落地煤定量装车解决方案1.doc

落地煤定量装车系统

技术介绍

北京三普润科技有限公司
2011年9月

一、 落地煤的产生及其危害
如果煤炭生产与运输能力不平衡，如运力不足、煤仓过小等原因，就会产生“落地煤”。落地煤会自然风化，浪费资源；大量落地煤的长期存在，会发生自燃甚至爆炸，造成环境污染和危害。同时落地煤后续装车和计量难度较大，增加了劳动强度和工作时间。比如在落地煤装煤过程中，由于未实现可控装车和同步计量，会出现反复装卸情况，随意卸煤、随地卸煤现象严重，不但影响环境，而且各种品质的煤掺杂在一起，造成不必要的经济损失。
二、当前落地煤的装车及不足
目前大多数煤矿对于落地煤采用铲车装车方式，每车装车时间在十五分钟左右，工作量非常大；每次装煤量根据操作人员的经验确定，随机误差较大，而我国现在对公路超载问题规定非常严格，因此增加了地磅称重复核工序，往复装卸情况非常多，装载效率低，现场指挥协调管理工作难度大。
另外在卸煤过程中，随意卸煤、随地卸煤现象严重，不但影响环境，而且各种品质的煤掺杂在一起，造成不必要的经济损失。
三、落地煤装车方案——自动定量装车系统
根据落地煤堆放状况分为单点落地煤和多点落地煤，从而选用不同的解决方案。该自动定量装车系统不仅适用于落地煤，而且也适用于烘干煤泥、洗矸石等地面堆积物。
3.1单点落地煤装车方案——固定式自动定量装车系统
对单一的、固定的落地煤，选用固定式自动定量装车系统。如图1所示。

图1 固定式定量自动装车系统图
1、料斗 2、支架 3、甲带给煤装置 4、皮带以及驱动装置
5、底座 6、高精度振弦传感皮带秤

3.2多点落地煤装车方案——移动式自动定量装车系统
针对煤仓分散、装车点多、空间有限等因素，我们提出了可移动式的定量自动装煤系统解决方案。
如图所示为移动式定量自动装煤系统示意图。

图2 移动定量自动装车系统图
1、料斗 2、支架 3、甲带给煤装置 4、皮带以及驱动装置
5、移动车座 6、高精度振弦传感皮带秤

移动定量自动装煤系统由料斗、夹带给煤装置、皮带、高精度振弦传感皮带秤、系统支架、移动车座、自动控制等组成。
移动定量自动装煤系统工作原理：操作者先将系统移动到装煤点，并固定好；操作者再选定与汽车的车型相匹配的给料量后，启动皮带，指挥铲车或其它给煤机构把落地煤铲进料斗里面；物料通过料斗进入到夹带给煤装置中，经过缓冲后卸料到皮带上面；给料量由高精度振弦传感皮带秤随时反映出来，在计算机内部与设定的给料量进行比较，从而调节皮带上的给料量，使两者协调一致，确保装车的连续和稳定。设置的移动车座可以使得这种装车系统放置在任何需要的位置，也可根据卡车的停放位置进行调整。
在每一辆车经过时，其皮重已传入计算机中，并且各个车型的具体能载重量也以标示在计算机里面。当这个车装载完成后，计算机立刻给出该车的车号，净重，毛重，累加重，装车时间等一系列的数据，并把用户需要的装车清单打印出来。
3.3 高精度振弦传感式自校准皮带秤
针对目前电阻传感方式皮带秤存在的使用时间较长，存在计重误差大、不够稳定，需要经常性的校准等问题，从而研发了高精度振弦传感式自校准皮带秤，替代传统电阻传感皮带秤。
皮带秤的组成部分分为称重单元、动态称重显示控制器和自校准机构三部分，其中的核心部分是高精度振弦传感器和自校准机构。
振弦式传感器是利用钢弦受压时产生稳定的周期性的振弦波，并利用双线圈钢弦自激恒流激发电路进行放大、整理，输出稳定频率（波动在±0.1Hz以内），如图3

图3 高性能钢弦自激弱激发电路原理图
振弦式传感器寿命长达数十年，长期稳定性好，可长期工作于潮湿环境；输出为频率信号，抗干扰便于远传，可接长电缆；振弦式高压液体压力传感器，设计制造了中心有厚台的H型工作膜，使压力传感器大多数综合误差小于0.1%FS，准确度达优于电阻应变式压力传感器。
自校准机构是采用动态循环链码校验原理，能够随时对皮带秤进行校验，减少皮带秤校验时间。
3.4 甲带式给煤机构
给煤机构是移动定量自动装车系统的关键技术之一。根据现场需要选择带式给料机，带式给煤机具有传动平稳、运行效率高、结构简单及适用物料多等优点，且通过调节带速及出料口挡板高度可改变给料量的大小。甲带给料机则是在带式给料机的基础上发展的一种较新型的给料设备。这种给料机在承载的胶带外侧包裹了一层金属铠甲，这样提高了胶带的强度，可用于落料冲击的场合。同时，胶带的磨损也有显著的降低，因而使用寿命大大延长。该型给料机的甲带两侧安装有挡板，安装后出料口至甲带高度为一定值，这样给料机实现了物料定容输送，通过改变给料机运输带速，可更为准确地调节给料量，因而目前已逐步被煤矿采用，取代原有的给料机。
煤仓内的物料经连接段进入导料槽落在甲带上，甲带静止时物料最终靠内摩擦力而停止运动，在出料口形成一定角度的静止堆积；当驱动滚筒在外动力的驱动下开始旋转时，带动胶带运动，胶带带动其上的甲带运动，甲带带动其上的物料导向出料口，运行中的甲带在出料口卸料后转向回程，物料不断的从出料口排出，从而完成给料过程。二次密封装置对从导料槽和胶带之间间隙中漏出的物料提供密封；改变给料量，可通过调节转臂行星摩擦式无级变速机的调速手轮来改变输出轴转速，改变甲带运行速度的大小，从而改变给料量，也可通过选配变频器，改变电动机转速，从而改变给料量。甲带给料机运行中，系统主要负荷均由滚动轴承支撑，运行阻力小，设备所需驱动功率小，系统各零部件工作寿命长。

图4 GLD型甲带给料机结构示意图

四、技术改进意义
1、移动式（固定式）定量自动装车系统可以解决煤矿目前多点（单点）落地煤、煤泥、洗矸石等定量自动装车问题，可以缓解落地煤对地面的二次污染，维护厂区优美生产生活环境；同时极大地改善了工人劳动强度，提高装煤效率，消除往复卸煤现象，避免煤掺杂，减少损失。
2、高精度振弦传感式自校准皮带秤，提高测量精度，避免了二次卸料；同时具有长期稳定性，减少了设备维护时间，降低了设备维护成本；自校准机构极大的减少皮带秤校准时间，提高工作效率。
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