圆筒仓仓口压力的分析与计算.pdf

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1、·29·DOh10．13235~．cnki．Item．2014．04．011圆筒仓仓口压力的分析与计算李申岩(中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁沈阳110015)摘要：基于神华准格尔能源有限责任公司黑岱沟选煤厂矸石排弃输送系统项目，对该项目中圆筒形矸石仓的2种出17形式的压力进行分析计算，得出仓出口载荷确切值，为设计提供了理论依据。具有一定的现实意义。关键词：水力学半径；内摩擦角；松散密度中图分类号：TD572+．9文献标志码：B文章编号：1671—9816(2014)04—0029—031概述矸石为分离体，对该分离体的受力分析如下：其向下

2、作用力为矸石分离体自重F4p及在面积F上所产黑岱沟选煤厂的矸石排弃系统由2部分组成生的总压力o-／；即：带式输送机输送系统及矸石装车系统，其中矸石矸石分离体受到的向上反作用力为下表面物料装车系统有2处矸石仓，即选煤厂内矸石仓和露天的压力(+dtr,)F；矸石分离体由于分离体与侧面矿矸石仓。选煤厂矸石仓下设带式输送机排弃矸石。物料的压力所产生的摩擦力为．(为所取矸同时为确保仓下带式输送机故障时仓内矸石及时有石分离体的周长)。其受力分析图，如图20-21。效的排弃在仓侧壁开口设装车溜槽及闸门进行临时---_性装车，露天矿矸石仓为仓下设装车闸门由汽车装

3、J车外排矸石，2种矸石仓的布置如图1。¨¨，。—、J．_1．一1．-．．-．：=IJf—=一●1．二二=1J'ffff4●orz＼／。＼＼+d盯。■●／＼zD图2仓内矸石受力分析图‘I根据受力分析列出瞬时受力平衡方程为：．FdZp+口=(O"z+dtr,)F+Ldgo',f~(1)其中侧压力系数K=O'x／O"z带入(1)式，则’田旦羁I]【由『_。固萝(a)选煤厂矸石仓(b)露天矿矸石仓FdZp南)图1矸石排弃系统矸石仓装车形式布置图积分：z：』——一P一c2圆筒仓仓口压力分析一去ln(P—LKccrz)+c(3)在矸石仓装车闸门溜口上面取一小

4、层d2松散当z=0，=0。横截面积与周长之比为水力半收稿日期：2013一ll一0l径R=F／L代人式(3)时，则：一面Fnp+c=0由此作者简介：李中岩(1980一)，男，辽宁阜新人。工程师，硕士学历，现就职于沈阳煤炭设计研究院。主要从事散装物料将c=lnp值代入式(3)：输送系统设计的工作及大型露天矿机修设施的设计研究。·30·露天采矿技术2014-ef-~4期l冒圈仓深度Z=20m，矸石仓出口为1．0in×1．0In。得：一z一(4)矸石的内摩擦角为40。一45。，松散密度P为化为指数式：l一=e(5)1700kg／m3，K。为l。将矸石排弃

5、系统的参数代人式(11)、式(12)得露天矿矸石仓水平溜口压力、选煤厂由此得平均垂直单位压力：矸石仓垂直溜口压力分别为：(1-幸)(6)Gl=5．6K0P,OVl：5．6×1×0．25×1700×2=4760kg式中：p为矸石的松散密度，kg／m3；fn为矸石的C2=5．6GRp=5．6×1×0．25×1700×2×内摩擦系数0．217=1032．92kg3圆筒仓仓口压力的计算4物料特性对仓口压力的影响由图1可以看出黑岱沟选煤厂矸石排弃系统的由式前面分析可知松散物料内摩擦角越小则侧矸石仓，有2种汽车装车形式即：水平溜口、垂直溜压力系数k值越大，也

6、就是松散物体流动性越大，口。2种溜口的受力分析图如图3。由此得出：反之则越小。所以内摩擦角的变化是松散物体流动性变化的关键因素。1)物料含水量对仓口压力影响。松散矸石由于含水量不同，在矸石处于干、潮、湿2种状态时矸石的内摩擦角发生变化。侧压力系数将随之不同，闸门所受矸石压力也就不同。这就直接影响到仓口(a)水平溜口(h)垂直溜口压力设计的基础依据。虽然如此，从现场观察到因含水量不同所造成的影响还不是很大。有时，含水量虽图3矸石仓溜121受力分析图大但含泥状物质不多，矸石较干净，这种情况并未发Gl=KoO"zFI(7)现对闸门受力变化有显著影响。G

7、2：KoO'xF2(8)2)物料含粉量对仓口压力影响。当矸石中含泥式中：、为溜口出口面积，m；Ko为使用特点及粉矿很多，又有大量水分掺入，矸石经过倒运后，系数；crx为水平压力；or为垂直压力。矸石及颗粒间掺和许多泥浆状物质，形成了天然的当仓的深度Z≥20R(R为水力学半径)，仓为良好润滑剂，这就大大降低了松散矸石的内摩擦系深仓，平均垂直单位压力嚣(1一幸)，数，使之更加接近液体状态，因而矸石对仓底与侧面的压力就大大增加。当z相对于R趋于无穷大的时候括弧内的数值趋可知，液体对底面压力随液面高度增加而增加。近于1。所以得到平均垂直单位压力近似为：当

8、矸石混入大量泥水，松散矸石流动性大大增加，越=趋向液体性质时，显然已不再完全符合通常松散物zKcf．(9)体的上述一般规律，当仓的深度增