选煤厂溜槽设计

马建钢

（阳泉煤业集团新景矿选煤厂， 山西 阳泉 045000）

引言

溜槽既是选煤厂洗选机械和仓储设备的连接装置，同时也是物料运输的关键通道，物料在溜槽中的运输主要靠重力自流输送。溜槽设计及加工的好坏对洗选工艺流程及洗煤机械设备的布置有着重要的影响，不合理的溜槽设计会产生噪音、粉尘、机械磨损等问题。溜槽的设计通常以煤炭工业部编制的《溜槽图册》和《溜槽补充图册》为主。然而随着煤矿产量的增加，选煤厂设计及洗选能力不断加大，对洗选设备结构功能要求更加严格，对其降低噪音、防止粉尘、抵抗磨损的要求也逐步提高。若继续沿用已有设计手册将无法满足生产的需求，需不断结合设计者的经验来进行改进[1-2]。

1 溜槽布置

溜槽在洗选工艺流程中并非起主导作用，然而对洗选机械设备的布置有重要影响，因此应给予足够的重视。当物料能够顺畅流动时，应尽量减小给料机械与受料机械间的落差，以减小溜槽的设计高度，降低物料运输过程中产生的高差。对机械设备的入料口和排料口的规格尺寸和所处位置要进行充分的了解，尽量缩小入料口与排料口之间的平距，在缩短溜槽长度的同时增加其角度。同时需要将框架梁、设备支撑梁、起重梁、管道、电缆桥架、行人及检修空间等对溜槽设计参数的影响考虑进来。

2 溜槽断面和倾角的确定

2.1 溜槽断面积计算

根据设计图册中的计算公式，溜槽断面积可由如下公式计算：

式中：A为溜槽的断面积，m2；Q为溜槽单位时间运输量，t/h；M为溜槽满载系数，取0.2～0.3，煤取大值，矸石取小值；v为物料在溜槽底板上的运行速度，m/s，分级煤矸石按0.75m/s选取，粒径100mm以下的粉煤按1.5m/s选取；γ为物料比重，t/m3。通常来说溜槽断面高度不低于物料最大粒径的1.5倍[3]。

随着矿井向大型化发展，选煤厂洗选规模也逐步增加，对于溜槽的运量要求也越来越高，若仅以上述公式作为溜槽设计依据，溜槽断面积将会很大。实际生产中，物料在溜槽中的运行速度不但与物料的性质有关外，同时与物料进入溜槽方式、溜槽的结构设置等紧密关联，物料在溜槽内的运行速度不易准确获得，因而对于溜槽断面积的计算可通过对装满系数进行调整以防止其过大。当进入入料口的物料速度较大、落差较大、溜槽角度较大、溜槽垂直段不易堵塞时，可将装满系数调整增加到0.5～0.7；反之当溜槽角度偏小、弯折较多、缓冲段物料易堵塞时，应严格按照上述公式来选择装满系数[4]。

物料多为不规则状，且在溜槽弯折处容易受到影响，造成堵塞，因而在实际生产中，对于通过大块物料粒径200～300mm的溜槽，则溜槽断面的最小高度不低于物料最大粒径的2.25倍。

2.2 溜槽断面形状的选择

通常情况下，溜槽在设计时以矩形断面为主，尽量使底板宽度大于侧板高度，采用矩形断面方便安装和更换内衬，同时有利于设置观察孔和检修门，若空间有限或者溜槽角度较小时，亦可选择圆形断面，该种断面形状对运量小且运距长的煤泥溜槽有更好的适应性。当溜槽断面由矩形向圆形变化时，通常过渡段选取天方地圆形或者直连方式，分别如下页图1和图2所示。

受到溜槽入料口和排料口方位角变化的影响，溜槽矩形断面会发生扭转变形，过渡段通常选为八瓣形，如下页图3所示，也可选择直连的方式。八瓣状过渡段溜槽具有外形美观、空间占用小的优点，但制作工艺相对复杂，衬板更换程序复杂；直连过渡段的制作及安装简单，但需要占据较大空间，当空间狭小或入料口较小时，会限制其使用。此外，在对溜槽断面进行设计时应注意：在溜槽的转弯及分岔段，物料的流动速度会减小，因此需根据实际情况将溜槽断面增加；若某一方向的溜槽断面尺寸减幅较大时，在其相反方向应相应增加，保证溜槽断面积保持不变。

图1 天方地圆过渡段

图2 直连方式过渡段

图3 八瓣溜槽

2.3 溜槽倾角的确定

溜槽倾角主要受到输送物料性质的影响，主要有煤岩种类及粒度大小等，设计手册对不同种类的物料确定了不同的溜槽角度选取范围，在对溜槽进行倾角设计时，应考虑下列问题：不同种类物料其性质差别也较大，设计手册不可能涵盖所有种类信息，只是给出一个大致范围，因此在实际选型设计时，应参考类似物料的溜槽倾角数据，当取值不太确定时，应取大值；若对物料性质参数把握比较准确，可以选择较小的倾角，以达到降低厂房高度、减小溜槽的磨损、降低冲击和噪音的目的。溜槽发生弯折、分岔及断面尺寸减小会导致物料运动速度减幅较大，因此可将后节段的溜槽倾角增大；当溜槽物料的落差较大时，可将溜槽的倾角适当减小，以降低溜槽末端物料的流速，减小受料设备受到的载荷冲击；对于螺旋式溜槽，需全程对物料的流动速度进行监控，以防止块煤产生破碎，对其倾角进行选择时，除根据设计手册外，还应额外考虑动摩擦系数[5]。

3 溜槽的性能

物料在溜槽中的运动会对溜槽内壁产生磨损破坏及噪音等，若溜槽的落差较大，则会对受料设备产生冲击，因此在溜槽设计时，除了要考虑溜槽断面和倾角外，还应考虑溜槽的耐磨性、降噪和缓冲性。

3.1 溜槽的耐磨性

作为溜槽耐磨衬板材质常选择钢、铸石、不锈钢等材料等。若物料的粒度相对较大，则可选择耐磨钢板作为内衬材质。耐磨钢板有多种类型，若其焊接性能较好，则可通过焊接方式与母板固定连接，若焊接性能较差，则可通过螺栓连接与木板固定。若输送物料的含水量较大，则可选用铸石板材质，通过黏结方式与母板相连。若经济情况相对较好，则煤泥溜槽可选择不锈钢材质。

3.2 溜槽缓冲方式和降噪性

物料在运输过程中对溜槽的冲击作用不但造成溜槽的磨损，同时导致产生噪音和煤块的二次破碎，通过一定的缓冲措施可减小上述不利影响。

1）通过采用集煤堆和网格板可缓解机头溜槽所受的冲击。

2）通过在离心机筛前溜槽中部安装挡煤板可有效缓解因溜槽高度较大所受的强烈冲击作用。

3）若溜槽的落差相对较大，则可将溜槽布置为S型，同时设置集煤堆。

4）若分级筛的筛下漏斗落差较大，除使用挡煤板和集煤堆等防护措施外，同时应考虑如下事项：针对块度超过200mm的块煤溜槽，可通过在溜槽底板设置网格板进行缓冲，以防止物料堆积导致堵塞；针对溜槽中易受冲击的部位可设置U型加强筋板，以防止溜槽发生变形。

3.3 溜槽防块煤破碎装置的设计

为防止块煤在运输过程中产生过度破碎情况，可在生产中选用螺旋溜槽、拨轮防破碎溜槽和伸缩溜槽。在生产中最常采用的溜槽为螺旋溜槽，但其制作成本较高且运行维护工作量相对较大，本节主要针对拨轮防破碎装置进行介绍，见下页图4。

当物料在溜槽内的堆积量达到一定高度后，通过电液推杆将插板闸门打开，物料会向拨轮流动，而拨轮受变频电机控制，变频电机可对拨轮的旋转速度进行控制，进而控制物料进入螺旋溜槽的速度，尽量防止块煤入仓时产生过度破碎，块煤率以得到提高。

4 给料或受料设备对溜槽性能的要求

1）胶带输送机的入料溜槽应尽量顺向给料，不要采用逆向，若入料方向与输送带方向相互垂直，可通过将物料流动速度降低来防止因承载不均而导致输送带跑偏。

图4 拨轮防破碎装置

2）筛机入料溜槽的末端应将宽度尺寸扩大，同时设置导流板，并将物料均匀分布于筛面上，从而将筛分效率提高。

3）为方便对破碎机进行检修和清理，在破碎机入料溜槽末端需设置高度大于物料最大粒度2倍的直段箱体，并在两侧开观察孔。

5 结语

溜槽设计及加工的质量对洗选工艺流程及洗煤机械设备的布置有着重要的影响。溜槽设计除了要满足选煤厂基本需求外，还要关注新技术、新材料的应用，注意细节设计，从而使此设计溜槽更加合理。