矿山用料仓设计与计算
120万方料仓设计
料仓、堆场设计一、料仓设计设计为2条生产线，总量120万立方，每条生产线为60万立方。
每条生产线生产量为：600000÷260=2308 m 3/天常见粉料仓（罐）规格有50吨、100吨、150吨、200吨、300吨……。
表2.1 物料平衡表1.水泥为散装水泥，假设满足2天的需求量。
水泥单条生产线用量为：t 1126221126=⨯ 据了解，水泥仓有300T 的规格，故每条生产线选择4个，满足要求。
2.粉煤灰筒仓，假设存储期为3天。
单条生产线用量为：t 23932159=⨯ 故每条生产线选择一个型号为：JLSNC 300T 。
3.矿渣筒仓，假设存储期为2天。
单条生产线用量为：t 22722227=⨯ 故每条生产线选择一个型号为：JLSNC 300T 。
二、砂、石堆场设计砂、石储存周期本设计采用砂石的运输方式为：公路运输。
由表可知砂石的存储天数为10天。
1.存储量的计算砂石根据每日用量和存储周期计算其储存量。
1d 1T G Q =式中：Q 1——存储量，t ； G d ——每日用量，t/d ； T 1——储存周期，天。
已知砂用量为2901 t/天，碎石用量为6439t/天。
t Q s 29010102901=⨯=t Q g 64390106439=⨯= t Q Q Q g s 93400=+=堆场10天的砂石存储量为93400吨。
2.堆场面积计算原料堆积方式及面积砂、石堆积体积为：vm=ρ 3181316.129010m Q V sss ===ρ 3357728.164390m Q V ggg ===ρ 在实际堆场中，砂石堆积为圆锥形，根据公式计算堆积面积为：2217575.21813133m h V S s =⨯==砂 2429265.23577233m hV S g =⨯==石 总面积： 264683m S S S =+=石砂。
矿山开采设计用计算公式
计算公式一、矿山服务年限计算 N=)1(e A Q -⋅η （a ） 式中：N —矿山服务年限 （a ）；Q —设计利用储量 万t ；η—矿石回采率 %；（地下开采80%-90%，露天开采85%-95%） A —矿山年产量 万t/a ；e —废石混入率 %；（地下开采10%，露天开采5%）二、矿山生产能力计算1、按采矿工程延深速度验证确定矿山生产能力（露天） A=)1(e H V P -⋅⋅η （a ） 式中：A —矿山生产能力 万t/a ；P —水平分层平均矿量 万t ；V —采矿工程年延深速度 m/a ；η—矿石回收率 %；H —阶段高度 m ；e —废石混入率 %；2、根据矿山开采年下降速度计算和验证矿山生产能力（地下开采） A=βαγ-⋅⋅⋅1S V K 1·K 2·E （万t ） 式中：A —矿山年生产能力 万t/a ；V —回采工作面下降速度 m/a ；(浅孔留矿为10-25 m/a)S—矿体开采面积 m2；γ—矿石体重 t/m3；α—矿石回收率 %；（80%-90%）β—废石混入率 %；（10%-20%）E—地质影响系数（0.7-0.9）；K1—矿体倾角修正系数K2—矿体厚度修正系数（0.8-1.2）3、矿山生产能力计算（地下开采）A=Z EKQN-⋅⋅⋅1（万t/a）式中：A—矿山生产能力万t/a；Q—矿块生产能力万t/a；N—分布矿块数个；K—矿块利用系数（0.1-0.4）；E—地质影响系数（0.7-0.9）；Z—废石混入率（10%-20%）；4、露天矿总生产能力计算Aα=A(1+n s）=Ak+nsAk （万t/a）式中：Aα—年矿岩总生产能力 t/a；A—年矿石生产能力 t/a；n s—生产剥采比 t/t；5、露天矿可能达到的生产能力A=N·n·Q （t/a）式中：A—露天矿矿石年产量 t/a；Q —挖掘机生产能力 t/a ；n —同时工作的采矿阶段数N —一个阶段可布置的挖掘机数 （汽车运输为1-2）； N=oL L L —一个台阶的矿石工作线长度 m ；L o —一台挖掘机占用的工作线长度 m ；6、根据矿石储量估算露天矿生产能力 A=LQ L=0.2千Q式中：A —矿山年生产能力 t/a ；Q —境界内矿石储量 t ；L —矿山寿命 a ；三、矿井需风量、负压计算1）风量计算①按井下同时工作的最多人数计算Q=qN m 3/min式中：Q —矿井需风量 m 3/min ；q —每人用风量 4m 3/min ；N —最多入井人数 人；②按矿井各地点实际需要风量的总和计算a 、采场需风量1°按排除采场炮烟计算Q1=A·25 m3/min式中：Q1—按排除采场炮烟所需的风量 m3/min；A—每次爆破使用的最大炸药量 kg；25—每kg炸药爆破后需风量2°按排尘风速计算Q1=V·S式中：Q1—按采场排尘所需的风量 m3/min；V—“规程”规定风速取0.25m/sS—采场通风断面积 m3b、掘进工作面需风量1°按一次爆破的最大炸药量计算Q z=25A m3/min2°按生产过程中最多人数计算Q z=Qn m3/min3°按排尘风速计算Q z=V·S m3/minc、硐室需风量Q3=40m3/min～80m3/mind、矿井各地点用风量总和为Q总=ΣQ1+ΣQ2+ΣQ3③最终矿井风量的确定Q=KQ总m3/min式中：K—为风量备用系数（K=1.1-1.25）2）负压计算H=RQ2 PaR=3S LP⋅⋅γ式中：H—矿井通风摩擦阻力 PaR—矿井通风摩擦阻力Q—矿井风量 m3/sγ—巷道通风摩擦阻力系数P—巷道周长 mL—巷道长度 m四、矿井涌水量计算1、露天采坑最大降雨时涌水量计算Q max=H p·F·φ′/1000式中：Q max—最大降雨时露天采坑的涌水量 m3/dH p—设计频率暴雨量 mmφ′—暴雨地表径流系数（0.5-0.9）F—入渗区汇水面积 m22、露天采坑正常降雨涌水量计算Q m=H·F·φ/1000式中：Q m—正常降雨涌水量 m3/dH—平均及降雨量 mmF—机械排水担负的汇水面积 m2φ—正常降雨地表径流系数直（0.3-0.5）3、用稳定流解析法（大井法）按潜水含水层计算矿井涌水量Q=)()2(366.1rR eg S S H K - 式中：Q —竖井成矿坑的涌水量 m 3/dH —潜水含水层厚度 mK —渗透系数 m/dS —水位降深 mR —影响半径 mr —竖井半径成矿坑引用半径 m矿坑引用半径r 的确定：当开采范围为不规则形状时 r=πF 当天采范围为矩形时 r=4b a + F —为开采面积α、b —分别为开采范围的长度和宽度五、排土场计算1、排土场所需容积V y =V s ·K s /(1+Kc)式中：V y —排土场设计的有效容积 m 3V s —剥离岩土的实系数 m 3K s —岩土的松散系数 m 3K c —岩土的下沉率（%） （7%-15%）2、排土场的设计总容积V=K 1·V y m 3式中：V —排土场的设计总容积 m 3V y—排土场的设计容积 m3K1—容积富余系数（1.02-1.05）六、采场采出矿石品位计算α12=（1-γ）d2式中：α12—采区采出矿石品位 %（或g/t）γ—废石混入率 %d2—采区矿石地质平均品位 %（或g/t）七、主要设备生产能力计算1、潜孔钻机台班生产能力计算V b=0.6·υ·T b·η式中：V b—潜孔钻机台班生产能力 m/台·班T b—潜孔钻机每班工作时间 minη—潜孔钻机时间利用系数（0.6-0.4）υ—潜孔钻机钻进进度 cm/minV b一般为15-32m/台·班上式中机械钻速可近似的用下式表示①V=-4ank/πD² E式中a-冲击功（kg/m）；n-冲击频率（次/min）D-钻孔直径（cm）；E-岩石凿碎功比耗（kg.m/cm³）;k-冲击能利用系数，0.6-0.8.②v=3.75Pn/Df（cm/min）P-轴压（t）；n-钻头钻速（r/min）；D-钻头直径；f-岩石坚固性系数。
山西平朔泰安煤业三连体筒仓设计计算
山西平朔泰安煤业三连体筒仓设计计算【摘要】筒仓作为一种特种工程结构，因筒仓所仓储的物料散体介质有别于其它物料，使其结构设计具有特殊性，与一般的结构设计有很大的区别。
本文根据实际工程提出三连体筒仓仓上及仓下计算及设计方法。
【关键词】三连体；筒仓；设计；计算本工程位于山西平朔泰安煤业工业场地北侧，根据场地及生产的实际需要，筒仓应设计为直径为15米的三连体钢筋砼圆筒仓，三个仓体平面布置为一字排开，仓顶标高+29.940m，筒仓厚度为250mm，仓顶为框架结构，建筑物总高度+38.940m。
1．筒仓的概念筒仓是用来贮存散装物料的仓库。
钢筋混凝土筒仓具有容量大、占地小、运行费用低、便于机械化作业等诸多优点，广泛应用于现代农业、矿业、建材、化工、电力、物流等诸多领域。
许多物料的贮存、中转等都是通过筒仓实现的。
所以对筒仓结构设计及施工进行研究具有极其积极的现实意义，它是促进社会主义经济建设的重要保证。
筒仓作为一种特种结构，其结构类型往往不同于一般的梁板结构，仓储物料的散体介质特性使其设计计算不同于其它一般的结构。
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，为了保证煤筒仓工程质量，很有必要对筒仓结构设计进行研究。
用作贮存粮食谷物的叫农业筒仓，用作贮存煤炭、水泥等的叫工业筒仓。
本研究的筒仓是用来贮存煤的。
贮煤筒仓在我国应用较多，并在设计中已积累了不少的经验。
筒仓的设计与施工至关重要，它是工程质量的保证。
仓壁的设计强度应符合生产的需要，同时为了方便物料的装卸，筒仓内壁还应平整光滑，使物料易于流出；设计筒仓时，布局应合理，尽量减少占地面积。
筒仓的选址也很重要，为了便于运输和保持物料的质量不变，筒仓应建在交通要道上、要建在干燥向风的地段上。
为了保证钢板的耐用，不被锈蚀，筒仓不宜临海设置。
所处地段供水、排水、供热、供电等设备线路要良好。
对连体筒仓结构设计及施工研究，国外的研究文献较多，而国内的相对比较少，是近几十年才发展起来的。
固体料仓 (2.26)设计计算
料仓的操作质量
料仓的最小质量
料仓的等效总质量
等效质量系数：地震计算时取
V Di θ p p0 T ψ μ q0
qw
C2 C2 C2
[σ]t φ
ReL(RP0.2) Et
[σ]t ReL(RP0.2)
Et θ
料仓计算
1500 10000 22.5 0.029 0.002
65 35 0.466307658 450 A 600 7 一 0.1 Ⅲ 1
av）*Dzi/(4*δ eia-acosθ)+maac*g/(π*ma-ac*
δeia-a*cosθ)
截面a-a处组合应力
载荷组合系数 轴向组合拉应力校核 钢板的厚度负偏差 壁厚附加量 裙座壳应力
人孔截面m-m截面应力计算公式
钢板的厚度负偏差 壁厚附加量 人孔截面开孔加强管长度 人孔截面处水平方向的最大宽度
2
3000
1
3000
见表7
段号 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
4.56E+09
li(mm)
1091 3000 3000 3000 4000 4000 4000 4000 3000 3000 ∑,N.mm N.mm
0.800 0.780 0.468 0.234
Pi(N) 11736.85 32067.75 31251.12 30053.82 38103.31 34704.5 30622.69 25985.44 13872.2 7258.99
筋板的许用应力（λ＜λc）：
仓壳锥体任意截面a-a处设计压力P和垂直于其 壁面的法向压力Pn产生的周向应力
σa-aθ=（P+Pa-ah）*Dzi/
料仓计算
Kg Kg Kg Kg Kg Kg Kg Kg
292495.47 28928.20 9703.90 20593.20 0.00 233270.17 0.00 0.00
Kg
233270.17
MPa MPa
0.07791582 0.07233551 0.23788308 32000 22000
mm mm
I-I E
N.mm mm
212444600 0
N.mm
265555750
N.mm
265555750
(八)、雪载荷 设备安装在室内，无需考虑雪载荷 (九)、仓筒应力计算 1、轴向应力计算
1.1、摩擦力、物料轴向压力及气相压力产生的轴向应力 环型支撑以上部分产生压应力 对δ 1部分：公式：σ 对δ 2部分：公式：σ
θ
MPa MPa
25 19.0692403
＝Di(Pn+P2)/(2δ
3eφ
cosθ ）
MPa
34.3544708
1.2、经向应力 公式：σ z=DiPv/(4δ eφ cosθ )+Wc/(π Diδ eφ cosθ ) 式中：Wc：锥体自重与锥体部分所储物料重量之和，按下式计算： Wc=π Di2Hcγ 1/12+W锥 锥体自重W锥为： 2、锥体任意截面上的应力计算 2.1、锥体任意截面上的垂直力 公式：Pv=γ 1Di/(4kμ cosθ )(1-e^(-4kμ hcosθ /Di))1E-6 h：料仓计算截面以上的储料高度 2.2、锥体任意截面上的水平力 公式：Ph=kPv 2.3、锥体任意截面上的法向力 公式：Pn=Ph(sinα )^2+Pv(cosα )^2 2.4、周向应力 公式：σ
（压应力）
料仓计算书
第三届湖北省“结构设计大赛”设计方案设计人：张学强、侯金穗、徐立一、 料仓装料部分： <一>形状尺寸1、形状：采用直圆筒状主装料仓，如图所示：2、图中圆筒部分高h1，圆台状部分高h2，其中 h1、 h2由以下过程计算体积：kg mm kg V 6010410039≥⨯⨯-mm 70021≤+h h mm 2002≤h()V h h ≥⨯⨯⨯+++⨯⨯22212460200602004200ππ3、考虑到料仓稳定性，结构体重心较低，圆台倾斜角较小，结合上述计算，最优方案为：mm h 4972= mm h 1181≥4、又考虑到料仓内部加固的箍竹片会占据一定体积，所以使上部略大于计算理论值，最终确定料仓尺寸为：mm h 5501= mm h 1202= <二>加固方法1、圆筒部采用内部竖直方向装配竹片，外部横向加环形竹箍固定的方式。
2、圆台部分采用圆筒部分向内部弯折延续，并且在折点内侧环箍加固及下部外侧环箍加固的方式。
3、为使下部形成圆台状，应将竹片加工成向下部逐渐变窄的尖竹片。
4、弯折处细部结构如图所示：5、安装有环箍部位竹片受力如图所示：<三>竹片加工规格及数据计算1、由于圆筒部分向上部受力越来越小，并且由竹片箍紧，所以主要承力部分为圆台状部分，下面就圆台状部分荷载及稳定性作具体计算分析。
2、圆筒及圆台部分共由N根竹片组成，圆筒部分每根竹片宽度为D，圆台下端宽度为d由几何关系有：mm 200⨯=πNDmm 60d ⨯=πN3、考虑竖直方向荷载，忽略料仓内壁对物料的摩擦力，每根竹片平均分摊荷载1p ，弯折区域总荷载P1满足以下关系：11p P N =⨯ 并且P1在竹片上呈梯形状分布，如图所示：4、忽略物料颗粒之间的摩擦力，圆台底部承受荷载为P2，每根竹片承受竖直向下的集中荷载p2，则满足以下关系：22p P N =⨯5、由几何关系有：kg 6020060221⨯=Pkg 6021=+P P6、P1大小呈梯形分布，在计算端点力矩时可将其看作直接作用于中点，由折点静力（力矩） 平衡条件得：0mm 200-mm 35mm 7012=⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛F N P N P则水平距离中心x 处的弯矩为：Fx p x p x xx M ⨯-⨯+⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-=720270007212021xm 10720x 114.5-54x 49000x 546-14000x 54612016-32⋅⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯⨯=N N可得mm 29x =时弯矩值最大，此时m 426.01max ⋅⨯=N NM 此处的最大正应力为: ZW M maxmax =σ62λ∇=Z W其中 ： λ为竹片厚度d 2970d+⨯-=∇D 又由： a 60maxMP ≤σ 得 ： ≥λ0.34mm所以选用0.35mm 厚的竹片，而考虑到在弯矩最大处的安全性，所以在此处外侧额外加一环箍（图中为受力f 处）用以保护结构。
常压料仓计算
料仓材料许用应力[σ]n(Mpa)
料仓内件质量m02 (Kg)
ห้องสมุดไป่ตู้
保温及防护材料质量m03(Kg)
平台扶梯质量m04 (Kg)
人孔法兰等附件质量ma(Kg)
偏心质量
me(Kg)
料仓储料重量WG
(N)
料仓壳质量 m01
(Kg)
物料内摩擦角ψ
(°)
物料与仓筒壁间摩擦系数μ
物料侧压系数K
料仓材料的密度ρ Kg/m3
第五段仓体有效厚度δ5e(mm)
自下而上第六段仓体高度L6(mm)
第六段仓体有效厚度δ6e(mm)
地震影响系数的最大值αmax
场地土的特征周期Tg (s)
9000 料仓操作质量m0(Kg) 10786 等厚度料仓的自振周期T 10000 6000 第一段截面惯性矩I1 17254 第二段截面惯性矩I2
35.11596
锥体上任一截面距锥底高度h(mm)
3200 计算截面处物料垂直压力Pv (Mpa) 1.3E-08
计算截面处的锥体直径di(mm) 5552 计算截面处 水平力Ph
(Mpa) 1.05E-09
物料与锥壁的摩擦系数μ
0.32 计算截面处 法向力Pn
(Mpa) 1.19E-08
计算截面处的锥体厚度δ(mm)
料仓内压力PI
(Mpa)
有支架锥顶支架数目 N
0.4 有支架支架梁截面模数Z 12
(mm3) 16362.46
料仓内部负压值Pin
(Mpa)
计算截面的风压高度变化系数fi
0 仓壁设计外压Pout 1.17
(Mpa) 0.001711
料仓的总当量高度HE
17000 料仓许用临界压力值[P]out(Mpa)
矿仓设施的选择确定与计算
矿仓设施的选择确定与计算【我来说两句】2006-11-4 16:22:24 中国选矿技术网浏览826 次收藏【摘要】：选矿厂中的贮矿设施的主要作用是调节、缓冲矿山与选矿以及解决由于选矿厂内各矿业工作制度不同和矿石供应量不均衡的矛盾；保证维护、检修和生产正常运行，提高设备作业率，提供物料分配、转运和中和混匀条件。
矿仓的形式、容积直接影响造价和选矿生产，在设计中必须合理地确定。
一、矿仓类型（一）矿仓类型表1 按结构划分的矿仓类型及应用特点矿仓按其结构分为地下式、半地下式、地面式、高架式、抓斗式和斜坡式等，见表1. 以矿仓平面几何形状还可分为圆形、方形和矩形，一般采用圆形截面较多，因受力均匀，节省建筑材料，比同容积的其它型式矿仓可节省钢筋混凝土1/3;方形与矩形截面多用于分配或缓冲矿仓；矿仓底部有平底、锥底（角锥或圆锥）、抛物线型等，圆形平底结构简单，造价低，但死角大，需多设排矿口。
圆的直径一般为4~15m.(二)常用的贮矿仓类型及其考虑的问题(1)原矿受矿仓的类型应根据粗碎设备的类型和规格、原矿运输和卸矿方式以及地形条件等因素抉择。
一般多采用矩形漏斗仓。
由于原矿块大，矿仓容积不宜过大，主要起缓冲和生产衔接作用。
(2)缓冲分配矿仓常用于破碎厂房，一般多采用槽形矿仓。
大块矿石常采用平底槽形仓底部排矿；粒度小、粉矿多的矿石采用三面或四面倾斜的斗仓为宜，主要解决平行作业的均衡生产问题。
(3)中间矿仓或矿堆，规模在10000t/d以上的选矿厂可考虑设置，一般设在粗碎之后，细碎之前，多采用地面式结构，也有采用半地下式结构的，但投资多，排矿口易堵塞，且不易清理。
(4)磨矿矿仓一般采用高架式结构，多数采用圆形平底、槽形锥底仓。
自磨机前贮矿仓多采用地面式或半地下式矿堆。
用于调节破碎与磨矿作业生产系统的设备事故及工作制度的差别。
(5)产品矿仓多采用高架式和抓斗式。
(6)装车仓类型主要取决于外部运输条件，当火车外运时，多采用装车快、操作方便的高架式矿仓，仓底有槽形斜底、锥底和圆形平底，对粘性物料多采用抓斗式矿仓。
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矿山用料仓设计与计算
【摘要】介绍了料仓仓体的结构功能，结合实际算例，介绍了浅仓仓体的设计计算方法，实现大容积料仓的设计，满足了矿山散料开采运输设计需要。
【关键词】料仓仓壁强度
1.料仓的结构形式
1.1概述
料仓的平面形状，常用的为圆形和矩形，国外也有正多边形的。
根据设计计算、构造的要求，按筒仓的仓体尺寸，分为深仓和浅仓。
对于矩形浅仓，应分为漏斗仓、低壁浅仓和高壁浅仓。
其划分标准应符合下列规定：
当料仓内贮料计算高度h与圆形筒仓内径d或与矩形料仓短边b之比大于或等于1.5时，为深仓，小于1.5时为浅仓。
对于矩形浅仓，当无仓壁时为漏斗仓，当仓壁高度h与短边之比小于0.5时为低壁浅仓，大于或等于0.5时为高壁浅仓。
上述按设计要求，将料仓划分为深、浅仓，又将矩形浅仓划分为漏斗仓、低壁浅仓和高壁浅仓的做法，使计算得到简化，并且可对不同的仓提出不同的构造要求，是十分必要的。
1.2料仓的结构
料仓的平面布置，应根据工艺、地形、工程地质和施工等条件，经过技术经济比较后确定。
可按工艺要求及仓体容量等布置成独立仓、单排仓、多排行列式仓。
料仓结构可分为仓顶、仓壁、仓底、仓下支撑结构及基础，仓顶是指仓顶平台或仓壁整体连接的截椎壳。
仓壁是指直接承受贮料水平压力的竖壁。
仓底是指直接承受竖向压力的漏斗、平板（梁板）加填料形成的漏斗等结构。
仓下支撑结构是指仓底以下的筒壁、柱子（或墙壁），它是仓壁、仓底和基础之间承上启下的支撑结构。
筒壁、柱子或墙壁一下部分则为基础。
2.料仓计算
筒仓一般为自上部进料，自下部卸料。
这里我们结合工程实例，对矩形浅仓仓体进行详细设计计算。
浅仓计算简图如图1所示。
设仓壁、漏斗壁厚度均为20mm。
贮料：无烟煤，重力密度γ=12.0kN/m3，内摩擦角ф=30°；
顶部平台载荷30kN/m；
漏斗口阀门：15kN/个；
材料：Q345-B
2.1贮料压力计算
该料仓由于
属于低壁浅仓。
侧压力系数：
仓壁下端水平压力：
式中γQ为物料冲击系数，可由相关资料查得，这里取γQ=1.3
漏斗壁上端法向压力：
式中ε可由相关资料查得，这里取ε=0.586
漏斗壁下端法向压力：
2.2贮料总重
2.3内力及强度计算
将以上荷载数据输入结构计算软件（这里使用ANSYS有限元分析软件），对仓壁进行内力计算，进一步核算仓壁强度及稳定性。
经核算，料仓壁厚为25mm，仓壁衬板厚度为20mm，并在应力相对较大位置增设12mm厚加筋肋，以提高仓壁强度，进一步增加仓壁稳定性。
料仓仓壁计算结果见图3，从图中可以看出仓壁最大应力为266.1Mpa，满足强度要求。
3.结束语
矿山用料仓工作环境恶劣贮料量大，并长期承受贮料时的冲击载荷，必须确保其具备足够的强度及稳定性，以保证安全可靠的作业，因此其结构设计至关重
要。
本文通过工程实例，对矩形浅仓承压及其强度进行计算，实现其结构设计的可靠合理性，具有很大的现实意义。