煤炭集運站建設(shè)中儲煤系統(tǒng)常見工藝形式

王一波

輸煤系統(tǒng)在煤炭生產(chǎn)全流程中占據(jù)重要地位，在獲取外來煤炭后，其負責(zé)執(zhí)行儲存、配煤及運輸?shù)认嚓P(guān)操作。系統(tǒng)工作機制中，儲存方式對于煤炭產(chǎn)品的品質(zhì)具有明顯的影響。煤場應(yīng)根據(jù)自身狀況選擇相適應(yīng)的儲煤形式，具體兼顧場地條件、儲煤需求、硬件設(shè)施建設(shè)狀況等多個方面，以保證儲煤工藝形式具有可行性。對此，本文根據(jù)現(xiàn)階段國內(nèi)煤炭集運站的發(fā)展狀況，總結(jié)出幾種較典型的儲煤系統(tǒng)工藝，圍繞各自所具有的應(yīng)用特點展開對比分析，明確各自在技術(shù)可行性、環(huán)保效益性、經(jīng)濟效益性等方面的表現(xiàn)。

一、儲煤系統(tǒng)的典型工藝及應(yīng)用特點分析

現(xiàn)階段，國內(nèi)儲煤系統(tǒng)工藝已經(jīng)較為成熟，較典型的有儲煤場和儲煤倉兩種形式，前者包含圓形、條形等細分形式，后者則以槽倉、圓筒倉和方倉三種類型居多。

1.圓形儲煤場

圓形儲煤場外觀方面呈半球面網(wǎng)殼形，在其底部通過砌筑混凝土的方式形成完整的擋墻結(jié)構(gòu)，若配置了門架式刮板取料設(shè)備，在修筑擋墻時則要考慮到設(shè)備對其產(chǎn)生的推力問題，可在擋墻外側(cè)設(shè)扶壁柱，以達到維持擋墻穩(wěn)定性的效果。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)以輕型冷彎薄壁型鋼檀條為基礎(chǔ)材料所組成，構(gòu)成骨架后再設(shè)置彩鋼板，以達到封閉骨架的效果，設(shè)適量采光帶和通風(fēng)孔以營造良好的儲煤環(huán)境，避免煤炭資源發(fā)生變質(zhì)等問題。

圓形儲煤場還可設(shè)置為氣膜結(jié)構(gòu)，即在充氣作用下構(gòu)成具有穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)體。配置帶式輸送機時，將該部分與圓形儲煤場頂端穩(wěn)定連接，并配套轉(zhuǎn)載站等相關(guān)設(shè)施，在落煤工藝的支持下高效堆煤、取煤。圓形儲煤場的直徑可選形式較多，常見有80m、90m、100m、120m，具體視實際情況而定。從應(yīng)用場景方面來看，圓形儲煤場在多數(shù)儲煤系統(tǒng)中都得到廣泛應(yīng)用，較典型的有神華煤化工圓球形儲煤倉等。

2.條形儲煤場

條形煤場在現(xiàn)代化的煤炭事業(yè)中也取得了廣泛的應(yīng)用，從存放方式的角度來看，其又可細分為多種類型，各自的存放方式都有其獨特性。一是開放式露天煤場，其采取的是條形存放方式且未采取防護措施，以露天堆放為主，因此只有在少雨的地區(qū)才具有適用性，否則會受到雨水的持續(xù)性作用而引發(fā)煤炭變質(zhì)等問題。并且，此方式的環(huán)境污染較為明顯，在大風(fēng)天氣易污染周邊環(huán)境，在環(huán)境要求較低的地區(qū)可行。二是半開放式煤場，其搭建了具有半封閉特點的棚式結(jié)構(gòu)，兩側(cè)分別配置有擋料墻，在持續(xù)性降雨天氣時可在該處保存，但此方式依然伴有環(huán)境污染問題，因此在環(huán)保要求較高的地區(qū)缺乏適用性。三是全封閉式煤場，以煤棚為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，采取了四周封閉墻體的方式，從而達到封閉式存儲的效果，此模式的應(yīng)用范圍廣泛，在多種條件下都能夠有效儲煤。全封閉墻體的防護能力較強，具有抵抗大風(fēng)和強降雨的能力，可將煤炭產(chǎn)品完整儲存至特定的結(jié)構(gòu)內(nèi)，環(huán)境污染問題得到有效的緩解，是一種更具發(fā)展?jié)摿Φ膬γ簣鼋ㄔO(shè)形式。圖1為條形煤場示意圖。

長條形結(jié)構(gòu)的總體特征在于支持多種堆取料工藝，可根據(jù)實際需求布設(shè)大型堆取料設(shè)備，或是在多點卸料工藝和推土機的輔助下順利完成取料操作。條形儲煤場的服務(wù)能力較強，常見于大型的物流中心或碼頭。

3.圓筒倉

圓筒倉具有完全封閉的結(jié)構(gòu)特點，在煤種穩(wěn)定的條件下具有很高的可行性，所產(chǎn)生的環(huán)境污染也相對較小。圓筒倉的形式可根據(jù)實際需求靈活調(diào)整，因此在直徑和存儲量方面具有差異性，通常其存儲能力可達到1～4萬噸。圓筒倉普遍采取鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，對場地空間的需求較小，但對煤質(zhì)提出較高的要求，因此其適用范圍相對較窄。此外，由于采取的是全封閉形式，在此運行環(huán)境下易導(dǎo)致內(nèi)部的煤發(fā)生氣化，逐步聚集大量的可燃氣體，因此需要加強防火防爆預(yù)防措施。圖2為圓筒倉儲煤示意圖。

圖1 條形煤場

圖2 圓筒倉儲煤

圓筒倉工藝已經(jīng)頗為成熟，其在國內(nèi)煤礦生產(chǎn)中取得廣泛的應(yīng)用，可作為多煤種的存儲形式。為避免多種煤炭摻雜的問題，通常單個筒倉僅存儲某種特定的煤種，此方式可為后續(xù)的精確配煤創(chuàng)造良好的條件。現(xiàn)階段，國內(nèi)圓筒倉直徑的可選形式較多，例如8m、12m、15m等，最大可達到45m。鋼筋混凝土為主要結(jié)構(gòu)形式，若建設(shè)規(guī)模較大可使用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。堆取料操作的實現(xiàn)得益于刮板機和給煤機的共同配合，來煤后利用帶式輸送機轉(zhuǎn)移，使其達到倉頂處，再通過刮板機精準配倉，為順利完成取料作業(yè)常在倉底配置給煤機，借助帶式輸送機將其轉(zhuǎn)移至下游工藝系統(tǒng)，進入到后續(xù)環(huán)節(jié)。

二、各類儲煤形式的優(yōu)缺點對比分析

1.各類儲煤形式的優(yōu)點

（1）條形料場。建設(shè)成本相對較低，在場地充足且環(huán)保技術(shù)要求低的區(qū)域具有可行性，其經(jīng)濟效益較為可觀，可避免煤的燃燒、爆炸等問題，具有良好的安全性和穩(wěn)定性。通風(fēng)條件良好，可滿足晾曬需求以便合理控制含水量。

（2）圓形料場。在有限的場地內(nèi)可創(chuàng)造較高的利用率，占地面積相對較小。得益于封閉式結(jié)構(gòu)形式，在抗風(fēng)、防雨等方面都具有較好的表現(xiàn)，同時也可避免因天氣原因而導(dǎo)致原煤流失的現(xiàn)象。圓形料場的損耗量相對較小，年均可控制在2%以內(nèi)。

（3）圓筒倉。儲煤穩(wěn)定性良好，外界因素對內(nèi)部的干擾相對較小，同時具有顯著的環(huán)保效益。

2.各類儲煤形式的缺點

（1）條形料場。建設(shè)面積相對較大，輸送期間伴有較明顯的高度差，隨之引發(fā)揚塵等問題，環(huán)境的受污染程度也明顯增加。高位進料的方式容易出現(xiàn)二次倒運的情況，工作量相對較大。

（2）圓形料場。建設(shè)成本較高，其堆煤高度相對較大，因此出現(xiàn)內(nèi)部著火事故后難以在短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)，從而容易引發(fā)大規(guī)模的火災(zāi)事故。

（3）圓筒倉。所存儲的煤質(zhì)應(yīng)具有高等級、高品質(zhì)的特點，否則易增加存放風(fēng)險，甚至誘發(fā)安全事故。

三、煤場儲煤形式的選用對策分析

以儲煤量為5萬m3為基本前提，經(jīng)計算后可以得知筒倉的占地面積最小，約為2000m2左右，而圓形料場等其他形式的占地面積都相對較大。筒倉的基本特點在于對煤質(zhì)提出較高的要求，若儲量約為1萬m3并且滿足煤質(zhì)良好的要求，此時筒倉的方式具有可行性，可發(fā)揮出占地面積小、儲煤效果良好、環(huán)保效益高等多重優(yōu)勢。若儲量有所增加，此時筒倉的適用性欠佳，應(yīng)結(jié)合實際情況展開多方面分析，若環(huán)保要求高，此時以圓形料場或全封閉條形料場較為合適；而對于環(huán)保要求足較低的情況則可以采用條形料場，最佳的形式是半封閉式和露天式，在此條件下能夠切實保證儲煤的質(zhì)量，并且其在投資成本等方面都具有較好的表現(xiàn)。簡言之，儲煤方式的選擇需要充分考慮到環(huán)保要求、投入成本、儲煤質(zhì)量等多個因素，應(yīng)選擇可兼顧多方面要求的最佳方式。

四、結(jié)語

綜上所述，煤場儲煤形式具有多樣性，各自都有其獨特的優(yōu)缺點，相關(guān)工作人員應(yīng)準確掌握各類形式的特點，從技術(shù)可行性、環(huán)保效益性等多個角度展開對比和分析，選擇最為合適的儲煤形式，以達到保證儲煤質(zhì)量、提高經(jīng)濟效益等多重效果，為煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展助力，推動社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。