Изысканность уголь хранилище продолжает увеличиваться. Когда-то считавшиеся грязными и опасными для окружающей среды, здания теперь строятся с жестким контролем выбросов, минимальным или нулевым взаимодействием продукта с внешним миром и инновационным использованием побочных продуктов, которые раньше предназначались для захоронения отходов. Угольная промышленность — это устойчивая отрасль, которая постоянно адаптируется, чтобы оставаться актуальной.
Несмотря на то, что в отрасли происходят упреждающие изменения, некоторые вещи остаются неизменными, и одна из них заключается в том, что купола хорошо подходят для хранения угля. Чтобы помочь угольным компаниям спланировать идеальный проект, Dome Technology опирается на это простое эмпирическое правило: тип угля определяет регенерацию, а тип регенерации определяет форму купола.
Типы угля и варианты регенерации
Требования к хранению и обращению с полубитуминозным углем являются строгими. Исходя из волатильности, угольные компании должны решить, как они будут поддерживать доступ к отвалу для борьбы с потенциальными пожарами и горячими точками. Свая в форме пончика — хороший вариант для хранения полубитуминозного угля. Свая укладывается и убирается с помощью укладчика-реклаймера; эта модель обеспечивает доступ к куче и может особенно хорошо работать, когда очистка происходит каждые две недели. Система мониторинга на входном конвейере также необходима, чтобы горячий уголь отбраковывался перед помещением в хранилище. Очистка от летучей пыли также важна для надлежащего хранения и предотвращения пожаров и взрывов.
Куча в форме почки также может работать хорошо. Укладчик формирует стопку, которая сужается по бокам, а угол поворота наполняющего рычага составляет от 230 до 250 градусов. Эта форма обеспечивает достаточный доступ к штабелю, поэтому, хотя она может и не максимально использовать вместимость купола, она обеспечивает душевное спокойствие и безопасность при управлении и мониторинге летучих продуктов.
При использовании битуминозного и лигнитного угля возможности штабелирования и регенерации весьма обширны. От фронтального погрузчика до штабелеукладчика-реклаймера или буксировочной цепи производители угля могут быть разборчивы, сочетая низкую стоимость с изысканностью. Команда Dome Technology также рассматривала ротационные плуги с конусообразными сваями как эффективный вариант регенерации, а еще одним эффективным вариантом являются высокие купола с подвижным дном для поддержания вращения продукта.
Варианты восстановления и дополнительные типы куполов
Для система восстановления чтобы работать лучше, купол должен быть построен так, чтобы дополнять его. Суббитумное хранилище наиболее безопасно в полусферическом куполе с более легким доступом к горячим точкам изнутри хранилища, но внутренняя форма купола также должна быть точно спроектирована. Например, в случае с реклаймером-укладчиком корпус сконструирован с учетом полного выдвижения рычага реклеймера без царапания стены купола. Как правило, купол строится с короткой стволовой стеной и пьедесталом, на котором стоит укладчик-реклаймер.
Эта модель может оставлять карманы продукта на полу, поэтому пол купола часто строится с уклоном, чтобы гарантировать, что продукт может быть в основном возвращен в туннельный бункер, а не накапливаться в труднодоступных местах.
Битуминозный, антрацитовый или лигнитовый уголь получают выгоду от штабелеукладчика или динамической регенерации. Когда выбрана система 100-процентной активной регенерации, купол может быть выше и меньше в диаметре — идеальная модель для площадок с меньшим пространством для строительства. Если выбран укладчик, рекомендуется полусферический купол с короткими стенками штока.
Каждый угольный купол изготавливается по индивидуальному заказу, поэтому регенерация и тип купола работают рука об руку. Для одного потенциального клиента, работающего с битуминозным углем, Dome Technology рекомендовала четыре высоких купола с 80-процентной рекуперацией, которые питают три подземных туннеля и позволяют очищать остальные с помощью фронтальных погрузчиков. С этими куполами, вмещающими 60,000 4 метрических тонн каждый, компания могла достичь намеченной цели по перемещению 76,000 миллионов тонн в год или около XNUMX XNUMX тонн в неделю, и все это благодаря четкому плану на переднем крае.
«Как только мы узнаем тип угля, это повлияет на тип рекуперации, которая повлияет на форму купола, а затем мы спроектируем его, чтобы он соответствовал месту, если это возможно», — сказал менеджер по продажам Лейн Робертс.
Защита от пыли: преимущества запечатанного конверта
Железобетонный купол хранилища — естественный выбор для компаний, стремящихся минимизировать воздействие на окружающую среду. Пыль представляет собой проблему для многих хранимых продуктов, но она не может покинуть монолитный бетонный купол, поскольку не существует стыков или швов. Внутренняя часть без ферм препятствует накоплению пыли, а на рынке существует множество систем контроля запыленности для управления образованием пыли. Автоматические системы сбора пыли могут быть спроектированы таким образом, чтобы возвращать пыль обратно в поток продукта.
Герметичный и бесшовный купол удерживает продукт внутри и предотвращает взаимодействие с окружающей средой. Эта оболочка многослойна; купол строится методом торкретирования, поэтому бетон набрызгивается на месте без каких-либо строительных швов. Снаружи всю конструкцию покрывает высокопрочная ПВХ-мембрана. Между мембраной и бетоном уретановая пена защищает конструкцию, а также хранящийся продукт.
Мембрана из ПВХ обеспечивает полную водонепроницаемость железобетонной оболочки и, следовательно, хранящегося в ней материала. Стойкая к плесени смола, защищающая от УФ-излучения, покрывает обе стороны мембраны, обеспечивая долговременную защиту от этих двух распространенных источников деградации. Никакой другой вариант силоса не обеспечивает такого типа водонепроницаемости, и этот внешний вид практически не требует поверхностного обслуживания.
Купола всегда строятся без заклепок, креплений или механических соединений, которые можно найти в других хранилищах, что устраняет потенциальные источники утечек и ржавчины. Этот комплексный подход к гидроизоляции обещает длительную защиту хранимого продукта и самой конструкции.
Двойная кривизна купола обеспечивает прочность во всех точках конструкции, даже вблизи вершины. Обладая силой наверху, у угольной компании нет проблем с обеспечением достаточного места для систем пылеулавливания.
Структурная прочность
Купол сам по себе может пережить катастрофу, которую другие типы хранилищ могут не выдержать, и, вероятно, вознаградит компании сбережениями на страховых премиях. Куполу присуще прочность другие конструкции для хранения сыпучих материалов - нет. В случае землетрясения, цунами, урагана или торнадо у конструкции больше шансов выжить, чем у традиционного здания.
В случае дефлаграции круглая форма купола отводит энергию с меньшими структурными повреждениями. Исторически сложилось так, что квадратные и прямоугольные взрывозащитные клапаны были нормой при хранении продуктов, подверженных дефлаграции, но команда Dome Technology впервые разработала круглую гибридную модель, которая начала устанавливаться на объектах в 2016 году. Будь то предварительно изготовленная прямоугольная панель или металлическая облицовка. , прямоугольная панель создает слабое место. Круглые панели предпочтительнее, так как в конструкции нет острых углов для концентрации напряжений. Это позволяет сбросить давление, защищая конструкцию.
Запатентованные взрывные вентиляционные отверстия состоят из круглой геодезической стальной решетки, покрытой той же тканью из ПВХ, которая используется в процессе строительства купола. Панель крепится к куполу с помощью взрыворазгрузочных винтов, которые остаются безопасными при проектных стационарных, временных и ветровых нагрузках. Но в случае дефлаграции винты освобождают панель и позволяют сбросить избыточное внутреннее давление. Система водонепроницаема и соответствует требуемым эксплуатационным расчетным нагрузкам.
При взрыве ткань принимает нагрузку и равномерно распределяет ее по окружности кольца. «Поскольку он круглый, мы можем очень точно предсказать нагрузку, приходящуюся на каждый крепеж», — сказал Джейсон Саут, вице-президент Dome Technology по проектированию, исследованиям и разработкам. «Если бы он был прямоугольным, давление на каждую застежку могло бы быть разным», и его было бы труднее оценить.
Каждый взрывоотвод уникален для проекта. Команда инженеров Dome Technology использует дискретное моделирование с использованием конечных элементов и вычислительную гидродинамику для моделирования потенциального события взрыва и определения размера открытой площади, необходимой для противовзрывных панелей, чтобы давление достигало определенного уровня только до того, как крепежные детали отстегнутся.
Уроки китайского угля
Когда генеральный директор Dome Technology Брэдли Бейтман встретился с Китай Уголь руководству было ясно, чего хочет компания: система с высокой рекуперацией по экономичной цене — и красивый внешний вид тоже не помешал.
China Coal искала хранилища для своих угольных шахт Hulusu и Menkeqing, расположенных в пятнадцати милях друг от друга в провинции Внутренняя Монголия на севере Китая. Основываясь на «их способности удерживать внешнюю влагу», Бейтман сказал, что серия куполов была более экономичным решением, чем традиционные бункеры. А в стране юрты еще одним фактором «была эстетика; это то, как они выглядят», — сказал он.
Накопление пыли всегда является проблемой при хранении угля, и компания China Coal серьезно отнеслась к этому. Поскольку купола строятся без использования внутренних опор, скопление пыли на фермах не вызывает беспокойства. Вторичные взрывы — те, которые возникают, когда первоначальные взрывы стряхивают скопившуюся угольную пыль — менее вероятны, потому что купола без опор не имеют уступов для накопления пыли. «Одним из основных преимуществ купола является предотвращение возгорания, потому что внутри нет полок для сбора пыли, и China Coal это очень понравилось — для них это было очень важно», — сказал Бейтман.
Другие конструктивные особенности имеют ключевое значение для предотвращения пожара. Чтобы сделать груду угля инертной, China Coal может запечатать купола сверху и снизу, чтобы перекрыть источники кислорода, и закачать внутрь азот, чтобы снизить уровень кислорода. С помощью теплового сканера над лентой на принимающей стороне инфракрасные камеры проверяют температуру угля на ленте, чтобы убедиться, что в купол не попадает некондиционный продукт. Линейный нагревательный кабель отслеживает возгорание на ленте, а также проверяет подшипники на предмет искрообразования; этот кабель может обнаружить пламя, распространяющееся по длине ремня, до того, как оно достигнет теплового сканера. Уникальный продукт для материалов, склонных к возгоранию, эта система отключает транспортное средство и предупреждает руководство объекта о пожаре. В зависимости от установки, рабочие могут либо потушить огонь, либо существующая система пожаротушения позаботится об этой проблеме.
Сегодня посетители одной шахты увидят три купола, вмещающие по 60,000 XNUMX метрических тонн угля каждый, и три одинаковых купола другой шахты. Инновационная система обработки материалов дает China Coal возможность быстро перемещать продукцию. Внутри каждого купола система полных бункеров, подобная ряду воронок, расположенных рядом друг с другом, позволяет углю проходить через конструкцию под собственным весом, а не под действием погрузчика.
Другие детали конструкции также добавляют ценность, особенно с учетом того, что возможность самовозгорания угля в куполе была одной из основных проблем China Coal, сказал Чжао Цзяпэн из China Coal. Наружная ПВХ-мембрана предотвращает самовозгорание влаги. Вторичные взрывы менее вероятны, потому что купола не имеют выступов для скопления пыли. China Coal также может сделать груду угля инертной, герметизируя купол и закачивая азот для снижения уровня кислорода.
Проект завершился в августе 2015 года, и это был настоящий совместный проект China Coal и Dome Technology. «Достижения проектов Menkeqing и Hulusu принадлежат обеим нашим корпорациям», — сказал Чжао.
Купольные купола Dome Technology позволяют компаниям строить хранилища, отвечающие экологическим нормам сейчас и в будущем. Купол — это готовое индивидуальное решение для компаний, которые хотят развивать бизнес, действуя при этом как лучший защитник окружающей среды.
Ребекка Лонг Пайпер для Dome Technology
Примечание редактора: эта статья была опубликована в третьем номере журнала. Мировой уголь 2021.