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浮式散装水泥码头工艺设计

 GXF360 2019-09-13

1 引言

随着我国经济的快速发展,人民群众对美好生活的需求日益增长,对环保要求越来越高。散装水泥码头主要装卸散装水泥这类粉尘污染较大的货种,在其工艺设计中,不仅要实现码头功能要求,还需重点关注散装水泥装卸方案中抑制粉尘排放的措施。流畅的工艺线路、易于封闭的抑尘转运点处理、收尘装置的设置、船岸衔接活动点的处理,均为这类码头工艺设计的关键点。

2 工艺总体设计

在浮式散装水泥出口码头中,常在趸船上设置圆弧轨道装船机。若无移船作业的限制,趸船上可仅装备1台装船机,趸船岸侧牛腿上设置高架钢引桥支撑,通过钢引桥和后方桥台衔接,物料尽可能采用1条带式输送机输送,减少转运点,尤其是减少活动搭接处的转运点。若受岸线等条件限制,无法移船或仅能少量移船时,趸船上需装备2台装船机,尽可能的覆盖整个船舱。为避免在相对局促的趸船空间上进行物料转运,船岸衔接宜采用双钢引桥,即每个装船机后方均设置高架钢引桥支撑,分别通过一榀钢引桥与后方桥台衔接,物料分料转运等环节均在码头后方固定桥台上完成,更方便进行抑、收尘处理,使得流程更顺畅,收尘效果更好,工人作业空间更安全[1-2]

在浮式散装水泥进口码头中,趸船上常装备螺旋卸船机进行散装水泥的卸船作业,再通过螺旋输送机和带式输送机进行散装水泥的水平输送。为实现船舱的有效覆盖,对于限制移船作业的码头,宜装备2台卸船机作业。输送机宜采用整条输送机输送,减少转运点,尤其是钢引桥活动搭接处的活动转运点[3]

考虑气力输送卸船的能耗较高、噪声较大、输送效率低的特点,对于卸船量较大的专业散装水泥进口码头,不建议选用气力卸船的工艺方式。

3 关键工艺点处理

3.1 带式输送机在钢引桥活动搭接处的过渡处理

物料在转运点转运会造成扬尘,污染环境,为避免粉尘浓度超标,通常在转运点处进行封闭处理,装备袋式收尘设备,在转运点造成负压环境,避免粉尘的外溢。对于固定转运点,这种工程处理措施成熟,技术可靠。但在浮式码头上,因趸船随水位变化而起伏,在钢引桥与桥台、钢引桥与趸船搭接处物料输送处于活动状态,无法对该处进行有效封闭,收尘装置布置困难,收尘效果差。因此需尽量避免在活动搭接处设置输送机转运点,可采用一条输送机直接进行船岸连接的工艺方案。

工艺设计中需关注以下情况:①活动搭接点处的输送机跑偏;②钢引桥随水位变化俯仰过程造成的皮带机机架之间的碰撞干涉;③机架拉得过开造成上下托辊间距过大,导致物料洒落;④因码头靠离船、水流变化引起趸船的各向移位造成输送机的侧向偏摆。

岩溶发育程度是岩溶塌陷形成发生的先决条件[9]。研究区浅部岩溶发育,下伏基岩主要为二叠系上统长兴组石灰岩(P2c)。基岩面附近岩溶化程度较高,岩溶形态多样,溶隙、溶槽、溶洞发育(图7),为岩溶塌陷的形成提供了良好的排水和颗粒运移通道[10]。据钻探资料,特别是浅层岩溶发育(ZK5在地表以下50 m范围内发育13个溶洞),大多为小溶洞,高度0.3~5.0 m不等,个别高度达30 m以上,多数为全-半充填状态,充填物为泥砂及碎石(图8)。

为解决上述问题,提出如下工程措施:

(1)在活动连接处,将输送机机架断开,设置活动中间架,其一端与固定中间架活动铰接,另一端活动搭接在钢引桥上,可自由滑动,防止钢引桥俯仰和侧向偏摆时造成中间架刚性破坏。活动中间架长度依据钢引桥俯仰角度等因素综合确定,一般取值为4.2 m左右(见图1)。

图1 活动中间架示意图

(2)钢引桥侧向偏摆时,势必会造成带式输送机轴线不在一条直线上,容易造成胶带跑偏。为防止跑偏事故发生,要求船舶停靠船时输送机停机,同时在活动中间架两端设置大倾角托辊,通常设置5节托辊组成托辊组,最外侧托辊竖直布置,当胶带跑偏时进行强力纠偏。

(3)在钢引桥俯仰时,输送机此处会出现凸弧和凹弧2种工况。出现凸弧时,胶带张力引起的向下合力会加大托辊的负荷,要求相关托辊选用承载能力较大的轴承,满足托辊的正常使用寿命要求,同时加设压轮,避免凹弧出现时,胶带飘离托辊抬起而造成物料洒落。

3.2 俯仰钢引桥两端端部搭接处理

浮式码头俯仰钢引桥一端搭接在岸侧的桥台上,另一端搭接在趸船后侧牛腿上。需保证钢引桥可靠连接,不会因水位变化、船舶停靠变位造成安全事故,同时也需要保证敷设在桥面上的带式输送机具有良好的运行条件,这对钢引桥两端的搭接提出了更高的要求。

本文使用一种缩放指数型线性单元(SeLU)[10]作为残差块的激活函数。SeLU引进了自归一化属性,可自动收敛到零均值和单位方差,主要使用一个函数g映射前后两层神经网络的均值和方差以达到归一化的效果。SeLU函数定义如公式(6)所示。

2.3 两组心率变异性和心率减速力指标分析 研究组SDNN、SDANN、RMSSD、LF、HF及心率减速力水平明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),见表3。

钢引桥两端支撑相对桥台及趸船牛腿有俯仰、侧向偏摆以及垂直水流方向的位移,其中侧向偏摆对输送机的运行可靠性威胁最大,会直接造成输送带跑偏事故。同时,对于水位变化造成的俯仰运动及侧向偏摆,如果相关部件位移控制不当,将造成装船机尾部集料漏斗粉尘外溢面积加大,影响该处的收尘效果。船舶靠离船时,垂直水流的位移直接关系到输送机断开处的过渡空间大小,从而影响输送机的正常运行。因此钢引桥和桥台及趸船牛腿之间搭接处理须针对以上3种位移采取相应措施,保证输送机的正常运行及转运点良好的收尘效果。

为减少装船机尾部集料漏斗处粉尘外溢面积,提高该处收尘效果,需尽量减少集料漏斗的包容空间;靠离船时垂直水流的位移补偿宜设置在陆侧桥台上;钢引桥水侧端部搁置点的各细节处理均需围绕减少输送机头部卸料滚筒的各向位移进行。

3.2.1 钢引桥和桥台之间搭接处理

为减少输送机活动中间架断开处的悬空胶带长度范围,需严格控制钢引桥与桥台之间的相对位移。采取的措施有:

(1)加大趸船锚链型号、长度,适当收紧锚链,加重锚链及张紧力,有效吸收靠离船舶的能量,减少趸船的位移。趸船在靠离船时垂直水流方向的位移可控制在±400 mm以内。

(2)为减少靠离船及水流流速变化过大对钢引桥、桥台和趸船的刚性破坏,在钢引桥和桥台之间需采用滚轮支座,同时用钢锚链锁住,保证极端工况下钢引桥系固在桥台上,避免钢引桥跌落事故。

平时,销售经理只与下属的二批商有感情上的联络,对于其他终端网点很少去拜访。在没有建立健全的数据库的情况下,对于员工跳槽后带走许多终端客户束手无策也就不足为奇了。

煤炭是我国的主要能源,占我国能源消费份额的60%以上[1]。采煤和掘进是最危险的生产环节,综掘工作面更煤矿的事故多发区[2],瓦斯、水、粉尘等威胁着工人的生命安全,环境十分恶劣[3-4]。随着煤矿开采深度不断增加,开采难度不断增大,深部开采问题越来越严峻[5-6],特别是深部煤层的地应力较大、矿压显现强烈[7-10],掘进速度慢,支护难度大等。最突出的问题就是支护速度慢,掘进、支锚时间比例严重失调,严重影响巷道掘进速度[11-14]。因此,急需研制综掘巷道超前支护设备并实现机器人化作业[15-17],在保障工作面安全的情况下,实现掘、支、锚平行作业,提高掘进效率。

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(3)为减少因水流流速变化和反复停靠船等因素造成的钢引桥端部支座偏位,需在桥台上钢引桥搭接处采取重力式自动回位措施。通常可将滚轮搁置在与之轮缘相适应的钢轨上,或采用圆弧横断踏面滚轮,并将其搁置在与之弧度相互适应的钢质凹槽支座内。其中各处的配合尺寸均需满足各种极端工况的要求,避免造成刚性破坏事故。

3.2.2 钢引桥和趸船牛腿之间搭接处理

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应尽量减少输送机头部卸料滚筒的各向位移,减少装船机尾部受料集料斗的内空间,进而减少粉尘的外溢面积,以期达到最好的收尘效果。采取的措施如下:

(1)在钢引桥与趸船牛腿之间采用类铰的连接方式,在趸船牛腿的钢引桥高架支撑上设置圆弧凹底支撑,两侧设置挡板,圆弧半径取值650 mm。相应钢引桥端部支座安装圆弧铸钢垫块,铸钢垫块搁置在圆弧凹底支撑内,铸钢垫块相应弧度半径取值600 mm,略小于圆弧凹底支撑圆弧内径。铸钢垫块和圆弧凹底支撑之间有少量空间缓冲,避免刚性冲击,当发生相对位移时,可通过抬高钢引桥,增加钢引桥的重力势能,从而吸收部分船舶冲击能量。

(2)铸钢垫块弧度圆心设置在钢引桥输送机基础面上,尽可能减少因俯仰造成的输送机头部卸料滚筒的回转半径,进而减少滚筒的竖向位移。

(3)在输送机头部、装船机尾部受料点设置集料漏斗钢罩,钢罩尺寸仅需满足输送机卸料滚筒允许各向位移空间的要求。在钢罩进口处设置胶带帘,进一步减少粉尘外溢面积。在钢罩顶部布置袋式收尘器,收尘风量为粉尘逸散速度乘以粉尘外溢面积,一般取6 000~7 000 m3风量为宜,收尘器回灰直接通过卸灰管接入钢罩内(见图2)。

1.收尘器 2.尾数集料漏斗 3.水泥装船机 4.圆弧铸钢垫块
图2 圆弧铸钢垫块支座布置示意图

通过以上措施,可减少输送机头部卸料点位移量,进一步减少集料漏斗头罩的尺寸,充分发挥收尘设施的作用。

4 结语

本文结合码头水域布置、水文条件、适宜船型等因素,对水平输送较复杂的散装水泥出口码头进行工艺说明,确定浮式散装水泥码头设计需关注的要点,提出了合理、高效和环保的散装水泥装卸船工艺方案。采用本文提出的工程措施后,能较好满足码头使用需求,在生产中未出现输送机跑偏、洒料等事故,收尘效果好。同时,文中提出的工艺设计方法,可为其他散料进出口浮式泊位工程提供借鉴,减少相关工艺转运环节,节省工程投资。

参 考 文 献

[1] GB/T 3811-2008.起重机设计规范[S].北京:中国标准出版社,2008.

[2] JTJ212-2006.河港工程总体设计规范[S].北京:人民交通出版社,2007.

[3] GB50431-2008.带式输送机工程设计规范[S].北京:中国计划出版社,2008.

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