矿山用料仓设计与计算

【摘要】介绍了料仓仓体的结构功能，结合实际算例，介绍了浅仓仓体的设计计算方法，实现大容积料仓的设计，满足了矿山散料开采运输设计需要。

【关键词】料仓仓壁强度

1.料仓的结构形式

1.1概述

料仓的平面形状，常用的为圆形和矩形，国外也有正多边形的。根据设计计算、构造的要求，按筒仓的仓体尺寸，分为深仓和浅仓。对于矩形浅仓，应分为漏斗仓、低壁浅仓和高壁浅仓。其划分标准应符合下列规定：

当料仓内贮料计算高度h与圆形筒仓内径d或与矩形料仓短边b之比大于或等于1.5时，为深仓，小于1.5时为浅仓。对于矩形浅仓，当无仓壁时为漏斗仓，当仓壁高度h与短边之比小于0.5时为低壁浅仓，大于或等于0.5时为高壁浅仓。

上述按设计要求，将料仓划分为深、浅仓，又将矩形浅仓划分为漏斗仓、低壁浅仓和高壁浅仓的做法，使计算得到简化，并且可对不同的仓提出不同的构造要求，是十分必要的。

1.2料仓的结构

料仓的平面布置，应根据工艺、地形、工程地质和施工等条件，经过技术经济比较后确定。可按工艺要求及仓体容量等布置成独立仓、单排仓、多排行列式仓。

料仓结构可分为仓顶、仓壁、仓底、仓下支撑结构及基础，仓顶是指仓顶平台或仓壁整体连接的截椎壳。仓壁是指直接承受贮料水平压力的竖壁。仓底是指直接承受竖向压力的漏斗、平板（梁板）加填料形成的漏斗等结构。仓下支撑结构是指仓底以下的筒壁、柱子（或墙壁），它是仓壁、仓底和基础之间承上启下的支撑结构。筒壁、柱子或墙壁一下部分则为基础。

2.料仓计算

筒仓一般为自上部进料，自下部卸料。这里我们结合工程实例，对矩形浅仓仓体进行详细设计计算。

浅仓计算简图如图1所示。

设仓壁、漏斗壁厚度均为20mm。

贮料：无烟煤，重力密度γ=12.0kN/m3，内摩擦角ф=30°；

顶部平台载荷30kN/m；

漏斗口阀门：15kN/个；

材料：Q345-B

2.1贮料压力计算

该料仓由于

属于低壁浅仓。

侧压力系数：

仓壁下端水平压力：

式中γQ为物料冲击系数，可由相关资料查得，这里取γQ=1.3

漏斗壁上端法向压力：

式中ε可由相关资料查得，这里取ε=0.586

漏斗壁下端法向压力：

2.2贮料总重

2.3内力及强度计算

将以上荷载数据输入结构计算软件（这里使用ANSYS有限元分析软件），对仓壁进行内力计算，进一步核算仓壁强度及稳定性。

经核算，料仓壁厚为25mm，仓壁衬板厚度为20mm，并在应力相对较大位置增设12mm厚加筋肋，以提高仓壁强度，进一步增加仓壁稳定性。

料仓仓壁计算结果见图3，从图中可以看出仓壁最大应力为266.1Mpa，满足强度要求。

3.结束语

矿山用料仓工作环境恶劣贮料量大，并长期承受贮料时的冲击载荷，必须确保其具备足够的强度及稳定性，以保证安全可靠的作业，因此其结构设计至关重要。本文通过工程实例，对矩形浅仓承压及其强度进行计算，实现其结构设计的可靠合理性，具有很大的现实意义。