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煤炭装车系统的现状及探索

赵静

郭家河煤业,陕西宝鸡,721505

摘要: 煤炭装车系统,将煤炭从仓库装载至车皮上的一整套装置。将煤炭从产地运到车站,在车站建立一个中间仓库,该仓库称“装车煤仓”,一般为圆筒形大型金属储仓。煤炭从煤仓通过传送带输送入车站装车塔,再通过塔上的漏斗直接装上缓缓移动的车皮。装车塔下装有电子衡器,能准确地控制和记录车皮号和该号所装上的煤炭的重量。该系统为高效装置,装载速率可达一分钟装满一车皮。传统的装车系统还存在问题和改进空间。
关键词: 装车;煤矿;运输
DOI:10.12721/ccn.2021.157035
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1、传统煤炭装车系统存在的不足就现状

煤炭公路运输的传统装车系统由门禁系统、装载机和地磅称重系统组成。 装车流程由以下环节组成:车辆进场、查验车辆并领取装车单、空车过磅、煤场装煤、重车过磅、核验出场。 传统装车系统存在以下不足。

1.1装车效率低 装载机装煤和2次称重是影响传统装车系统装车效率的主要因素。 传统装车系统通过装载机实现装煤,1 台装载机的额定载荷一般为 3~5 t,而每辆运输车辆一般可以装载 35~38 t 煤 炭产品, 因此, 装满 1 辆运输车辆需进行装载作业10 次左右,需要耗费大量时间。 煤炭企业不得不配备多台装载机同时为 1 辆运输车辆装煤,不仅效率低,装车成本也很高。传统装车系统通过地磅称重实现计量,由于地磅无法直接对煤炭进行计量,必须先对进场车辆称重以获取车辆皮重, 待装载完煤炭产品后再次对车辆称重以获取重车毛重,2 次称重的差值即为煤炭产品的净重。 2 次称重的计量方式使得装车与称重 2 个环节分离,经常出现 1 次装车装载的煤炭产品过多以致车辆超载需返回煤场卸煤或1 次装载量不足司机要求返回煤场补煤, 极大地影响了装车效率。  1.2车辆作弊和内外勾结现象难以根除 传统装车系统下,司机可以通过车辆作弊实现空车过磅后减轻皮重的目的,常见的手段有车辆套牌和空车过磅后放空水箱。 通过车辆作弊,每次装车可实现偷煤 0.5~2 t。 同时,由于装车过程由装载机司机完成,经常发生运输车辆司机与装载机司机或煤场管理人员内外勾结的现象 , 装载机司机将同一煤场储存的高品质煤炭产品当作低品质煤炭产品装入运输车辆,对煤炭企业造成极大的经济损失。 传统装车系统下,煤炭企业只能在煤场加大监管力度,安装监控设施,但难以根除车辆作弊和内外勾结现象的发生。

1.3煤质检验工作开展困难 煤质检验工作是煤炭企业运销环节的重要工作,需要经过取样、制样和化验等多个步骤。 在传统的装车系统下,对煤场煤炭产品的取样一般由人工完成, 很难实现对每 1辆运输车辆装载的煤炭产品的质量进行连续监测。这就使得煤炭企业在面对因产品质量而引起的贸易纠纷中处于不利地位,也无法依据煤质对煤炭产品进行合理定价。

1.4对环境破坏较大 《GB 50821-2012 煤炭工业环境保护设计规范》要求“在煤炭储、装、运、破碎及筛分过程中宜采用产尘较少的封闭式作业工艺,并应在操作区设置抑尘设施,同时应减少敞开式操作。 ”然而,传统煤炭装车系统的整个储、装、运过程完全暴露在露天环境中,装载机的装车过程会产生大量粉尘,对周边环境造成了严重污染,对煤场工作人员和司机的健康带来不利影响。

2、快速定量装车系统的使用

快速定量装车系统在铁路、公路及港口的应用日益广泛,对装车精度要求也越来越随着煤炭物料外运而提高。快速定量装车系统用于煤炭贸易结算,要求称量准确度等级达到 0.5 级,快速定量装车系统现场检定是实现物料精确计量、定量装载的关键环节。煤炭快速定量整车系统由于称重仓的载重大、称量准确度要求高,在安装调试及使用过程中需要对其称量精度进行出厂检定难度大。目前,针对装车站定量称重系统的检定通常采用加载标准砝码进行校核,在砝码加载过程中,由于装车站的称重仓结构尺寸大且位于较高的钢结构平台上,现场加载砝码的数量受到限制,无法满足检定的要求。在这种情况下,本文将结合装车站称重仓的结构和现场条件,提出一种基于集成检定的装车站称重系统检定方法并对称重系统的称量精度进行复验。

随着现代机械化程度的提高,目前的轨道计量已经不能满足企业的要求。从最早的划线计量到绞车缆绳张力计量,到随后的机械轨道衡计量,又发展到数字显示的电子轨道衡。最近又出现轨道衡装车速度慢,企业产品堆积,车皮流通量降低。为满足企业需求,又出现一种新的轨道计量设备——快速装车系统。

3、新型自牵引快速定量装车系统的特点

新型自牵引快速定量装车系统主要包括自牵引装置、主体支撑结构、缓冲料仓、漏斗型定量仓、鄂式配料闸门、平板闸门、摆动式装车溜槽等设备、液压系统、控制系统、称重系统、自动润滑系统、除尘系统等,具有五大特点:

一是采用国内先进的摆动式装车流量控制闸门,摆动幅度大,可满足于不同的装车车型规格,内部的弧形控制闸门既控制了物料的速度,又减少了对车厢的直接冲击,使物料均匀地装入车内;

二是缓冲仓上方增加雷达扫描料位仪,可尽量精确地测得缓冲仓的料位;

三是缓冲仓的外壁增加了振料器,彻底解决了仓壁存料的问题;

四是缓冲仓配料闸门采用了先进的鄂式双口弧形闸门,在物料装车过程中能做到不卡料,关闭灵活,保证了装车的连续性,提高了配料精度;

五是定量仓与缓冲仓之间增加了排气管路,既减轻了装车溜槽装车时的内压力,又防止了粉尘的外溢。

4、解决问题的思路

为了解决上述问题,提高煤炭产品公路运输的装车效率,降低由装车系统不合理带来的经济损失,通过分析各类问题产生的根本原因,尝试设计一种新型智能装车系统。解决传统装车系统存在的诸多问题,关键是改变装车的流程。 新型智能装车系统通过流程再造,改变 1 次运煤 2 次称重、先装煤后计量的作业流程,通过自动化装备将煤炭产品装入计量料仓,称重计量后直接装入运输车辆。 改变装车流程可以从根本上解决车辆作弊导致的偷煤损失问题,并显著提高装车效率。 同时,引入无线射频识别技术(RFID)和传感技术等物联网核心技术实现对运输车辆和煤质等信息的实时获取。物联网技术的应用,一方面提高

了装车过程中各环节的信息获取速度,同时,对于煤质信息的实时监测可以从根本上解决内外勾结将高品质煤炭产品当作低品质产品的换煤损失问题。 在系统的设计中, 通过结构优化减少装车各环节对环境造成的污染。

5、参考文献

[1] 陈家庆. 环保设备原理与设计[M]. 北京: 中国石化出版社,2008.

[2] 吕家明,叶奇昉,陈江平. 基于计算流体力学模型的旋流分离器的优化设计[J]. 制冷学报,2010,31( 3) : 11 -15.

[3] 闯振菊,黄胜,胡健,等. 基于多参考系和滑移网格模