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螺旋输送机防破碎技术发展现状与未来发展趋势分析

文章出处:本站原创 人气:发表时间:2016-06-10 13:54

介绍关于螺旋输送机防破碎技术的发展现状与未来前景的探讨,当前***大限度提高块煤的产量从而满足当前化工行业、造气行业、烧结市场上对无烟块煤的需求,是目前眼下许多煤炭企业***为关注的焦点问题之一。

1 概述

在煤炭业的实际生产过程中,有着多种因素制约着块煤率提高,井下开采环节、运输环节、洗选加工环节及产品储装运等各环节均会出现块煤破碎现象。因此,提高块煤率的研究基本是围绕着生产、转载、仓储和管理等几个环节展开。

当前典型的块煤防破碎技术有YPF移动式块煤防破碎装置、KSS型伸缩溜槽块煤防破碎装置、分流缓冲式入仓防破碎装置和LKK型溜煤斗转载装置,这几种装置虽然在实际使用中都收到了***的成效,但均存在着系统复杂,需要传感器,能耗较高,工作不可靠,机械故障率高等诸多弊端。

块煤螺旋输送防破碎技术是20世纪80年代末由德国引入我国,***初应用于潞安矿务局常村矿井下中央煤仓。块煤螺旋输送防破碎技术完全依靠力学原理,使煤流以尽可能小的速度滑落至仓底,具有设备简单可靠、成本低、使用周期长、维护量小、无电耗等优点,近年来逐渐得到众多煤炭生产企业的青睐o

2 螺旋输送防破碎技术

螺旋输送防破碎技术是通过安装螺旋输送装置来解决各转载环节物料落差大、破碎率高、噪声大\粉尘多的问题,主要用于转载环节及产品(原料)仓的块状物料的防碎运输。螺旋输送技术通常采用内含跌落平台的折返式溜槽或螺旋溜槽,但多数效果不够理想。

对于煤仓内的螺旋溜槽,按其布置形式,可分为内螺旋溜槽和外螺旋溜槽两种。内螺旋溜槽安装在煤仓内的中,L,fK域,采用钢结构;外螺旋溜槽则紧贴仓壁嵌入式安装,通常为钢筋混凝土浇注而成。

对于煤炭行业来讲,内螺旋溜槽一般采用经验设计,且由于结构强度低,溜槽承受仓压大,在***很少使用。

外螺旋溜槽技术起源于20世纪50年代的德国,70年代广泛应用于德国及英国的井下直立煤仓,其螺旋溜槽嵌入煤仓壁中,建造方式一般采用混凝土块或现浇混凝土砌筑。80年代初,美国Al-abama州的J,瓦尔德资源公司所属四号矿井矿自德国引进技术,建设了北美***座螺旋溜槽煤仓。80年代末期该技术引入我国,首先应用于潞安矿务局常村矿井下中央煤仓,其后在晋城矿务局井下中央煤仓得到推广。目前,螺旋输送防破碎技术已在山西阳煤集团,河南焦作煤业集团、义煤集团、神火集团、永煤集团等***各无烟煤企业得到了广泛应用。

螺旋输送防破碎技术在我国煤炭行业的广泛应用也极大地推动了该项技术的发展,各企业根据自身特点,设计出了与本企业相适应的螺旋输送防破碎装置。煤炭科学研究总院、邯郸设计院、郑煤设计院等设计院以及煤炭主体高校的参与,也有力推动了该项技术在我国的应用和发展。

3 螺旋输送防破碎技术分析评价

3.1 外螺旋溜槽

外螺旋溜槽的设计需根据来煤的特性、粘湿度、粒度分布、煤流等参数确定。邯郸设计院研发出了螺旋溜槽设计的计算机软件,保证了溜槽参数的合理确定。

3.1.1 设计形式

外螺旋溜槽分导人段、加速段、匀速段三个部分。导人段将来煤归拢,按***方式平稳进入到加速段,起过渡缓冲作用;加速段是螺旋溜槽的关键部分,该段通过截面和角度的变化控制煤流的速率,使之以设计的速度平稳地进人到匀速段。

对于设计形式,传统采用四种设计形式:切线式、小半径式、渐半径式、蜗壳式(图1)。

早期采用的是切线式,煤流在进入匀速段时离心加速度变化突然,且煤流的束流状况较差,易造成在加速段和匀速段接合处洒煤,并且该处磨损严重;经过改进的小半径式较切线式有很大改观,小半径式和渐变半径式均利用了曲率半径技术,从而解决了加速段和匀速段的良好衔接问题。渐变半径实现了煤流在该衔接处的连续运动,是目前常用的形式。前三种形式要求人煤点在煤仓外。蜗壳式曲率半径由∞-->R1≤R/2-->R,适用于入煤点在仓中心的情况,匀速段煤流在自身重力与溜槽面板之间摩擦力及向心力等作用下共同达到平衡,可保证煤流匀速落人煤仓。

3.1.2 安装方式及选材

外螺旋溜槽按其安装方式分为“内嵌式”和“壁挂式”两种。内嵌式是在煤仓壁内按照设计要求,掏凿出螺旋溜槽外缘的轨迹槽,然后再安装螺旋溜槽槽体,壁挂式螺旋溜槽利用锚杆将已加工好的螺旋溜槽分节固定在仓壁上。前者适应于井下新建煤仓,后者则适合于井下煤仓改造及井上新建煤仓。

由于槽体要长期经受大量煤流的摩擦,尤其是导料槽还要受到来煤的冲击作用,因此对溜槽材料的选择尤为重要。溜槽各部分的不同功能决定了对槽体各段应分开进行加工,导料糟须用耐磨性能好的材料,而匀速段由于煤流运行平稳,选材可适当降低,对壁挂式螺旋溜槽支撑体的选择尤为重要。

早期螺旋溜槽采用混凝土块或混凝土砌筑,1992年***采用钢结构嵌入式螺旋溜槽,大大提高了溜槽的加工和安装精度。

当前为解决槽体磨损问题,河南焦作煤业集团各矿区采用20mm锰钢合金加工成钢蜂窝结构,晋煤集团各矿区采用特种耐磨陶瓷作为溜槽内衬,***提高了槽体耐磨强度,具有良好的推广价值。

两种螺旋溜槽的安装需依具体情况而定,对于内嵌式螺旋溜槽,固定方式依槽体材料不同而定,安装比较方便;壁挂式螺旋溜槽安装时分支撑体和槽体,根据煤矿实际应用环境和螺旋溜槽必须有适当的内倾角、螺旋角的要求,支撑体采用箱结构效果较好.

3.2 内螺旋溜槽

内螺旋溜槽安装在仓内中心区域,溜槽吊装于煤仓上口的固定框架上,并由中心管支撑,整体采用钢结构。如前所述,内螺旋溜槽无法克服其自身重力,特别是满仓下放时期强大压力的影响。山东兖矿集团兴隆庄煤矿选煤厂伞13m、高14.7m块煤仓内钢制螺旋溜槽的稳定使用是当前内螺旋溜槽在大型煤仓中应用的成功探索,有力推动内螺旋输送技术的发展。

3.3 螺旋输送技术的新进展

(1)二次变速技术。螺旋溜槽加速段是设计的关键,前已叙述的切线式等四种形式均为一次变速技术,是两种运动模式的合成。二次变速技术利用单一运动模式使速度连续均匀变化,解决了煤流在加速段和匀速段的碰撞问题,不但提高了块煤率,而且延长了溜槽的使用寿命。

(2)水力漩涡技术在煤仓底部锥体的应用。针对原有螺旋输送装置无法解决煤仓底部锥体部分的防破碎效果,晋煤集团成庄矿利用旋流器锥底产生水力旋涡的原理,设计出使煤流经过螺旋溜槽底部垂直下落的槽体,完善了螺旋输防破碎技术。

(3)垂直煤仓螺旋扰性枢轴防碎缓冲装置(图2)。山西阳煤集团五矿研发的垂直煤仓螺旋扰性枢轴防碎缓冲装置是内螺旋输送技术的新发展,黎明液压滤芯安装方便安装成本低。有些矿区井下煤仓是随采区迁移而修建的临时煤仓,大多数不作***性维护,安装该类装置较内嵌式\壁挂式螺旋溜槽有良好的经济效益。

(4)螺旋输送转载点防破碎技术。晋煤集团成庄矿利用螺旋溜槽块煤入仓防破碎原理成功研制出分叉式螺旋溜槽应用于成庄矿洗煤厂501#胶带运输机,使旋流输送技术的应用扩展到各转载点,开拓了螺旋输送技术新的应用领域口该厂还根据现场实际情况总结出高位接煤法,提高了螺旋溜槽的使用效果。

(5)超强耐磨陶瓷材料的应用。作为一种新兴的耐磨材料,超强耐磨陶瓷在螺旋溜槽中的应用极大地延长了螺旋溜槽的使用寿命。

4 结论

螺旋输送防破碎技术通过降低物料之间的碰撞速度减少了块煤之间的冲击破碎,具有无功耗、维修量小、使用寿命长等显著优点,但该项技术也存在着设计过程复杂,结构参数难于一次确定、施工困难等诸多问题,因此,昆鼎重机选矿***认为如何***大限度地降低块煤碰撞速度,实现设计便捷化、安装快速化、防破碎***化,拓宽该项技术的应用范围,充分发挥其优越性是该项技术今后重点研究和发展方向。