的复杂性 煤 存储量不断增加。 曾经被认为是肮脏和对环境有害的结构，现在建造时具有严格的排放控制，与外界的产品相互作用最小至零，以及对过去用于填埋的副产品的创新利用。 煤炭是一个有弹性的行业，它会不断适应以保持相关性。
尽管该行业看到了积极的变化，但仍有一些事情保持不变，其中之一就是圆顶非常适合煤炭储存。 为了帮助煤炭公司规划理想的项目，圆顶科技依靠这个简单的经验法则：煤炭的类型决定了回收，而回收的类型决定了圆顶形状。
煤炭类型和回收选项
对于次烟煤，储存和处理要求非常严格。 基于波动性，煤炭公司必须决定他们将如何保持进入堆以处理潜在的火灾和热点。 环形堆是储存次烟煤的好选择。 使用堆取料机放置和取料； 该模型允许访问桩，并且在每两周进行一次清理时可以特别好地工作。 入站输送机上的监控系统是另一个必须的，因此热煤在被放入存储之前被拒绝。 逃逸粉尘清理对于正确储存和避免火灾和爆炸问题也是必不可少的。
肾形桩也可以很好地工作。 堆垛机产生的堆垛在侧面逐渐变细，填充臂的摆动范围为 230 到 250 度。 这种形状提供了足够的通道，因此虽然它可能无法充分利用圆顶的容量，但在管理和监控易变产品时确实提供了安心和安全。
对于烟煤和褐煤，堆放和回收的选择范围很广。 从前端装载机到堆取料机或拖链，煤炭生产商可以挑剔，平衡低成本与复杂性。 Dome Technology 的团队也将带有锥形桩的旋转犁视为一种有效的回收选择，另一个有效的选择是带有活动底板的高圆顶以保持产品旋转。
回收选项和补充圆顶类型
对于 回收系统 为了发挥最佳效果，必须建造圆顶来补充它。 在半球形圆顶内，亚沥青储存是最安全的，从储存内部更容易接触热点，但圆顶的内部形状也必须精确设计。 例如，对于堆垛机取料机，外壳的构造是为了使取料臂完全伸展而不会刮伤圆顶壁。 通常，圆顶由一个短的杆壁和一个底座构成，堆取料机位于底座上。
这种模型可以在地板上留下一些产品袋，因此圆顶地板通常建造有斜坡，以确保产品可以大部分回收到隧道料斗中，而不是堆积在难以到达的空间中。
烟煤、无烟煤或褐煤都受益于堆垛机或活回收。 When a 100-percent live reclaim system is selected, the dome can be taller and smaller in diameter—an ideal model for sites with less construction space. 如果选择堆垛机，建议使用带有短杆壁的半球形圆顶。
每个煤穹顶都是定制的，因此回收和穹顶类型齐头并进。 对于一位使用烟煤的潜在客户，Dome Technology 推荐了四个高大的圆顶，其中 80% 为现场填海，为三个地下隧道供料，并能够使用前端装载机清理其余部分。 凭借这些圆顶每个容纳 60,000 公吨，该公司可以实现其每年移动 4 万吨或每周约 76,000 吨的预期目标，这一切都归功于前端的可靠计划。
“一旦我们知道了煤炭的类型，就会推动回收的类型，这将推动圆顶形状，然后我们设计它以尽可能适合现场，”销售经理莱恩罗伯茨说。
灰尘控制：密封信封的好处
钢筋混凝土存储圆顶是渴望的公司的自然选择 尽量减少对环境的影响. 灰尘是许多存储产品的问题，但它无法逃脱整体混凝土圆顶，因为不存在接缝或接缝。 在内部，无桁架内部可防止灰尘积聚，市场上存在许多灰尘控制系统来管理灰尘产生。 可以设计自动集尘系统将灰尘输送回产品流中。
密封且无缝的圆顶将产品保持在内部并防止与环境相互作用。 这个信封是多层的； 穹顶是使用喷射混凝土方法建造的，因此混凝土被喷射到位，没有任何施工缝。 在外部，高强度 PVC 膜覆盖整个结构。 在膜和混凝土之间，聚氨酯泡沫保护结构的寿命以及储存的产品。
PVC 膜可确保为钢筋混凝土外壳提供完全的防水保护，从而确保存储在其中的材料。 防霉防紫外线树脂涂在膜的两面，为这两种常见的降解源提供长期保护。 没有其他筒仓选项提供这种类型的防水保护，而且这种外部几乎需要零表面维护。
圆顶的建造总是没有铆钉、紧固件或在其他存储中发现的机械连接，从而消除了泄漏和生锈的潜在来源。 这种全面的防水方法可为储存的产品和结构本身提供持久的保护。
圆顶的双曲率在结构的所有点提供强度，甚至在顶点附近。 实力雄厚的煤炭公司可以毫无问题地为除尘系统确保足够的空间。
结构强度
穹顶本身可以在其他类型的存储可能无法承受的灾难中幸存下来，并且可能会以节省保险费的方式奖励公司。 圆顶具有固有的 实力 其他大容量存储结构没有。 如果发生地震、海啸、飓风或龙卷风，该结构比传统建筑有更好的生存机会。
在爆燃事件中，圆顶的圆形将能量导出，结构损坏较小。 从历史上看，方形和矩形防爆门一直是存储易爆燃产品的标准，但 Dome Technology 的团队开创了圆形混合模型，并于 2016 年开始安装在项目中。无论是预制矩形面板还是金属覆层件，方形面板会产生弱点。 圆形面板是优选的，因为结构中没有用于应力集中的尖角。 这允许释放压力，保护结构。
专有的防爆门由圆形测地线钢格组成，上面覆盖着与圆顶建造过程相同的 PVC 织物。 面板通过防爆泄压螺钉固定在圆顶上，在设计静载、活载和风载期间保持安全。 但在发生爆燃事件时，螺钉会释放面板并释放过大的内部压力。 该系统是防水的，并满足所需的操作设计负载。
当发生爆炸时，织物接受载荷并将其均匀地转移到环的圆周上。 “因为它是圆形的，我们可以很好地预测每个紧固件的负载，”Dome Technology 工程、研究和开发副总裁 Jason South 说。 “如果它是矩形的，流向每个紧固件的压力可能不同”，而且更难以估计。
每个防爆门都是该项目独有的。 Dome Technology 的工程团队使用离散有限元建模和计算流体动力学来模拟潜在的爆炸事件并确定防爆板所需的开放区域量，以便在紧固件释放之前压力仅达到一定水平。
中煤的教训
当 Dome Technology 首席执行官布拉德利·贝特曼 (Bradley Bateman) 与 中国煤炭 管理层，很清楚公司想要什么：以经济的价格提供高价的活体回收系统——而且美观也没有受到伤害。
中煤集团为其位于中国北部内蒙古省的葫芦素和门克庆煤矿寻求储存设施，这两个煤矿相距 XNUMX 英里。 贝特曼说，基于“它们能够阻挡外界水分”，一系列圆顶是比传统筒仓更经济的解决方案。 而在蒙古包的土地上，另一个因素“是美学； 这是他们的样子，”他说。
粉尘堆积一直是煤炭储存的一个问题，中煤集团对此非常重视。 由于圆顶是在不使用内部支撑的情况下建造的，因此不必担心桁架上的灰尘堆积。 二次爆炸——当最初的爆炸摇动松散的积聚的煤尘时引起的那种——不太可能发生，因为无支撑的圆顶没有让灰尘堆积的壁架。 “穹顶的主要优势之一是防止火灾，因为没有内部架子来收集灰尘，中煤非常喜欢这一点——对他们来说，这是一件大事，”贝特曼说。
其他设计特点是防火的关键。 为了使煤堆惰性化，中煤可以密封顶部和底部的圆顶以切断氧气源，并在内部泵入氮气以降低氧气含量。 在入站接收侧的传送带上安装一个热扫描仪，红外摄像机在传送带上检查煤的温度，以确保没有不合格的产品进入圆顶。 一条线性加热电缆监测皮带上的火情，同时检查轴承是否有火花； 该电缆可能会在到达热扫描仪之前检测到沿传送带长度传播的火灾。 该系统是易燃材料独有的产品，可关闭运输工具并提醒设施管理人员注意火灾。 根据设置，工作人员可以灭火，或者现有的灭火系统可以解决问题。
今天，参观一个矿井的游客将看到三个圆顶，每个圆顶可容纳 60,000 公吨煤炭，远处的另一个矿井有三个相同的圆顶。 创新的物料搬运系统使中煤能够快速运输产品。 在每个圆顶内，一个类似于一系列并排放置的漏斗的完整料斗系统允许煤炭在其自身重量而不是装载机的作用下流过该结构。
中煤集团的赵家鹏表示，其他设计细节也增加了价值，特别是因为煤在穹顶内自燃的可能性是中煤集团的主要关注点之一。 外部 PVC 膜可防止水分导致自燃。 二次爆炸的可能性较小，因为圆顶没有灰尘堆积的壁架。 中煤还可以通过密封圆顶和泵送氮气来降低氧气含量，从而使煤堆惰性化。
该项目于 2015 年 XNUMX 月结束，是中煤与圆顶科技的真正共同努力。 “门客青和葫芦素项目取得的成果属于我们两家公司，”赵说。
Dome Technology 的圆顶允许公司在现在和未来建造符合绿色法规的存储。 圆顶是一种开箱即用的定制解决方案，适用于希望在发展业务的同时更好地保护环境的公司。
Rebecca Long Pyper 为 Dome Technology 提供
编者按：本文发表于第三期 世界煤炭 2021.