第六章煤炭和矿石装卸工艺第一节煤炭和矿石装卸运输概述一、概述1 、以煤炭和矿石为主的散货是国民经济发展的重要原材料。
2 、长期大批量的运输需求，促进了煤炭、矿石的专业化装卸运输的发展3 、在专业化码头装卸工艺中，煤炭、矿石是港口装卸的具体对象，所以煤炭、矿石的特性及对装卸运输的要求，对装卸工艺的选定有着极为重要的影响。
二、煤炭、矿石特性及对装卸保管的要求（一）物料容重，自然坡度角，块度及物料与承受面之间的摩擦系数1. 容重2. 自然坡度角（自然堆积角，即货堆自然形成的角度）。
3. 块度。
4. 物料与承受面之间的摩擦系数（二）冻结性（三）发热和自燃性（四）脆弱性，扬尘性三、煤炭、矿石运辅工具和装卸工艺的特点与件货港口装卸工艺相似，煤炭、矿石的港口装卸工艺，也是由装卸船舶作业、水平运输和堆场作业三个作业环节组成。
所不同的是：运达港口的煤炭、矿石批量大，流向单一。
因此我们可以按物料的进出港口的流向，将煤炭和矿石装卸工艺系统分为：陆运进港、水运出港的煤炭、矿石出口装卸工艺和水运进港、陆运出港的煤炭、矿石进口装卸工艺，如图6-1 所示。
第二节煤炭、矿石出口装卸工艺系统一、卸火车工艺在港口卸火车（下简称卸车）作业是指将火车运抵港口的煤炭、矿石从车上卸下的作业环节。
根据煤炭、矿石车型不同，散货卸车工艺主要有：翻车机卸车工艺、螺旋卸车机卸车工艺、链斗卸车机卸车工艺和底开门自卸车卸车工艺等几种。
（一）翻车机卸车工艺翻车机是一种翻卸敞车效率最高的专用卸车机械。
1. 翻车机形式翻车机形式有两种：转子式和侧倾式。
2. 翻车形式翻车机翻车形式也分为两种：单翻式和串翻式。
3. 卸车线的布置形式及卸车线上的辅助机械翻车机卸车工艺中的卸车线布置形式有两种：折返式和贯通式。
1) 折返式(1) 有牵车平台的卸车线布置形式：(2) 没有牵车平台（驼峰）卸车线布置形式：2) 贯通式4. 使用翻车机卸车的特点(1) 系统的机械化程度高，卸车效率高，卸车后车内余量少；(2)对货种及物料块度的适应性强；(3) 系统的机械设备多，投资费用高，所以翻车机系统需另设置辅助卸车机械，用作不能使用翻车机的车辆卸货；(4) 对车辆的适应性差，对车辆的损害大，所以翻车机不适用于平车，低帮车或结构不好的车辆的卸车作业。
5. 设计和使用翻车机卸车工艺应注意的问题1) 辅助机械效率与翻车机效率相匹配(1) 调车绞车的生产率，铁牛的送车生产率要和翻车机效率相适应；(2) 翻车房下的存仓漏斗容量要适当，一般车辆载重量的1 ．5 一2 倍；(3) 愉送物料皮带机效率也要和翻车机效率相匹配。
2) 钢丝绳的保养与更新铁牛及调车绞车牵引车辆用的是钢丝绳，由于钢丝绳所受的牵引力大，易磨损，所以钢丝绳要经常维修保养，及时更新。
3) 避免车辆的损坏根据使用情况看，车辆的损坏大多由于卸车线撞坏的（比翻坏的损坏率高），所以要注意操作管理。
（二）螺旋卸车机御车工艺螺旋卸车机卸车的基本方法是将螺旋分层插入物料中，由螺旋斜面将物料从敞车的侧边门推出。
螺旋卸车机卸车系统主要有螺旋卸车机，坑道漏斗，坑道收料皮带机，铁路停车线，移动牵引绞车等。
1. 螺旋卸车机类型(1) 从门架形式分：螺旋卸车机可分桥式、门式和单悬臂式三种；(2) 从卸车卸煤的方向分：可分为单侧和双侧两种；(3) 从螺旋头数分：可分为单旋、双旋和三头螺旋等几种。
2. 卸车系统作业过程和组成：(1) 物料由螺旋卸车机分层卸下。
(2) 卸下的物料由螺旋一侧或两侧落到收货槽，再由受料皮带机输送出。
(3) 工艺布置①一台螺旋卸车机工作范围为 2 一3 个车位；②卸车线的长度，需要根据每次到港列车车辆数决定，可以设一线、二线或三线，可视场地条件而定。
一般情况下，每线可配两台螺旋卸车机；③铁路线两侧要有收货槽和坑道皮带机；④轨道高出地面200 一300mm ，使物料不压轨。
(4) 特点与翻车机卸车相比，螺旋卸车机具有的结构简单，投资少，效率高；对车辆的适应性好。
在维修保养方面，螺旋卸车机的维修保养也较翻车机简单，对车辆的损坏率也较翻车机低。
但螺旋卸车机对货种的适应性不如翻车机好。
防尘方面，翻车机布置紧凑，容易解决，而螺旋卸车机作业面大，还需要清舱作业，所以扬尘性大，且较难解决防尘问题。
在卸车自动化程度方面，螺旋卸车机也不如翻车机，相比之下，螺旋卸车机的卸车效率较低，特别是在物料的湿度大时，卸车的效率就更低。
（三）链斗卸车机卸车工艺这种机型是由安装在门架内的二排垂直提升的斗子组成。
由下端的斗子抓取物料，提升到上端；抛入横向的皮带机上，从皮带机的任何一端抛出。
1. 布置(1) 链斗卸车机两侧不设坑道皮带机。
(2) 链斗卸车机既可布置在地面上，也可布置在栈桥上。
(3) 一条卸车线上可配两台或多台链斗卸车机。
2. 特点(1) 造价低（因为不设坑道皮带机）；(2) 要求地面没有坡度，以保持机架在工作时的稳定性；(3) 机械磨损大，维修费用高，能耗大；(4) 清车量大，扬尘性大，对货种适应性差；(5) 在港口仅作辅助设备用，而较少作为主要卸车机卸用。
（四）底开门自卸车卸车工艺底开门自卸车是一种卸车效率很高的散货专用列车。
卸车时，可打开专用列车两侧的底部门，列车边行进边卸货至铁道两旁的收货槽或货堆，货槽的底部设有漏斗和皮带机，可将物料运出卸货点至堆场（通常可设坑道）。
1. 自卸车形式底开门自卸车有平底底开门自卸车和漏斗式底开门自卸车两大类。
2. 底开门自卸车系统的布置形式底开门自卸车系统的布置分卸车线高于地面和卸车线不高出地面两种形式。
3. 使用情况此种卸车系统在国外散货码头使用也多，效率也高。
4. 系统使用特点(1) 不需要其他卸车设备，卸车效率高，物料卸车较彻底(2)车辆造价高，利用率低；(3) 需要铁路专线。
（五）车辆解冻解冻库内加热方式，大致有以下几种：(1) 热风解冻；(2) 蒸汽暖管式解冻；(3) 煤气或电气红外线解冻。
其中效率较高的是红外线解冻方式。
二、堆场工艺（一）堆场机械1. 堆料机2. 取料机3. 堆取料机堆取料机与取料机类似，有斗轮和门式滚轮两种结构类型。
（二）堆场工艺系统根据应用的机械设备和物料进、出场和堆存形式的不同，堆场装卸工艺布置形式可分为堆料机和坑道皮带机组成的地下系统和地面露天堆场作业的地面系统。
1. 地下系统2. 地面系统三、装船工艺现代散货装船机械均是以皮带机为主体形成的。
根据其结构形式和装船工艺，可分为固定式装船机和移动式装船机两大类。
（一）固定式装船机及装船工艺1. 固定转盘式装船机及其装船工艺2. 摆动式装船机（二）移动式装船机四、输送机械和辅助机械（一）皮带输送机（二）平舱机械五、煤炭、矿石出口装卸工艺流程典型的煤炭、矿石出口装卸工艺流程可有（火）车- 堆场、堆场- 船、驳、（火）车- 船、驳三种（见图6-211 ）。
第三节煤炭、矿石进口装卸工艺煤炭、矿石进口装卸工艺主要由煤炭、矿石卸船作业、堆场作业、装车（驳）作业三个环节组成。
一、卸船工艺煤炭、矿石卸船机械按机械工作特点分，可分为间歇型卸船机和连续型卸船机两类，从卸船方式分又可以分为船舶自卸和非自卸。
（一）散货卸船抓斗及其工作原理1. 双索抓斗双索抓斗的工作过程如图6-21 所示。
当抓斗下落到货堆上时，开闭绳和支持绳皆松，抓斗张开，准备抓货；然后开闭绳渐紧，抓斗抓货，抓斗慢慢关闭，抓货结束；开闭绳和支持绳皆紧，抓斗上升，卸船机吊臂旋转至卸货点；支持绳紧，开闭绳松，抓斗张开，卸货结束，吊臂旋转至货堆，抓斗下降；开闭绳和支持绳皆松，准备抓货。
重复卸货循环。
2. 船吊抓斗船吊抓斗是一种专门与双杆船吊配套使用的双索抓斗。
卸散货专用的双吊杆船舶吊杆的工作原理。
双吊杆船舶吊杆卸货工作过程如图6-23 所示。
抓斗以张开的形式落于货堆上，支持索处于松弛状态，方形环自由平落在上横梁上，此时提升开闭索关闭抓斗，锥形球碰不到方形环上的钱齿。
在卸货点因支持索受力，方形环处于翘起状态，当开闭索卸货时，锥形球的尖头可滑过方形环的梳齿的下方，当回行拉紧开闭索时，由于锥形球卡在梳齿内而不会把抓斗关闭。
如此完成卸货的循环。
（二）间歇型卸船机械1. 船舶吊杆工作特点：(1) 抓斗起升高度不能太高；(2) 船舶吊杆的起重量较小，卸货效率较低，(3) 清舱量大（约为50% ）；(4) 在使采用船舶吊杆抓斗卸船方式时，不需要在码头上配置卸船机械，因此，可节约码头的建设费用，港口的装卸成本也可降低。
2. 带斗门机工作特点是：卸船效率高。
3. 装卸桥（桥式卸船机）（三）连续型御船机链斗式卸船机和斗轮卸船机是两种常见的煤炭、矿石连续型卸船机。
（图6-24 ）。
链斗卸船机的工作情况和特点如下。
工作过程是，物料由链斗提升机提取，卸到回转转盘附近的料槽内，由臂架皮带机送进大车中的中心料斗，再经过下面的双料斗直接卸到汽车或火车内，或者流到皮带机小车上，经坑道皮带机转库场存放。
链斗式卸船机的工作关键是舱内取料。
链斗式卸船机主要的优点是：(1) 适用范围广。
(2) 卸船效率较高，工作稳定，(3) 易于实现卸船作业自动化；(4) 防污染问题解决较好。
连续型卸船机的另一种机型是斗轮卸船机（图6-26 ）。
（四）自卸船所谓自卸船，是指用船舶本身卸货设备，以连续输送方式将货物卸出的专用船。
典型自卸船的工作过程是，物料由货舱或料斗经由可控制的斗门流人置于舱底的纵向输送带上，将物料输送至船首部或船尾部，由提升机构将物料提升送交投料输送机投送上岸。
图6-28 所示为自卸船的一种利用自卸船卸货的特点是，船舶可以完全机械化、高效率卸货，可完全消除船舶清舱作业，二、装车工艺在装车量较大的港口，可使用高架存仓漏斗皮带机构成的装车系统。
三、清舱工艺用清舱机械配合作业。
清舱机的作用是清除舱内物料和提高抓斗的卸船效率。
常用的清舱机有履带式推土机和推扒机。
图6-31 所示为抓斗起重机卸船的程序。
当抓斗卸完1 部分货物后，即应把清舱机放人舱内。
抓斗卸2 部分货物时，清舱机将抓斗不能直接抓取的4 部分货物取到舱口直下，当抓斗抓取这部分货物和3 部分货物时，清舱机再将5 货物送到舱口直下。
四、工艺流程第四节煤炭水力卸船工艺传统的煤炭和矿石工艺采用大型抓斗卸船机和连续卸船机来提高港口的装卸效率，而国外采用的水力卸船是提高散货装卸效率的另一种探索。
一、日本铁矿石水力卸船的实践部分采用浆化专用船进行海上运输和水力卸船系统。
因为：(1) 由于铁矿进口量大，采用大型浆化专用船可降低海上运输成本。
(2 ）采用水力装卸系统，即使不具备深水码头，港口可设外海泊位进行装卸，以节省投资。
(3) 环保要求日益提高，水力卸船系统特别有利于环境保护。
1. 铁矿浆化的特性2 ）流动性2. 广烟水力卸船系统1) 矿浆专用船2) 码头上的配管3) 贮浆池4) 卸船情况矿砂在矿山选矿处理后，经管道进入港口装舱，船舱上面澄清的水，在装船的同时几乎全部排出，到卸货港，矿浆含水率约为7% 。
