第六章-煤炭和礦石裝卸工藝.ppt

煤炭和礦石裝卸工藝,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),、煤炭、礦石出口裝卸工藝流程,典型的煤炭、礦石出口裝卸工藝流程可有（火）車-堆場、堆場-船、駁、（火）車-船、駁三種。,1.（火）車-堆場,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),2.堆場-船、駁,3.（火）車-船、駁,煤炭、礦石進口裝卸工藝,工藝流程,煤炭和礦石裝卸運輸概述,煤炭、礦石運輸工具和裝卸工藝的特點,與件貨港口裝卸工藝相似，煤炭、礦石的港口裝卸工藝，也是由裝卸船舶作業(yè)、水平運輸和堆場作業(yè)三個作業(yè)環(huán)節(jié)組成。所不同的是：運達港口的煤炭、礦石批量大，流向單一。因此我們可以按物料的進出港口的流向，將煤炭和礦石裝卸工藝系統(tǒng)分為：陸運進港、水運出港的煤炭、礦石出口裝卸工藝和水運進港、陸運出港的煤炭、礦石進口裝卸工藝，如圖6-1所示。,圖6-1,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),煤炭、礦石出口裝卸工藝主要有卸火車作業(yè)、堆場作業(yè)和裝船作業(yè)三個工藝環(huán)節(jié)組成。,一、卸火車工藝,在港口卸火車（下簡稱卸車）作業(yè)是指將火車運抵港口的煤炭、礦石從車上卸下的作業(yè)環(huán)節(jié)。鐵路車輛的類型與構(gòu)造，車輛到港的運行組織形式，對港口裝卸工藝有著重要的影響。裝運煤炭、礦石的鐵路車輛主要有敞車和自卸車兩大類。,敞車：通用型車輛，物料從車輛上方裝入，從車輛上方或側(cè)車門卸料。車輛的利用率高，自卸車：專用型車輛、物料從車輛上方裝入，底開門卸料，效率高，造價高，利用率低。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),根據(jù)煤炭、礦石車型不同，散貨卸車工藝主要有：翻車機卸車工藝、螺旋卸車機卸車工藝、鏈斗卸車機卸車工藝和底開門自卸車卸車工藝等幾種。,（一）翻車機卸車工藝,翻車機是一種翻卸敞車效率最高的專用卸車機械。翻車機卸車作業(yè)過程是這樣的：當車輛進入翻車機后，翻轉(zhuǎn)160180，將物料翻卸到翻車機房下的漏斗中，漏斗下設(shè)有板式給料機，或皮帶給料機，或振動給料機，把已卸下的物料均勻地轉(zhuǎn)送給翻車機下的輸出皮帶機，通過皮帶輸送機系統(tǒng)將物料送入堆場，或送去裝船。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),1.翻車機形式,翻車機形式有兩種：轉(zhuǎn)子式和側(cè)傾式。,轉(zhuǎn)子式翻車機的翻轉(zhuǎn)軸線和車輛中心線重合。翻轉(zhuǎn)角度一般為165180，這種轉(zhuǎn)子式翻車機卸車徹底，但翻車時對車部的壓力大，車輛易損壞。,側(cè)傾式翻車機的翻轉(zhuǎn)軸線位于車輛的側(cè)向，翻車時對車部的壓力較小，不易損壞車輛，但結(jié)構(gòu)負責，翻轉(zhuǎn)角度較轉(zhuǎn)子式翻車機小，卸車不易徹底。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),2.翻車形式,翻車機翻車形式也分為兩種：單翻式和串翻式。單翻式翻車時，翻車機每次只能翻一個車輛。串翻式翻車時，翻車機每次可翻兩節(jié)或三節(jié)串聯(lián)的車輛。,3.卸車線的布置形式及卸車線上的輔助機械,翻車機卸車工藝中的卸車線布置形式有兩種：折返式和貫通式。,折返式：一種是有牽車平臺的布置形式；另一種是沒有牽車平臺,貫通式：此種形式是重車線和空車線與車輛進出翻車機房同向布置，常與采用旋轉(zhuǎn)車鉤的不解體車輛配合使用。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),（2）沒有牽車平臺（駝峰）卸車線布置形式,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),4.使用翻車機卸車的特點,（1）系統(tǒng)的機械化程度高，卸車效率高，卸車后車內(nèi)余量少；（2）對貨種及物料塊度的適應(yīng)性強；（3）系統(tǒng)的機械設(shè)備多，投資費用高，所以翻車機系統(tǒng)需另設(shè)置輔助卸車機械，用作不能使用翻車機的車輛卸貨；（4）對車輛的適應(yīng)性差，對車輛的損害大，所以翻車機不適用于平車，低幫車或結(jié)構(gòu)不好的車輛的卸車作業(yè)。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),5.設(shè)計和使用翻車機卸車工藝應(yīng)注意的問題,1）輔助機械效率與翻車機效率相匹配（1）調(diào)車絞車的生產(chǎn)率，鐵牛的送車生產(chǎn)率要和翻車機效率相適應(yīng)；（2）翻車房下的存?zhèn)}漏斗容量要適當，一般車輛載重量的1.52倍；（3）愉送物料皮帶機效率也要和翻車機效率相匹配。2）鋼絲繩的保養(yǎng)與更新鐵牛及調(diào)車絞車牽引車輛用的是鋼絲繩，由于鋼絲繩所受的牽引力大，易磨損，所以鋼絲繩要經(jīng)常維修保養(yǎng)，及時更新。3）避免車輛的損壞根據(jù)使用情況看，車輛的損壞大多由于卸車線撞壞的（比翻壞的損壞率高），所以要注意操作管理。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),（二）螺旋卸車機御車工藝,螺旋卸車機卸車的基本方法是將螺旋分層插入物料中，由螺旋斜面將物料從敞車的側(cè)邊門推出。螺旋卸車機卸車系統(tǒng)主要有螺旋卸車機，坑道漏斗，坑道收料皮帶機，鐵路停車線，移動牽引絞車等。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),1.螺旋卸車機類型,（1）從門架形式分：螺旋卸車機可分橋式、門式和單懸臂式三種；（2）從卸車卸煤的方向分：可分為單側(cè)和雙側(cè)兩種；（3）從螺旋頭數(shù)分：可分為單旋、雙旋和三頭螺旋等幾種。,2.卸車系統(tǒng)作業(yè)過程和組成,（1）物料由螺旋卸車機分層卸下。（2）卸下的物料由螺旋一側(cè)或兩側(cè)落到收貨槽，再由受料皮帶機輸送出。（3）工藝布置一臺螺旋卸車機工作范圍為23個車位；卸車線的長度，需要根據(jù)每次到港列車車輛數(shù)決定，可以設(shè)一線、二線或三線，可視場地條件而定。一般情況下，每線可配兩臺螺旋卸車機；鐵路線兩側(cè)要有收貨槽和坑道皮帶機；軌道高出地面200300mm，使物料不壓軌。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),（4）特點,與翻車機卸車相比，螺旋卸車機具有的結(jié)構(gòu)簡單，投資少，效率高；對車輛的適應(yīng)性好。在維修保養(yǎng)方面，螺旋卸車機的維修保養(yǎng)也較翻車機簡單，對車輛的損壞率也較翻車機低。但螺旋卸車機對貨種的適應(yīng)性不如翻車機好。防塵方面，翻車機布置緊湊，容易解決，而螺旋卸車機作業(yè)面大，還需要清艙作業(yè)，所以揚塵性大，且較難解決防塵問題。在卸車自動化程度方面，螺旋卸車機也不如翻車機，相比之下，螺旋卸車機的卸車效率較低，特別是在物料的濕度大時，卸車的效率就更低。在使用方面，根據(jù)使用經(jīng)驗，當年卸車量超過400萬噸時，翻車機卸車的經(jīng)濟性較螺旋卸車機好。這是因為，當卸車量增加時，螺旋卸車機的工作線數(shù)也要增加，整個工藝布置就顯得復雜，同時也擴大了環(huán)境污染面，增加了清掃車箱的工作量，螺旋卸車機的缺點越發(fā)顯示出來。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),（三）鏈斗卸車機卸車工藝,這種機型是由安裝在門架內(nèi)的二排垂直提升的斗子組成。由下端的斗子抓取物料，提升到上端；拋入橫向的皮帶機上，從皮帶機的任何一端拋出。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),1.布置（1）鏈斗卸車機兩側(cè)不設(shè)坑道皮帶機。（2）鏈斗卸車機既可布置在地面上，也可布置在棧橋上。（3）一條卸車線上可配兩臺或多臺鏈斗卸車機。2.特點（1）造價低（因為不設(shè)坑道皮帶機）；（2）要求地面沒有坡度，以保持機架在工作時的穩(wěn)定性；（3）機械磨損大，維修費用高，能耗大；（4）清車量大，揚塵性大，對貨種適應(yīng)性差；（5）在港口僅作輔助設(shè)備用，而較少作為主要卸車機卸用。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),（四）底開門自卸車卸車工藝,底開門自卸車是一種卸車效率很高的散貨專用列車。卸車時，可打開專用列車兩側(cè)的底部門，列車邊行進邊卸貨至鐵道兩旁的收貨槽或貨堆，貨槽的底部設(shè)有漏斗和皮帶機，可將物料運出卸貨點至堆場（通?？稍O(shè)坑道）。,1.自卸車形式,底開門自卸車有平底底開門自卸車和漏斗式底開門自卸車兩大類。,2.底開門自卸車系統(tǒng)的布置形式,底開門自卸車系統(tǒng)的布置分卸車線高于地面和卸車線不高出地面兩種形式。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),（1）卸車線高于地面（圖6-5），這種卸車布置的收貨槽有兩種形式，一種是收貨槽在地面下，輸送機布置在坑道里（坑道皮帶機輸運）；另一種，收貨槽在地面上，用抓斗起重機疏運。,（2）卸車線不高出地面時（圖6-6），卸車線收貨槽也有兩種布置形式：一種是卸車線雙側(cè)地下收貨槽（雙坑道皮帶機）；另一種是卸車線下一個收貨槽。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),3.使用情況,此種卸車系統(tǒng)在國外散貨碼頭使用也多，效率也高。,4.系統(tǒng)使用特點,（1）不需要其他卸車設(shè)備，卸車效率高，物料卸車較徹底；（2）車輛造價高，利用率低；（3）需要鐵路專線。,（五）車輛解凍,（1）熱風解凍；（2）蒸汽暖管式解凍；（3）煤氣或電氣紅外線解凍。其中效率較高的是紅外線解凍方式。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),二、堆場工藝,（一）堆場機械,煤炭和礦石堆場機械是指用來完成物料的進、出場合和堆料作業(yè)的專用機械。物料品種、特性和堆存量是決定選用堆場機械設(shè)備的主要因素，而應(yīng)用的機械設(shè)備不用也會影響物料進、出場和堆存形式，兩者要相互適應(yīng)。,1.堆料機,2.取料機,3.堆取料機,堆料機是煤炭和礦石堆場的專用機械。堆料機有單懸臂、雙懸臂、旋臂式3種機型。,取料機是專用于堆場取料的機械。,既能堆料又能取料的專用機械。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),（二）堆場工藝系統(tǒng),根據(jù)應(yīng)用的機械設(shè)備和物料進、出場和堆存形式的不同，堆場裝卸工藝布置形式可分為堆料機和坑道皮帶機組成的地下系統(tǒng)和地面露天堆場作業(yè)的地面系統(tǒng)。,1.地下系統(tǒng),這是一種堆料機與坑道皮帶機聯(lián)合作業(yè)系統(tǒng)。煤炭和礦石散貨堆場地下工藝系統(tǒng)是由V形坑道存?zhèn)}、雙臂堆料機和坑道皮帶機組成。,為了減少V形坑道存?zhèn)}有土建工程大，易于成拱等缺點，后來發(fā)展了一種平坑道和螺旋喂料機堆場作業(yè)工藝系統(tǒng)。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),圖6-9煤炭堆場工藝地下系統(tǒng),煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),圖6-10平坑道和螺旋喂料機作業(yè)系統(tǒng),煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),2.地面系統(tǒng),堆料機、取料機和斗輪堆取料機與地面皮帶機輸送系統(tǒng)構(gòu)成了煤炭和礦石的地面堆場工藝系統(tǒng)。,采用地面堆場作業(yè)工藝系統(tǒng)基本上有兩種工藝方式：一種形式稱為堆取分設(shè)或堆取分開，即采用堆料機堆料，取料機取料；另一種形式是堆取合一，即堆料和取料由堆取料機完成。,1）堆取分設(shè)或堆取分開：即采用堆料機堆料，取料機取料；堆場皮帶機單向轉(zhuǎn)動。堆場作業(yè)比較靈活，工藝簡單；機械結(jié)構(gòu)簡單，自重輕。機械數(shù)量多，利用率低；適用于堆、取料作業(yè)頻繁的情況，并堆取作業(yè)重疊時間多的情況。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),2）堆取合一：堆料和取料由堆取料機完成。堆場皮帶機要能作正反雙向轉(zhuǎn)動。機械臺數(shù)少，利用率較高；機械結(jié)構(gòu)復雜，自重大；一臺機械不能同時進行堆料和取料的作業(yè)，工藝布置復雜；適用于堆取料作業(yè)雖頻繁，但堆取作業(yè)重疊時間較少的情況。,三、裝船工藝,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),現(xiàn)代散貨裝船機械均是以皮帶機為主體形成的。根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式和裝船工藝，可分為固定式裝船機和移動式裝船機兩大類。,（一）固定式裝船機及裝船工藝,這是一種政績不能沿碼頭岸線移動的裝船機型。為了適應(yīng)裝船的需要，擴大物料的拋撒面，這類機型的懸臂可作旋轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮的動作，所以這種裝船機也稱為懸臂轉(zhuǎn)動式皮帶裝船機；有的裝船機的懸臂還可作擺動，因而也有稱之為擺動式裝船機。,由于這類裝船機的性能全面，裝船效率高，對碼頭的承載能力要求低，可節(jié)約碼頭的建造費用，因此成為國內(nèi)外煤炭和礦石碼頭的主要裝船機型之一。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),1.固定轉(zhuǎn)盤式裝船機及其裝船工藝,可作200旋轉(zhuǎn)，懸臂的伸縮距離達7m。作2060上下俯仰，適應(yīng)10005000噸級的駁船?？振g系纜機頭對正艙口開動皮帶機，物料傳遞懸臂端溜筒裝艙拖船或絞盤將重駁拖出。配機方案可有三種：雙機、單機和多機配置。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),2.擺動式裝船機,這種裝船機是由繞中心轉(zhuǎn)動的橋架裝置和在橋架上前后移動的臂架裝置所構(gòu)成。橋架借助于前段回轉(zhuǎn)臺車，沿棧橋上的軌道運行和橋架本身繞后端墩柱的支承中心回轉(zhuǎn)而擺動，而整機不沿碼頭線移動。裝船機的臂架裝置是由伸縮架前段設(shè)有臂架的構(gòu)架所組成，內(nèi)設(shè)皮帶機，伸縮架下有軌輪，可沿橋架上的軌道移動。臂架的俯仰和伸縮架的前后移動，分別通過各自的絞車和鋼絲繩的牽引來實現(xiàn)的。擺動式裝船機按前段棧橋軌道的形式不同，分為兩種，一種是弧線式裝船機，另一種是直線式裝船機。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),（二）移動式裝船機,移動式裝船機是一種整機可沿泊位前沿軌道全長行走的裝船機械。對碼頭結(jié)構(gòu)強度要求高。靈活、機動、工作面大、對船型變化的適應(yīng)性強的優(yōu)點，最常用的一種裝船機型。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),四、輸送機械和輔助機械,（一）皮帶輸送機,皮帶輸送機是煤炭、礦石裝卸作業(yè)線的聯(lián)接裝卸船、裝卸車、堆場機械和各種儲存、給料等作業(yè)環(huán)節(jié)之伺的水平運輸?shù)霓D(zhuǎn)運工具。隨著裝卸船效率和煤炭、礦石裝卸工藝的現(xiàn)代化發(fā)展，皮帶輸送機已具有固定式、大容量、長距離和高效率的特點。高效率的皮帶機輸送機對皮帶的強度要求高，對皮帶的帶寬和帶速也提出更高的要求如皮帶輸送機皮帶的寬度可達3m以上，帶速可達4.6m/s。皮帶輸送機愉送效率的選用要與裝船機和卸船機相適應(yīng)。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),（二）平艙機械,在煤炭、礦石的裝船作業(yè)中，對于專用的煤炭礦石船舶，由于其艙口大，用岸上的裝船機即可把船裝滿，但對于艙口不大的船舶，裝船機投料只能達到艙口垂直范圍內(nèi)，不能把船裝滿。為了保證船舶的航行安全，對于這類船舶的裝船都要進行平艙作業(yè)。平艙機械的主要機構(gòu)有拋出機構(gòu)和回轉(zhuǎn)機構(gòu)。拋出機構(gòu)可加速物料的輸送速度，使物料向前方拋射?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)可使平艙機回轉(zhuǎn)，根據(jù)作業(yè)的進度不斷地改變物料的拋射方向。常用的平艙機械主要有三種：溜筒平艙機、曲帶平艙機和直帶平艙機。,煤炭、礦石出口裝卸工藝系統(tǒng),第三節(jié)煤炭、礦石進口裝卸工藝,煤炭、礦石進口裝卸工藝主要由煤炭、礦石卸船作業(yè)、堆場作業(yè)、裝車（駁）作業(yè)三個環(huán)節(jié)組成。,一、卸船工藝,煤炭、礦石卸船機械按機械工作特點分，可分為間歇型卸船機和連續(xù)型卸船機兩類，從卸船方式分又可以分為船舶自卸和非自卸。,間歇型散貨卸船機主要有船吊、帶斗門機、裝卸橋等，其特點是利用抓斗抓取物料卸船，因為抓斗卸船的工作循環(huán)周期中有一個空返回程，因此稱之為間歇型卸船機，散貨卸船機除可用作煤炭、礦石卸船外，還可作為其他諸如散糧、散鹽、沙等散裝貨卸船之用。,抓斗卸船隨主機的不同，分雙索抓斗和船吊抓斗兩種形式。,煤炭、礦石進口裝卸工藝,2.船吊抓斗,船吊抓斗是一種專門與雙桿船吊配套使用的雙索抓斗。,煤炭、礦石進口裝卸工藝,圖6-23雙吊桿船舶吊桿卸貨工作過程,雙吊桿船舶吊桿卸貨工作過程如圖6-23所示。抓斗以張開的形式落于貨堆上，支持索處于松弛狀態(tài)，方形環(huán)自由平落在上橫梁上，此時提升開閉索關(guān)閉抓斗，錐形球碰不到方形環(huán)上的梳齒。在卸貨點因支持索受力，方形環(huán)處于翹起狀,態(tài)，當開閉索卸貨時，錐形球的尖頭可滑過方形環(huán)的梳齒的下方，當回行拉緊開閉索時，由于錐形球卡在梳齒內(nèi)而不會把抓斗關(guān)閉。如此完成卸貨的循環(huán)。,煤炭、礦石進口裝卸工藝,（二）間歇型卸船機械,1.船舶吊桿,工作特點：,（1）抓斗起升高度不能太高；（2）船舶吊桿的起重量較小，卸貨效率較低，（3）清艙量大（約為50%）；（4）在使采用船舶吊桿抓斗卸船方式時，不需要在碼頭上配置卸船機械，因此，可節(jié)約碼頭的建設(shè)費用，港口的裝卸成本也可降低。,煤炭、礦石進口裝卸工藝,2.帶斗門機,這是一種在門機的門架下設(shè)置可伸縮漏斗的散貨卸船專用機械，帶斗門機的工作特點是：卸船效率高，這是由于一方面門架下的漏斗可根據(jù)抓斗行程調(diào)節(jié)伸縮，使抓斗帶貨運行的行程縮短；另一方面是因為帶斗門機的起升、變幅速度比普通門機高40%50%，從而提高了裝卸效率。帶斗門機適用于船型不超過5萬噸級的中型散貨進口碼頭，卸船效率在700t/h以下，如日本日立造船公司制造的起重量為16t的帶斗門機，卸船效率為600v臺時，適用于5萬噸級的船舶。我國上海港區(qū)中華南棧煤炭進口碼頭使用的帶斗門機起重量為15t。平均臺時效率為500t，適用船型為23萬噸。世界上最大的帶斗門機卸船效率可達1050t/臺時。,煤炭、礦石進口裝卸工藝,3.裝卸橋（橋式卸船機）,裝卸橋，也稱橋式卸船機，是國外大型散貨碼頭最主要的卸船機械，一般適用于5萬噸級以上的散貨專用船，卸船效率在700t/h以上。裝卸橋的卸船效率之所以高的原因是因為，裝卸橋抓斗的行程路線簡單，起重量大，同時，裝卸橋還可以承受較大的動量載荷，所以其裝卸小車的工作速度可加快從而使抓斗的工作周期縮短的緣故。橋式卸船機在國外大型散貨碼頭得到普遍使用，如荷蘭馬斯平原礦石中轉(zhuǎn)碼頭（年吞吐量1800萬噸）使用的就是起重量為5Ot的、臺時效率最高達3000t/h的橋式卸船機，適用船型為25萬噸級的散貨船。,煤炭、礦石進口裝卸工藝,（三）連續(xù)型御船機,鏈斗式卸船機和斗輪卸船機是兩種常見的煤炭、礦石連續(xù)型卸船機。這兩種卸船機主要由作垂直提升的斗式提升機和水平輸送的皮帶機兩大部件組成（圖6-24）。,煤炭、礦石進口裝卸工藝