Nowa technologia łączenia taśm przenośnikowych z linkami stalowymi w BOT KWB Bełchatów SA

W polskich kopalniach odkrywkowych węgla brunatnego do transportu urobku w zdecydowanej większości stosuje się taśmy przenośnikowe z linkami stalowymi. W BOT KWB Bełchatów SA pracuje ponad 200 km takich taśm o szerokościach do 2,6 m.

Taśmy produkowane są w odcinkach o standardowej długości do 250 m. Ich instalowanie na nowych obiektach, wymiana zużytych odcinków, a także procesy technologiczne wydłużania bądź skracania przenośników, wymagają łączenia odcinków taśm na przenośnikach w zamknięte pętle. Od wytrzymałości i trwałości połączeń taśm zależy niezawodna praca przenośników taśmowych.

Wykonane prawidłowo złącze taśm z linkami stalowymi powinno osiągać wytrzymałość równą wytrzymałości taśmy i posiadać trwałość porównywalną z trwałością taśmy. Na prawidłowe wykonanie złącza wpływa szereg czynników takich jak: jakość łączonych taśm, jakość materiałów użytych do łączenia oraz dokładność i staranność wykonania poszczególnych operacji technologicznych. Złącza wykonywane są bezpośrednio na przenośnikach w trudnych warunkach kopalnianych. W BOT KWB Bełchatów SA wykonuje się rocznie ok. 700 sztuk takich połączeń. Łączenie tego typu taśm odbywa się metodą wulkanizacji na gorąco.

Dotychczas stosowana technologia wymagała zużycia znacznych ilości szkodliwych substancji zawierających toksyczne i lotne rozpuszczalniki organiczne. Najczęściej stosowano takie substancje jak: benzyna ekstrakcyjna, toluen i czterochloroetylen. Używanie w znacznych ilościach ww. substancji na stanowiskach pracy ekip wulkanizacyjnych wiązało się z występowaniem m.in. zagrożeń dla zdrowia, a tym samym wymuszało stosowanie określonych rygorów i zabezpieczeń.

Próbę stopniowego eliminowania szkodliwych materiałów i w konsekwencji dopracowania się bezpiecznej, ekologicznej metody łączenia taśm przenośnikowych z linkami stalowymi podjęto przed kilku laty w Kopalni Bełchatów przy współpracy z Instytutem Górnictwa Politechniki Wrocławskiej (projekt celowy nr 6T12 2002 C/05929). Dotychczasowe dokonania w tym zakresie są przedmiotem przedstawionego artykułu.

Technologia łączenia taśm przenośnikowych z linkami stalowymi

Łączenie taśm z linkami stalowymi wymaga wykonania następujących czynności: odspajanie okładek gumowych z końcówek łączonych taśm i wypreparowanie linek, układanie na przemian linek z obu taśm wg określonego schematu, nakładanie nowej okładki gumowej z surowej gumy i wulkanizowanie całości w prasie. Wymiary złącz, ich budowa oraz wymagania wytrzymałościowe określone są w normie PN-C-94147:1997 - "Połączenia taśm przenośnikowych metodą wulkanizacji".

W zależności od wytrzymałości taśmy i średnicy linek stalowych wykonuje się złącza o różnej liczbie stopni. Na rysunku nr 1 pokazano przykładowo schemat ułożenia linek w złączu dwustopniowym. W każdym odcinku łączonych taśm o szerokości 2 m znajduje się ok. 150 linek.

W dotychczas stosowanej technologii łączenia taśm przenośnikowych na proces technologiczny składa się m.in. operacja zmywania roztworem rozpuszczalnikowym wszystkich łączonych powierzchni taśmy przenośnikowej i surowej gumy, a następnie pokrywanie tych powierzchni klejem gumowym. Do łączenia taśm z linkami stalowymi używa się kleju o symbolu DŁ oraz zmywacza o symbolu R (łącznie do 21 kg/ złącze).

Materiały te wytwarzane są na bazie opisanych wyżej rozpuszczalników organicznych.

Wyniki badań przeprowadzonych w Instytucie Górnictwa Politechniki Wrocławskiej

Próby laboratoryjne eliminacji rozpuszczalników organicznych z materiałów stosowanych do łącznia taśm przenośnikowych z linkami stalowymi zostały przeprowadzone przy założeniu, że parametry wytrzymałościowe złącz w wyniku wprowadzonych zmian nie mogą ulec obniżeniu. Przeprowadzone badania wykazały, że zmywacz R i klej gumowy DŁ, zawierające w swoim składzie rozpuszczalniki organiczne, nie mają wpływu na wytrzymałość złącza wykonywanego przy użyciu mieszanki gumowej rdzeniowej o symbolu AMR produkowanej przez SEMPERTRANS BEŁCHATÓW SA. Wykazały to badania wytrzymałości na wyrywanie linek stalowych z gumy oraz wytrzymałości na rozciąganie złącz wykonanych tradycyjną technologią w porównaniu do złącz wykonanych bez użycia roztworu R i kleju DŁ.

Wyeliminowanie kleju gumowego z technologii łączenia taśm z linkami stalowymi wymagało znalezienia nowego sposobu uzyskiwania kleistości konfekcyjnej linek stalowych do mieszanki rdzeniowej. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że jeżeli na linkę stalową ułożoną na płycie z mieszanki rdzeniowej wywrze się określony nacisk trwający przez odpowiedni czas, to uzyska się spójność tych elementów o wytrzymałości na rozwarstwianie tego samego rzędu, jaką daje użycie kleju gumowego. Do uzyskania powyższego efektu zaprojektowano specjalne urządzenie dociskowe. Opracowana technologia łączenia oraz urządzenie dociskowe do jej stosowania są przedmiotem opracowanego projektu wynalazczego.

Wnioski

Nowa, ekologiczna technologia łączenia taśm przenośnikowych z linkami stalowymi, będąca efektem współpracy z Instytutem Górnictwa Politechniki Wrocławskiej, pozwoliła na prawie całkowite wyeliminowanie z procesu łączenia taśm rozpuszczalników organicznych będących substancjami szkodliwymi łatwopalnymi i wybuchowymi. Technologia ta, stosowana w BOT KWB Bełchatów SA od początku 2005 r., gwarantuje uzyskiwanie połączeń o wysokiej wytrzymałości i trwałości eksploatacyjnej. Zastosowanie nowej technologii zdecydowanie ograniczyło szkodliwe oddziaływanie procesu łączenia taśm na środowisko pracy ekip wulkanizacyjnych, a także przyniosło korzyści ekonomiczne w postaci zmniejszenia wydatków na materiały i robociznę.