淺談煤炭儲運系統(tǒng)的設計及應用

（內(nèi)蒙古扎魯特旗扎哈淖爾煤業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古霍林郭勒 029200）

1.儲煤系統(tǒng)方案選擇

當前我國大型煤炭儲運系統(tǒng)，在貯煤形式上，主要可分成圓形煤場、條形露天煤場、筒倉等。下面將一一對其設計要點進行說明。

1.1 條形露天煤場

某工程條形儲煤場內(nèi)部為全封閉形式，120m長，80m跨度，高度35m。場內(nèi)煤需要在堆存和裝車環(huán)節(jié)，在品種上有所區(qū)分，因此將煤分成三堆，堆高超過20m。卸煤設備為皮帶給煤機，每小時卸煤重量在1200t～1400t，四臺皮帶給煤機同時開啟，完成運煤任務。

為避免工程出現(xiàn)自燃問題，應從內(nèi)部設計和燃料管理方面入手。在設計方面，首先，煤場擋煤墻采用耐火磚砌筑，在墻和地面的交匯地帶，過渡時設置倒角，防止出現(xiàn)死角；其次，煤場地面應重視較好的透水與防火性能，用條石鋪砌；再次，擋煤墻內(nèi)應當進行溫控裝置的安裝，對溫度情況進行嚴密監(jiān)測；最后，在煤場的平臺上設置消防設備[1]。

在燃料管理方面，首先，煤的存放時間不能超過半個月，尤其是恢復性較強的原煤；其次，應當壓實煤層，防止原煤和空氣過多接觸變性；最后，除了利用電子設備加強對原煤情況的監(jiān)控，還需要委派專人對場內(nèi)情況進行定期巡查，特別是有較大自燃隱患的地帶。

1.2 圓形煤場

某工程儲煤的圓形煤場，直徑為90m，擋墻側堆高達12m，總儲煤量可超過10萬噸，可供煤場4d之用。堆煤和取煤的工作能夠獨立進行，煤場另外配備推煤機與裝載機，對煤堆進行整理。在構成上，圓形煤場主要包含中心柱、堆料機、取料機、圓錐形煤斗、土建結構，以及各類自動化控制設備等。

首先，中心柱。中心柱處在圓形煤場中央位置，屬于對堆料機與取料機不可或缺的鋼結構件，可以承受來自不同部件的載荷。組成結構主要包含鋼板卷軋、滾子軸承、滑動電纜等。在外部有一定數(shù)量的敷設電纜，頂部和帶式輸送機裂解，可以以此為支點，承受輸送機棧橋載荷。在中心柱的下方有圓錐形料斗，通過設置于混凝土基礎的支腿，完成料斗的架設，同時通過樓梯，方便檢修人員對管路和電纜進行檢修維護。

其次，堆料機。懸臂式堆料機的中心處為中心柱，一側為鋼結構帶式輸送機，另一側為配重箱。借助滾子軸承，使堆料機和中心柱相互連接，通過齒輪的嚙合作用，可以在360°范圍內(nèi)實現(xiàn)回轉。帶式輸送機可以在頭部位置完成300°卸料，通常無需額外進行變幅。同時，物料探頭在卸料口兩端，若觸碰到料堆上方，證明料堆的高度已達極限，不能再高。堆料機上的灑水系統(tǒng)，主要有加壓泵、過濾器、水箱、各種閥門、流量計、壓力表、灑水噴頭等組成，可以噴出形似傘狀的水幕，有效控制揚塵。

另外，取料機。取料機采用鏈條刮板機，安裝位置為中心柱下方。在結構上，刮板式取料機框架為箱型梁結構，在鏈條結構上固定刮板，借助驅動鏈輪達到循環(huán)運動的效果，向圓錐形煤斗中刮入取料機中的煤。在取料機中間，有高低位置存在差異的物料探頭，可以對取料機位置進行確定。機器整體的俯仰動作為機械式，也就是通過卷筒鋼絲繩伸縮作用完成俯仰動作。

最后，土建結構。圓形煤場的土建結構通常包含擋煤墻、鋼網(wǎng)殼穹頂?shù)取趺簤Ω叨韧ǔＴ?5m左右，穹頂面則應用彩色壓型鋼板。

輔助設施方面，圓形煤場通常有卷簾門，可供場內(nèi)工作人員進出。通風方式為自然通風，在屋蓋頂部位置設置排風口，在側墻和穹頂中間的位置設置進風口。

圓形煤場的防自燃設計和管理，和條形露天煤場如出一轍。除了擋煤墻、溫控設備等，還需要在取料機處設置消防水炮。該類型煤場具備良好的環(huán)保性能，若發(fā)現(xiàn)問題，工作人員可以第一時間進入料場中處理。

1.3 筒倉貯煤場

筒倉在貯煤設施中同樣應用相對廣泛，不僅不會占用過大空間，而且自動化與環(huán)保程度較高，混煤也較為準確。在結構上，筒倉通常為預應力混凝土。某工程的筒倉直徑為40m，儲煤量在4萬噸以上。應用環(huán)式給煤機（具備變頻調(diào)速功能），當作筒倉取料設備，土建結構則應用雙環(huán)縫隙式出料口[2]。

筒倉貯煤是通過環(huán)形布料機實現(xiàn)的。環(huán)形布料機在組成上，包含回轉裝置以及具備雙向運行功能的皮帶機?；剞D中心保持和落料中心較高的重合度，在布料機布帶中心位置接受來料，之后在布料機的勻速旋轉作用下，向筒倉中播撒物料。這種方式也會令物料最大程度充滿筒倉，提高筒倉的利用率。筒倉貯煤方案優(yōu)勢即為顯著，不僅技術發(fā)展相對成熟，而且管理相對簡單，可以取得較好應用效果。此外，貯煤的密封性較強，不會受到周邊自然環(huán)境的過多干擾，同時提高了自動化管理水平。

2.運煤系統(tǒng)的應用

2.1 帶式輸送機

通常情況下，煤炭運輸系統(tǒng)的構成，包含帶式輸送機和其他輔助設備，根據(jù)儲存設施的不同，可分成受煤運輸與裝車運輸兩大系統(tǒng)[3]。帶式輸送機通常都是固定式的結構形式，應用的膠帶通常為鋼絲繩輸送帶和聚酯帆布輸送帶，應用變頻調(diào)速或機械軟啟動作為其自身的驅動方式，拉緊方式通常為變力拉緊或恒力拉緊。通常情況下，帶式輸送機的裝置，主要包含以下幾種：檢測打滑裝置、檢測撕裂裝置、檢測堵塞裝置、拉繩保護裝置等。

2.2 裝車系統(tǒng)

此處所指裝車系統(tǒng)為新型精確火車裝車系統(tǒng)，和混凝土簡易裝車站相比較，新型裝車系統(tǒng)包含定量倉與緩沖倉，外形為全鋼結構，具備較好物流流動性，可避免產(chǎn)生倉口處堵料的問題。與之相對的，混凝土通常外形結構為混凝土，內(nèi)部材料耐磨性不強，而且結構性能穩(wěn)定性較差。

在技術性能方面，新型裝車系統(tǒng)有稱重系統(tǒng)，也就是在系統(tǒng)內(nèi)部存在稱量倉，借助數(shù)字化程度較高的稱重傳感器作用，可以提高稱量物料的準確性，同時可以完成靜態(tài)顯示，具備較強的抗干擾水平，可以防止出現(xiàn)作弊問題。同時在閘門驅動方面，新型裝車系統(tǒng)應用的是數(shù)字液壓系統(tǒng)，其中有流量較大的柱塞泵、伺服比例閥、以及數(shù)字化液壓油缸等。其中數(shù)字化液壓油缸使用壽命較長、不會產(chǎn)生較大沖擊力，而且在裝車時噪聲不大，可以防止閘門沖擊為稱量精度造成的負面影響。與之相對的，筒倉簡易裝車系統(tǒng)的稱量裝置為電子磅，鑒于地面和溜槽間有一定高度，裝車環(huán)節(jié)在閘門關閉合適時機的選擇上，往往需要裝車人員憑經(jīng)驗確定，才能保證有關操作的準確性[4]。但是這種方式不會產(chǎn)生較大稱量精度，而且容易出現(xiàn)較大誤差，因此作弊現(xiàn)象層出不窮。同時，簡易裝車系統(tǒng)通常在驅動閘門時，會用到電動推桿設備，不但響應速讀較慢，而且不會產(chǎn)生較大推理，因此也難以保障合理的稱量精度。

在裝車速度方面，新型裝車系統(tǒng)具備較高自動化程度，可以通過上位機，達到集成控制的效果，包括車輛定位、火車調(diào)度、卸料、稱量、裝車等環(huán)節(jié)，全都能在自動化控制的作用下完成工作，因此大大提升了裝車速度。若調(diào)度環(huán)節(jié)不出問題，通常一節(jié)火車裝車所消耗時間，不會超過1min。與之相對的，筒倉簡易裝車系統(tǒng)在裝車的控制上，依然沿用人工操作方法較多，在調(diào)度車輛以及裝車工作細節(jié)上，還是更強于依賴工作人員的工作經(jīng)驗。特別是在裝車環(huán)節(jié)，應當結合車輛裝載需求，同時操作員要提前進行判斷，從而保證閘門啟閉的正確時機。若發(fā)生超裝或欠裝的問題，往往要在短時間內(nèi)完成物料的卸裝和補裝，難以達到較快的裝車速度，導致裝車時間經(jīng)常在3min左右。

3.結語

儲煤方案包含圓形煤場、條形露天煤場、筒倉等，每種儲煤方案都有其優(yōu)勢，應當結合儲煤需求和設備資源情況的特點靈活選擇。運煤系統(tǒng)也是如此，除了帶式輸送機，還應重視新型裝車系統(tǒng)的應用，從而縮短裝車時間，提高運煤的自動化水平以及操作準確性。