一種長形預均化堆場堆取料方案的改進措施

李丹丹（中信重工集團有限公司 河南 洛陽 471000）

1 項目基本情況簡介

我公司在進行國外某水泥廠設計時，根據業主方招標文件要求，需要從碼頭用2臺卸船機將石灰石、原煤及砂巖分別運至不同的預均化堆場，再分別取料至轉運皮帶機上進行下一步的運輸。并且經過物料平衡計算要求石灰石預均化堆場儲量為140000t，兩個原煤預均化堆場儲量各為20000t，砂巖儲量10000t，本方案工藝流程布置圖見圖1所示。

圖1 工藝流程布置圖

2 項目基本設計方案

按照以往傳統設計方案，一般會采用圓形石灰石預均化堆場和兩個長形原煤預均化堆場，但如此一來將會使得原本就緊張的廠區用地更加緊張，甚至經過布置發現根本無從布置下去。因此考慮石灰石預均化堆場也改為長形預均化堆場。原本兩個長形原煤預均化堆場考慮各用一條S小車堆料皮帶來實現堆料，但是考慮煤粉堆得過高易引發自燃，同時考慮降低土建投資費用的因素，所以需要降低煤粉堆料的高度。經綜合考慮修改平面布置圖如圖2所示。

3 堆料工藝設計流程簡介

圖2 平面布置圖

對于3種物料，均采用S小車卸料，原煤總儲量40000t，石灰石儲量140000t，砂巖儲量10000t。本方案要實現3類物料由兩臺卸船機同時交叉卸料，所以采用兩條卸船皮帶機，利用三通將物料分別送至各個預均化堆場。為了防止雨水進入料堆，避免物料飛揚污染環境，該方案采取封閉式網架結構。同時，本方案采取在堆料小車上安裝噴霧設施降低堆料時物料飛揚產生的灰塵濃度。

3.1 原煤預均化堆場堆料流程

煤堆在長時間堆放過程中產生的自燃現象是長期困擾企業安全生產的嚴重問題，我國有56%以上的煤礦存在煤堆自燃發火的危險[1]，煤炭自燃火災嚴重影響煤炭的安全生產和儲存。對于相同的煤堆型式，煤堆內部接近中央處的溫度值處于最高；對于不同堆放方式的煤堆，煤堆越厚中心點溫度越高，越容易發生自燃 [1]。本方案中的煤堆，采用降低堆料高度，增大與外界的接觸面積，減小煤堆中央與邊界的距離，使中央部分的原煤氧化產生出來的熱量較快被傳出。

本方案為了實現兩臺卸船機同時卸載不同種類的原煤，如果每個原煤預均化堆場只采用一個S小車卸料，要達到設計要求的儲量并且滿足廠區用地的限制的情況下需要將S小車卸料平臺標高設計到23.500m。這樣就會使得煤粉堆積過高從而極易引發煤粉的自燃增加了安全隱患，同時還提高了建設成本。因此經過綜合考慮比較后，采用兩條卸料皮帶和四臺S小車，在每個原煤預均化堆場堆料皮帶上各配置兩臺S小車，兩臺S小車呈上下布置并且相互垂直，將不同種類的原煤同時卸到第一層S小車，然后經過下料溜子卸到第二層S小車上，第二層S小車可以沿著堆場長度方向通過網架上固定的軌道隨上一層S小車同步移動卸料。其剖面圖見圖3原煤預均化堆場剖面圖。

圖3 原煤預均化堆場剖面圖

3.2 石灰石預均化堆場堆料流程

本方案石灰石儲量比原煤儲量大，且不用擔心自燃問題，可以用S小車堆放較高高度，為了降低來料皮帶的轉運平臺高度，將石灰石預均化堆場放在原煤預均化堆場物料輸送方向的下游，充分利用原煤預均化堆場的框架來作為石灰石輸送皮帶的支撐，能大大降低支撐的高度，節省了土建成本，同時大大增加了結構的安全性。通過輸送皮帶傾斜段來提高石灰石卸料小車的皮帶機高度，實現兩種物料互不影響卸料。本方案堆料立面圖見圖4所示。

圖4 堆料立面圖

3.3 砂巖預均化堆場堆料流程

本方案砂巖，通過卸船機卸料后，由皮帶機和卸料小車輸送至露天堆放的砂巖堆場，儲量較大，本次設計與石灰石預均化堆場共用兩條堆料皮帶和S小車，當來料為石灰石的情況時，S小車可以在石灰石預均化堆場內移動進行石灰石堆料；當來料為砂巖的情況時，通過移動S小車至石灰石預均化堆場與原煤預均化堆場之間的位置，使砂巖經過S小車側卸料溜子進入到砂巖堆料皮帶機上輸送至指定的砂巖露天預均化堆場。

4 取料工藝設計流程簡介

4.1 原煤預均化堆場取料流程

對于原煤預均化堆場，由于儲量要求非常大，再加上場地面積的限制，只能擴大料堆橫向跨度，如果采用相對的兩臺側式取料機則兩臺側式取料機端部會出現大量的死料區，不僅無法用側式取料機取出，而且長時間堆積容易造成原煤的自燃，造成嚴重的安全事故；如果采用門式取料機，則由于門式取料機更適合人字形料堆，即使改造門式取料機，如加長輔助料耙長度，但由于輔助料耙長度大于主料耙長度，就會使物料堆積在主料耙處增加取料時間降低取料效率，所以一般門式取料機的主料耙長度都應該長于輔助料耙。綜合料堆形式和料堆總寬度，本次原煤堆場取料采用兩臺橋式取料機，如圖3所示。采用這種方式堆料，還能夠大幅度降低原煤的離析作用，提高原煤的預均化效果。

4.2 石灰石均化堆場取料流程

對于石灰石預均化堆場，要求儲量也非常大，但本次設計其料堆橫向總寬度小于原煤預均化堆場，而且即使取料有少量的死料區，也不用擔心物料的自燃問題，而且可以采用鏟車等方式進行死料區的清理工作。在綜合考慮成本和效益的情況下，本方案采用兩臺相對的側式取料機進行石灰石取料，再由取料皮帶輸送到石灰石卸船車間。其剖面圖如圖5石灰石取料剖面圖所示。

4.3 砂巖均化堆場取料流程

為了節約場地面積和降低成本，本方案砂巖采用鏟車進行取料，運到卸料斗再由皮帶機輸送到下一個工段。

5 結語

在實際生產項目中，經常會遇到諸如此類場地受限的問題，如果按照既有的傳統設計經驗進行工藝布置會發現很困難或者成本很高。設計了針對此種場地受限并且還要滿足不同種類物料同時進行堆取料的工藝布置，介紹了各自的堆取料解決方案，適用于大儲量大跨度堆場的堆取料方案。本次設計使用4臺S小車成功降低了煤堆的高度，有效的降低了煤堆自燃的概率，而且為實際生產降低了發生安全事故的概率。本次設計可以進行多種堆料方法的切換，均化效果較好且可使物料離析作用降至最小，而且梯形的料堆端面與傳統設計相比提高了堆棚的利用效率，提高了物料均化效果。