1. Анализ условий эксплуатации на медных рудниках

Твёрдость медной руды по шкале Мооса составляет 3,5–4,5, она обладает высокой коррозионной активностью, что предъявляет повышенные требования к ударостойкости и коррозионной стойкости очистителей.

Скорость ленты конвейера: 5,8–6,5 м/с; производительность: 6 000–11 000 т/ч; длина одной нитки конвейера нередко превышает 5 км; рабочая высота над уровнем моря — до 6 000 м. Неправильный выбор модели очистителя серьёзно влияет на качество очистки и срок службы.

Интенсивность ультрафиолетового излучения в 1,5 раза превышает уровень морского побережья; суточный перепад температур достигает 40 °C; воздух сухой, концентрация пыли высокая. Это ужесточает требования к стойкости полиуретановых и резиновых компонентов к старению.

2. Анализ типичных причин выхода из строя очистителей

• Скребки из обычного полиуретана (ПУ) при высокоскоростном трении о конвейерную ленту зачастую служат менее 500 часов; скорость износа превышает 0,1 мм/ч.

• Под воздействием ударов крупных кусков руды в основании скребка образуются трещины, которые в итоге приводят к разрыву.

• Эластичность скребков снижается вследствие ускоренного старения под воздействием ультрафиолета и озона; они перестают плотно прилегать к ленте, что ведёт к накоплению остаточного материала.

• Жёсткие скребки или твёрдосплавные скребки с неправильно выбранным давлением вызывают аномальный износ защитного покрытия ленты — до 1–2 мм/год.

• Из-за высокоскоростного трения натяжение очистителя требует частой регулировки. При несвоевременной регулировке между скребком и лентой скапливается мелкая просыпь, что даже после подтяжки существенно снижает качество очистки.

3. Выбор скребков для очистителей

A. Скребки для первичных очистителей (первая ступень)

• Для первичных очистителей следует выбирать сверхизносостойкий полиуретан с твёрдостью 90–95 А (по Шору) и объёмным истиранием по методу Акрона ≤ 0,03 см³/1,61 км.

• Высота и объём скребка должны соответствовать диаметру приводного барабана:

• диаметр барабана 800–1 200 мм → высота скребка ≥ 260 мм;

• диаметр барабана 1 000–1 400 мм → высота скребка ≥ 380 мм;

• диаметр барабана > 1 400 мм → высота скребка ≥ 500 мм.

• Твёрдость полиуретана не должна быть ни слишком малой, ни слишком большой: при недостаточной твёрдости снижается износостойкость и сокращается ресурс; при избыточной — уменьшается упругость, и при неровной поверхности ленты скребок склонен к растрескиванию или излому.

• Первичный очиститель должен оснащаться тяжёлой пружиной или автоматической системой натяжения, обеспечивающей постоянное давление 140–180 Н с возможностью регулировки.

• Полностью автоматическая система натяжения обеспечивает непрерывное постоянное давление на скребок и исключает просыпь из-за несвоевременной ручной регулировки.

• Система автоматического натяжения должна также сигнализировать об износе скребка, что помогает обслуживающему персоналу заблаговременно оценить его состояние и снизить риск просыпи.

• При скорости ленты ≥ 3,5 м/с или толщине защитного покрытия ленты ≤ 5 мм применение твёрдосплавных пластин на первичных очистителях не рекомендуется — фрикционный нагрев ускоряет старение покрытия.

B. Дополнительные очистители перед второй ступенью

• Если медная руда является сухим сыпучим материалом, перед вторичным очистителем рекомендуется установить воздушный нож: высокоскоростной воздушный поток снимает мелкодисперсную пыль без контакта с лентой. В сочетании с высокоэффективным пылесборником пыль можно возвращать непосредственно в материалопоток.

• Если речь идёт о медном концентрате после флотации с высокой влажностью или в виде пульпы, перед вторичным очистителем рекомендуется установить оросительный очиститель для размягчения налипшего материала и промывки поверхности ленты.

C. Скребки для вторичных очистителей (вторая ступень)

• Выбирать твёрдосплавные скребки с эластомерной подушкой: твёрдый сплав класса ISO K20–K30 (например, марки YG8), твёрдость по Роквеллу HRA ≥ 89.

• Твёрдость эластомера — 80–85 А (по Шору): обеспечивает плотное прилегание к ленте и сохраняет упругость. Прочность на разрыв ≥ 25 МПа для предотвращения разрыва при ударных нагрузках.

• Угол установки — 90° к ленте: режим «соскабливания», а не «резания».

• Сухой сыпучий материал (медная руда): давление скребка 15–20 Н/см.

• Влажный сыпучий материал (флотационный концентрат): давление 25–30 Н/см.

• При увеличении скорости ленты время контакта скребка с лентой сокращается — давление можно умеренно повысить, но необходимо контролировать нагрев от трения.

• Новые ленты или высокопрочные (тип ST) выдерживают несколько более высокое давление; старые ленты или обычные тканевые (тип EP) требуют более низкого давления.

4. Щёточный очиститель

При неудовлетворительной ровности поверхности ленты (изношенная лента, царапины, выбоины) после вторичного очистителя рекомендуется устанавливать щёточный очиститель для очистки углублений. Щётка вращается в обратном направлении с передаточным отношением 1:10; диаметр ворса ≥ 2,5 мм; предусматривается встряхивающая пластина.

5. Выводы и рекомендации

При подборе очистителей для условий медных рудников необходимо прежде всего учитывать свойства сыпучего материала и параметры конвейера. Развитие очистных систем должно идти по трём направлениям: высокая степень очистки, длительный срок службы и необслуживаемая эксплуатация. Широкий ассортимент марок полиуретана и твёрдосплавных скребков должен подбираться с учётом скорости ленты, влажности материала и продолжительности работы. Полностью автоматические системы натяжения, необслуживаемая эксплуатация и интеллектуализация — магистральные направления дальнейшего развития отрасли.