Băng tải dây thép dùng cho các dự án khai thác mỏ đường dài

Băng tải khai thác đường dài có thể hoạt động bình thường với dây đai không đạt tiêu chuẩn trong nhiều tháng trước khi điểm yếu thực sự xuất hiện. Mối nối bắt đầu bung ra trong quá trình vận hành khi tải trọng tăng. Hành trình thu dây đạt đến giới hạn. Một điểm chịu tải bị hư hỏng khiến đá sắc nhọn xuyên qua lớp phủ và biến vết cắt cục bộ thành vết rách dọc. Đến khi dây chuyền dừng lại, chi phí thay dây đai chỉ là một phần trong tổng thiệt hại.

Băng tải dây thép được sử dụng trong hệ thống băng tải khai thác mỏ, nơi yêu cầu loại băng tải có độ căng cao, độ giãn thấp và hoạt động ổn định trên quãng đường dài. Các sợi thép dọc chịu lực căng vận hành, trong khi lớp phủ cao su và lớp liên kết bảo vệ cốt thép và truyền tải tải trọng qua thân băng tải.

Quyết định mua hàng không nên chỉ dựa vào số hiệu ST. Chiều dài băng tải, độ nâng, điều kiện khởi động và phanh, lực căng băng tải tối đa, đường kính ròng rọc, thiết kế mối nối, tác động của vật liệu, cấp độ lớp phủ, bố trí thu hồi và chiến lược giám sát đều ảnh hưởng đến việc liệu thông số kỹ thuật đó có hoạt động hiệu quả hay không.

Vì sao băng tải đường dài tạo ra tải trọng băng tải khác biệt?

Hệ thống băng tải đường dài có thể kéo dài từ hố khai thác hoặc đoạn ngầm đến máy nghiền, kho chứa hoặc nhà máy chế biến. Khi tuyến đường dài hơn, băng tải phải vượt qua lực cản lăn lớn hơn và có thể vận chuyển vật liệu qua những thay đổi độ cao đáng kể. Việc khởi động băng tải khi đã chất đầy hàng cũng có thể tạo ra lực căng tạm thời vượt quá điều kiện hoạt động ổn định.

Bản thân vật liệu được vận chuyển không quyết định lực căng băng tải. Công suất, tốc độ băng tải, lực nâng, lực cản của con lăn dẫn hướng, bố trí ròng rọc, gia tốc, phanh và hình dạng đường đi đều góp phần vào việc tính toán. Đó là lý do tại sao hai băng tải vận chuyển cùng một loại quặng có thể yêu cầu các thông số băng tải dây thép rất khác nhau.

Bên trong băng tải dây thép có gì?

Dây đai thép không phải là dây đai cao su có lớp thép bên trong. Các sợi dây thép mạ kẽm riêng lẻ chạy dọc theo chiều dài dây đai với khoảng cách được kiểm soát. Mỗi sợi dây được làm từ nhiều sợi dây thép nhỏ để có thể kết hợp độ bền kéo với độ dẻo dai cần thiết để uốn cong quanh các ròng rọc.

Continental giải thích rằng cấu trúc dây được lựa chọn để mang lại độ linh hoạt cao, độ giãn thấp và các mối nối có độ bền cao hiệu quả. Lớp phủ kẽm hỗ trợ liên kết giữa dây và lõi cao su, đồng thời tạo ra một lớp chắn chống ăn mòn. Tiêu chuẩn ISO 15236-1 quy định các yêu cầu về hiệu suất và cấu trúc đối với băng tải thông dụng được gia cường bằng dây thép dọc.

Cách đọc xếp hạng ST

Dây đai thép thường được nhận biết bằng ký hiệu ST, ví dụ như ST1000, ST2000 hoặc ST3150. Con số này thể hiện cường độ kéo đứt danh nghĩa của toàn bộ chiều dày dây đai tính bằng newton trên milimét chiều rộng dây đai. Đây là chỉ số đánh giá độ bền của dây đai, chứ không phải là lực căng vận hành bình thường.

Các kỹ sư so sánh định mức của băng tải với lực căng vận hành tối đa được tính toán trên mỗi milimét chiều rộng. Tỷ lệ thu được thường được mô tả là hệ số an toàn danh nghĩa của băng tải. Thiết kế cuối cùng cũng phải xem xét hiệu quả mối nối, tải trọng khởi động và phanh động, độ bền mỏi, sự xuống cấp dự kiến, tiêu chuẩn áp dụng và bất kỳ yêu cầu an toàn cụ thể nào của mỏ.

Hệ số an toàn cố định không nên được sao chép từ dự án khác. Một băng tải đường dài với gia tốc được kiểm soát, giám sát liên tục và các mối nối được thực hiện chuyên nghiệp có thể được đánh giá khác với một băng tải ngắn nhưng có tải trọng lớn, khó tiếp cận và khởi động thường xuyên. Nhà sản xuất băng tải và nhà thiết kế băng tải cần thống nhất về cơ sở thiết kế trước khi phê duyệt xếp hạng ST.

Chất lượng mối nối là một phần của thông số kỹ thuật dây đai.

Fenner Dunlop mô tả mối nối là điểm yếu nhất của băng tải cao su và cảnh báo rằng sự hỏng hóc có thể gây ra hậu quả thảm khốc. Trên băng tải dây thép, mối nối phải truyền lực căng từ các sợi dây ở một đầu băng tải sang các sợi dây ở đầu kia thông qua một hệ thống các bậc dây và lớp cao su liên kết được thiết kế sẵn.

Mối nối không chỉ đơn giản là một miếng vá cao su dài hơn. Bố trí dây, chiều dài mối nối, chuẩn bị dây, khả năng tương thích của cao su, nhiệt độ, áp suất, thời gian lưu hóa, kiểm soát ô nhiễm và tay nghề đều ảnh hưởng đến tuổi thọ hoạt động. Tiêu chuẩn ISO 15236-4 đề cập đến thiết kế, kích thước, yêu cầu và ký hiệu của các mối nối lưu hóa cho băng tải dây thép.

Đối với việc vận chuyển đường dài quan trọng, người mua nên bao gồm cả thiết kế mối nối, vật liệu, giám sát và hồ sơ trong phạm vi mua hàng. Giá băng tải thấp kèm theo gói dịch vụ nối riêng biệt, thiếu kiểm soát sẽ không mang lại hiệu quả tiết kiệm chi phí đáng kể.

Đường kính ròng rọc, cơ cấu căng và thiết kế chuyển tiếp

Độ bền kéo cao không loại bỏ được nhu cầu về tính linh hoạt. Dây thép và mối nối liên tục uốn cong quanh các ròng rọc dẫn động, ròng rọc đuôi, ròng rọc hãm, ròng rọc uốn cong và ròng rọc căng. Đường kính ròng rọc phải phù hợp với định mức của dây đai, cấu tạo dây và thiết kế mối nối. Ròng rọc quá nhỏ sẽ làm tăng ứng suất uốn trong dây và cao su.

Hệ thống cuốn dây phải có đủ hành trình để lắp đặt, căng và vận hành dây đai, đồng thời đáp ứng được các thay đổi đàn hồi và vĩnh viễn. Dây đai thép có độ giãn thấp hơn so với dây đai dệt, nhưng thiết kế hệ thống cuốn dây vẫn cần tính đến dung sai lắp đặt, nhiệt độ, yêu cầu nối và các biến đổi vận hành tức thời.

Khoảng cách chuyển tiếp cũng rất quan trọng. Dây đai chuyển từ dạng phẳng quanh ròng rọc sang dạng máng ngang có các con lăn dẫn hướng. Nếu đoạn chuyển tiếp này quá ngắn, các cạnh và phần giữa của dây đai sẽ chịu lực căng không đều. Đối với dây đai cường độ cao, các đoạn chuyển tiếp được thiết kế kém có thể tạo ra ứng suất dai dẳng gần các sợi và mối nối.

Lớp vỏ bọc phải phù hợp với vật liệu khai thác.

Các sợi thép chỉ chịu lực căng; chúng không bảo vệ băng tải khỏi quặng. Một dự án khai thác mỏ đường dài có thể cần một lớp phủ được tối ưu hóa để chịu được mài mòn nhẹ, đá sắc nhọn, dầu, nhiệt, lửa hoặc lão hóa ngoài trời. Cơ chế hư hỏng chủ yếu sẽ quyết định loại vật liệu được sử dụng.

Việc tăng độ dày lớp phủ không thể khắc phục được vùng tải kém. Các cục vật liệu lớn nên được đặt lên băng tải được hỗ trợ với quỹ đạo được kiểm soát. Lớp niêm phong chân đế phải giữ lại vật liệu mà không làm kẹt các mảnh sắc nhọn vào lớp phủ. Các con lăn làm sạch và con lăn hồi lưu phải ngăn chặn vật liệu bám dính vào ròng rọc và làm thay đổi hướng chạy của băng tải.

Khi nào EP Belt vẫn có thể là lựa chọn tốt hơn?

Không nên chỉ định sử dụng dây thép chỉ vì dự án được gọi là vận chuyển đường dài. Băng tải EP cường độ cao hoặc kết cấu dệt khác có thể là lựa chọn thiết thực trong trường hợp lực căng tính toán ở mức vừa phải, đường kính ròng rọc bị hạn chế, việc nối cáp tại công trường cần đơn giản hơn, hoặc tuyến đường băng tải ngắn hơn so với mô tả chính của dự án.

Dây thép trở nên hấp dẫn hơn khi độ giãn thấp và khả năng chịu kéo cao giúp cải thiện đáng kể thiết kế. Một sự so sánh đúng đắn nên bao gồm khối lượng dây đai, hệ thống căng dây, kích thước ròng rọc, chiều dài mối nối, kỹ năng lắp đặt, giám sát, chiến lược sửa chữa và chi phí trọn vòng đời - chứ không chỉ giá mua mỗi mét.

Giám sát và bảo vệ chống sạt lở cho các tuyến đường vùng sâu vùng xa

Băng tải càng dài và càng ở xa vị trí vận hành, thì càng nhiều vật liệu có thể đi qua khu vực bị lỗi trước khi người vận hành phát hiện ra. Do đó, băng tải dây thép có thể được trang bị các vòng phát hiện lỗi tích hợp, hệ thống phát hiện rách bên ngoài, quét dây, giám sát mối nối hoặc đo độ mòn lớp phủ.

Hệ thống Rip Ranger của Fenner Dunlop được thiết kế để phát hiện nhanh chóng hiện tượng rách dọc và hạn chế chiều dài thiệt hại. Gói giám sát phù hợp phụ thuộc vào hậu quả của sự cố. Một tuyến vận tải đường bộ quan trọng có thể cần giám sát liên tục, trong khi một tuyến đường ít quan trọng hơn có thể dựa vào việc kiểm tra định kỳ và quét di động.

Thông tin mà người mua nên bao gồm trong yêu cầu báo giá (RFQ).

Những lỗi thường gặp khi lập bản vẽ kỹ thuật

Sai lầm đầu tiên là chỉ chọn xếp hạng ST dựa trên chiều dài băng tải. Sai lầm thứ hai là coi hệ số an toàn danh nghĩa của băng tải là độc lập với hiệu suất mối nối và tải trọng động. Sai lầm thứ ba là cho phép quyết định thiết kế và vật liệu mối nối sau khi băng tải đã được vận chuyển đến công trường.

Những sai lầm khác bao gồm sử dụng đường kính ròng rọc từ dây đai dệt có độ bền thấp hơn, lựa chọn độ dày lớp phủ mà không xác định cơ chế mài mòn, bỏ qua việc bảo vệ chống ẩm ở các cạnh bị hư hỏng và đặt mua dây đai thép có giá trị cao mà không có kế hoạch kiểm tra hoặc phát hiện rách tương xứng.

FAQ

Tại sao dây đai thép được sử dụng cho băng tải đường dài trong khai thác mỏ?

Chúng có khả năng chịu kéo cao và độ giãn thấp, rất có giá trị khi chiều dài băng tải, khả năng nâng, tải trọng và lực căng vận hành trở nên cao.

ST2000 có nghĩa là gì?

Thông số này cho biết cường độ kéo đứt danh nghĩa toàn bộ chiều dày là 2000 N/mm chiều rộng băng tải. Điều này không có nghĩa là băng tải phải hoạt động liên tục ở mức lực căng đó.

Dây đai thép nên có hệ số an toàn là bao nhiêu?

Hệ số cần thiết phụ thuộc vào tiêu chuẩn áp dụng, sức căng tĩnh và động tối đa, hiệu suất mối nối, điều kiện vận hành, giám sát và yêu cầu của mỏ. Hệ số này cần được tính toán riêng cho từng loại băng tải.

Tại sao mối nối lại quan trọng đến vậy?

Mối nối truyền tải tải trọng giữa các sợi thép ở hai đầu đai. Thiết kế kém, vật liệu không phù hợp, khâu chuẩn bị không đúng cách hoặc quy trình bảo dưỡng không tốt có thể làm giảm độ bền và tuổi thọ động.

Có thể sử dụng băng tải EP trên băng chuyền dài không?

Đúng vậy, khi các yêu cầu về lực căng, độ giãn, độ căng, ròng rọc và mối nối được tính toán vẫn khả thi. Khoảng cách băng tải không phải là yếu tố duy nhất quyết định loại băng tải.

Khách hàng nên yêu cầu gì đối với dây thắt lưng?

Yêu cầu cung cấp đầy đủ thông số kỹ thuật của dây đai, cấu tạo dây, dữ liệu lớp phủ, ròng rọc được khuyến nghị, bản vẽ và vật liệu nối, chứng nhận kiểm tra sản xuất, hướng dẫn lắp đặt và bất kỳ điều khoản giám sát nào.

Lời khuyên mua hàng cuối cùng

Băng tải dây thép là một bộ phận của hệ thống, chứ không phải là một cuộn cao su độc lập. Độ bền của nó phải được xác định dựa trên tính toán lực căng của băng tải, lớp vỏ bọc phải phù hợp với quặng, các ròng rọc và khớp nối phải bảo vệ dây thép, và mối nối phải được thiết kế và ghi chép đầy đủ trong quá trình mua bán. Đối với một dự án khai thác đường dài, độ tin cậy đến từ việc thống nhất tất cả các quyết định đó chứ không phải chỉ chọn loại có chỉ số ST cao nhất hiện có.