干散货装卸搬运方法之一煤炭和矿石装卸工艺

第五章干散货装卸搬运方法

——煤炭和矿石装卸工艺一、概述这些年来，在世界货物海运量中，散物年运输量约占世界年总海运运输量的14%左右，是仅次于石油运输量、居世界货物海运量第二位的货类。在散货运输量中，煤炭和矿石的运量又约占了90％。

第一节煤炭和矿石装卸搬运概述

二、煤炭、矿石特性及对装卸保管的要求

（一）物料容重，自然坡度角，块度及物料与承受面之间的摩擦系数

1．容重

物料的容重即是物料的单位体积重量。

2.自然坡度角（自然堆积角，即货堆自然形成的角度）自然坡度角反映了物料的流散性，物料的自然坡度角越小，其流散性越好；自然坡度角越大的物料，其流散性越差。对煤炭、矿石的装卸来说，物料的自然坡度角可影响储料漏斗壁倾角的确定，即选择的漏斗壁倾角一定要大于货物的自然坡度角，否则物料就不易从漏斗漏出。煤炭的自然坡度角45-左右。3、块度物料的块度对机械和抓斗的选用有关。如在选用螺旋式卸车机，若遇到物料的块度直径大于螺旋的螺距时，大块度的物料就不能卸下。选用抓斗时，也要考虑物料的块度，因为抓斗的张开度对物料的块度也有限制。同样，漏斗口的尺寸也要考虑物料的块度。4.物料与承受面之间的摩擦系数

物料与承受面之间的摩擦系数大，物料就不易倾倒，因而要求料斗面光滑，料斗面的倾斜度也要增大，以减少物料下滑的阻力。

（二）冻结性通常，煤炭和矿石的含水量较大，如煤炭未脱水时，含水率可达20%。而含水量大的物料在冬季易结冰，造成卸货困难。所以在煤炭、矿石装卸工艺中要考虑物料的解冻方法，如增加破冰机械或设置加温设备。（三）发热和自燃性在堆场上存放的煤炭，时间久了或在外界气温高时，煤堆内就会发热，当煤堆内温度上升到60`C时，煤温的上升速度加剧，此时如不降温散热，煤炭就会发生自燃。通常的解决方法是将物料及时转堆，翻垛，避免煤堆温度达到自燃点。（四）脆弱性，扬尘性

煤炭、矿石在装卸输送时会产生的大量的粉尘，因此要求港口的装卸系统中设置有防尘装置，如在堆场场地上设置洒水防尘系统，采用加罩封闭式输送系统等等。三、煤炭、矿石运辅工具和装卸工艺的特点

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

特点：货物的批量大运输工具的大型化港站的特点专业化、高效化堆场的大容量化间接换装第二节煤炭、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

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

1．翻车机形式翻车机形式有两种：转子式和侧倾式。2．翻车形式

翻车机翻车形式也分为两种：单翻式和串翻式。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：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。

（1)有牵车平台的卸车线布置形式(2）没有牵车平台（驼峰）卸车线布置形式

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。（二）螺旋卸车机御车工艺

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，螺旋卸车机的配置较多，机械同时发生故障的机会少，而且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，特别是螺旋卸车机不适用于卸块径大于螺距的物料。在防尘方面，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。

（三）链斗卸车机卸车工艺

（四）底开门自卸车却车工艺

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）。

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，如每节车箱载重量为70t的自卸车（K70型底开门自卸车），平均卸车效率可达4200t/h。但当物料因潮湿而粘结在车箱边角上时，还需要进行清扫，然后将车底门关上，而关车底门是一个比较费力的作业；(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。

二、堆三场工艺（一）三堆场机三械1．堆三料机2．取三料机3．堆三取料机1．堆料三机2．取料三机（二）三堆场工三艺系统根据应三用的机三械设备三和物料三进、出三场和堆三存形式三的不同三，堆场三装卸工三艺布置三形式可三分为堆三料机和三坑道皮三带机组三成的地三下系统三和地面三露天堆三场作业三的地面三系统。1．地下三系统2．地面三系统三、装三船工艺现代散三货装船三机械均三是以皮三带机为三主体形三成的。三根据其三结构形三式和装三船工艺三，可分三为固定三式装船三机和移三动式装三船机两三大类。1．固定三转盘式三装船机三及其装三船工艺2．摆动三式装船三机（二）三移动式三装船机四、输三送机械三和辅助三机械（一）三皮带输三送机皮带输三送机是三煤炭、三矿石装三卸作业三线的联三接装卸三船、装三卸车、三堆场机三械和各三种储存三、给料三等作业三环节之三伺的水三平运输三的转运三工具。三随着装三卸船效三率和煤三炭、矿三石装卸三工艺的三现代化三发展，三皮带输三送机已三具有固三定式、三大容量三、长距三离和高三效率的三特点。高效率三的皮带三机输送三机对皮三带的强三度要求三高，对三皮带的三带宽和三带速也三提出更三高的要三求．如三皮带输三送机皮三带的宽三度可达三3m以上，三带速可三达4.三6m/s三。皮带输三送机愉三送效率三的选用三要与装三船机和三卸船机三相适应三。（二）三平舱机三械在煤炭三、矿石三的装船三作业中三，对于三专用的三煤炭矿三石船舶三，由于三其舱口三大，用三岸上的三装船机三即可把三船装满三，但对三于舱口三不大的三船舶，三装船机三投料只三能达到三舱口垂三直范围三内，不三能把船三装满。三为了保三证船舶三的航行三安全，三对于这三类船舶三的装船三都要进三行平舱三作业。五、煤三炭、矿三石出口三装卸工三艺流程第三节煤炭、三矿石进三口装卸三工艺煤炭、三矿石进三口装卸三工艺主三要由煤三炭、矿三石卸船三作业、三堆场作三业、装三车（驳三）作业三三个环三节组成三，其中三煤炭、三矿石进三口堆场三作业系三统和水三平运输三皮带机三输送系三统与第三二节所三述的煤三炭、矿三石出口三堆场作三业中的三地面系三统及其三皮带机三输送系三统相同三。一、卸三船工艺煤炭、三矿石卸三船机械三按机械三工作特三点分，三可分为间歇型三卸船机和连续型三卸船机两类，三从卸船三方式分三又可以三分为船三舶自卸三和非自三卸。间歇型三散货卸三船机主三要有船三吊、带三斗门机三、装卸三桥等，三其特点三是利用三抓斗抓三取物料三卸船，三因为抓三斗卸船三的工作三循环周三期中有三一个空三返回程三，因此三称之为三间歇型三卸船机三，散货三卸船机三除可用三作煤炭三、矿石三卸船外三，还可三作为其三他诸如三散粮、三散盐、三沙等散三装货卸三船之用三。抓斗卸三船随主三机的不三同，分三双索抓三斗和船三吊抓斗三两种形三式。在三介绍煤三炭、矿三石卸船三机前，三先要了三解抓斗三的工作三原理。（一）三散货卸三船抓斗三及其工三作原理（二）三间歇型三卸船机三械1．船三舶吊杆工作特三点：（1)三为了装三卸作业三的安全三，船舶三吊杆工三作时，三抓斗起三升高度三不能太三高；(2）三船舶吊三杆的起三重量较三小，卸三货效率三较低，三如起重三量为3三一5t的船舶三吊杆的三卸船效三率仅1三40t/h一20三0t/h三;(3)清舱量三大（约三为50三%）；(4)在使采三用船舶三吊杆抓三斗卸船三方式时三，不需三要在码三头上配三置卸船三机械，三因此，三可节约三码头的三建设费三用，港三口的装三卸成本三也可降三低。2．带斗三门机这是一三种在门三机的门三架下设三置可伸三缩漏斗三的散货三卸船专三用机械三。带斗门三机的工三作特点三是：卸三船效率三高，这三是由于三一方面三门架下三的漏斗三可根据三抓斗行三程调节三伸缩，三使抓斗三带货运三行的行三程缩短三；另一三方面是三因为带三斗门机三的起升三、变幅三速度比三普通门三机高4三0%一三50％三，从而三提高了三装卸效三率。带斗门三机适用三于船型三不超过5万吨级三的中型三散货进三口码头三，卸船三效率在700t/h以下，三如日本三日立造三船公司三制造的三起重量三为16t的带斗三门机，三卸船效三率为600v台时，三适用于5万吨级三的船舶三。我国三上海港三区中华三南栈煤三炭进口三码头使三用的带三斗门机三起重量三为15t。平均台三时效率三为500三1，适用三船型为2，3万吨。三世界上三最大的三带斗门三机卸船三效率可三达105三0t/台时。3．装卸三桥（桥三式卸船三机）装卸桥三，也称三桥式卸三船机，三是国外三大型散三货码头三最主要三的卸船三机械，三一般适三用于5三万吨级三以上的三散货专三用船，三卸船效三率在7三00t/h以上。三装卸桥三的卸船三效率之三所以高三的原因三是因为三，装卸三桥抓斗三的行程三路线简三单，起三重量大三，同时三，装卸三桥还可三以承受三较大的三动量载三荷，所三以其装三卸小车三的工作三速度可三加快．三从而使三抓斗的三工作周三期缩短三的缘故三。桥式卸三船机在三国外大三型散货三码头得三到普遍三使用，三如荷兰三马斯平三原矿石三中转码三头（年三吞吐量180三0万吨）三使用的三就是起三重量为SOt的、台三时效率三最高达300三0t/h的桥式三卸船机三，适用三船型为25万吨级三的散货三船。（三）三连续型三卸船机链斗式三卸船机三和斗轮三卸船机三是两种三常见的三煤炭、三矿石连三续型卸三船机。三这两种三卸船机三主要由三作垂直三提升的三斗式提三升机和三水平输三送的皮三带机两三大部件三组成链斗卸三船机主要的三优点(1)三适用范三围广。三就货物三而言，三可用于三从磷酸三盐、煤三（粒度三在l00三mm以下）三、矾土三等轻物三料直至三铁矿、三石灰石三等重物三料的卸三船作业三。就船三舶而言三，可适三用从河三驳到大三、中型三海船的三卸载；(2)三卸船效三率较高三，工作三稳定，三卸船时三的物料三损失量三低于抓三斗起重三机的2三％，能三量消耗三也比用三效率抓三斗机低三1％一三2%；(3)三易于实三现卸船三作业自三动化；(4)防污染三问题解三决较好三。斗轮卸三船机（四）三自卸船二、装三车工艺三、清三舱工艺常用的三清舱机三有履带三式推土三机和推三扒机。四、工三艺流程第四节三煤炭三、矿石三计量及三粉尘防三治一、煤三炭、矿三石的粉三尘防治（一）三谋炭、三矿石装三却粉尘三污染问三题（二）三防粉尘三污染的三措施1．喷三雾防尘2．喷三水防尘3．高压三静电收三尘二、煤三炭、矿三石的计三量由于煤三炭、矿三石的疏三批量大三，装卸三输送的三效率高三，因此三很难作三到精确三计量。最常用三的计量三方法是船舶水三尺目测，这是三一种利三用船舶三排水量三估计物三料装卸三量的一三种方法三，这种三计量方三法简单三，但计三量误差三大。另三一种计三量装置三是电子皮三带秤，这是三一种连三续式计三量设备三，它可三对煤炭三、矿石三进行精三确计量三。计量三的精确三的国际三标准要三求达0.1三%，尽管三实际计三量的精三确度与三此要求三尚有一三定的差三距，但三这种计三量方式三仍是发三展的方三向。此三外，如三煤炭、三矿石的三卡车计三量还可三用计量三的精确三度较高三的地磅。青岛港三（集团三）有限三公司煤三炭装卸三作业，三采用系统流三程和单机作三业两种模三式。流三程中，三拥有-三21米三的20三万吨级三深水泊三位两个三，最大三可停靠三30万三吨级大三型船舶三。年通三过能力三240三0万吨三，堆场三堆存能三力25三0万吨三；拥有三-14三.1三米的5三万吨级三深水泊三位三个三，最大三可停靠三10万三吨级大三型船舶三。年通三过能力三210三0万吨三，堆场三堆存能三力24三0万吨三。（以青三岛港（三集团）三有限公三司煤炭三装卸作三业线为三实例）煤炭装三卸工艺三流程-21三米的2三0万吨三级深水三泊位-14三.1三米的5三万吨级三深水泊三位堆三场此流程三的主要三设备有三：2三500T/H卸船机三台，三32吨带斗门三机三台，三360三0T/H双翻翻三车机二台，三300T/H螺旋卸三车机二台，三410三0/4三500T/H堆取料三机一台，三450三