная часовая нагрузка соответствует объёмам добычи при 20-часовой безаварийной работе на уровне 24 тыс. т в сутки или более 8 млн т угля в год. Что более чем в два раза превышает проектные нагрузки предприятия. Магистральный конвейерный транспорт обеспечивает большой резерв производственной мощности шахты.

Модернизация конвейеров заключалась в замене приводных станций на более производительные либо в дополнительной установке приводных станций. Эти технические изменения позволили увеличить скорость движения ленточного полотна и поднять производительность конвейера», — рассказал Никита Полосов.

«Сегодня специалисты нашей компании ведут проект в Казахстане — на руднике «Жомарт» корпорации «Казамыс». Предприятию необходимо было удлинить существующие шахтные конвейерные линии больше чем на 2,8 км. Мы уже поставили на объект пять рудных конвейеров, сейчас мои коллеги осуществляют монтаж и запуск оборудования», — рассказал ещё об одном проекте модернизации подземных конвейеров Сергей Фёдоров.

Специфика производства шахтных конвейеров

В общем, возвращаемся к тому, с чего начали: работы производителям конвейеров хватает, шахт в России и странах СНГ достаточно, объекты эти развиваются. Но и производителей такого оборудования немало — все участники рынка говорят о высокой конкуренции. Здесь есть и узкоспециализированные предприятия — такие, как кемеровская компания «Перспективные технологии», и многопрофильные предприятия вроде «Канекс» и «Промтяжмаш».

Есть молодые игроки — скажем, Завод конвейерного оборудования «Горняк», а есть наследники советских предприятий — «Тяжмаш», например. И это только российские компании — а представлено и множество «иностранцев».

Хотя конвейерные системы в шахтном исполнении — оборудование достаточно сложное и ответственное. На производственной площадке завода «Перспективные технологии» главной особенностью шахтных конвейеров — в отличие от их наземных собратьев — назвали взрывозащищённость.

Это действительно одна из важнейших характеристик для оборудования, которое работает в шахте, опасной по газу и пыли. В Кемеровской области — а это основной рынок производителя — в основном именно такие шахты, потому как главное полезное ископаемое региона — уголь. Кроме того, взрывобезопасного оборудования требуют и шахты химпрома.

Все электроприборы конвейера на таких объектах выполняют в специальном взрывозащищённом корпусе. Кроме того, подобное оборудование оснащают специальной трудносгораемой самозатухающей конвейерной лентой.

Однако даже если шахта не попадает в категорию опасных по газу и пыли, она всё равно требует особых конвейерных решений. Сергей Фёдоров уточнил, что при проектировании шахтных конвейеров нужно помнить, что работать им предстоит в условиях повышенной влажности, что создаёт дополнительные сложности в вопросах выбора, например, корозионностойкого покрытия.

А вот температура воздуха в шахте стабильная, то есть и тут создание рудничного и наземного конвейера будет отличаться. Никита Полосов напомнил о стеснённых условиях шахты — этим обусловлено более компактное расположение узлов конвейерной системы.

«Если сравнивать объёмы строительства и объемы замены/модернизации уже существующих конвейеров, то в последнее время преобладает новое строительство объектов добывающей промышленности, на которых широко применяется конвейерный транспорт.

Но уже через 2-3 года новое добывающее предприятие переходит в разряд действующего, которому на постоянной основе требуются сервисное обслуживание, периодические плановые ремонты и замены изна-шиваемых узлов и элементов.

В среднем наша компания выполняет 300-400 заказов в год. Наш сервис базируется на применении качественных инструментов и оборудования для монтажа и стыковки, дорогих стыковочных материалов, проверенной технологии.

Такой подход подразумевает достаточно высокую стоимость работ, но при этом результат — повышенная ходимость ленты и других частей конвейера, более длительный межремонтный период, что позволяет получить добывающим предприятиям значительную оптимизацию затрат за счёт сокращения числа ремонтов и внеплановых остановок производства».

Ремонт конвейеров. Лучше плановый, чем аварийный

Средний срок службы магистральных конвейеров, по словам наших экспертов, составляет 10-15 лет — далее вердикт выносят эксперты по промышленной безопасности. Однако существенно меньший срок отведён отдельным элементам системы, поэтому на протяжении этих 10-15 лет требуются сервисное обслуживание и периодические ремонты.

«Необходимо признать, что основной объём работы нашей компании приходится на обслуживание, ремонты и поддержание в безаварийном состоянии уже действующих конвейерных линий. Монтаж и последующее обслуживание шахтных конвейеров — не менее ответственный этап, предъявляющий высокие требования к опыту и квалификации персонала компании, чем проектирование исходного оборудования», — отмечает Сергей Фёдоров.

Изнашиваемые части конвейера — это ролики, футеровка барабанов, очистительные системы, различные уплотнения, барабаны и, конечно, конвейерная лента. Так, на шахте «Юбилейная» срок службы конвейерной ленты составляет 3-5 лет, роликов — около 2 лет. Об этом рассказал старший механик, специалист по шахтному оборудованию предприятия Андрей Трубин.

Однако это не единые сроки для всех шахтных конвейеров: ходимость комплектующих определяется производительностью оборудования, а также абразивностью материала транспортировки, его насыпной плотностью, ударной нагрузкой в местах перегруза и т. д. Названные выше особые шахтные условия, например, повышенная влажность, могут значительно уменьшить продолжительность службы изнашиваемых элементов ленточного конвейера.

Не последнюю роль, говорит Сергей Фёдоров, играет человеческий фактор. Нарушение условий эксплуатации, неправильная регулировка конвейерного оборудования, несвоевременная замена вышедших из строя комплектующих, игнорирование наступающих предаварийных ситуаций зачастую в несколько раз снижают сроки эксплуатации всей конвейерной системы.

«Например, при неправильной регулировке ленты она начинает «гулять», и её борта рвутся о металлоконструкции конвейерного става. При неправильной эксплуатации систем очистки возникают просыпи и наросты на конвейерных роликах и барабанах, что приводит к ускоренному выходу из строя футеровок барабанов, подшипниковых узлов и самих барабанов и, как следствие, ускоренному изнашиванию конвейерной ленты. Мы в своей работе в процессе ремонтов регулярно сталкиваемся с такими ситуациями», — делится Сергей Юрьевич.

Чтобы вернуть конвейерное оборудование к жизни, понадобится полностью остановить его работу. Но одно дело — остановка запланированная, в рамках ППР, которую можно организовать, например, в период сниженной загрузки предприятия, и совсем другое — ремонт экстренный.

«Главная задача механиков шахты — не допустить аварийных случаев, которые могут остановить работу участка или шахты полностью. Для этого проводятся текущий и планово-предупредительный ремонты. В первом случае речь идёт о ежедневном осмотре оборудования, который проводится в ремонтные смены, то есть до начала работы участка и после окончания добычной, проходческой и других смен.

Планово-предупредительный ремонт подразумевает замену изношенных деталей, узлов или механизмов. Это требует тщательной подготовки. Например, при замене большого участка ленточного полотна его стыкуют на поверхности и только потом спускают в шахту», — рассказывает Андрей Трубин.

«Наша задача как сервисной компании — максимально сократить для обслуживаемого предприятия количество внеплановых остановок оборудования и уменьшить их продолжительность.

Заранее принятые меры, направленные на безаварийную работу, а именно: регулярный мониторинг, своевременное устранение неблагоприятных факторов, применение качественных комплектующих и материалов, — позволяют не только полностью устранить возникновение аварийных ситуаций, но и значительно продлить срок службы всех частей конвейерного транспорта — от роликов и барабанов до конвейерной ленты», — подчёркивает Сергей Фёдоров.

«40% стоимости ленточных конвейеров длиной от 240-480 м составляет конвейерная лента, причем с увеличением длины конвейера этот показатель возрастает до 75%, учитывая соотношение срока службы ленты к сроку работы самой конвейерной установки. Поэтому, большое значение приобретает проблема существенного увеличения срока службы ленты, а также повышения культуры эксплуатации конвейерного транспорта вообще и в угольных шахтах в частности.

Специалисты нашей компании считают, что одним из перспективных направлений является применение на конвейерах двух-, трёх- и монопрокладочных лент. Это позволит снизить энергетические затраты и избавиться от ряда других существующих на сегодняшний день проблем, таких как отсутствие прямолинейности лент, низкая прочность связи между прокладками, срок службы ленты».

Текст: Анна Кучумова

Читайте также: «Конвейерное оборудование: задачи и решения».