馬建鋼

（陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)新景礦選煤廠， 山西 陽(yáng)泉 045000）

引言

溜槽既是選煤廠洗選機(jī)械和倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備的連接裝置，同時(shí)也是物料運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵通道，物料在溜槽中的運(yùn)輸主要靠重力自流輸送。溜槽設(shè)計(jì)及加工的好壞對(duì)洗選工藝流程及洗煤機(jī)械設(shè)備的布置有著重要的影響，不合理的溜槽設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生噪音、粉塵、機(jī)械磨損等問(wèn)題。溜槽的設(shè)計(jì)通常以煤炭工業(yè)部編制的《溜槽圖冊(cè)》和《溜槽補(bǔ)充圖冊(cè)》為主。然而隨著煤礦產(chǎn)量的增加，選煤廠設(shè)計(jì)及洗選能力不斷加大，對(duì)洗選設(shè)備結(jié)構(gòu)功能要求更加嚴(yán)格，對(duì)其降低噪音、防止粉塵、抵抗磨損的要求也逐步提高。若繼續(xù)沿用已有設(shè)計(jì)手冊(cè)將無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)的需求，需不斷結(jié)合設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行改進(jìn)[1-2]。

1 溜槽布置

溜槽在洗選工藝流程中并非起主導(dǎo)作用，然而對(duì)洗選機(jī)械設(shè)備的布置有重要影響，因此應(yīng)給予足夠的重視。當(dāng)物料能夠順暢流動(dòng)時(shí)，應(yīng)盡量減小給料機(jī)械與受料機(jī)械間的落差，以減小溜槽的設(shè)計(jì)高度，降低物料運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的高差。對(duì)機(jī)械設(shè)備的入料口和排料口的規(guī)格尺寸和所處位置要進(jìn)行充分的了解，盡量縮小入料口與排料口之間的平距，在縮短溜槽長(zhǎng)度的同時(shí)增加其角度。同時(shí)需要將框架梁、設(shè)備支撐梁、起重梁、管道、電纜橋架、行人及檢修空間等對(duì)溜槽設(shè)計(jì)參數(shù)的影響考慮進(jìn)來(lái)。

2 溜槽斷面和傾角的確定

2.1 溜槽斷面積計(jì)算

根據(jù)設(shè)計(jì)圖冊(cè)中的計(jì)算公式，溜槽斷面積可由如下公式計(jì)算：

式中：A為溜槽的斷面積，m2；Q為溜槽單位時(shí)間運(yùn)輸量，t/h；M為溜槽滿(mǎn)載系數(shù)，取0.2～0.3，煤取大值，矸石取小值；v為物料在溜槽底板上的運(yùn)行速度，m/s，分級(jí)煤矸石按0.75m/s選取，粒徑100mm以下的粉煤按1.5m/s選??；γ為物料比重，t/m3。通常來(lái)說(shuō)溜槽斷面高度不低于物料最大粒徑的1.5倍[3]。

隨著礦井向大型化發(fā)展，選煤廠洗選規(guī)模也逐步增加，對(duì)于溜槽的運(yùn)量要求也越來(lái)越高，若僅以上述公式作為溜槽設(shè)計(jì)依據(jù)，溜槽斷面積將會(huì)很大。實(shí)際生產(chǎn)中，物料在溜槽中的運(yùn)行速度不但與物料的性質(zhì)有關(guān)外，同時(shí)與物料進(jìn)入溜槽方式、溜槽的結(jié)構(gòu)設(shè)置等緊密關(guān)聯(lián)，物料在溜槽內(nèi)的運(yùn)行速度不易準(zhǔn)確獲得，因而對(duì)于溜槽斷面積的計(jì)算可通過(guò)對(duì)裝滿(mǎn)系數(shù)進(jìn)行調(diào)整以防止其過(guò)大。當(dāng)進(jìn)入入料口的物料速度較大、落差較大、溜槽角度較大、溜槽垂直段不易堵塞時(shí)，可將裝滿(mǎn)系數(shù)調(diào)整增加到0.5～0.7；反之當(dāng)溜槽角度偏小、彎折較多、緩沖段物料易堵塞時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照上述公式來(lái)選擇裝滿(mǎn)系數(shù)[4]。

物料多為不規(guī)則狀，且在溜槽彎折處容易受到影響，造成堵塞，因而在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)于通過(guò)大塊物料粒徑200～300mm的溜槽，則溜槽斷面的最小高度不低于物料最大粒徑的2.25倍。

2.2 溜槽斷面形狀的選擇

通常情況下，溜槽在設(shè)計(jì)時(shí)以矩形斷面為主，盡量使底板寬度大于側(cè)板高度，采用矩形斷面方便安裝和更換內(nèi)襯，同時(shí)有利于設(shè)置觀察孔和檢修門(mén)，若空間有限或者溜槽角度較小時(shí)，亦可選擇圓形斷面，該種斷面形狀對(duì)運(yùn)量小且運(yùn)距長(zhǎng)的煤泥溜槽有更好的適應(yīng)性。當(dāng)溜槽斷面由矩形向圓形變化時(shí)，通常過(guò)渡段選取天方地圓形或者直連方式，分別如下頁(yè)圖1和圖2所示。

受到溜槽入料口和排料口方位角變化的影響，溜槽矩形斷面會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，過(guò)渡段通常選為八瓣形，如下頁(yè)圖3所示，也可選擇直連的方式。八瓣?duì)钸^(guò)渡段溜槽具有外形美觀、空間占用小的優(yōu)點(diǎn)，但制作工藝相對(duì)復(fù)雜，襯板更換程序復(fù)雜；直連過(guò)渡段的制作及安裝簡(jiǎn)單，但需要占據(jù)較大空間，當(dāng)空間狹小或入料口較小時(shí)，會(huì)限制其使用。此外，在對(duì)溜槽斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：在溜槽的轉(zhuǎn)彎及分岔段，物料的流動(dòng)速度會(huì)減小，因此需根據(jù)實(shí)際情況將溜槽斷面增加；若某一方向的溜槽斷面尺寸減幅較大時(shí)，在其相反方向應(yīng)相應(yīng)增加，保證溜槽斷面積保持不變。

圖1 天方地圓過(guò)渡段

圖2 直連方式過(guò)渡段

圖3 八瓣溜槽

2.3 溜槽傾角的確定

溜槽傾角主要受到輸送物料性質(zhì)的影響，主要有煤巖種類(lèi)及粒度大小等，設(shè)計(jì)手冊(cè)對(duì)不同種類(lèi)的物料確定了不同的溜槽角度選取范圍，在對(duì)溜槽進(jìn)行傾角設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮下列問(wèn)題：不同種類(lèi)物料其性質(zhì)差別也較大，設(shè)計(jì)手冊(cè)不可能涵蓋所有種類(lèi)信息，只是給出一個(gè)大致范圍，因此在實(shí)際選型設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)參考類(lèi)似物料的溜槽傾角數(shù)據(jù)，當(dāng)取值不太確定時(shí)，應(yīng)取大值；若對(duì)物料性質(zhì)參數(shù)把握比較準(zhǔn)確，可以選擇較小的傾角，以達(dá)到降低廠房高度、減小溜槽的磨損、降低沖擊和噪音的目的。溜槽發(fā)生彎折、分岔及斷面尺寸減小會(huì)導(dǎo)致物料運(yùn)動(dòng)速度減幅較大，因此可將后節(jié)段的溜槽傾角增大；當(dāng)溜槽物料的落差較大時(shí)，可將溜槽的傾角適當(dāng)減小，以降低溜槽末端物料的流速，減小受料設(shè)備受到的載荷沖擊；對(duì)于螺旋式溜槽，需全程對(duì)物料的流動(dòng)速度進(jìn)行監(jiān)控，以防止塊煤產(chǎn)生破碎，對(duì)其傾角進(jìn)行選擇時(shí)，除根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)外，還應(yīng)額外考慮動(dòng)摩擦系數(shù)[5]。

3 溜槽的性能

物料在溜槽中的運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)溜槽內(nèi)壁產(chǎn)生磨損破壞及噪音等，若溜槽的落差較大，則會(huì)對(duì)受料設(shè)備產(chǎn)生沖擊，因此在溜槽設(shè)計(jì)時(shí)，除了要考慮溜槽斷面和傾角外，還應(yīng)考慮溜槽的耐磨性、降噪和緩沖性。

3.1 溜槽的耐磨性

作為溜槽耐磨襯板材質(zhì)常選擇鋼、鑄石、不銹鋼等材料等。若物料的粒度相對(duì)較大，則可選擇耐磨鋼板作為內(nèi)襯材質(zhì)。耐磨鋼板有多種類(lèi)型，若其焊接性能較好，則可通過(guò)焊接方式與母板固定連接，若焊接性能較差，則可通過(guò)螺栓連接與木板固定。若輸送物料的含水量較大，則可選用鑄石板材質(zhì)，通過(guò)黏結(jié)方式與母板相連。若經(jīng)濟(jì)情況相對(duì)較好，則煤泥溜槽可選擇不銹鋼材質(zhì)。

3.2 溜槽緩沖方式和降噪性

物料在運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)溜槽的沖擊作用不但造成溜槽的磨損，同時(shí)導(dǎo)致產(chǎn)生噪音和煤塊的二次破碎，通過(guò)一定的緩沖措施可減小上述不利影響。

1）通過(guò)采用集煤堆和網(wǎng)格板可緩解機(jī)頭溜槽所受的沖擊。

2）通過(guò)在離心機(jī)篩前溜槽中部安裝擋煤板可有效緩解因溜槽高度較大所受的強(qiáng)烈沖擊作用。

3）若溜槽的落差相對(duì)較大，則可將溜槽布置為S型，同時(shí)設(shè)置集煤堆。

4）若分級(jí)篩的篩下漏斗落差較大，除使用擋煤板和集煤堆等防護(hù)措施外，同時(shí)應(yīng)考慮如下事項(xiàng)：針對(duì)塊度超過(guò)200mm的塊煤溜槽，可通過(guò)在溜槽底板設(shè)置網(wǎng)格板進(jìn)行緩沖，以防止物料堆積導(dǎo)致堵塞；針對(duì)溜槽中易受沖擊的部位可設(shè)置U型加強(qiáng)筋板，以防止溜槽發(fā)生變形。

3.3 溜槽防塊煤破碎裝置的設(shè)計(jì)

為防止塊煤在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)度破碎情況，可在生產(chǎn)中選用螺旋溜槽、撥輪防破碎溜槽和伸縮溜槽。在生產(chǎn)中最常采用的溜槽為螺旋溜槽，但其制作成本較高且運(yùn)行維護(hù)工作量相對(duì)較大，本節(jié)主要針對(duì)撥輪防破碎裝置進(jìn)行介紹，見(jiàn)下頁(yè)圖4。

當(dāng)物料在溜槽內(nèi)的堆積量達(dá)到一定高度后，通過(guò)電液推桿將插板閘門(mén)打開(kāi)，物料會(huì)向撥輪流動(dòng)，而撥輪受變頻電機(jī)控制，變頻電機(jī)可對(duì)撥輪的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制，進(jìn)而控制物料進(jìn)入螺旋溜槽的速度，盡量防止塊煤入倉(cāng)時(shí)產(chǎn)生過(guò)度破碎，塊煤率以得到提高。

4 給料或受料設(shè)備對(duì)溜槽性能的要求

1）膠帶輸送機(jī)的入料溜槽應(yīng)盡量順向給料，不要采用逆向，若入料方向與輸送帶方向相互垂直，可通過(guò)將物料流動(dòng)速度降低來(lái)防止因承載不均而導(dǎo)致輸送帶跑偏。

圖4 撥輪防破碎裝置

2）篩機(jī)入料溜槽的末端應(yīng)將寬度尺寸擴(kuò)大，同時(shí)設(shè)置導(dǎo)流板，并將物料均勻分布于篩面上，從而將篩分效率提高。

3）為方便對(duì)破碎機(jī)進(jìn)行檢修和清理，在破碎機(jī)入料溜槽末端需設(shè)置高度大于物料最大粒度2倍的直段箱體，并在兩側(cè)開(kāi)觀察孔。

5 結(jié)語(yǔ)

溜槽設(shè)計(jì)及加工的質(zhì)量對(duì)洗選工藝流程及洗煤機(jī)械設(shè)備的布置有著重要的影響。溜槽設(shè)計(jì)除了要滿(mǎn)足選煤廠基本需求外，還要關(guān)注新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，注意細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，從而使此設(shè)計(jì)溜槽更加合理。