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转载溜槽衬板磨损预测的DEM 仿真方法张晓华1宋伟刚21 衡阳运输机械有限公司 衡阳 421002 2 东北大学机械工程与自动化学院 沈阳 110819摘 要：针对EDEM 自动划分网格较稀疏问题，采用Hypermesh 划分仿真模型网格，利用Herz-Mindlin 接触理论的Archard 磨损模型对转载溜槽磨损问题进行仿真，在网格单元上提取出漏斗和溜管衬板的接触能量和磨损量，分析了磨损量与接触能量的关系。
假设转载溜槽衬板磨损深度为物料与溜槽衬板的使用时间为线性函数，根据现场衬板磨损量的测量值，将衬板的磨损系数关系的看作隐式的单变量方程，应用EDEM 软件的仿真结果求解出磨损系数的标定值。
分析了漏斗和溜管的磨损机理。
该方法可用于转载溜槽的磨损预测。
关键词：带式输送机；转载溜槽；DEM；磨损系数；接触能量；Archard 模型中图分类号：TH222 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2020）05-0049-07Abstract: Considering the sparsity of automatically divided grid by EDEM, this paper adopts the simulation model grid divided byHypermesh, simulates the wear of transfer chute using Archard wear model in Herz-Mindlin contact theory, and extracts the contact energy and wear loss of the funnel and chute lining plate on the grid unit, and analyzes the relationship between wear loss and contact energy. Assuming that the wear depth of the lining plate of the transfer chute is a linear function of the material and the service time of the chute lining plate, the wear coefficient relation of the lining plate is regarded as an implicit univariate equation according to the on-site measured value of the wear loss of the lining plate, and the calibration value of the wear coefficient is obtained by using the simulation result of EDEM software. The wear mechanism of funnel and chute is analyzed. This method can be used in the wear prediction of the transfer chute.Keywords: belt conveyor; transfer chute; DEM; coefficient of wear; contact energy; Archard model0 引言转载溜槽广泛用于散状物料的输送与存储系统。
引言在运输煤炭物料的过程中，需要借助溜槽进行转载，但是在实践中发现经常出现堵塞的现象。
高落差转载溜槽是一个物料通道，具有导向性以及缓冲作用，可以保证物料能够在密封的状态下，将输送机带速传递给输送机。
由此可以看出，在设计溜槽结构时，通常必须设置合适的转载高度，一般将转载槽的形状设置为“S ”形，这样在改变物流运动方向时，保证物料能够表现出的一定的滑行运动。
通常情况下，溜槽中的物料是借助惯性以及相应的惯性实现运动的，物料运行的过程中受到溜道角度；表面状态；物料颗粒度；流量等因素影响。
因此，在排堵装置上面设置智能化的控制单元，这样可以保证溜槽连续的运行，有效地优化输送机的工作能力。
1溜槽堵塞的成因分析溜槽包括倾斜直线段、弯道单元、缓冲单元，图1表示相应的结构图。
在物料位于溜槽直线段时溜槽将会做直线运动。
这时可以选择物料溜槽横截面的任何一个点作为物料支点，对其进行受力分析。
图2表示相应的底面物料与溜槽底部相接触的受力分析。
摩擦力小于下滑力时，物料下滑的速度与物料的高度参数之间呈现正相关。
物料达到第二阶段时，图3表示相应的物料的落点分布情况，同时设置为L >H 。
物料在下滑的过程中会受到侧向力的冲击而产生“紊流”现象。
通常情况下，溜槽的依据截面尺寸确定转载流量，与此同时设置一定的富裕度。
通常情况下，由于在弯道位置设置的溜道截面积需要容纳较小比例的流量。
假如上游流量存在不稳定的状态则会出现区域淤积的现象。
图4所示第二弯道位置设置有缓冲区域。
由于该位置存在物料安息角可以堆积出缓冲三角，物料堆积面粗糙度大于溜槽表面，摩擦力加大物料流速下降，最终导致出现淤积的现象，溜道截面积变小，出现堵塞的现象。
经过探究发现，要想改变堵塞的现象，必须改变溜槽的方向。
2防排堵方法分析1）测定方法：当出现淤积现象时，弯道位置体积与重量发生变化，可以借助传感器对其进行监测。
为此，从而可以借助传感器进行实时监测，经过探究发现，通常物料传感器不能发挥应有的作用，在抗干扰与抗污染方面表现不理想。
基于EDEM的物料转载对中接料技术探讨
刘二朋;王涛
【期刊名称】《能源与环保》
【年(卷),期】2024(46)4
【摘要】针对散料输送系统中物料转载流动的特点,提出了多种物料转载对中接料技术。
建立了物料转载对中接料仿真模型,通过EDEM软件仿真,验证了所述物料转载对中接料技术的可行性;通过将多种物料转载对中接料技术结合,并基于物料速度和物料轨迹等参数设计出一种可靠性较强的转载对中溜槽结构,该结构可减小物料对中部转载装置及输送带的冲击,解决了物料偏离下级输送机中心和输送带跑偏问题,有效地延长了设备寿命,具有实际的工程应用价值。
【总页数】6页(P206-211)
【作者】刘二朋;王涛
【作者单位】中煤天津设计工程有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH227
【相关文献】
1.基于EDEM仿真技术分析物料特性对落料管结构的影响
2.基于EDEM物料转载系统模拟与优化
3.开展护理干预对糖尿病患者饮食控制依从性的影响分析
4.基于EDEM的散体物料运输过程中物料粒径放大倍数对料流的影响研究
5.基于EDEM 仿真技术物料转载过程的离散元分析
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选煤厂溜槽的作用和设计要点摘要：在选煤厂设计环节中，关于溜槽的设计比较关键。
溜槽是选煤过程所必备的结构，科学合理的选煤厂溜槽设计能够起到保护堆煤的效果，并且能够提升溜槽的结构性能。
伴随着科技信息技术的逐渐发展，越来越多的设计被应用选煤厂溜槽堆煤保护中来，使得堆煤保护实现了现代化。
基于此，在本文中对选煤厂中溜槽堆煤的作用与设计要点进行研究。
关键词：选煤厂；溜槽堆煤保护；作用；设计要点引言溜槽是选煤厂中物料在重力作用下实现自主输送的主要通道，一般情况下的选煤厂中溜槽负责洗选设备与仓储运输装置之间进行连接。
溜槽作为非标设备的一种在选煤厂中占有很大数量。
溜槽担负着输送、密封、调节工艺流程以及使物料在机械设备上合理分布、避免偏载等重要作用。
若溜槽设计不合理，可能引起输送物料堵塞、过度粉碎、粉尘多、噪音大、溜槽使用寿命短等问题，严重时会造成某些机械设备运转不正常，直接导致选煤厂停产。
1.溜槽的作用1.1留槽的类型及作用溜槽在选煤厂设备结构中的应用位置不同，其类型不同，目前，在选煤厂中的溜槽可以分为机头溜槽、机前溜槽、机下溜槽、筛下漏斗、收集槽、桶等。
为了满足选煤厂物料的分配，还可以再流槽上设置相应的结构，如载流槽上添加翻板、闸门，使得溜槽除了基本功能外，还具有筛选功能和脱水功能。
溜槽的断面设计类型不均匀，在不同的设备连接下，其头部、尾部的形式以及尺寸等都不同。
当溜槽上的堆煤增加时，槽口容易被堵塞。
因此，需要在溜槽的拐角处或者是交叉口处增加溜槽的倾斜角。
溜槽主要是应用于选煤厂中的两个不能直接衔接的设备之间，其直接的作用就是能够将物料从一个设备转移到另一个设备上。
1.2留槽的断面及作用一般头、尾部形式及尺寸取决于所连接设备的要求，当输送距离较长时，才需要中间段溜槽。
中间段溜槽常用的断面有方形和矩形两种。
方形多用于垂直段，矩形多用于倾斜段。
方形与矩形溜槽常用断面（单位mm）有：方形断面（宽高）：b/ h= 500/500 600 /600 700 /700, 800 /80 0 900 /900 10 00 / 1000等；矩形断面（宽高）：b/ h=400 /350 500/350 600/400, 700/500 800/600 900/700 1000/700 1100 /800等。
基于EDEM对散状物料转载系统优化设计的分析湖北凯瑞知行科技有限公司技术研发部胡平摘要：随着国内散状物料输送的快速发展，对高带速、大运量的需求越来越大，传统散状物料转载系统的设计已经不能满足现有高带速、大运量皮带输送系统的使用要求，物料输送系统转载点粉尘污染、溜槽堵塞、皮带偏载跑偏、撒料严重、设备磨损等越来越成为整个输送系统的突出问题。
3-DEM 曲线溜槽系统采用流线型优化截面设计，能够很好的汇集物料，减缓物料下落速度、保证料点对中、避免堵料、撒料等现象。
本文利用颗粒力学仿真软件 EDEM 分别对唐山港曹妃甸港区 T3 转载点的传统设计和 3-DEM 曲线溜槽技术设计进行了对比仿真分析，仿真分析表明转载点采用 3-DEM 曲线溜槽系统设计不仅很好地避免溜槽堵塞、皮带偏载跑偏等问题，同时对于粉尘的控制也起到了良好的效果，设备运行更加可靠、经济、稳定。
关键词：EDEM; 曲线溜槽；物料转载1 转载点传统溜槽设计与 3-DEM 曲线溜槽设计的区分在散料输送与装卸系统中，转载点溜槽系统是整个系统的咽喉，转载点溜槽系统设计的好坏严重影响着整个系统的输送效率和运行安全。
现有的转载点溜槽系统通常利用“料磨料”的设计思路，溜槽普遍采用直线型结构，截面形状一般为矩形截面，溜槽出口距离皮带底部较高，出口宽度也比较大，其具有制作简单、方便安装以及造价低等优点，但却不能很好地控制物料流动，在实际复杂工况作业下，造成物料堵塞、落料点不正引起的偏载跑偏、撒料严重、对胶带冲击大、粉尘浓度高、溜槽磨损严重等一系列问题，不仅影响了正常的工业生产、增加了生产成本，同时也影响了设备的安全运行。
如图 1 为转载点采用传统溜槽实际运行时存在的常见缺陷。
图 1 转载点传统溜槽常见缺陷3-DEM 曲线溜槽技术基于离散元方法，采用 SolidWorks 三维立体设计建模技术，借助于先进的颗粒学仿真软件，对散状物料输送过程中颗粒体系的行为特征进行较真实的模拟，从而协助设计人员对散状物料处理设备进行设计、测试和优化。
基于EDEM仿真的溜槽防冲击研究王细平1 姚艳萍21上海振华重工（集团）股份有限公司 上海 200125 2太原科技大学 太原 048000摘 要：为减小溜槽下落煤炭对下部承载设备的冲击，文中设计一种具有防冲击结构的新型溜槽，该结构具有减速轮和减速挡板2个减速装置，可以快速降低煤炭运行速度，减小下落煤炭冲击力，采用Solidworks建立溜槽的三维模型，通过EDEM-MBD耦合建立了不同煤炭在溜槽中的动态过程，以Hertz-Mindlin接触模型对不同煤炭下落过程进行了数值模拟分析，得到不同煤炭在下落过程中的速度和冲击力变化曲线，验证了防冲击结构的合理性。
关键词：防冲击溜槽；EDEM-MBD耦合；煤炭冲击力；仿真模型中图分类号：TH222 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2024）1-0031-05Abstract: In order to reduce the impact on the lower bearing equipment when using the chute to drop coal, in this paper, the author puts forward a new chute with impact-resistance structure, which is equipped with the deceleration wheel and deceleration baffle, which can quickly reduce the running speed of coal and the impact force of falling coal. A three-dimensional model of a chute was established through Solidworks, and the dynamic process of different coals in the chute was determined by EDEM-MBD coupling. The falling process of different coals was numerically simulated and analyzed by a Hertz-Mindlin contact model, and the curves of velocity and impact force of different coals in the falling process were obtained, and the rationality of the impact-resistance structure was verified.Keywords:impact-resistance chute; EDEM-MBD coupling; coal impact; simulation model0 引言溜槽是煤炭带式输送机系统的重要组成设备，在煤炭带式输送机输送系统中起着承上启下的关键作用，是煤炭带式输送机实现多工位，不同层次的多级输送的关键设备。
煤矿选煤厂溜槽的优化改进与应用黄祯【摘要】为了降低选煤厂溜槽故障率,提高溜槽使用周期,大同煤矿集团煤炭洗选公司精煤分公司晋华宫选煤厂通过技术研究,在日常选煤期间对溜槽主要存在的问题进行分析,并对其进行优化改进.通过实际应用发现,取得了显著成效.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2019(034)006【总页数】2页(P124-125)【关键词】选煤厂;溜槽;优化改进;应用【作者】黄祯【作者单位】大同煤矿集团煤炭洗选公司精煤分公司晋华宫选煤厂,山西大同037003【正文语种】中文【中图分类】TD941 选煤厂概况及选煤工艺晋华宫选煤厂建成于2002年9月，设计生产能力为5.5 Mt/a，选煤厂共计有设备740台套，其中生产设备230台套，配电设备330台套，胶带运输走廊24条，运输总长度达9.3 km。
选煤厂采用的选煤工艺为：动筛预排矸→不脱泥无压三产品重介旋流器分选→煤泥重介二产品→煤泥浮选→浮选精煤加压、压滤并联回收→尾煤粗细煤泥两次回收工艺。
2 溜槽作用及存在问题2.1 溜槽作用溜槽是选煤厂重要运输设备之一，它主要用于生产设备之间、生产设备与运输设备之间以及运输设备之间，从而便于物料传递运输，其主要作用包括：过渡运输、密封、集中分配、等分以及调节工艺流程；选煤厂溜槽数量主要是根据选煤厂实际生产能力决定的，溜槽的结构主要是根据煤质情况进行决定的[1-2]。
2.2 主要存在的问题1）噪音大：由于溜槽长期使用且检修维护不到位，导致溜槽弯曲、刮板断裂现象，在运转时刮板与溜槽之间摩擦力加大，产生噪音，大大降低了溜槽寿命。
2）磨损严重：选煤厂在选煤过程中，上水平输送机在向下水输送机运输物料时必须经溜槽进行过渡，但是由于相邻两水平较大，上水平物料经高速抛下后对溜槽产生严重的冲击磨损现象。
3）每块破碎率加大：晋华宫矿选煤厂在选煤过程中由于溜槽设计不合理、破损严重等，导致在煤矸运输时每块破碎严重，破碎率达5%，严重影响了后期煤矸筛选及产品煤质量。
Automatic Control •自动化控制基于EDEM 的带式输送机转接溜槽结构优化文/张宁本篇论文首先对传统的带式摘 传输机转接溜槽结构做出了分析，要 并提出了新型的转接溜槽改进方案，以及优化后的具体实验。
希 望可以为带式传输机转接溜槽优 化工作起到一定的帮助作用。
【关键词】带式输送机转接溜槽EDEM 模拟带式传输机的转接溜槽属于带式传输机 中的过度传输设备，起到了承上启下的作用，直接影响到了带式传输机的工作效果。
存在问题的转接溜槽被较长时间的使用，还会引起各 种各样的问题，还会对经济效益造成一定的损失。
1传统带式传输机转接溜槽存在的不足之处图1表示的传统带式传输机的转接溜槽 的示意图。
传统传输机的转接溜槽所使用的是 直线结构，这种结构不仅仅制作工艺简答，在进行安装与使用的过程中也十分方便。
但是该 结构对于材料的流速与材料的分布不能进行有 效的控制，会使得设备局部出现磨损严重的情况，并且还会伴随产生较大的噪声。
拥堵的材料会加大对于设备的磨损，材料也会产生粉尘。
这样既造成了材料的浪费，又使的设备破损老 化，从而增加了运行设备的维护费用。
2优化后带式传输机转接溜槽图2所表示的是带式传输机的转接溜槽优 化后的结构。
本篇论文讨论的是采用DiscreteElementMethods 技术进行优化的方法。
对带式传输机转接溜槽进行离散元模拟，寻找到其中 存在问题的地方，对优化改进后的转接溜槽进行3D 建模操作。
2. 1带式传输机转接溜槽3D 模型2.1.1转接溜槽弧形顶部漏斗及护罩3D 模型根据物料抛落轨迹，漏斗头部设计有弧形导流装置，使料流以较小的冲击角度（理论切入角0 = 25°）与导流挡板渐变切入式接触， 头部漏斗采用U 形截面、弧形结构，更好地贴合物料运动轨迹，冲击小，抑制粉尘，设备 磨损小，物料汇集状态良好；导料挡板采用弹 性自振动调节装置，具有自清理功能，避免黏性物料的粘结。
2.1.2转接溜槽曲线形落料管3D 模型曲线溜槽系统是结合不同转运站布局形 式而完成的定制化设计。
论基于EDEM 离散元仿真技术的电厂输煤转运系统设计对转运设备磨损问题的解决措施背景电力的稳定供应是国家经济社会稳健发展的重要保障。
火力发电在我国当前的电力供应中占据主导地位。
其中，火电厂的输煤系统是火力发电的重要组成部分，它的主要作用是给锅炉提供充足且合格的燃料，可以说，输煤系统的正常运行与否直接影响到整体火电生产的质量和稳定性。
然而，现阶段，多数输煤转运系统在实际的物料输送中，存在堵料、设备磨损、输送带跑偏、洒料、扬尘等多种问题，使整个输煤系统的稳定运行遭到破坏，并给国家的火电生产与电力供应造成威胁。
但这些问题并不仅仅存在于我国的输煤系统中。
事实上，对火电输煤转运系统的改进研究，从上个世纪后半叶起就已经在国外展开，并随着科技的发展不断精进。
目前，一种被普遍认为有效的方法是EDEM 离散元仿真技术，它能深入分析物料的特性和料流轨迹，推断出当前输煤转运系统设计中可能存在的问题，从而在设计初期尽力规避或缓解这些问题。
问题当前，我国电厂中的输料设备，随着散料输送向大出力、多种类、高带速趋势发展，设备摩擦、磨损问题突出：散料转运过程中连续、高强度的振动及冲击，造成转运设备磨损甚至破坏，继而导致物料洒料、输煤系统故障以及设备寿命缩减，不仅严重影响到火电生产的安全与稳定，还给转运地的生态环境造成污染。
磨损的形式，主要有磨粒、粘附、疲劳、腐蚀等形式。
质地较硬的粗大颗粒对承磨面的磨粒切削磨损破坏较大，天然气厂的硫磺输送、化工企业的物料输送会造成腐蚀性磨损和粘附磨损。
其次是疲劳磨损，散料反复冲刷、摩擦输送带表面，使之反复变形，进而引起承磨表面疲劳。
原因经过对多个火电生产单位的输煤转运系统的实际操作进行采集和分析，目前，输煤转运系统磨损的原因主要有以下几点：1）转运物料的摩擦与腐蚀磨损。
不同物理、化学性能的物料，给转运装置及物料输送带造成不同性质的磨损：如高硬度物料造成的摩擦、割削磨损；有化学腐蚀成分的物料造成的腐蚀、粘附磨损等。
收稿日期2018-06-16作者简介 王强强（1979-），男，汉族，山西省运城市人，毕业于太原理工大学矿山机电专业，助理工程师，研究方向：选煤设备管理与维护。
辛置煤矿选煤厂溜槽设计与改进研究王强强（霍州煤电集团煤质加工部煤质科，山西 霍州 031400）摘 要论文针对霍州煤电集团辛置煤矿选煤厂溜槽使用中存在的问题进行了改进设计。
基于溜槽设计的规则对该选煤厂的机头溜槽、收集槽和拣矸溜槽进行了改进。
改进后有效地降低了溜槽的噪声污染，提高了溜槽的使用寿命，有效地保障了选煤厂作业的正常运行。
关键词溜槽 设计规则 改进中图分类号 TD521+.2 文献标识码B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2019.01.058Design and Improvement of Chute in Xinzhi Coal Mine Preparation Plant Wang Qiang-qiang(Coal Quality Section, Coal Processing Department, Huozhou Coal Power Group, Shanxi Huozhou 031400)Abstract : Aiming at the problems existing in the use of chute in Xinzhi Coal Preparation Plant of Huozhou Coal Power Group, this paper improves the design. Based on the rules of chute design, the machine head chute, collection chute and gangue picking chute of the coal preparation plant were improved. After improvement, the noise pollution of the chute is effectively reduced, the service life of the chute is improved, and the normal operation of the coal preparation plant is effectively guaranteed.Key words : chute design rules improvement1 工程概况霍州煤电集团辛置煤矿选煤厂建于1958年，经多次技术改造，现设计能力为3.35Mt/a ，由一车间、二车间两个相互独立生产系统组成。
选煤厂溜槽设计与改进马鹏飞【摘要】溜槽在选煤厂应用广泛,是物料转载与输送、设备连接、工艺流程转换中唯一的不耗能设备.溜槽设计是否合理直接关系到选煤厂能否正常运行,从溜槽设计规则出发,分析了溜槽常用材料,并结合现场实际使用情况对常见溜槽进行改进,为选煤厂溜槽的设计、改进提供一定借鉴.【期刊名称】《选煤技术》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P88-91)【关键词】溜槽;设计规则;材料;改进【作者】马鹏飞【作者单位】中煤邯郸设计工程有限责任公司,河北邯郸056031【正文语种】中文【中图分类】TD94;TD521+.2煤炭运输转载设计是选煤厂设计中的重要环节之一，而溜槽设计在运输转载设计中占据重要位置[1]。
不同煤质、不同选煤厂对煤炭运输转载设计的要求不同，如果对溜槽具体使用环境和特点考虑不周，不但会使其使用寿命短，粉尘、噪声污染加剧，而且会导致块煤破碎率增大，连接设备的处理能力下降，进而影响整个选煤厂的正常生产。
从溜槽设计规则出发，分析了溜槽常用材料，并结合现场实际使用情况对选煤厂常见溜槽进行改进，使其设计更合理，为其他选煤厂的溜槽设计、改进提供一定借鉴。
选煤厂溜槽设计过程中，应注意溜槽断面形状和尺寸、溜槽倾角、溜槽线路的设计，这三个因素对其能否顺利运行具有重要影响。
溜槽断面应根据输送量和输送物料的最大粒度来确定，而其形状和尺寸取决于所连接设备的要求。
当物料输送距离较长时，需要中间溜槽段，常见的中间溜槽段断面为方形和矩形。
矩形断面用于溜槽倾斜段，方形断面用于溜槽垂直段。
近来，U形断面溜槽、圆形断面溜槽在选煤厂也有使用。
U形断面用于敞开式溜槽，圆形断面用于封闭式溜槽。
这两种断面溜槽对输送物料的流动阻力更小，在角度相同的条件下不易堵塞，但其加工困难。
输送物料不同，输送量不同时，溜槽断面要求也不同，可根据具体情况依据式(1)—(3)计算其断面[3-4]。
(1)根据输送物料的粒度计算溜槽断面：式中：b为溜槽断面宽，mm；h为溜槽断面高，mm；dmax为输送物料的最大粒度，mm。
基于EDEM仿真技术对运煤系统落煤管的磨损分析胡斌【摘要】介绍了基于离散元模型(EDEM)仿真技术对运煤系统落煤管的磨损分析,对落煤管内部物料运动形态和设备壁板的磨损情况进行计算模型的可视化分析和数据化处理分析,为缓解磨损提供了有力的设计依据,提出减缓磨损设计关注点以及减缓磨损的主要措施,有效地提高了落煤管生命周期,从而保障了运煤系统正常运行.【期刊名称】《吉林电力》【年(卷),期】2019(047)003【总页数】4页(P5-8)【关键词】运煤系统;落煤管;离散元模型(EDEM);磨损【作者】胡斌【作者单位】华润电力控股有限公司,广东深圳 518001【正文语种】中文【中图分类】TM621.7在火力发电厂的运煤系统中，落煤管主要存在于转运站、碎煤机室、煤仓间犁煤器等处，是连接皮带输送机的关键转运设备，起着输送、密封、调节工艺流程以及使物料合理分布等重要作用。
传统落煤管采用了直方矩形管组装而成，具有制作简单、安装方便等优点，但由于不能很好地控制料流轨迹，往往导致物料与落煤管、皮带等设备发生强烈的撞击，大幅度地增加了落煤管的磨损，给运煤系统运行带来安全隐患。
随着市场竞争力日益激烈，对产品质量要求地不断提高，落煤管磨损问题逐步成为关注点和评估依据。
业界为了提高自身竞争力，将缓解磨损思路从“使用高成本、高性能的耐磨材料”向“优化设备结构”转变。
离散元模型(EDEM)仿真技术通过多年的应用验证，得到业界的广泛应用，为这方面转变提供了有力的设计依据和技术保障。
1 磨损原因对于工程材料来说磨损的定义是:构件在与其表面相对运动而在承载表面不断出现材料损失的过程，也可以理解为由于物体相对运动造成物体表面尺寸或形状的改变和缺失现象。
散料摩擦对表面的磨损根据机理主要有磨粒、黏附、疲劳、腐蚀等磨损。
不同物料的物理、化学性能，对摩擦表面的磨损也不尽相同［1］。
落煤管在运煤系统运行时不断地受到原煤煤流的碰撞、冲刷，极易造成壁板材料的磨损。
EDEM是一款用于离散元素法仿真的软件，可用于模拟颗粒流、颗粒运输、颗粒堆积等问题。
以下是EDEM的案例：
1. 模拟一个传送带上颗粒的流动和运输，可以研究颗粒的速度、分布和流动特性。
2. 模拟颗粒在管道中的流动和运输，可以研究管道的流动阻力和颗粒的运输效率。
3. 模拟颗粒在振动筛中的分离和筛选，可以研究不同粒径的颗粒在不同振动条件下的分离效果。
4. 模拟颗粒在搅拌釜中的混合和反应，可以研究搅拌速度、颗粒粒径和反应时间等因素对混合和反应效果的影响。
5. 模拟颗粒在料仓中的堆积和流动，可以研究料仓的设计和颗粒的流动性对料仓充填效率的影响。
以上是EDEM的一些案例，使用EDEM可以对颗粒流进行详细的仿真和分析，有助于了解颗粒流的行为和特性，为实际工程应用提供支持。
Mine Engineering 矿山工程, 2020, 8(2), 200-207Published Online April 2020 in Hans. /journal/mehttps:///10.12677/me.2020.82026Application of EDEM Technology in theDesign of Chute at Transfer Station inCoal Preparation PlantHonggang JiBeijing Huayu Engineering Co. Ltd. Xi’an Branch, China Coal Technology and Engineering Group, Xi’an ShaanxiReceived: Mar. 30th, 2020; accepted: Apr. 21st, 2020; published: Apr. 28th, 2020AbstractThe design of chute in the traditional coal preparation plant mainly depends on the experience of the designers. The improper design of chute will lead to the problems of dust pollution, the block-age of chute, the deviation of the belt, the serious scattering of materials and the serious wear and tear of the equipment. The EDEM technology can be used to simulate and analyze the movement track, speed and wear of chute, and then optimize the design of chute, slow down the falling speed of materials, ensure material point alignment and avoid material blocking, material scattering and so on. In this paper, the traditional design of chute at transfer station in a coal preparation plant is compared with the curved chute designed by using EDEM technology. The simulation results show that the chute designed by EDEM can avoid the problems of chute blocking, belt deflection, dust suppression and so on.KeywordsEDEM, Chute Design, Coal Preparation Plant, Transfer StationEDEM技术在选煤厂转载点溜槽设计中的应用姬红刚中煤科工集团北京华宇工程有限公司西安分公司，陕西西安收稿日期：2020年3月30日；录用日期：2020年4月21日；发布日期：2020年4月28日姬红刚摘要传统选煤厂溜槽设计主要依赖设计人员的经验水平，溜槽设计不合理会导致粉尘污染、溜槽堵塞、皮带偏载跑偏、撒料严重、设备磨损严重等问题。
采用EDEM 技术可以模拟分析物料在溜槽中的运动轨迹、速度、对溜槽的磨损情况，进而可以优化溜槽断面设计，减缓物料下落速度、保证料点对中、避免堵料、撒料等现象。
本文对某洗煤厂转载点溜槽采用传统设计和采用EDEM 技术设计的曲线溜槽进行了对比及仿真分析，仿真分析表明采用EDEM 技术设计的溜槽可以很好地避免溜槽堵塞、皮带偏载跑偏、抑制扬尘等问题。
关键词EDEM ，选煤厂，溜槽，转载点Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言选煤厂溜槽种类众多，转载点溜槽从结构上看似选煤厂中最简单的非标设备，不太重要的环节，溜槽设计是否合理很大程度上可以影响到带式输送机的运行乃至洗煤厂的正常安全生产，目前大多煤矿设计院溜槽设计主要还是采用传统设计手段，溜槽设计是否合理主要是依靠设计人员的经验。
利用EDEM 软件设计溜槽可以分析模拟物料在溜槽中的轨迹、速度等情况，将设计经验与模拟分析软件相结合，可以避免溜槽堵塞、皮带偏载跑偏、抑制扬尘。
2. 项目介绍某厂外来煤经汽车受煤坑卸煤后由带式输送机运至1号转载点，在该转载点外来煤由分叉溜槽即可进入储煤场也可以进入储煤场至筛分车间的带式输送机上。
该储煤场储量大，采用高架栈桥落煤，1号转载点高度约23 m ，溜槽落差约19 m ，带式输送机运量Q = 600 t/h ，煤炭粒度0~200 mm ，煤含水量较高，带式输送机带速2.5 m/s 。
3. 1号转载点溜槽常规设计1) 溜槽断面及角度的选择根据《煤矿专用设备设计计算》 [1]中溜槽断面积与输送量由下述公式确定：3600QA ϕγν=(1)式中，A —溜槽断面积，m 2；Q —输送量，t/h ；ϕ—装满系数，煤取0.3~0.4；ν—物料在底板上运动速度，m/s ；γ—物料松散容重，t/m 3。
按粒度决定溜槽断面，断面宽：b ≥ 2 d max + 100；断面高：h ≥ 1.5 d max ；d max —煤炭最大粒度，mm 。
根据上述条件确定溜槽断面尺寸为700 × 600 mm 。
溜槽角度：52˚。
溜槽设计为矩形断面，主要考虑到洗煤厂溜槽一般均为安装公司现场加工，下料、拼焊容易，如果设计的不合理，现场调整、修改也较姬红刚容易[2] [3]。
2) 溜槽其它设计考虑因素本溜槽最大特点的就是落差高度大，约19 m ，因此降速、防冲击、防砸是溜槽设计考虑的主要因素。
降速、防砸一般可以采用两种方式解决：其一，在直线段溜槽内合适位置设置防砸板(但需增大溜槽断面)；其二，采用“S ”形布置，同时设置集煤堆[4]。
溜槽耐磨材料采用12 mm 厚Q345钢。
为便于安装和检修更换，溜槽节段一般按外形尺寸不大于2 m 设计。
3) 溜槽设计及布置图传统溜槽设计及布置图下图1。
Figure 1. Traditional chute design图1. 传统溜槽设计方案4) 传统溜槽设计的优缺点传统设计方法设计溜槽简单易实现，易于现场操作，但溜槽设计是否合理很大程度上依赖于设计人员的经验水平，对物料在溜槽中运动状态不能实现很好地控制，在实际复杂工况作业下，传统设计很有可能会造成物料堵塞、落料点不正引起的偏载跑偏、对胶带冲击大、粉尘浓度高、溜槽磨损严重等一系列问题，因此有必要依据科学的手段进行仿真、模拟，判断传统设计的溜槽不足之处，调整设计使得溜槽更能接近实际工况。
4. 采用EDEM 技术优化设计1) EDEM 技术简介EDEM 系列软件是全球领先的散料机械仿真软件，颗粒力学仿真专家EDEM 是由英国DEM Solutions 公司开发，它可以高效、准确地仿真煤炭、矿石等散装颗粒的流动行为。
EDEM系列软件的原理是通过姬红刚牛顿运动定律和材质间的接触模型来计算每一个颗粒的运动与碰撞，通过大量迭代运算，最后得到整体物料流动结果。
EDEM 软件主要由前处理器(EDEM Creator)、求解器(EDEM Simulator)和后处理工具(EDEM Analyst)三大功能模块组成。
2) 三维建模本工程根据工艺布置及实践证明的曲线落煤管的一些设计经验(头部根据物料抛料轨迹设计安装弧形头部集流导流装置，以避免漏斗的堵料现象，同时抑制诱导风，降低粉尘；曲线溜槽结构，过渡平滑，保证物料汇集避免溜槽积料现象)，利用Solidworks软件进行三维建模，见下图2[5][6]。
Figure 2. Traditional chute design图2. 传统溜槽设计方案3) EDEM仿真分析对1号转载点溜槽采用曲线溜槽设计方案，并通过EDEM软件采用含水率较高的煤种进行仿真分析(图3)。
Figure 3.Design scheme of curved chute图3. 曲线溜槽设计方案姬红刚两种设计方案相比，主要有二个方面优化：溜槽在头部漏斗处增加曲线导料板，起到引流、汇聚的作用，可以避免物料对漏斗大角度冲击和减小物料对三通挡板的冲击角度；传统溜槽更改成曲线溜槽，通过多级缓冲方式，有效地控制物料流动速度，且保证物料在溜槽里不堆积。
A) 冲击点分析通过EDEM 离散元仿真软件对曲线溜槽设计方案进行仿真模拟，结合以上图片分析情况，可以得到以下结果。
冲击角：一共7处比较明显的冲击点出料口的冲击角度为最大，约为42˚左右，其次为第2个和第6个，其余冲击点的角度有效控制在25˚；速度：物料在第4个冲击点时速度最大值，为8.5米/秒左右，物料在冲击导料槽导料板时，速度最小2.8米/秒左右。
B) 堵塞分析堵塞主要是针对含水率较高且粘性较大的粉末状物料。
由于冲击角度过大，容易造成物料过于分散，部分物料飞溅到非冲刷区，冲击后速度较小。
然而，当非冲刷区物料动能无法摆脱衬板的表面摩擦力时，该区域就容易出现挂料、板结，随着时间增长，溜槽断面逐步缩小，当出现输送物料截面大于可通过溜槽断面时，还会出现堵塞的现象。
Figure 4. Partial enlarged view 图4. 局部放大图通过仿真分析，见上图4，物料冲击漏斗和三通挡板的局部放大图。
通过采用曲线导料板的结构设计，避免了物料对漏斗的冲击，减少了物料的能量损耗，所以物料冲击三通挡板的速度比传统设计方案要大得多，同时还减小了物料对三通挡板的冲击角度，可以有效地解决传统方案中堵塞的问题。
C) 磨损分析[6] [7]磨损问题主要是针对密度大、体积大的块状物料。
由于冲击速度过快，即冲击动能越大，如果冲击角度越大，导致衬板的磨损量大，进而缩短了衬板使用寿命。
在EDEM 软件提供了Relative Wear 相对磨损、Archard Wear 艾查德磨损的两种磨损的接触模型。
