Глава IV. Груз с дорогой неразлучны

В рабочей спецовке и смокинге

Необычное зрелище предстает перед путником, случайно очутившимся в одном из районов Западной Сахары: среди выжженных песков под белым палящим солнцем на ажурной металлической эстакаде с мягким шорохом несется лента конвейера с горной массой (фосфоритовой рудой). Скорость ее внушительна - до 30 км/ч. В кажущейся статичности пустыни конвейер - единственный движущийся фрагмент, протянувшийся от горизонта до горизонта. Конвейерная линия длиной примерно 110 км, построенная специалистами ФРГ в районах Западной Африки, самая протяженная на сегодняшний день, связала рудник с горно-обогатительным предприятием.

Однако вернемся в Европу: на международной транспортной выставке "Транспорт-Экспо-73", организованной в Париже летом 1973 г., произвели настоящую сенсацию движущиеся скоростные тротуары, экспонированные французскими и английскими фирмами: "Транс-18", "Траке", "Спидвей". Пассажир попадает на платформу, движущуюся с переменной скоростью: на начальных участках примерно 3 км/ч, далее - 18 км/ч. Длина одного модуля скоростной трассы примерно 1 км, пропускная способность 15 тыс. чел./ч. Сегодня во многих крупных городах мира, в том числе и в некоторых городах нашей страны, в центральных деловых районах городов на территориях выставок, аэропортов, вокзалов, универмагов и т. д., можно встретить стремительные ленты тротуаров, заполненные неподвижно стоящими пассажирами. Воистину дальнейшее развитие этого транспортного чуда грозит человеку гиподинамией - все больше пассажиров, все меньше пешеходов...

Примеров использования принципа непрерывного конвейерного движения можно привести множество: конвейеры различных типов на горно-обогатительных комбинатах, шахтах, рудниках, предприятиях строительной индустрии, металлургических и химических комбинатах; нории в различных зернохранилищах и элеваторах; наконец, пассажирский транспорт в только что рассмотренном примере. Многолик конвейерный транспорт, он работает, так сказать, и в спецовке, и в смокинге.

Когда наблюдаешь за молевым сплавом леса, невольно встает перед глазами картина работающего конвейера. В самом деле, река - первый и естественный конвейер, который человек научился использовать для своих нужд; конвейер, питаемый дешевой природной энергией течения.

Сегодня трудно сказать, лежала ли эта аналогия у истоков зарождения идеи конвейерного транспорта, но то что первые конвейеры были непосредственно связаны с задачами транспортирования воды - не вызывает сомнений. По существу изобретателями первых конвейеров по праву можно считать В. Бирингуччо и Г. Агриколу, творивших в середине XVI в. Конструкции водоподъемных колесных устройств в нории, усовершенствованные впоследствии в "движущихся механизмах" Дж. Турриано и "бесконечной цепи" А. Рамелли (вторая половина XVI в.) - прообразы многочисленных последующих разновидностей конвейеров различного назначения.

Не менее важным моментом в истории конвейерного транспорта следует считать создание рельсовых путей, а также изготовление специальных приспособлений для них. Рельсовый путь, как известно, начали применять в горном деле еще в XVI в.

Подвижной состав, использовавшийся на границе XVIII и XIX вв., представлял собой по существу обыкновенные ящики на колесах. В 1786 г. ирландец Ричард

Ловелл Эджуорт предложил использовать для транспортирования целых составов из ящиков на колесах (вагонеток) рельсы. Это предложение, пожалуй, наряду с проектами конно-чугунных дорог послужило базой для создания конвейерных систем.

В России конно-чугунные дороги начали создаваться в XIX в. В этой связи особо следует отметить работы Петра Кузьмича Фролова (1775-1839 гг.). Построенная им в 1810 г. на Алтае Змеиногорская дорога длиной 2 км позволила заменить гужевую повинность более 500 приписных крестьян. Им же был подробно разработан весьма смелый по тем временам проект создания конно-чугунной дороги длиной 150 км. С именем П. К. Фролова связано изобретение непрерывно действующих элеваторных подъемников, которые пришли на смену бадейным, работающим циклично. Производительность предложенных элеваторов составляла внушительную для того времени цифру - 50-100 т/смену.

В 1861 г. произошло важное событие в истории конвейерного транспорта: губернский секретарь Александр Лопатин получил "привилегию" (говоря современным языком, патент) на "песковоз", принципиальная схема которого и основные конструктивные особенности лежат в основе схем и конструкций современных ленточных конвейеров. Точно так же, как и в хорошо нам известных самых современных конвейерах, его конвейер состоял из приводного и натяжного барабанов, тягового и грузонесу-щего полотна, роликовых поддерживающих опор. "Песковоз" предназначался для использования на золотых приисках.

В 1873 г. русскому механику М. Кроузову выдана привилегия на конструкции пластинчатых конвейеров с приводом от паровой машины, которые применяли на золотых приисках Верхне-Амурской компании.

В целом, нужно сказать, что "детство и юность" конвейерного транспорта практически полностью связаны с горнодобывающей промышленностью. В 1902 г. на угольных шахтах Англии появляются скребковые конвейеры конструкции Блеккета. Они представляли собой цепи со скребками и желоба; их применяли в забоях различной длины. В 1906 г. англичанин Сетклиф разработал конструкцию ленточного конвейера для пластов сравнительно небольшой мощности. В этом же году в Германии были созданы первые промышленные образцы качающихся конвейеров. В начале 20-х годов в нашей стране на Харьковском заводе "Свет шахтера" было организовано производство качающихся конвейеров. В результате создались реальные предпосылки для исчезновения профессий отгребщиков и саночников, чей тяжкий труд на угольных шахтах воспет в народных песнях-плачах. Однако конструкции качающихся конвейеров несовершенны. В них ограниченная длина, и при длинных лавах необходимо устанавливать 2-3 конвейера и более. Это неудобно, дорого и увеличивает потери породы при транспортировании. В этой связи уместно отметить, что эта особенность - необходимость организации процесса транспортирования грузов с помощью последовательно расположенных установок конвейеров - сохраняется и в ряде современных схем конвейерных систем: она является камнем преткновения при освоении трасс большой протяженности. На смену качающимся конвейерам приходят скребковые, конструкции которых также далеки от совершенства: повышенное изнашивание желобов и скребков, измельчение, а следовательно, снижение кондиции транспортируемого угля - вот далеко не полный перечень недостатков этих транспортных механизмов. Наибольшее распространение в горном деле (не только в угольных шахтах, но и на рудниках) получили разнообразные конструкции конвейерных систем и среди них ленточные конвейеры. Для ленточных конвейеров характерны высокие эксплуатационные качества, значительный диапазон производительности и относительно простое конструктивное исполнение.

Одной из весьма привлекательных особенностей ленточных конвейеров (ЛК) является большая универсальность их применения. Кроме хорошо известных (и, кстати сказать, отлично зарекомендовавших себя) конвейеров общего назначения, созданных на базе унифицированного оборудования, разработаны специализированные модификации ЛK: для транспортирования крупнокусковых тяжелых (массой до 0,5 т и более (скальных грузов, для крутонаклонного (до 60 °) и вертикального подъемов грузов, а также по сложной пространственной трассе (с различными эволюциями в разных плоскостях) и др.

Многообразие целей использования ЛК определяет достаточно широкий диапазон основных характеристик.

В частности, производительность различных ЛК может колебаться от 4000 до 30 000 т/ч при скоростях транспортирования от 2,5 до 6 м/с и более. Общая мощность приводов на одном ЛК может достичь 7000 кВт. В случае использования однодвигательного привода протяженность бесперегрузочного транспортирования достигает 1 км, при многодвигательном приводе - 5-10 км и более. Удельный расход энергии на 1 т производительности от 0,0001 до 0,0004 кВт. ч/ (т o м) в зависимости от профиля трассы конвейера.

Как видно, ЛК могут успешно конкурировать с автомобильным и железнодорожным транспортом. В самом деле, использование электроэнергии вместо бензина и дизельного топлива; возможность установки их непосредственно на грунт или легкие сооружения при пересечении трассы с реками, оврагами и т. д.; простота обслуживания и широкая возможность автоматизации; весьма высокая надежность (достаточно сказать, что коэффициент технической готовности составляет 0,96-0,99); производительность, эквивалентная 300-500 железнодорожным составам в час (нереальная ни для автомобильного, ни для железнодорожного транспорта). Несмотря на все отрицательные стороны перегруза, возможность создания трассы значительной протяженности (100 - 200 км и более) путем последовательной расстановки отдельных модулей-ставов весьма привлекательна. Так, эффективность ЛК будет очевидна при использовании их для подачи угля к мощным районным электростанциям (ГРЭС), работающим на буром угле, добываемом открытым способом в буроугольных разрезах. Учитывая, что основные месторождения бурого угля в СССР находятся в районах Сибири и Дальнего Востока в малонаселенных районах с суровыми климатическими условиями, предусматривается оснащение ЛК специальной высокопрочной негорючей резинотросовой лентой шириной 2000 мм. При этом скорость транспортирования угля достигает 4 м/с, производительность одной линии составляет 4500 т/ч. Специалисты нашей страны разработали транспортную систему доставки угля на ГРЭС, состоящую из двух таких ЛК длиной 15 км, установленных параллельно. Высокую степень надежности в сочетании с минимальным количеством обслуживающего персонала обеспечат автоматизированные системы контроля и управления приводами конвейера и всей системы в целом.

Конвейерные системы, состоящие из отдельных ЛК, хорошо зарекомендовали себя на строительстве гидроэлектростанций. В частности, при сооружении грандиозной плотины Рогунской гидроэлектростанции (высота плотины 350 м) потребовалось уложить примерно 90 млн. м3 галечника и камня. С этой задачей справились конвейерные системы общей протяженностью свыше 10 км. Установлено, что экономический эффект от внедрения этой системы составляет примерно 1 млн р.

Традиционной областью применения конвейерных систем, состоящих из ЛК, являются угольные шахты. В настоящее время на угольных шахтах нашей страны функционирует примерно 11 тыс. конвейеров, общая протяженность которых превышает 3000 км.

Примером уникального по производительности и глубине шахтного конвейерного подъема является конвейерная система (по существу это одноставовый конвейер) длиной примерно 15 км, производительностью 10 млн. т/год, позволяющая с глубины 1 км транспортировать уголь от шахты "Селби" (Англия) до обогатительной фабрики.

Совершенствование конструкции ЛК заключается в повышении прочности и долговечности ленты - грузонесущего полотна, повышении мощности приводов, улучшении надежностных характеристик элементов и систем автоматизации.

Наряду с привычным глазу контуром става ленточного конвейера появляются новые необычные модификации конструкций ЛК. Примерно 10 лет назад в Голландии был создан ЛК, в котором использован принцип воздушной подушки. Этот ЛК производительностью 700 м3/ч предназначен для транспортирования сыпучих грузов при скорости ленты 3,9 м/с. Достоинства такой конструкции очевидны: резко сокращается количество подвижных частей, что повышает надежность ЛК и сокращает расходы на техническое обслуживание. Кроме того, поток воздуха позволяет ленте легко трогаться под нагрузкой. Подобные конструкции созданы в нашей стране. Они успешно испытаны на Криворожском цементно-горном комбинате.

Как отмечалось в начале этой главы, в Западной Сахаре уже более 15 лет эксплуатируется самая протяженная в мире конвейерная трасса, состоящая из 11 последовательно установленных ЛК длиной от 7 до 12 км каждый. Однако и это расстояние - далеко не предел для систем ленточных конвейеров. Согласно одному из проектов конвейерная линия длиной более 200 км должна связать морской порт Роттердам (Голландия) с городом Дуйсбург (ФРГ), что позволит обеспечить привозной железной рудой металлургические предприятия Рурской области. Обширна область применения ленточных конвейеров: от коротких внутрикарьерных линий до международных транспортных магистралей.