浅谈煤炭储运系统的设计及应用

（内蒙古扎鲁特旗扎哈淖尔煤业有限公司，内蒙古霍林郭勒 029200）

1.储煤系统方案选择

当前我国大型煤炭储运系统，在贮煤形式上，主要可分成圆形煤场、条形露天煤场、筒仓等。下面将一一对其设计要点进行说明。

1.1 条形露天煤场

某工程条形储煤场内部为全封闭形式，120m长，80m跨度，高度35m。场内煤需要在堆存和装车环节，在品种上有所区分，因此将煤分成三堆，堆高超过20m。卸煤设备为皮带给煤机，每小时卸煤重量在1200t～1400t，四台皮带给煤机同时开启，完成运煤任务。

为避免工程出现自燃问题，应从内部设计和燃料管理方面入手。在设计方面，首先，煤场挡煤墙采用耐火砖砌筑，在墙和地面的交汇地带，过渡时设置倒角，防止出现死角；其次，煤场地面应重视较好的透水与防火性能，用条石铺砌；再次，挡煤墙内应当进行温控装置的安装，对温度情况进行严密监测；最后，在煤场的平台上设置消防设备[1]。

在燃料管理方面，首先，煤的存放时间不能超过半个月，尤其是恢复性较强的原煤；其次，应当压实煤层，防止原煤和空气过多接触变性；最后，除了利用电子设备加强对原煤情况的监控，还需要委派专人对场内情况进行定期巡查，特别是有较大自燃隐患的地带。

1.2 圆形煤场

某工程储煤的圆形煤场，直径为90m，挡墙侧堆高达12m，总储煤量可超过10万吨，可供煤场4d之用。堆煤和取煤的工作能够独立进行，煤场另外配备推煤机与装载机，对煤堆进行整理。在构成上，圆形煤场主要包含中心柱、堆料机、取料机、圆锥形煤斗、土建结构，以及各类自动化控制设备等。

首先，中心柱。中心柱处在圆形煤场中央位置，属于对堆料机与取料机不可或缺的钢结构件，可以承受来自不同部件的载荷。组成结构主要包含钢板卷轧、滚子轴承、滑动电缆等。在外部有一定数量的敷设电缆，顶部和带式输送机裂解，可以以此为支点，承受输送机栈桥载荷。在中心柱的下方有圆锥形料斗，通过设置于混凝土基础的支腿，完成料斗的架设，同时通过楼梯，方便检修人员对管路和电缆进行检修维护。

其次，堆料机。悬臂式堆料机的中心处为中心柱，一侧为钢结构带式输送机，另一侧为配重箱。借助滚子轴承，使堆料机和中心柱相互连接，通过齿轮的啮合作用，可以在360°范围内实现回转。带式输送机可以在头部位置完成300°卸料，通常无需额外进行变幅。同时，物料探头在卸料口两端，若触碰到料堆上方，证明料堆的高度已达极限，不能再高。堆料机上的洒水系统，主要有加压泵、过滤器、水箱、各种阀门、流量计、压力表、洒水喷头等组成，可以喷出形似伞状的水幕，有效控制扬尘。

另外，取料机。取料机采用链条刮板机，安装位置为中心柱下方。在结构上，刮板式取料机框架为箱型梁结构，在链条结构上固定刮板，借助驱动链轮达到循环运动的效果，向圆锥形煤斗中刮入取料机中的煤。在取料机中间，有高低位置存在差异的物料探头，可以对取料机位置进行确定。机器整体的俯仰动作为机械式，也就是通过卷筒钢丝绳伸缩作用完成俯仰动作。

最后，土建结构。圆形煤场的土建结构通常包含挡煤墙、钢网壳穹顶等。挡煤墙高度通常在15m左右，穹顶面则应用彩色压型钢板。

辅助设施方面，圆形煤场通常有卷帘门，可供场内工作人员进出。通风方式为自然通风，在屋盖顶部位置设置排风口，在侧墙和穹顶中间的位置设置进风口。

圆形煤场的防自燃设计和管理，和条形露天煤场如出一辙。除了挡煤墙、温控设备等，还需要在取料机处设置消防水炮。该类型煤场具备良好的环保性能，若发现问题，工作人员可以第一时间进入料场中处理。

1.3 筒仓贮煤场

筒仓在贮煤设施中同样应用相对广泛，不仅不会占用过大空间，而且自动化与环保程度较高，混煤也较为准确。在结构上，筒仓通常为预应力混凝土。某工程的筒仓直径为40m，储煤量在4万吨以上。应用环式给煤机（具备变频调速功能），当作筒仓取料设备，土建结构则应用双环缝隙式出料口[2]。

筒仓贮煤是通过环形布料机实现的。环形布料机在组成上，包含回转装置以及具备双向运行功能的皮带机。回转中心保持和落料中心较高的重合度，在布料机布带中心位置接受来料，之后在布料机的匀速旋转作用下，向筒仓中播撒物料。这种方式也会令物料最大程度充满筒仓，提高筒仓的利用率。筒仓贮煤方案优势即为显著，不仅技术发展相对成熟，而且管理相对简单，可以取得较好应用效果。此外，贮煤的密封性较强，不会受到周边自然环境的过多干扰，同时提高了自动化管理水平。

2.运煤系统的应用

2.1 带式输送机

通常情况下，煤炭运输系统的构成，包含带式输送机和其他辅助设备，根据储存设施的不同，可分成受煤运输与装车运输两大系统[3]。带式输送机通常都是固定式的结构形式，应用的胶带通常为钢丝绳输送带和聚酯帆布输送带，应用变频调速或机械软启动作为其自身的驱动方式，拉紧方式通常为变力拉紧或恒力拉紧。通常情况下，带式输送机的装置，主要包含以下几种：检测打滑装置、检测撕裂装置、检测堵塞装置、拉绳保护装置等。

2.2 装车系统

此处所指装车系统为新型精确火车装车系统，和混凝土简易装车站相比较，新型装车系统包含定量仓与缓冲仓，外形为全钢结构，具备较好物流流动性，可避免产生仓口处堵料的问题。与之相对的，混凝土通常外形结构为混凝土，内部材料耐磨性不强，而且结构性能稳定性较差。

在技术性能方面，新型装车系统有称重系统，也就是在系统内部存在称量仓，借助数字化程度较高的称重传感器作用，可以提高称量物料的准确性，同时可以完成静态显示，具备较强的抗干扰水平，可以防止出现作弊问题。同时在闸门驱动方面，新型装车系统应用的是数字液压系统，其中有流量较大的柱塞泵、伺服比例阀、以及数字化液压油缸等。其中数字化液压油缸使用寿命较长、不会产生较大冲击力，而且在装车时噪声不大，可以防止闸门冲击为称量精度造成的负面影响。与之相对的，筒仓简易装车系统的称量装置为电子磅，鉴于地面和溜槽间有一定高度，装车环节在闸门关闭合适时机的选择上，往往需要装车人员凭经验确定，才能保证有关操作的准确性[4]。但是这种方式不会产生较大称量精度，而且容易出现较大误差，因此作弊现象层出不穷。同时，简易装车系统通常在驱动闸门时，会用到电动推杆设备，不但响应速读较慢，而且不会产生较大推理，因此也难以保障合理的称量精度。

在装车速度方面，新型装车系统具备较高自动化程度，可以通过上位机，达到集成控制的效果，包括车辆定位、火车调度、卸料、称量、装车等环节，全都能在自动化控制的作用下完成工作，因此大大提升了装车速度。若调度环节不出问题，通常一节火车装车所消耗时间，不会超过1min。与之相对的，筒仓简易装车系统在装车的控制上，依然沿用人工操作方法较多，在调度车辆以及装车工作细节上，还是更强于依赖工作人员的工作经验。特别是在装车环节，应当结合车辆装载需求，同时操作员要提前进行判断，从而保证闸门启闭的正确时机。若发生超装或欠装的问题，往往要在短时间内完成物料的卸装和补装，难以达到较快的装车速度，导致装车时间经常在3min左右。

3.结语

储煤方案包含圆形煤场、条形露天煤场、筒仓等，每种储煤方案都有其优势，应当结合储煤需求和设备资源情况的特点灵活选择。运煤系统也是如此，除了带式输送机，还应重视新型装车系统的应用，从而缩短装车时间，提高运煤的自动化水平以及操作准确性。