堆取料机在配煤工艺中的应用问题及优化措施研究

【摘 要】随着我国经济水平的不断提高，工业生产中的煤炭需求在逐年上升，考虑到当今时代对于生态环境保护的重视，煤炭企业已经不再采用原来的单一煤种生产模式，而是创造出了新的配煤方案生产更加优化的混煤。在配煤工艺中，我们需要采用大型的堆取料机进行堆料和取料两种作业，但在实际的应用中，我们对于堆取料机的使用还存在着一些问题，需要采取针对性的优化措施进行解决。

【关键词】堆取料机；配煤工艺；应用；问题；措施

门架式堆取料机是工业生产中常用的一种高科技产品，主要应用在码头、冶炼厂、发电厂、煤业企业等场所，通常被用于装卸各类型的煤炭或矿石。近年来，伴随着煤炭需求量的大幅度增长，门架式堆取料机的技术水平要求越来越高，在不断地发展进步中，逐步实现了自动化和智能化，为企业生产效率做出了卓越的贡献。但在实际的生产应用中，门架式堆取料机还存在着一些问题，需要进行研究探讨。

1 门架式堆取料机概述

如图1所示，门架式堆取料机由多个组成构件组成，包括：中心柱、煤斗、堆料机构、取料机构、给煤机以及电气控制设备。门架式堆取料机最重要的三个环节为中心柱、堆料机与取料机，其中中心柱为大直径、高强度的焊接钢管，底部呈圆锥形。堆料机为大型胶带运输机，只不过其可以沿着中心柱旋转，并且其高度可以随意调整。取料机有自己独立的旋转平台，它主要包括旋转大臂、刮板以及变幅机构组成。

堆取料机工作时，主要是通过将地面皮带机传送过来的材料通过悬臂皮带机传送到指定地点，完成堆料的工作；或者从放置材料的地点把材料取出，完成取料的工作。具体的操作需要司机在控制室内手动或半自动操作完成，并根据实际的工作环境调整斗轮堆取料机的悬臂角度。在配煤工作中，堆取料机将制定煤质的煤输送到仓下皮带，从而将不同煤质的煤混合在一起，达到配煤目的。

门架堆取料机操作简单、自动化水平高；在使用的过程中受力小，磨损程度低，可使用寿命较长；消耗能量较低，在实际应用中收到的阻力很小，回转机构的部分采用了滚动式的轴承；同时门架式堆取料机还能起到多种作用，包括起重、挖掘、运输等多项内容，使得企业工作效率得到了有效提升。

2 配煤理论和工艺简介

近几年，我国的各个行业对于煤炭的需求在逐年上涨，对于煤炭的质量要求也在逐步提高，单一煤种的市场竞争力越来越差，各大行业基本都改用了混煤。混煤若是配比合适、煤种合理，在实际应用中会发挥出比单一煤种要高很多的优越性能，从而买卖双方企业都能过的更高的经济效益。所以，煤业企业正在积极地开发科学合理的配煤工艺，生产出性价比更高的煤炭产品。

对于配煤问题，设计人员根据数学算法的特性建立了数学模型，希望找出最优的模型配比，主要的设计方法有：动力配煤线性规划法，这种方法是根据客户对于煤质的要求、保证配煤的质量，设计出各种不同价格的配煤，最主要的条件是生产出的产品必须满足客户的需求；遗传算法，这种方法是参考生物学中的遗传进化特质设计的，主要的依据是参考从前的使用经验，在企业生产销售过程中不断积累，最后得出经济性和实用性更高的配比；模拟退火算法，这种方法参考了固体退火机制，即在新的方案设计出来后及时与从前的方案对比，将更好方案留下，继续下一次实验；人工神经网络法，采用神经网络描述混煤各项参数和单一煤质的关系，预测混煤配比。

配煤生产需要设置专门的机械化生产线，该生产线在设计时要同时考虑到生产工艺科学合理的设计要求，各个工序环节能够相互匹配连接，选用经济性和实用性都比较高的机械设备，根据企业的场地环境和资金投入确定自动化水平。此外，配煤场地建立起来前，要先对项目的经济可行性进行分析，判断其使用价值。具体的生产工艺流程为：原料煤的装卸、分类、化验、计算配比、原料取料输送、筛选分类、破碎、加入合适的添加剂、混合、抽样检验、成品堆贮或外送。

考虑到企业的场地限制和资金投入，实际生产时配煤工艺有两种，简单配煤工艺流程和大型配煤工艺流程。简单地机械化配煤生产流程中，需要采用装载机将各类原料装到不同的贮煤斗中，再通过圆盘或箱式给料机的控制给出合适比例的煤量，经滚筒筛的筛分混配后得到配煤，筛出来的大块原料经粉碎后也加入到配煤中，得到成品。这种方式通常用在中小型配煤厂，而现代化的大型动力配煤生产工艺的机械自动化水平更高一些，取料堆料的设备采用专用的斗轮堆取料机，配备计量采用电子计量胶带秤，混配的过程由在线监控设备进行分析监督，能够生产需量大的混配煤。此外，这种生产方式会筛选出较多的优质煤块，要另外单独存放销售，提高其经济效益。

3 堆取料机的应用问题及解决措施

堆取料机在使用的过程中由于一些主观客观性的原因，可能会出现一些问题，甚至会造成严重的生产安全事故。同其他种类的大型设备一样，斗轮堆取料机每年都会出现一些事故，多数是坍塌事故。发生这样的事故会给堆取料机的生产厂家和使用企业带来严重的经济损失以及人员伤亡。事故发生后，检察人员通过对事故现场的检查发现，事故发生的原因通常是机械设备的材料或零件在使用的过程中过载，超过其额定限度，从而发生了损坏，导致设备的坍塌。另外，设备在使用过程中维护不当也会引起塌陷事故，设备的安装、养护或维修过程中，工作人员若是没有遵照规范进行操作，会造成设备的重量分布不均，设备的部分材料或零件所受载荷超过了使用极限，进而发生破损或失稳现象。

为了尽量避免堆取料机发生安全事故，我们要采取一定的措施，这样才能有效保证生产效率，提高企业的经济效益。

首先，设备在安装时必须保证支撑工装的强度和刚度，不能为了缩减成本而选择相对来说比较薄弱的支撑工装。支撑工作若是发生问题，势必会导致设备的破损，最后发生坍塌。此外，安装的过程中要始终保证设备的中心和配重科学合理，若是重心不稳，设备很容易发生倾覆。

其次，设备在使用的过程中要严格遵照使用规范和产品说明书进行操作。进行取料工作时严禁超载，时时关注皮带电子秤的显示数值，短时超载不能超过5%，取料量根据设备说明和实际的运行速度以及运行距离决定[5]。若是取料时发生了料堆塌方，要马上安排装置退出。另外取料的过程中设备运行的速度不能太快，调车的时候运行速度不能太慢，严禁出现任何的碰撞或推料现象。设备使用中操作人员不能擅自更改程序中的保护装置，取消设备中的保护功能。

堆取料机在进行维护和改进时也要遵照设备的结构强度与刚度标准操作，不能随意增加堆料和取料的能力，更不能增加构件的承载。对设备的中心位置进行验算，确认没有任何偏差。在实际工作中，我们在设备改进的过程中基本没有出现过塌陷事故。

最后，堆取料机的操作人员需要具备专业性的技能，保证设备操作的过程中严格遵照设备的规范进行操作，企业要对工作人员进行安全意识和岗位责任的定期培训，避免工业生产中事故的产生。

4 结语

通过分析堆取料机在配煤工艺生产中的应用问题，我们找出了针对性的解决措施。日后，我们要认真计算适合的混煤配比、在生产中严格遵守生产规范，提高生产效率，保证企业的经济效益。

参考资料：

[1]王建彬，纪志国，陈志斌.门架式堆取料机在宁东能源化工基地的应用[J].科技风，2013（22）.

[2]王梦东.堆料机和取料机在火电厂配煤中的应用[J].矿山机械，2005（10）.

[3]李毅民，吕明荟.斗轮堆取料机发生重大事故的因素及避免[J].起重运输机械，2008（08）.

[4]郭德铭.平顶山煤业集团配煤优化方案研究[J].北京交通大学学报（社会科学版），2009（02）.

[5]骆琪胜.斗轮堆取料机设计制造使用常见问题综述[J].机械研究与应用，2006（02）.