储煤仓空气炮破拱系统的设计

(收稿日期：2010-04-13)
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式中： d 为管径， m m ； q v 为气体体积流量， q v ＝ Q(273+ t) ，m3/ h；w 为流速，w＝10 m/ s；P 为破拱 ──── 2 731P 器的工作压力，MPa。 根据煤矿地面系统 (选煤厂) 的设计经验，选择 DN25～DN50 的管径即可满足要求。
经 验
论文编号：1001-3954(2010)13-0118-02
储煤仓空气炮 破拱系统的设计
刘静川
中煤邯郸设计工程有限责任公司 河北邯郸 056031
煤
炭储存仓是煤炭生产系统不可或缺的储存缓冲 环节。在工程应用中，煤仓内的煤炭有时会压 实粘结成拱或粘壁，使煤炭不能从料口排出，减少煤 仓容量，从而影响煤炭生产系统的正常运行。空气炮 (又叫破拱器或清堵器) 是防止和消除煤仓起拱、粘仓 和堵塞等现象的专用装置，代替了传统的人工捅捣、 压风喷吹、炸药爆炸、机械震动和滑磨板等一些效果 差、不安全且耗资大的破拱助流办法。因空气炮具有 结构简单、使用方便、冲击力大、安全节能、可自动 控制和不损伤仓斗等优点，是目前较理想的破拱助流 装置。
第 38 卷 2010 年第 13 期

作，可设操作平台。空气炮的安装方位及角度应尽量 设法减少排气管的气流阻力，以减少能耗。
隔大于 120 s，据此确定破拱系统的控制方式。 控制系统可采用手动、气动单个控制，也可采用 自动控制系统完成单个和成组放炮、定时自动放炮等 控制方法。自动控制系统可采用可编程控制系统，运 行人员依据操作面板上的按纽，对空气炮系统进行顺 序控制。也可进入整个生产系统的集控，实现无人看 管控制。
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论文编号：1001-3954(2010)13-0119-02
球磨机人孔盖拆除机构
刘龙兵 于海涛
安徽省庐江龙桥矿业有限公司选矿车间 安徽庐江 231551
球
磨机在日常维修及更换衬板时，需要打开人孔 盖。由于人孔盖内衬板与周边衬板之间的缝隙 内挤满碎钢球及矿石，开启非常困难，通常的做法 是用大锤击打，有时 3、4 个人用 100 多 kg 的钢棒撞 击，用时 2～3 h，工作强度很大，而且盖板易撞击变 形。基于以上原因，笔者设计了一种拆盖机构，以降 低工人的劳动强度，提高生产效益，减少维修量。
2.2 空气炮选型及布置
一般煤矿用煤仓直径 (煤料为方形时，用对角线 之长作为直径) 在 15 ｍ 以上时，应选择容积为 300 L 的空气炮；小于 15 ｍ 可选择 160 L 的空气炮。如直 径较大的煤仓内粘贴了流动性较好的材料，也可选择 容量较小者；对于需长期贮存，而且煤仓的锥角平缓 或出口狭小的煤仓，则需选大者。对于大型 (直径大 于 22 ｍ 的万吨以上级煤仓) 或者密度较大的储煤仓， 可选容积为 500 L 的空气炮。 空气炮的布置根据喷嘴布置来确定，一般采用 一炮一喷嘴的形式，使用索具螺旋扣或钢缆吊挂在附 近的混凝土、金属等构件上。考虑电磁阀的检修及操
1 空气炮破拱系统
空气炮破拱系统 (见图 1) 是以突然喷出的压缩气 体的强烈气流，直接冲入贮存散体物料的闭塞故障 区，克服物料静摩擦，使容器内的物料又一次恢复流 动。该系统包括空气炮、喷嘴、管路、储气罐、气 源、控制阀和控制系统等，涉及到空气动力学、管道 设计等相关知识。设计时应根据料仓型式、容量、截 面积、卸料角度、贮料性质和环境等条件综合考虑。 虽然近几年来不少设计单位及生产厂家对破拱系统设 计提出了一些建议，但仍旧是依据经验确定破拱系统
1 拆盖机构结构及使用方法
拆盖机构外形如图 1 所示，其组成见图 2。
3 破拱控制系统设计
空气炮一般采用二位三通阀控制，具体操作过 程为：先打开进气阀，气体自动进入炮体；需要放炮 时，给换向阀一个控制信号，空气炮即通过排气口喷 出强大的冲击气流；能量释放后自动恢复充气状态， 准备下一个工作循环。 破拱系统的操作方式：一般同时启动同层对角 的 2 个破拱器，堵塞较严重时可同时启动 1 个仓口上 的全部破拱器，但至多不超过 8 个，以免引起结构损 坏。多次启动，直至料仓被疏通。多次启动的时间间
本栏目编辑 杨
2.3 气源确定
空气炮最大放炮数量不应超过 8 个，放炮时间间 隔 2 min，据此确定最大供气量 Q＝0.03 nV (m3/ h) ， 式中：n 为同时放炮时的空气炮个数，当选择大型煤 仓时，最多不超过 8 个；V 为空气炮容积，L。
健
2.4 主供气管路直径的确定
qv d＝18.8 ─ w (mm) ，
4 应用实例
沙曲选煤厂原煤仓直径 22 m，储量 1 万 t，数量 3 个，采用本设计理念对破拱系统进行设计：破拱器 分 3 层布置，其中变径处 1 层，仓嘴 2 层；主管道直 径 50 mm；配备 1.2 m3 储气罐；采用自动、手动控 制系统。经过 3 年使用，效果良好。另外，在屯留、 寺家庄和三河尖选煤厂等工程应用中均达到了预期效 果。□
图 1 拆盖机构结构
在人孔盖板上加工一个斜切口，则人孔盖与筒 体间形成一个楔形槽，该槽斜度与图 2 中的楔块 1 一 致。使用拆盖机构时，将楔块放入该槽内，并将横梁 上的 2 个孔穿在人孔衬板的 2 个固定螺栓上，然后旋 紧螺母，由楔块顶开人孔盖板。
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各参数。
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本栏目编辑 杨 健
1. 主管道 2. 控制阀 3. 喷管 4. 空气炮
图 1 空气炮破拱系统
2 选型计算
2.1 喷嘴布置
喷嘴布置是破拱系统设计的关键。根据近几年国 内煤仓的使用经验，最易起拱、堵塞的部位在垂直仓 壁与锥形料斗结合部以下，所以喷嘴布置的重点应在 此范围。一般针对煤仓结构，在容易起拱处按角度分 层次布置，组成一个破拱系统。 喷嘴布置原则：根据空气炮爆破当量为 900 J/ L， 具体确定每个喷嘴的作用范围大约为 R 1～1.5 m 的球 形，据此确定喷嘴层距为 1～1.5 ｍ，间距为 5 ｍ，交 错配备。对于大型煤仓，根据料仓大小，应对称布置 1～3 层或更多，每层 2～8 个。 根据现场使用经验，在煤仓直径小于 10 m 时， 在变径段中间及变径开始处各布置 1 层喷嘴，下层 2 个，上层 2～4 个；在料仓直径大于 10 m 时，在变径 段 1/ 3、2/ 3 及变径开始处，各布置 1 层喷嘴，喷嘴 数量根据作业半径计算。 喷嘴一般高于起拱点 1～2 ｍ，应与水平面成 -15°～-20° 夹角。+50 mm 的储煤仓应径向布置喷嘴 (指向仓中心)，喷嘴喇叭口水平安放；-50 mm 的储煤 仓喷嘴应切向布置，喷嘴喇叭口垂直安放。 喷嘴一般采用 DN80 或 DN100 钢管，在煤仓出 口处压扁，压扁后的喷嘴间隙为 40 mm。
经 验
2.5 储气罐的选型计算
对于设有专门空压机的破拱系统，由于其动作 是断续的，设置储气罐可有效减小空压机的容量，从 而减少投资；对于采用管路系统供气的破拱系统，选 用储气罐可减少气流脉动，提高输出气流的连续性及 压力稳定性，进一步沉淀分离压缩空气中的水分和油 分，保证连续供给足够的气量。储气罐可根据煤仓分 布及数量多台并联使用，也可单台配用。 由于空气炮自带储气罐，末端供气压力不小于 0.6 MPa 时，可不设储气罐。 储气罐容量可按下式确定 V≥PaQT(P1-P2) (m3) ， 式中： P1 为气源供气压力， MPa；P2 为空气炮工作 压力，MPa；P a 为大气压力，P a＝0.1 MPa；Q 为最 大耗气量 (标准状态)，m3/ h；T 为 2 次放气的时间间 隔，一般 60 s≤T≤120 s。 由以上经验公式确定储气罐的容积 L储，一般 0.6 m3≥L储≥5 m3。根据近几年的设计经验，一套系统一 般采用 0.6～1.2 m3 的储气罐即可满足要求。
第 38 卷 2010 年第 13 期
(1) 由于捕捉粉尘后的污水在自身重力作用下， 绝大部分又流回集水槽中，可以循环利用，所以耗水 量很小； (2) 不需要高压水就可以正常工作，大大降低了 运行成本； (3) 该风机工作可靠，无污水流出，改善了作业 环境，很适合并满足煤矿的生产需要。
参 考 文 献