选煤厂溜槽设计与改进

马鹏飞

(中煤邯郸设计工程有限责任公司，河北 邯郸 056031)

选煤厂溜槽设计与改进

马鹏飞

(中煤邯郸设计工程有限责任公司，河北 邯郸 056031)

溜槽在选煤厂应用广泛，是物料转载与输送、设备连接、工艺流程转换中唯一的不耗能设备。溜槽设计是否合理直接关系到选煤厂能否正常运行，从溜槽设计规则出发，分析了溜槽常用材料，并结合现场实际使用情况对常见溜槽进行改进，为选煤厂溜槽的设计、改进提供一定借鉴。

溜槽；设计规则；材料；改进

煤炭运输转载设计是选煤厂设计中的重要环节之一，而溜槽设计在运输转载设计中占据重要位置[1]。不同煤质、不同选煤厂对煤炭运输转载设计的要求不同，如果对溜槽具体使用环境和特点考虑不周，不但会使其使用寿命短，粉尘、噪声污染加剧，而且会导致块煤破碎率增大，连接设备的处理能力下降，进而影响整个选煤厂的正常生产。从溜槽设计规则出发，分析了溜槽常用材料，并结合现场实际使用情况对选煤厂常见溜槽进行改进，使其设计更合理，为其他选煤厂的溜槽设计、改进提供一定借鉴。

1 溜槽设计规则

选煤厂溜槽设计过程中，应注意溜槽断面形状和尺寸、溜槽倾角、溜槽线路的设计，这三个因素对其能否顺利运行具有重要影响。

1.1 溜槽断面形状和尺寸

溜槽断面应根据输送量和输送物料的最大粒度来确定，而其形状和尺寸取决于所连接设备的要求。当物料输送距离较长时，需要中间溜槽段，常见的中间溜槽段断面为方形和矩形。矩形断面用于溜槽倾斜段，方形断面用于溜槽垂直段。近来，U形断面溜槽、圆形断面溜槽在选煤厂也有使用。U形断面用于敞开式溜槽，圆形断面用于封闭式溜槽。这两种断面溜槽对输送物料的流动阻力更小，在角度相同的条件下不易堵塞，但其加工困难。输送物料不同，输送量不同时，溜槽断面要求也不同，可根据具体情况依据式(1)—(3)计算其断面[3-4]。

(1)根据输送物料的粒度计算溜槽断面：

b≥2dmax+100，

(1)

h≥1.5dmax，

(2)

式中：b为溜槽断面宽，mm；h为溜槽断面高，mm；dmax为输送物料的最大粒度，mm。

(2)根据输送量计算溜槽断面：

(3)

式中：A为溜槽的断面面积，m2；Q为输送量，t/h；Ψ为装满系数，煤取0.3～0.4，矸石取0.2～0.3，断面大时取大值；γ为输送物料的散比重，t/m3，煤取0.85～1，煤泥取1.2～1.3，矸石取1.6；v为输送物料在溜槽底板上的平均流动速度，m/s，一般≥13 mm粒级的分级块煤、矸石取0.75，原煤、中煤、精煤、煤泥取1.50。

1.2 溜槽倾角

溜槽倾角应根据输送物料的性质、粒度、水分来选择，一般情况下，溜槽倾角应大于物料对溜槽的动摩擦角，即物料在溜槽中的运动是加速运动，运动速度应以进入正常断面时的速度为准。物料具有一定的运动速度才能运动到终点，并使其破碎率最小。

常用溜槽倾角设计规则为：筛下溜槽角度应比一般溜槽角度加大5°；水分较大时，粒度较小(粒度<50 mm)的含粉煤的溜槽倾角宜大不宜小；块煤含量远小于粉煤含量时，溜槽倾角应按粉煤所需角度确定；螺旋溜槽的外螺旋角应比一般直溜槽倾斜角大3°～5°[5-6]；伪倾斜角应不少于溜槽所需角度。

1.3 溜槽线路

溜槽线路的设计应遵循下列原则：①线路简单，距离最短。②拐折较少，尽量避免急变断面的出现。③溜槽的卸料情况应满足受料设备的性能要求，避免偏载或受料不均。④出现大的拐折时，大粒度分级煤、手选矸石的拐折处应采用螺旋段连接；含粉煤的拐折处可采用硬角连接。⑤应尽量避免物料垂直下落，无法避免时要尽量减少其垂直下落高度，输送湿粉煤时除外。⑥应注意溜槽与邻近设备及周围梁、柱的距离，以方便安装、检修为宜。⑦溜槽穿过人行道时，应留有2 m左右的净高。⑧要充分考虑溜槽的分节，方便运输、安装、检修。

2 溜槽常用材料

(1)钢板溜槽。碳钢钢板因生产量大、使用面广、机械性能(具有一定的刚度和强度)和焊接性能良好，且价格便宜，易加工，被优先作为溜槽材料。制造溜槽时比较常用的钢板为Q235-A钢板。

(2)塑料溜槽。塑料溜槽是用来输送煤炭、矿石等固体物料的简易设备，具有质轻、抗冲击性好、摩擦系数小、耐腐蚀、抗老化、防静电、阻燃等优良性能，但其使用寿命较短，加工制造成本比钢板溜槽高。常用的塑料溜槽材料为PVC(聚氯乙烯)。

(3)铸石溜槽。铸石溜槽制造工艺简单，取材方便，成本低，还具有良好的耐磨、耐腐蚀性能，其耐磨性能比钢板、铸铁高几十倍，使用寿命长。但铸石溜槽抗冲击性弱，主要用于冲击力小的末煤或细粒煤的输送。

3 溜槽的改进

目前使用的溜槽在现场运行过程中存在一些问题，给实际生产带来诸多不便。根据多年的设计和现场使用经验，在对常见溜槽存在问题分析的基础上，有针对性地对其进行改进[7]。

3.1 机头溜槽的改进

由于缺乏对具体使用环境和工艺系统的研究，根据《DTⅡ(A)型带式输送机设计手册》设计的机头溜槽噪声大，磨损严重。为此，对其进行如下改进。

(1)增设缓冲漏斗。在卸载滚筒机头溜槽内的物料下落路径上设置一个或几个缓冲漏斗(图1(a))，利用煤块之间的相互碰撞实现“软着陆”，减小煤块对溜槽的冲击，延长其使用寿命。此外，还可以根据实际情况，在机头溜槽内增设调节挡板(图1(b))，调节角度γ值，实现设备的中心给料。

(2)更换溜槽断面形状。一般溜槽的排料口都存在不同程度地排料不正现象，导致受料设备偏载或受料不均，影响正常使用。针对此情况，可以将溜槽原断面更换成U型断面，使物料在溜槽中央运动。

(3)增设螺旋溜槽。一般情况下，输送带带面至机头头部漏斗口的垂直距离最小为1.5 m，即此过程中煤块的下落高度最小为1.5 m。如果传动滚筒直径较大，煤块的下落高度会更大，其破碎率将会增加。此时，可通过增设螺旋溜槽(图2)的方式实现高位截煤，以降低煤块破碎率。

图1 改进后的机头溜槽结构示意图

图2 高位截煤溜槽结构示意图

3.2 收集槽的改进

有些收集槽的特殊位置难以铺设衬板，如磁选机精、尾矿槽体，导致该部位磨损严重。由于槽体底板紧贴楼板面，磨损后难以维修，且每次焊补时须切开其侧板，费时费工。为此，采用如下两种方式对其进行改进。

(1)将收集液进入管道的方式由自流改为溢流(图3(a))，溢流自然形成的保护层可有效减轻槽底受损程度。经此改进后，溜槽使用寿命延长，有效杜绝了跑、冒、滴、漏事故的发生，不但改善了现场作业环境，而且使系统介耗降低，应用效果良好。

(2)收集槽底板处于水平状态，可使其带有一定倾角(图3(b))，即使收集槽底板处于倾斜状态，以减小物料对底板的冲击力。

图3 改进后的收集槽结构示意图

3.3 拣矸溜槽的改进

由于工艺需要，选矸车间的设备一般集中在同一栋楼内，但各楼层之间的高差较大，物料对溜槽的冲击力很大，不但加剧了溜槽的磨损，而且噪声污染严重。因此，对其进行相应的改进。

物料由来料带式输送机到转载带式输送机的过程中，要经溜槽转载两次，由于两者的高差大，矸石、块煤对A、B两个底面的冲击力大，致使溜槽发生变形。此外，如果溜槽底板被冲击脱落，将会严重威胁岗位工人的生命安全。为解决此问题，建议在溜槽拐弯处增设一个缓冲斗(图4)，物料落下后先聚集于缓冲斗内，由自然形成的斜面代替溜槽底板承接后续物料，以减轻物其对底板的直接冲击。

为保证物料落下后在缓冲斗内有效聚集，缓冲斗底部尺寸应满足a≤L(a为缓冲漏斗底部宽度，L为入料溜槽进口宽度)；但a、L的差值不能太大，否则物料会过分聚集，易使缓冲斗被堵塞。从维护和运输角度考虑，一般将缓冲斗作为独立部件，通过法兰与溜槽槽体连接。当楼层高差较大，物料粒度>300 mm时，可采用此缓冲装置。

图4 改进后的拣矸溜槽结构示意图

3.4 入筛溜槽的改进

在确定合适的筛机后，入料沿筛机宽度方向的铺展效果对其筛分效率具有重要影响，而入筛溜槽是保证来煤沿其宽度方向有效铺展的重要环节，因此入筛溜槽的设计显得尤为重要。入筛溜槽一般没有任何分煤措施，煤炭只是在筛机筛面中间约1.8 m宽的流动带流动，筛分效率较低(为60%)。为提高筛机筛分效率，可在入筛溜槽中增设分煤器或布料器。

(1)分煤器的设计。以两根75 mm的角钢焊接成分煤器，将其固定在入筛溜槽(图5)内，用于对入料进行分流。经此改进后，物料向筛机筛面两边流动，筛分效率增至68%。筛分效率有所提高，但筛面中间段没有被充分利用。

图5 增设分煤器的入筛溜槽结构示意图

(2)布料器的设计。煤流落在半圆体上后自动形成一个锥体(图6)，后续煤流沿锥体如瀑布状自动滑落，有利于筛分物料在筛机筛面整个宽度方向的分布，具有一定的分流作用。这种设计使筛机筛分效率明显增加(达85%)，物料分级效果理想，因此得到广泛应用。

图6 增设布料器的入筛溜槽结构示意图

4 结语

溜槽设计是一项极为繁琐且工作量大的系统工程，也是关系到选煤厂能否正常运行的关键环节之一。溜槽设计过程中，不但要充分考虑具体使用环境和设备特点，而且要根据实际情况选择合适的材料。合理的溜槽设计，既能满足选煤厂工艺需求，又能经受住现场环境的考验。

[1] 于载泽.矿井生产系统设计手册[D].北京：中国经济出版社，1998.

[2] 戴少康.选煤工艺设计实用技术手册[D].北京：煤炭工业出版社，2010.

[3] 李子英，孙建利. 选煤厂溜槽的设计[J]. 煤炭加工与综合利用，2011(2).

[4] 蒋志新. 大阳泉选煤厂螺旋溜槽的设计[J]. 选煤技术，2008(2).

[5] 李克西. 螺旋溜槽角度的合理确定[J]. 煤炭工程，1976(6).

[6] 李海峰，罗志图，张树才，等.溜槽角度对混装布料过程的影响[J]. 东北大学学报：自然科学版，2012(5).

[7] 曹潞霞. 选煤厂转载溜槽的技术改造[J]. 煤，2009，18(3).

Design and improvement of chute used in coal preparation plant

MA Peng-fei

(Handan Design Engineering Chinacoal Co Ltd, Handan, Hebei 056031, China)

Chute, as the only device consuming no power in loading and conveying materials, connecting equipment and transforming flowsheet, is widely applied to coal preparation plant. Reasonable design of the chute is the key to normal operation for the plant; on the basis of design rules, common chutes are improved by analyzing much used materials according to application in the plant, which can be significant reference for designing and improving coal preparation plant.

chute; design rules; materials; improvement

1001-3571(2015)01-0088-04

TD94；TD521+.2

B

2015-01-29

10.16447/j.cnki.cpt.2015.01.026

马鹏飞(1984—)，男，河北省邯郸市人，工程师，从事于矿山机械设计工作。

E-mail：mpf6984082@163.com Tel:0310-7106704