煤仓堵塞疏通机设计.docx

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煤仓堵塞疏通机设计

摘要

本文首先说明了国内外煤仓疏通的现状,现代化生产都是以自动化流水形式为代表，而其组成大部分都是输送环节，没有可靠的输送环节自动流水作业的效率就会大打折扣。

目前，在煤炭行业中所设置的煤仓成为联系井上下各个生产环节的重要枢纽，原煤多是由煤仓经锥形漏斗依靠自重流动输送。

在输送过程中出现的煤仓堵塞现象已经成为各煤矿所面临的普遍性难题，严重影响了原煤的输送、制约着生产效率，并且存在极大的安全隐患。

由此,本文发现了研究出一种便捷高效的疏通装置对企业安全及高效生产的重要性，本文在了解国内外煤矿有关疏通现状的基础上,对疏通机的工作原理进行了详细的研究,并查阅相关资料利用自己所学的知识对疏通机的设计提出了自己的观点和设计过程,由于作者能力有限文中不免有不妥之处,请各位老师给以指导和批评.

关键词:

煤仓堵塞疏通机输送效率

Abstract

Thispaperdescribesthecurrentsituationaboutclearingthecoalbunkerathomeandabroad,amodernproductionisrepresentedbyanautomatedpipeline,whichismostconsistedoftransportlinks.Theefficiencyoftransportlinkswillbegreatlyreducedwithoutreliableautomaticassembly-line.Atpresent,thecoalbunkerbecomesanimportanthubforthevariousproductionprocesses.Coalflowsthroughconicalhopperbygravity,whilethebunkercloggingoccurredinthecourseoftransmissionhasbecomeauniversallyproblemfacedbyeverycoalminewhichseriouslyaffectsthedeliveryofcoalandrestricttheproductionefficiencyandthere’salsoagreatsecurityrisk.

Thus,wedevelopedaconvenientandefficientdeviceforclearing.Thepapercarriedoutadetailedstudyonworkingprinciplesbasedontheunderstandingaboutthestatusofmineathomeandabroad.Throughaccessingtotherelevantinformationandusingthelearnedknowledge,Iputforwardmyviewsandthedesignprocess.Sincethelimitedabilityofauthor,there’sinevitablysomethingwrongofthepaper,pleasegiveguidanceandcriticism.

Keywords:

coalbunkerjam;clearmachine;Transmissionefficien

前言

煤仓堵塞已经成为一种通病，一旦发生故障，煤仓往往是少则几个小时，多则几天无法进行原煤输送，严重影响了生产效率。

目前针对不同的煤仓堵塞问题，最原始的解决方法是人工通堵，这种方法直接但效率低下，而且极易发生人员伤亡事故，安全隐患问题严重。

正是看到了煤仓堵塞对企业生产效率和安全的不利影响,本文选择此课题进行研究,本课题有助于保障煤仓的输送能力，提高输送效率；本课题可有效消除煤仓在原煤输送生产过程中的安全隐患，提高企业的安全保障能力，有助于持续改善企业的安全状况；研究成果的有效推广有助于安全管理水平的提升。

本课题在分析煤仓堵塞机理的基础上对疏通机各部件的工作原理和设计计算做出了详细分析,包括疏通机的组成,底座的设计材料的选择、发射筒长度内外圆直径、阀门的选择、角度调节装置的设计及原理、以及储气罐的容积大小、外形、储气罐材料的选择。

目前，国内外对煤仓堵塞问题有多种解决方法和手段，常见的像空气炮、刮板式的等等，但这些方法都有或多或少的不妥之处，因此本文从另外一个角度，提出了对堵塞问题的解决方法，利用橡胶弹破坏拱角的方法来解决堵塞问题，以此来弥补其他方法的不足之处。

1概况

根据新版《煤矿安全规程》规定，必须在保证更高安全性的基础上高效生产，因此急需研究煤仓堵塞机理，提出有效的预防和减少堵眼的措施，并开发安全可靠的疏通设备，以提升我国煤矿安全管理水平和生产效率。

目前国内外应用最广的是采用空气炮进行疏通，我国在上世纪七、八十年代采用的煤仓内设置破拱帽，加钢丝绳等措施目前在某些煤矿也在使用，但这些措施使用条件大多受到煤仓结构上的限制而无法使用。

结合现在我国煤矿的实际情况，在无法使用目前任何一种疏通措施的条件下，根据老师的指导，本文提出了采用动高压原理，利用发射高速橡胶弹冲击破拱的方法实现煤仓疏通，采用此方法，可大大提高我国煤矿的安全生产水平，使得我国煤矿的安全管理水平走上了新的台阶。

因此本文对疏通机的研究是必要且有重要意义的。

2煤仓堵塞机理及改善煤仓通畅性的措施

2.1煤仓堵塞机理

原煤从仓内排出受许多因素的综合影响。

为了研究原煤在仓内的流动状况以及与堵塞的关系，可将这些影响因素划分为内因的和外因两个方面。

内因主要是指煤的物理机械性质．如温度、粒度组成、含水量等，其中温度的影响基本上属于次要因素，因井下四季温差很小，原煤流动对温度影响不大，堵塞煤仓起决定作用的因素主要是原煤的粒度组成。

粒度组成不同，原煤在仓内的压实度也不同。

外因主要是指仓体功能设计中的一些因素，如仓体、漏口的断面形状与尺寸、漏口的倾角、仓体贮煤的高度、仓壁的光滑程度、贮存时间，对仓内存料的压实程度等。

但其中重要的因素是溜煤口的断面尺寸和仓内存煤的压实度。

本次改造旨在不改变现有煤仓结构的基础上，研究原煤堵塞机理提出改进通畅性的措施，并开发疏通装置，前述涉及煤仓结构形式的内容，即煤仓堵塞的某些外因是无法改变的。

因此，研究重点放在引起煤仓堵塞的内因、原煤贮存时间、仓内存料的压实度、煤仓堵塞形式以及堵塞位置分布等方面。

溜放的原煤大致分为两种类型：

（1）粗颗粒状（或块状）为主的：

当原煤中块以上的料占较大比例时，其堵塞多表现为机械卡塞；

（2）细颗粒状（或粉状）为主的：

当原煤中细粒或粉料为主要成分时，它的流动规律是由细粒或粉粒料来确定的，其堵塞多表现为结拱。

一、粗颗粒状（或块状）为主的煤

对于粗颗粒状（或块状）的煤能否畅通地流动，首先决定于放出孔（漏口）大小和放出物料颗粒尺寸的比值。

这种煤基本上是属于自由流动的物料，一般不会出现由于其被压实而引起结拱的现象。

但是在生产过程中，溜煤口放煤并非绝对连续，当溜煤口停止放煤时，仓内会由于煤仓上口溜下的煤经自重加速后冲击而压实，发生堵塞现象；当放出孔和放出物料颗粒的比值小于4～5时，也可能发生卡塞现象。

图1是在光学弹性模型中得到的粗粒物料发生机械卡塞时力的传递情况。

卡塞性堵塞绝大多数都发生在煤仓漏口附近，在煤仓其它部位极少发生，其表现形式见图1（或图2—a、b）。

主要原因是大量的超限煤块卸入仓内，根据对一矿使用中煤仓的观察，堵塞往往很可能发生在某一段时间内，一些煤仓的下口将出现连续性卡塞现象。

大量未经破碎的煤同时来到卸载点，卸载点又无足够能力的破碎设备，使煤仓上口限制块料的篦子失去作用成为障碍而被取消，实际上是让超限料块通畅地进入仓内，因此就会发生卡塞现象。

图1光学弹性模型中粗粒物料机械卡塞时力的传递情况

图2煤仓堵塞的几种现象

二、细颗粒状（或粉状）为主的煤

对于细颗粒状（或粉状）为主的煤，其结拱堵塞形式多样（见图2—c、d、e、f）现象较为复杂，受许多因素的影响，主要是原煤的物理机械性质及其压实度的影响。

井下开采的原煤是由不同粒度的颗粒所组成，当含粉料或小粒径料较多时，整个原煤的流动特性为细颗粒的流动规律，较大颗粒在流动中成为被动介质。

对于细粒状（或粉状）为主的原煤，它的内摩擦力较大，同时还表现出较大的粘结力。

原煤湿度的增加会促进粘结力的增长，这就构成结拱堵塞的前提条件。

物料的这种内力越大，流动性就会越小，结拱的危险性就越大。

上述阻碍原煤流动的内力主要还取决于仓内贮料的压实度，它是细粒料堵塞的最重要因素。

压实度的增加．使贮料密度提高，因而内摩擦力和内聚力（即抗剪强度）都会增加，这就使原煤中的内力（阻碍运动的力）可能超过其重力，因而仓内原煤失去流动性而发生结拱堵仓现象。

由于仓内贮煤被压实而造成的拱圈，具有相当大的稳定性。

原煤自煤仓上口卸载下来时冲击力越大，时间越长，这种稳定性就越难以破坏。

贮仓中所以形成拱形而不下落，是因为在这个拱圈的上面形成了一个一定厚度的密实的硬壳，该硬壳是具有足够的强度，可以承受本身及其上面存煤的重力作用，使其和周围系统形成了暂时的稳定平衡状态。

影响压实度的因素：

（1）贮煤高度；在一定范围内，贮煤高度加大，对其下部的压实度也越大；但当其超过一定范围时，上部贮煤的自重将被仓内的摩擦力所抵消。

（2）对于垂直仓，仓上口卸载时的冲击力比仓下部放煤稳定流动时的竖向压应力大得多，因而导致压实度增大。

（3）时间的影响；随着煤在仓内贮存时间的延长，煤在其自重影响下将发生沉降，增加了贮料的密实程度，压实度将增加。

（4）原煤粒度和湿度的影响；粒度愈大，压实度愈小；原煤中大颗粒间为各种小颗粒充填时，其压实度将提高。

粉料中块料比例增加时松散作用得到加强。

原煤中含有一定量水分时，可起润滑作用，减小煤块间的内摩探力，从而促进贮煤在仓内的沉降和压实。

仓内存煤的物理机械性质是决定物料结拱难易程度的内在因素，而压实度是促进仓内物料结拱的重要外在条件。

上述因素是促进仓内结拱的重要原因。

如果上面不断地卸载，将使存煤受到重力压缩和冲击压实，但下口不断地溜放又会使被压实的贮煤松散，而且松散的作用比压实的作用要大得多。

卸料时垂直压应力减小，水平压力增加，使物料松散，有利于消除结拱。

最坏的情况是上面不断地卸载、冲击，而下口又长期不溜放，这时如果仓体或漏口断面尺寸不够大，就为结拱创造了良好的机会。

就以上分析及统计结果可得：

以细颗粒为主的煤在煤仓内的堵塞形式主要表现为图2所示c、d、e、f四大类，其中c、d、e类95%堵塞概率发生在煤仓下仓口或煤仓横断面尺寸急剧变化处；f类堵塞现象主要是细煤在仓壁上的沾附导致的，在平煤一矿煤仓基本不出现。

2.2改善煤仓通畅性的措施

根据以上对煤仓堵塞机理的研究，我们提出如下改善煤仓通畅性的措施，以利于煤仓顺利溜煤，减少煤仓堵塞的几率，提高上产效率。

1　在煤仓上口机头卸煤位置设置倾斜一定角度的篦子，倾斜角度的设置以减小原煤进入仓内的冲击力为目的；篦子的网眼密度以煤仓下口与卸入仓内的原煤颗粒的比值大于4～5来确定。

2　加强生产管理工作。

要求严格按照生产规程操作，杜绝大块煤、枕木、铁丝网等极易引起煤仓堵塞的杂物入仓。

这个问题最好能够在采区解决，一劳永逸的办法是设置专门分取长料的装置。

3　将超大块煤或矸石消灭在工作面，这是防止超限大块煤或矿石进入煤仓的最根本的办法，这种措施需要改进工作面采煤方法。

4　采用人工或机械方式