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EDEM技术在选煤厂转载点溜槽设计中的应用

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转载溜槽衬板磨损预测的DEM仿真方法

转载溜槽衬板磨损预测的DEM仿真方法

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。

一种选煤厂用智能防堵溜槽的设计分析

一种选煤厂用智能防堵溜槽的设计分析

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

基于EDEM的物料转载对中接料技术探讨

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

选煤厂溜槽的作用和设计要点

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

基于 EDEM对散状物料转载系统优化设计的分析

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。

3-DEM转运点技术(2015)

3-DEM转运点技术(2015)

料不均引起胶带跑偏造成胶带磨损和撕裂，除尘设备故障频繁运行维护费用
高，频繁的栈桥冲洗浪费水资源；“料磨料”的设计在输送含水量高的物料 时溜槽堵料严重，严重制约了系统的输送效率。
3
1
洒 漏
2
跑 偏
3
扬 尘
4
堵 料
运行现状
现状展示
洒 漏
洒 漏
现状展示
洒 漏
洒 漏 洒 漏
现状展示
250mm
150mm
计、测试和优化。3-DEM曲线溜槽机头部位设计有弧形导流装置，使料流以较小
的冲击角度（理论切入角小于30°）与导流挡板渐变接触，以减小料流对挡板的 冲击；溜槽本体采用弧形流线型结构，截面形状多为“U”形或圆形截面；出口
采用向前扩容变截面的匙形结构，并深入导料槽内部，距离皮带底部350左右。
3-DEM曲线溜槽通过汇集物料，实现不规律散状物料的可控化，从而防止溜槽堵 塞、减小冲击、抑制诱导风、降低粉尘浓度等。
3-DEM技术输送系统 冲击小、磨损小 冲击小、无撕裂现象 控制在国标以内 达到设计输送量 不存在堵料现象 效率高、能耗低 好
安全隐患
设备维修工作量
安全隐患多
很大
安全隐患少
小
运行期间电力消耗
运行成本 运行综合费用 综合评价
高
高 高 高能耗、低效率
低
低 低 高效、绿色、低碳
3-DEM转运点技术在湛江港务局的应用----洒漏治理
51
唐山港曹妃甸煤三期T3优化设计
52
唐山港曹妃甸煤三期T3优化设计
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唐山港曹妃甸煤三期T3优化设计
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唐山港曹妃甸煤三期T3优化设计
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唐山港曹妃甸煤三期T3优化设计

基于EDEM仿真的溜槽防冲击研究

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。

带式输送机散料转载运移轨迹研究


滚动摩擦系数 ０．１ ０．１ ０．２
图 １ 输送带速度 ０．５ｍ／ｓ卸料轨迹仿真结果
收稿日期：２０２１?０３?１０ 作者简介：崔 军（１９８６－），男，山西长治人，工程师，从事矿山机电技术工作。
３５
２０２１年 ７月 崔 军：带式输送机散料转载运移轨迹研究 第 ３０卷第 ７期
带速度大，因而会导致算出的物料高度也偏大。
带速度较低情况下，计算物料高度应该采用分离速
３ 结 语
度不应采用输送带速度。
参考文献： 通过以上卸料轨迹的仿真对比分析，发现了绘
制卸料轨迹方法存在的一些不足与适用情况。
［１］ 宋伟刚．散状物料带式输送机设计［Ｍ］．沈阳：东北大
１） ＣＥＭＡ方 法 绘 制 卸 料 轨 迹，当 输 送 带 速 度 比较低时，采用卸料滚筒转速计算分离角与实际相 差较大，物料速度有分层现象，卸料轨迹上窄下宽呈 发散形状，与仿真结果有出入。但在输送带速度较 高时，如果对卸料轨迹精度要求不高，可以使用 ＣＥ ＭＡ方法绘制卸料轨迹。
参考文献：
［１］ 任印东．浅谈薄煤层的开采的现状及对策［Ｊ］．山东工 业技术，２０１６（７）：５１．
［２］ 杨宝忠．薄煤层开采技术发展现状［Ｊ］．能源与节能， ２０１６（１）：１９０－１９２．
［３］ 张宪军．薄煤层工作面过复杂地质构造技术策略研究 ［Ｊ］．矿业装备，２０２０（６）：５６－５７．
［４］ 王灵俊．周期来压期间对综采工作面顶板管理影响探 析［Ｊ］．中国 石 油 和 化 工 标 准 与 质 量，２０２０，４０（２４）： ８６－８８．
表 ２ 材料属性
材料 煤
橡胶 钢
泊松比 ０．２８ ０．４７ ０．３
剪切模量 ／ＧＰａ １．９９
０．００２６７ ７９

基于EDEM的带式输送机转接溜槽结构优化

关键词 ：带式输送机 ；溜槽 ；柔性导人 ；离散单 元法 ；优 化 中 图 分 类 号 ：ＴＨ２２２ 文 献标 识码 ：Ａ 文章 编 号 ：１００１—０７８５ （２０１６）０７—００９８—０４
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ， ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｍｏｔｉｏｎ ｍ ｏｄｅｌ ｏｆ ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ，ｐｅｒｆｍｌｎｓ ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｎ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｂｕｉｌｄｓ ａ ３Ｄ ｍ ｏｄｅ１．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｎ ＥＤＥＭ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｍ ｐｒｏｖｅｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｈａｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ａｎｄ ｔｈａｔ ｆ ｌｅｘｉｂｌｅ ｉｍｐｏｒｔ ｃａｎ
以近似 为 平 抛 运 动 ，其 轨 迹 为抛 物 线 ， 由于 溜 槽 的空 间限制 ，料 流将 会 直 接 冲击 溜槽 内壁 ，此 时 ，
物 料 的运 动 轨 迹 就 会 发 生 改 变 ，增 加 了溜 槽 内壁 的磨损 。
２）扬尘
一
９８ 一
当料 流 冲击 ｝留槽 内 壁 时 ，其 运 动 速 度 也 会 发 生改变 ，物 料 表 层 和 内部 附着 的空 气 随 着 速 度 的 变化 而被 释 放 ，再 加 上 料 流 在 溜 槽 内 部 带 出 的 自 然风 ，最 终会 在漏 斗 内 部 形 成 一 股 气 流 ，细 煤 颗 粒必 然跟 随气流 逸 出 ，最终 导致 扬尘 。

煤矿选煤厂溜槽的优化改进与应用

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。

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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。