礦山用料倉設(shè)計與計算

【摘要】介紹了料倉倉體的結(jié)構(gòu)功能，結(jié)合實際算例，介紹了淺倉倉體的設(shè)計計算方法，實現(xiàn)大容積料倉的設(shè)計，滿足了礦山散料開采運輸設(shè)計需要。

【關(guān)鍵詞】料倉倉壁強度

1.料倉的結(jié)構(gòu)形式

1.1概述

料倉的平面形狀，常用的為圓形和矩形，國外也有正多邊形的。根據(jù)設(shè)計計算、構(gòu)造的要求，按筒倉的倉體尺寸，分為深倉和淺倉。對于矩形淺倉，應(yīng)分為漏斗倉、低壁淺倉和高壁淺倉。其劃分標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下列規(guī)定：

當(dāng)料倉內(nèi)貯料計算高度h與圓形筒倉內(nèi)徑d或與矩形料倉短邊b之比大于或等于1.5時，為深倉，小于1.5時為淺倉。對于矩形淺倉，當(dāng)無倉壁時為漏斗倉，當(dāng)倉壁高度h與短邊之比小于0.5時為低壁淺倉，大于或等于0.5時為高壁淺倉。

上述按設(shè)計要求，將料倉劃分為深、淺倉，又將矩形淺倉劃分為漏斗倉、低壁淺倉和高壁淺倉的做法，使計算得到簡化，并且可對不同的倉提出不同的構(gòu)造要求，是十分必要的。

1.2料倉的結(jié)構(gòu)

料倉的平面布置，應(yīng)根據(jù)工藝、地形、工程地質(zhì)和施工等條件，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定?？砂垂に囈蠹皞}體容量等布置成獨立倉、單排倉、多排行列式倉。

料倉結(jié)構(gòu)可分為倉頂、倉壁、倉底、倉下支撐結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)，倉頂是指倉頂平臺或倉壁整體連接的截椎殼。倉壁是指直接承受貯料水平壓力的豎壁。倉底是指直接承受豎向壓力的漏斗、平板（梁板）加填料形成的漏斗等結(jié)構(gòu)。倉下支撐結(jié)構(gòu)是指倉底以下的筒壁、柱子（或墻壁），它是倉壁、倉底和基礎(chǔ)之間承上啟下的支撐結(jié)構(gòu)。筒壁、柱子或墻壁一下部分則為基礎(chǔ)。

2.料倉計算

筒倉一般為自上部進料，自下部卸料。這里我們結(jié)合工程實例，對矩形淺倉倉體進行詳細(xì)設(shè)計計算。

淺倉計算簡圖如圖1所示。

設(shè)倉壁、漏斗壁厚度均為20mm。

貯料：無煙煤，重力密度γ=12.0kN/m3，內(nèi)摩擦角ф=30°；

頂部平臺載荷30kN/m；

漏斗口閥門：15kN/個；

材料：Q345-B

2.1貯料壓力計算

該料倉由于

屬于低壁淺倉。

側(cè)壓力系數(shù)：

倉壁下端水平壓力：

式中γQ為物料沖擊系數(shù)，可由相關(guān)資料查得，這里取γQ=1.3

漏斗壁上端法向壓力：

式中ε可由相關(guān)資料查得，這里取ε=0.586

漏斗壁下端法向壓力：

2.2貯料總重

2.3內(nèi)力及強度計算

將以上荷載數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)計算軟件（這里使用ANSYS有限元分析軟件），對倉壁進行內(nèi)力計算，進一步核算倉壁強度及穩(wěn)定性。

經(jīng)核算，料倉壁厚為25mm，倉壁襯板厚度為20mm，并在應(yīng)力相對較大位置增設(shè)12mm厚加筋肋，以提高倉壁強度，進一步增加倉壁穩(wěn)定性。

料倉倉壁計算結(jié)果見圖3，從圖中可以看出倉壁最大應(yīng)力為266.1Mpa，滿足強度要求。

3.結(jié)束語

礦山用料倉工作環(huán)境惡劣貯料量大，并長期承受貯料時的沖擊載荷，必須確保其具備足夠的強度及穩(wěn)定性，以保證安全可靠的作業(yè)，因此其結(jié)構(gòu)設(shè)計至關(guān)重要。本文通過工程實例，對矩形淺倉承壓及其強度進行計算，實現(xiàn)其結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠合理性，具有很大的現(xiàn)實意義。