第六章-煤炭和矿石装卸工艺.ppt

煤炭和矿石装卸工艺,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,、煤炭、矿石出口装卸工艺流程,典型的煤炭、矿石出口装卸工艺流程可有（火）车-堆场、堆场-船、驳、（火）车-船、驳三种。,1.（火）车-堆场,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,2.堆场-船、驳,3.（火）车-船、驳,煤炭、矿石进口装卸工艺,工艺流程,煤炭和矿石装卸运输概述,煤炭、矿石运输工具和装卸工艺的特点,与件货港口装卸工艺相似，煤炭、矿石的港口装卸工艺，也是由装卸船舶作业、水平运输和堆场作业三个作业环节组成。所不同的是：运达港口的煤炭、矿石批量大，流向单一。因此我们可以按物料的进出港口的流向，将煤炭和矿石装卸工艺系统分为：陆运进港、水运出港的煤炭、矿石出口装卸工艺和水运进港、陆运出港的煤炭、矿石进口装卸工艺，如图6-1所示。,图6-1,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,煤炭、矿石出口装卸工艺主要有卸火车作业、堆场作业和装船作业三个工艺环节组成。,一、卸火车工艺,在港口卸火车（下简称卸车）作业是指将火车运抵港口的煤炭、矿石从车上卸下的作业环节。铁路车辆的类型与构造，车辆到港的运行组织形式，对港口装卸工艺有着重要的影响。装运煤炭、矿石的铁路车辆主要有敞车和自卸车两大类。,敞车：通用型车辆，物料从车辆上方装入，从车辆上方或侧车门卸料。车辆的利用率高，自卸车：专用型车辆、物料从车辆上方装入，底开门卸料，效率高，造价高，利用率低。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,根据煤炭、矿石车型不同，散货卸车工艺主要有：翻车机卸车工艺、螺旋卸车机卸车工艺、链斗卸车机卸车工艺和底开门自卸车卸车工艺等几种。,（一）翻车机卸车工艺,翻车机是一种翻卸敞车效率最高的专用卸车机械。翻车机卸车作业过程是这样的：当车辆进入翻车机后，翻转160180，将物料翻卸到翻车机房下的漏斗中，漏斗下设有板式给料机，或皮带给料机，或振动给料机，把已卸下的物料均匀地转送给翻车机下的输出皮带机，通过皮带输送机系统将物料送入堆场，或送去装船。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,1.翻车机形式,翻车机形式有两种：转子式和侧倾式。,转子式翻车机的翻转轴线和车辆中心线重合。翻转角度一般为165180，这种转子式翻车机卸车彻底，但翻车时对车部的压力大，车辆易损坏。,侧倾式翻车机的翻转轴线位于车辆的侧向，翻车时对车部的压力较小，不易损坏车辆，但结构负责，翻转角度较转子式翻车机小，卸车不易彻底。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,2.翻车形式,翻车机翻车形式也分为两种：单翻式和串翻式。单翻式翻车时，翻车机每次只能翻一个车辆。串翻式翻车时，翻车机每次可翻两节或三节串联的车辆。,3.卸车线的布置形式及卸车线上的辅助机械,翻车机卸车工艺中的卸车线布置形式有两种：折返式和贯通式。,折返式：一种是有牵车平台的布置形式；另一种是没有牵车平台,贯通式：此种形式是重车线和空车线与车辆进出翻车机房同向布置，常与采用旋转车钩的不解体车辆配合使用。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,（2）没有牵车平台（驼峰）卸车线布置形式,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,4.使用翻车机卸车的特点,（1）系统的机械化程度高，卸车效率高，卸车后车内余量少；（2）对货种及物料块度的适应性强；（3）系统的机械设备多，投资费用高，所以翻车机系统需另设置辅助卸车机械，用作不能使用翻车机的车辆卸货；（4）对车辆的适应性差，对车辆的损害大，所以翻车机不适用于平车，低帮车或结构不好的车辆的卸车作业。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,5.设计和使用翻车机卸车工艺应注意的问题,1）辅助机械效率与翻车机效率相匹配（1）调车绞车的生产率，铁牛的送车生产率要和翻车机效率相适应；（2）翻车房下的存仓漏斗容量要适当，一般车辆载重量的1.52倍；（3）愉送物料皮带机效率也要和翻车机效率相匹配。2）钢丝绳的保养与更新铁牛及调车绞车牵引车辆用的是钢丝绳，由于钢丝绳所受的牵引力大，易磨损，所以钢丝绳要经常维修保养，及时更新。3）避免车辆的损坏根据使用情况看，车辆的损坏大多由于卸车线撞坏的（比翻坏的损坏率高），所以要注意操作管理。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,（二）螺旋卸车机御车工艺,螺旋卸车机卸车的基本方法是将螺旋分层插入物料中，由螺旋斜面将物料从敞车的侧边门推出。螺旋卸车机卸车系统主要有螺旋卸车机，坑道漏斗，坑道收料皮带机，铁路停车线，移动牵引绞车等。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,1.螺旋卸车机类型,（1）从门架形式分：螺旋卸车机可分桥式、门式和单悬臂式三种；（2）从卸车卸煤的方向分：可分为单侧和双侧两种；（3）从螺旋头数分：可分为单旋、双旋和三头螺旋等几种。,2.卸车系统作业过程和组成,（1）物料由螺旋卸车机分层卸下。（2）卸下的物料由螺旋一侧或两侧落到收货槽，再由受料皮带机输送出。（3）工艺布置一台螺旋卸车机工作范围为23个车位；卸车线的长度，需要根据每次到港列车车辆数决定，可以设一线、二线或三线，可视场地条件而定。一般情况下，每线可配两台螺旋卸车机；铁路线两侧要有收货槽和坑道皮带机；轨道高出地面200300mm，使物料不压轨。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,（4）特点,与翻车机卸车相比，螺旋卸车机具有的结构简单，投资少，效率高；对车辆的适应性好。在维修保养方面，螺旋卸车机的维修保养也较翻车机简单，对车辆的损坏率也较翻车机低。但螺旋卸车机对货种的适应性不如翻车机好。防尘方面，翻车机布置紧凑，容易解决，而螺旋卸车机作业面大，还需要清舱作业，所以扬尘性大，且较难解决防尘问题。在卸车自动化程度方面，螺旋卸车机也不如翻车机，相比之下，螺旋卸车机的卸车效率较低，特别是在物料的湿度大时，卸车的效率就更低。在使用方面，根据使用经验，当年卸车量超过400万吨时，翻车机卸车的经济性较螺旋卸车机好。这是因为，当卸车量增加时，螺旋卸车机的工作线数也要增加，整个工艺布置就显得复杂，同时也扩大了环境污染面，增加了清扫车箱的工作量，螺旋卸车机的缺点越发显示出来。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,（三）链斗卸车机卸车工艺,这种机型是由安装在门架内的二排垂直提升的斗子组成。由下端的斗子抓取物料，提升到上端；抛入横向的皮带机上，从皮带机的任何一端抛出。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,1.布置（1）链斗卸车机两侧不设坑道皮带机。（2）链斗卸车机既可布置在地面上，也可布置在栈桥上。（3）一条卸车线上可配两台或多台链斗卸车机。2.特点（1）造价低（因为不设坑道皮带机）；（2）要求地面没有坡度，以保持机架在工作时的稳定性；（3）机械磨损大，维修费用高，能耗大；（4）清车量大，扬尘性大，对货种适应性差；（5）在港口仅作辅助设备用，而较少作为主要卸车机卸用。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,（四）底开门自卸车卸车工艺,底开门自卸车是一种卸车效率很高的散货专用列车。卸车时，可打开专用列车两侧的底部门，列车边行进边卸货至铁道两旁的收货槽或货堆，货槽的底部设有漏斗和皮带机，可将物料运出卸货点至堆场（通常可设坑道）。,1.自卸车形式,底开门自卸车有平底底开门自卸车和漏斗式底开门自卸车两大类。,2.底开门自卸车系统的布置形式,底开门自卸车系统的布置分卸车线高于地面和卸车线不高出地面两种形式。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,（1）卸车线高于地面（图6-5），这种卸车布置的收货槽有两种形式，一种是收货槽在地面下，输送机布置在坑道里（坑道皮带机输运）；另一种，收货槽在地面上，用抓斗起重机疏运。,（2）卸车线不高出地面时（图6-6），卸车线收货槽也有两种布置形式：一种是卸车线双侧地下收货槽（双坑道皮带机）；另一种是卸车线下一个收货槽。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,3.使用情况,此种卸车系统在国外散货码头使用也多，效率也高。,4.系统使用特点,（1）不需要其他卸车设备，卸车效率高，物料卸车较彻底；（2）车辆造价高，利用率低；（3）需要铁路专线。,（五）车辆解冻,（1）热风解冻；（2）蒸汽暖管式解冻；（3）煤气或电气红外线解冻。其中效率较高的是红外线解冻方式。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,二、堆场工艺,（一）堆场机械,煤炭和矿石堆场机械是指用来完成物料的进、出场合和堆料作业的专用机械。物料品种、特性和堆存量是决定选用堆场机械设备的主要因素，而应用的机械设备不用也会影响物料进、出场和堆存形式，两者要相互适应。,1.堆料机,2.取料机,3.堆取料机,堆料机是煤炭和矿石堆场的专用机械。堆料机有单悬臂、双悬臂、旋臂式3种机型。,取料机是专用于堆场取料的机械。,既能堆料又能取料的专用机械。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,（二）堆场工艺系统,根据应用的机械设备和物料进、出场和堆存形式的不同，堆场装卸工艺布置形式可分为堆料机和坑道皮带机组成的地下系统和地面露天堆场作业的地面系统。,1.地下系统,这是一种堆料机与坑道皮带机联合作业系统。煤炭和矿石散货堆场地下工艺系统是由V形坑道存仓、双臂堆料机和坑道皮带机组成。,为了减少V形坑道存仓有土建工程大，易于成拱等缺点，后来发展了一种平坑道和螺旋喂料机堆场作业工艺系统。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,图6-9煤炭堆场工艺地下系统,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,图6-10平坑道和螺旋喂料机作业系统,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,2.地面系统,堆料机、取料机和斗轮堆取料机与地面皮带机输送系统构成了煤炭和矿石的地面堆场工艺系统。,采用地面堆场作业工艺系统基本上有两种工艺方式：一种形式称为堆取分设或堆取分开，即采用堆料机堆料，取料机取料；另一种形式是堆取合一，即堆料和取料由堆取料机完成。,1）堆取分设或堆取分开：即采用堆料机堆料，取料机取料；堆场皮带机单向转动。堆场作业比较灵活，工艺简单；机械结构简单，自重轻。机械数量多，利用率低；适用于堆、取料作业频繁的情况，并堆取作业重叠时间多的情况。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,2）堆取合一：堆料和取料由堆取料机完成。堆场皮带机要能作正反双向转动。机械台数少，利用率较高；机械结构复杂，自重大；一台机械不能同时进行堆料和取料的作业，工艺布置复杂；适用于堆取料作业虽频繁，但堆取作业重叠时间较少的情况。,三、装船工艺,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,现代散货装船机械均是以皮带机为主体形成的。根据其结构形式和装船工艺，可分为固定式装船机和移动式装船机两大类。,（一）固定式装船机及装船工艺,这是一种政绩不能沿码头岸线移动的装船机型。为了适应装船的需要，扩大物料的抛撒面，这类机型的悬臂可作旋转、俯仰和伸缩的动作，所以这种装船机也称为悬臂转动式皮带装船机；有的装船机的悬臂还可作摆动，因而也有称之为摆动式装船机。,由于这类装船机的性能全面，装船效率高，对码头的承载能力要求低，可节约码头的建造费用，因此成为国内外煤炭和矿石码头的主要装船机型之一。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,1.固定转盘式装船机及其装船工艺,可作200旋转，悬臂的伸缩距离达7m。作2060上下俯仰，适应10005000吨级的驳船。空驳系缆机头对正舱口开动皮带机，物料传递悬臂端溜筒装舱拖船或绞盘将重驳拖出。配机方案可有三种：双机、单机和多机配置。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,2.摆动式装船机,这种装船机是由绕中心转动的桥架装置和在桥架上前后移动的臂架装置所构成。桥架借助于前段回转台车，沿栈桥上的轨道运行和桥架本身绕后端墩柱的支承中心回转而摆动，而整机不沿码头线移动。装船机的臂架装置是由伸缩架前段设有臂架的构架所组成，内设皮带机，伸缩架下有轨轮，可沿桥架上的轨道移动。臂架的俯仰和伸缩架的前后移动，分别通过各自的绞车和钢丝绳的牵引来实现的。摆动式装船机按前段栈桥轨道的形式不同，分为两种，一种是弧线式装船机，另一种是直线式装船机。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,（二）移动式装船机,移动式装船机是一种整机可沿泊位前沿轨道全长行走的装船机械。对码头结构强度要求高。灵活、机动、工作面大、对船型变化的适应性强的优点，最常用的一种装船机型。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,四、输送机械和辅助机械,（一）皮带输送机,皮带输送机是煤炭、矿石装卸作业线的联接装卸船、装卸车、堆场机械和各种储存、给料等作业环节之伺的水平运输的转运工具。随着装卸船效率和煤炭、矿石装卸工艺的现代化发展，皮带输送机已具有固定式、大容量、长距离和高效率的特点。高效率的皮带机输送机对皮带的强度要求高，对皮带的带宽和带速也提出更高的要求如皮带输送机皮带的宽度可达3m以上，带速可达4.6m/s。皮带输送机愉送效率的选用要与装船机和卸船机相适应。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,（二）平舱机械,在煤炭、矿石的装船作业中，对于专用的煤炭矿石船舶，由于其舱口大，用岸上的装船机即可把船装满，但对于舱口不大的船舶，装船机投料只能达到舱口垂直范围内，不能把船装满。为了保证船舶的航行安全，对于这类船舶的装船都要进行平舱作业。平舱机械的主要机构有抛出机构和回转机构。抛出机构可加速物料的输送速度，使物料向前方抛射。回转机构可使平舱机回转，根据作业的进度不断地改变物料的抛射方向。常用的平舱机械主要有三种：溜筒平舱机、曲带平舱机和直带平舱机。,煤炭、矿石出口装卸工艺系统,第三节煤炭、矿石进口装卸工艺,煤炭、矿石进口装卸工艺主要由煤炭、矿石卸船作业、堆场作业、装车（驳）作业三个环节组成。,一、卸船工艺,煤炭、矿石卸船机械按机械工作特点分，可分为间歇型卸船机和连续型卸船机两类，从卸船方式分又可以分为船舶自卸和非自卸。,间歇型散货卸船机主要有船吊、带斗门机、装卸桥等，其特点是利用抓斗抓取物料卸船，因为抓斗卸船的工作循环周期中有一个空返回程，因此称之为间歇型卸船机，散货卸船机除可用作煤炭、矿石卸船外，还可作为其他诸如散粮、散盐、沙等散装货卸船之用。,抓斗卸船随主机的不同，分双索抓斗和船吊抓斗两种形式。,煤炭、矿石进口装卸工艺,2.船吊抓斗,船吊抓斗是一种专门与双杆船吊配套使用的双索抓斗。,煤炭、矿石进口装卸工艺,图6-23双吊杆船舶吊杆卸货工作过程,双吊杆船舶吊杆卸货工作过程如图6-23所示。抓斗以张开的形式落于货堆上，支持索处于松弛状态，方形环自由平落在上横梁上，此时提升开闭索关闭抓斗，锥形球碰不到方形环上的梳齿。在卸货点因支持索受力，方形环处于翘起状,态，当开闭索卸货时，锥形球的尖头可滑过方形环的梳齿的下方，当回行拉紧开闭索时，由于锥形球卡在梳齿内而不会把抓斗关闭。如此完成卸货的循环。,煤炭、矿石进口装卸工艺,（二）间歇型卸船机械,1.船舶吊杆,工作特点：,（1）抓斗起升高度不能太高；（2）船舶吊杆的起重量较小，卸货效率较低，（3）清舱量大（约为50%）；（4）在使采用船舶吊杆抓斗卸船方式时，不需要在码头上配置卸船机械，因此，可节约码头的建设费用，港口的装卸成本也可降低。,煤炭、矿石进口装卸工艺,2.带斗门机,这是一种在门机的门架下设置可伸缩漏斗的散货卸船专用机械，带斗门机的工作特点是：卸船效率高，这是由于一方面门架下的漏斗可根据抓斗行程调节伸缩，使抓斗带货运行的行程缩短；另一方面是因为带斗门机的起升、变幅速度比普通门机高40%50%，从而提高了装卸效率。带斗门机适用于船型不超过5万吨级的中型散货进口码头，卸船效率在700t/h以下，如日本日立造船公司制造的起重量为16t的带斗门机，卸船效率为600v台时，适用于5万吨级的船舶。我国上海港区中华南栈煤炭进口码头使用的带斗门机起重量为15t。平均台时效率为500t，适用船型为23万吨。世界上最大的带斗门机卸船效率可达1050t/台时。,煤炭、矿石进口装卸工艺,3.装卸桥（桥式卸船机）,装卸桥，也称桥式卸船机，是国外大型散货码头最主要的卸船机械，一般适用于5万吨级以上的散货专用船，卸船效率在700t/h以上。装卸桥的卸船效率之所以高的原因是因为，装卸桥抓斗的行程路线简单，起重量大，同时，装卸桥还可以承受较大的动量载荷，所以其装卸小车的工作速度可加快从而使抓斗的工作周期缩短的缘故。桥式卸船机在国外大型散货码头得到普遍使用，如荷兰马斯平原矿石中转码头（年吞吐量1800万吨）使用的就是起重量为5Ot的、台时效率最高达3000t/h的桥式卸船机，适用船型为25万吨级的散货船。,煤炭、矿石进口装卸工艺,（三）连续型御船机,链斗式卸船机和斗轮卸船机是两种常见的煤炭、矿石连续型卸船机。这两种卸船机主要由作垂直提升的斗式提升机和水平输送的皮带机两大部件组成（图6-24）。,煤炭、矿石进口装卸工艺