第２期选煤技术
天门实验初中Ｎｏ．２
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文章编号：ｌ００１—３５７１（２００８）０２一００５２一０３
（山西国辰建设工程勘察设计有限公司，山西阳泉０４５０００）‘摘要：探讨了螺旋溜槽设计原理，并进行了动力学和运动学分析，阐述了螺旋溜槽设计的主要参数，并介绍了大阳泉选煤厂大型储煤仓中螺旋溜槽的设计、应用以及防破碎效果。关键词：螺旋溜槽；防破碎；结构；参数；分析；使用效果中图分类号：ＴＤ９４８．７文献标识码：Ａ
大阳泉选煤厂隶属于山西阳泉南煤集团大阳泉矿，主洗煤种为无烟煤，年人选量为Ｏ．２０Ｍ∥ａ。采用跳汰选煤工艺，入选下限为１３ｍｍ，主要洗选产品有洗中块、洗小块、洗精煤。由于受外运条件的限制，为不影响矿井正常生产．解决产品的储存问题，大阳泉矿决定新建总容量为２万ｔ的储煤仓，其中洗中块仓容５８００ｔ，洗小块仓容４６００ｔ。
经多种方案比选，储煤仓形式采用多品种方格仓，跨度７０００ｍｍ×７
０００ｍｍ，双排布置，仓容净高１６ｍ。
考虑到市场上对无烟块煤的质量要求严格，不同质量价格差别较大。而限下率是影响其质量的主收稿日期：２００８一Ｏｌ—１２ 作者简介：蒋志新（１９７０一）。男．河南卫辉人，工程师．国家注册设备监理师，１９９５年毕业于山西矿业学院选矿工程专业，现就职于山西国辰建设工程勘察设计有限公司，主要从事选煤设计工作。：（０３５３）７０８１３２０。
要参数之一，直接影响着块煤的售价。而本次设计的储煤仓高度大、容量大，煤仓落差大必将增加块煤的破碎。因此，在设计过程中如何降低块煤的限下率，直接关系到选煤厂的经济效益。为此，大阳泉选煤厂在储煤仓设计中采用了螺旋溜槽来降低块煤限下率，并取得了较好的防破碎效果。１螺旋溜槽的设计原理
１．１块煤破碎原理
块煤在溜槽中运动，在重力作用下，物料之间
产生相互碰撞，碰撞过程中产生的作用力与反作用
力是造成块煤破碎的主要原因。物料间碰撞的作用
力越小，则引起破碎的程度就越小，要想解决破碎
问题，降低块煤所受作用力是关键。
牛顿运动公式为：
护士条例解读｛＝ｍ＆ｌＩ），＆ｔ．
式中：厂为物体所受的力；ｍ为物体的质量；△移为物
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水或设备漏水均要回收。（５）保证磁铁矿粉的细度要求。由于磁铁矿粉的粒度变粗后，悬浮液中煤泥含量要求增大。会造成脱介筛和磁选机效率降低，导致磁铁矿粉损失增加，因而生产中必须保证磁铁矿粉的细度要求。（６）选择最佳磁铁矿储运和添加方式。设立介质库，加强合格悬浮液配制作业管理，保证悬浮液密度达到生产要求。３降低水耗
洗水平衡是降低水耗的前提。晋阳选煤厂通过以下途径确保了洗水全部循环使用，实现了水耗的降低。（１）减少清水使用。在生产中，基本做到了生产停则清水也停，并严格控制清水使用量；同５２
时，还制订了主厂房冲洗水管管理办法，加强了考核，以保证节约用水。（２）设置大容量煤泥沉淀池。把主厂房的所有废水、滴水、冲洗水、事故检修放水等汇集到沉淀池，通过沉淀池处理，使洗水循环复用。４结束语
降低重介质选煤生产过程中的各种损耗，是降低成本、提高综合经济效益的重要保证。文章分析了重介质选煤生产过程中电耗、介耗、水耗高的主要原因。在确保安全、经济运行的条件下，采取了有效的节能、节介、节水措施，从而有效地提高了选煤厂的生产管理水平，降低了消耗，取得了经济效益和社会效益的双赢。
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破碎机 球磨机 磁选机 浮选机等选矿设备，振动给料机、振动筛、制砂机等整套砂石生产线0871-******* 8103999
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第？期
蒋志新：大阳泉选煤厂螺旋溜槽的设计２００８年４月２５日
料速度的变化；△ｔ为作用时间的变化。由牛顿运动公式可知：块煤所受作用力与其运动速度的变化成正比，与运动碰撞时间的长短成反比。因此，降低块煤所受作用力可以从两方面考虑：一是减小块煤的运动速度变化；二是延长块煤颗粒间的碰撞时间。如果块煤颗粒在溜槽的运动中能保持一个稳定的均匀速度，则理论上的碰撞力为零，此时相互间的碰撞几乎不发生，块煤破碎最小。螺旋溜槽即是基于此原理，使物料在一定时间内、一定情况下保持匀速运动。１．２螺旋溜槽结构
螺旋溜槽外形（图１）类似螺纹状，物体在里面的运动可分为三个阶段，分别为物料导入阶段、物料加速阶段和物料匀速人仓阶段。其中匀速入仓阶段时间保持最长，因此匀速阶段块煤的受力是其破碎的关键。图１
螺旋溜槽结构示意图
物料沿煤流方向导入溜槽后，在重力和其他受力作用下开始加速运动，当速度达到一定值，受力平衡后，物料开始保持匀速运动。螺旋溜槽设计的关键在匀速段，主要参数有半径Ｒ、底板宽度６、立面高度＾、螺旋角口、底板径向倾角艿。螺旋溜槽的参数选择应根据煤仓情况、煤的粒度、煤的水分、过煤量等情况具体计算。２螺旋溜槽参数分析２．１
螺旋溜槽力学分析块煤在螺旋溜槽中运动，受力状态相对比较复杂，但只有三种力起主要作用（图１），即：沿空间螺旋线切线方向的重力分力Ｆ，，垂直于螺旋线切线平行于底板斜面的重力分力，：和底板摩擦力只。Ｆ。与Ｆ：的合力与Ｆ，的方向相反，当Ｆ。＋Ｆ２一Ｆ，＝０时，块煤在溜槽中运动为匀速，△口为零。这三个力大小分别为：，ｌ＝Ｑｃｏ够，Ｆ２＝Ｑｓｉｎ６，
Ｂ＝妒ｉｎ口，式中：Ｑ为块煤所受重力∥为摩擦系数；口为螺旋角；６为径向倾角；ａ为由螺旋角和径向倾角决定的最大倾斜角。２．２
螺旋溜槽运动学分析
物料在向下运动的同时。有沿底板倾斜面方向运动的趋势，为防止物料在此方向下落，物料需要一个速度，其产生的离心力与物料所受摩擦力维持平衡。推导可得以下公式：
尺＝（熹）２俘，
（４）ＣＵ≈ｏ
式中：移为物料沿螺旋线切线方向向上的速度；冗为物料水平投影方向上的运动半径。由此公式可知，螺旋溜槽的直径、运动速度和径向倾角密切相关，在速度一定的情况下，直径越大，径向倾角越小。２．３
主要参数计算及选择
在进行螺旋溜槽设计时，一般应根据煤质情况进行试验，通过试验确定块煤匀速下滑时的螺旋角度和径向倾角。
在大阳泉选煤厂螺旋溜槽设计过程中，我们会同该选煤厂对块煤作了工业性试验，确定了螺旋角度ＪＢ＝６５。、径向倾角６＝２０。。考虑到本储煤仓为方格仓，螺旋溜槽需采用主柱式安装。因此为安装方便，在设计中尽可能缩小了螺旋直径。本设计中入料块煤最大粒度８０ｍｍ，平均粒度３５ｍｍ。螺旋溜槽各参数选择如下：
（１）螺旋圆柱的内径ｄ＝８００ｍｍ。
（２）螺旋溜槽底板的水平投影宽度６应按输送物料的粒度和输送量来确定：①按粒度确定，应为６≥２８＋１００，式中：口为输送物料的最大粒度；②按输送量确定，为６
计ｇ＝６０Ｌ／ｈ；日为输送物量平均粒度；移为输送物料在螺旋溜槽底板上平均速度，ｔ，＝１．０ｍ／ｓ；ｐ为输送物料的堆密度，取０：８５Ｌ／ｍ３。
（３）螺旋圆柱的外径Ｄ＝ｄ＋２６。·
（４）径向倾角取６＝２００。（５）螺旋矩ｒ＝仃Ｄｃｔ酗。综上，溜槽参数选择结果如下：艿＝２００，口＝６５０，ｄ＝８００ｍｍ，Ｄ＝２０００ｍｍ，６＝６００ｍｍ，｜ＩＩ＝４００ｍｍ，ｒ＝２９３０ｍｍ。５３
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４使用效果
图２储煤仓内螺旋溜槽安装示意图
２００６年元月，储煤仓建成并投入使用，设计单位和大阳泉矿选煤厂对中块仓的螺旋溜槽使用情况进行了采样比较，采样在使用螺旋溜槽和不使用螺旋溜槽（中间卸料）两种方式下进行。采样时间：一个生产班（８ｈ）；采样间隔：每６０ｍｉｎ采样一次；采样点：入仓前下料口和人仓后仓下取样；采样质量５００ｋｇ，筛孔直径２５ｍｍ。两种情况下的对比结果见表１。从表ｌ可以看出，螺旋溜槽的应用使限下率降低了７７．９ｌ％，可减少经济损失１７５．２万元／年。＿－ｋ
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表ｌ块限下率对比表
５结
语大阳泉选煤厂螺旋溜槽应用实践证明，该螺旋溜槽具有良好的防破碎效果，且结构简单。安装使用方便，便于维护，值得推广和使用。但在设计时，各单位应根据自身煤质特点，做好模拟试验，以选择合适的螺旋溜槽参数，取得最佳的防破碎效果。５４
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术
２００８年４月２５日
３安装方式
晏鬈姜霉薹：惹裹蓑孟曩蓁篙挲需釜霉翥＃函誓嘉根据储煤仓实际情况，仓内螺旋溜槽采用立柱板厚度６ｍｍ，表面采用了２０ｍｍ厚的１６Ｍｎ耐磨式安装，基础预埋。溜槽与中心立柱和仓壁预埋件
板。如图２所示。
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