導(dǎo)讀:煤倉是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中主要的裝儲環(huán)節(jié),它在保證煤炭產(chǎn)品質(zhì)量,調(diào)劑產(chǎn)運不平衡及保障礦井持續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)等方面起到重要作用,煤倉堵塞、橋拱、粘壁現(xiàn)象一直是制約煤礦企業(yè)的頭疼難題,那么煤倉的頻繁堵塞現(xiàn)象從何而來,使用哪種破拱方式才能有效清堵?河南鑫濮空氣炮廠家根據(jù)服務(wù)煤礦清堵的多年經(jīng)驗,找出煤倉堵塞頻繁的原因,對癥下藥。
根據(jù)煤倉斷面結(jié)構(gòu)、布置形式的不同,煤倉有園筒倉、方倉、矩形倉、直立倉、傾斜倉、滑坡倉、地溝倉和半地下煤倉等之分,不論哪種形式的煤倉,都存在煤倉下口漏斗部分合理設(shè)計收口形式的問題,本文以直立式圓筒倉為例,對煤倉堵塞的原因進行分析,并對幾種主要的煤倉防堵措施進行探討。
要想搞清楚煤倉堵塞的原因,就必須先了解煤在倉中的流動原理,煤在倉內(nèi)的流動是由它自身的重力引起的,其運動動態(tài)主要有兩種:
(1)整個倉內(nèi)的物料同時從各自的位置流向卸料口,稱整體流(a),這是倉內(nèi)物料流動最理想的狀態(tài)。
(2)管狀流(b,c,d)),在煤倉中心部位有相當(dāng)于卸料口大小的物料呈柱狀向卸料口運動,其他區(qū)域是處于停滯狀態(tài),這種狀態(tài)對煤倉有影響:
1.煤倉有效容積相對減少2.增加煤倉卸料時無聊的粘結(jié),易起拱堵塞,直立煤倉的底部漏斗結(jié)構(gòu),一般是向斗口收縮的正方錐形或圓錐形,橫截面由上而下逐漸縮小,截面收縮率從上至下很快增大,當(dāng)煤倉漏斗閘門打開流動開始時,貯存在倉內(nèi)的煤粒由于自重的作用,克服阻力向下流動,在煤流下降流動過程中,煤顆粒的原有層面呈不均勻下降,以適應(yīng)截面收縮的變化,由于截面收縮率的增大,煤愈接近斗口,擠壓搓動愈大,加之煤的粘結(jié)作用(在一定范圍內(nèi),煤的粘結(jié)力與煤的含水率成正比,煤流的內(nèi)外摩擦力也急劇增大,當(dāng)各種阻力的影響使煤顆粒原有層面破壞到一定成都時,便導(dǎo)致產(chǎn)生管狀流;當(dāng)倉內(nèi)各種阻力增大到超過煤粒自重作用的垂直凈壓力時,煤流中斷,形成拱形堵塞,流動完全停滯,結(jié)拱的位置一般在煤倉下口上方約2m的地方。產(chǎn)生倉內(nèi)阻力的因素很多,一般來說,如顆粒結(jié)拱,粘結(jié)性,全水分,漏斗傾斜度,倉壁光滑度以及煤的壓實程度等,煤在倉內(nèi)的流動狀態(tài)都受這些因素所制約,以方錐形直線漏斗為例,假設(shè)漏斗的頂部一層共100個粒子,當(dāng)這些粒子流動到漏斗中部時,由于截面積縮小,每層只能容納25個粒子,本來在一層的粒子現(xiàn)在必須拍成大約4層。
由于粒子流動時重新排列組合,其間必然有相對的位移并隨之產(chǎn)生摩擦力,這些阻力都沿著物料流動的方向逐漸增大,在排料口處達到最大值,此時漏斗的上部由于阻力較小,煤粒流動速度較快,因此產(chǎn)生一種壓力來壓實下面的煤粒,使流動更加困難,煤流在靠近倉壁處,特別是漏斗兩側(cè)面的夾角處,摩擦阻力更大,所以,某些品種的煤僅僅由卸料口上面的中心部分往下流,邊上的煤都被阻住,這就是煤倉中經(jīng)常出現(xiàn)的管狀流。
從以上煤流狀態(tài)看,可以說對粘結(jié)性和水分較大的粉煤、末煤,單純用加大漏斗傾角和提高光滑度,是難以避免堵倉問題的,所以,近年來在我國出現(xiàn)了雙曲線形漏斗煤倉,在美國和加拿大則有漏斗斜面上,上段不同角度(上段50°,下段70°)的煤倉,這些漏斗煤倉都是根據(jù)等截面積收縮率或近似等截面收縮率設(shè)計的,煤在倉內(nèi)的流動是下面快,越向上面越慢,呈現(xiàn)整體流動狀態(tài)。
但影響煤倉堵塞最根本的原因還是物料本身的特性與煤倉幾何形狀對物料流動的適應(yīng)性,隨著井下綜采的普及和煤的洗選加工,使倉貯煤的外在水分普遍在8%,甚至更高,煤的粘結(jié)性強、流動性差,當(dāng)它在重力作用下,呈漏斗狀從倉口排出時,料流的形狀是與卸料口尺寸大致相當(dāng)?shù)闹鶢铙w,在這個柱狀體內(nèi),物料受重力作用而產(chǎn)生的剪切力S必須大于使物料固化的物料內(nèi)摩擦力F才能流動,而剪切力與物料對倉壁的摩擦、物料內(nèi)摩擦以及料倉漏斗錐角有關(guān),當(dāng)這些因素確定后,剪切力的分布取決于物料的深度。上圖是料倉內(nèi)剪切力S,摩擦力F,側(cè)壓力P的分布圖,在A點有S=F,此處即結(jié)拱的臨界點,因此,在此處施放空氣炮,當(dāng)空氣炮的沖擊力大于A點的靜摩擦力F,即沖擊應(yīng)力大于物料的結(jié)拱強度就能有效地助流、破拱、預(yù)防和清除堵塞。