Всего за 400 руб. Купить полную версию
Рис 11б. Зависимость усилия сдвига от нагрузки.
Условием сдвига угля на наклонной плоскости под действием собственного веса без приложения внешних сил является преодоление начального сопротивления сдвигу. Поэтому в качестве показателя сыпучести выбрана величина начального сопротивления сдвигу (τ0), а с тем, чтобы она соответствовала реальным условиям, замеры проводились непосредственно в бункерах.
Величина τ0 будет иметь различные значения для различных углей или того же угля разной влажности, а также у того же угля на разной глубине в бункере (τ0,τ01, τ02рис. 11а).
б. Определение начального сопротивления сдвигу (τ0) в реальных условиях (в бункерах)
Определения τ0 производились на обрушениях типа сегмент-арка (см. часть 2, рис. 21а) в зоне минимального уплотнения на глубине до 2,53,0 м.
Замерялось: вес объёма самообрушения (Р), площадь его контактной поверхности (Sкп) и угол обрушения α. Начальное сопротивление сдвигу рассчитывалось по схеме (см. рис. 12).
Рис. 12. Схема к расчету τ0по замерам в бункерах.
Обозначения:
«а» прибор для замера τ0.
«b» аналогичная схема в бункерах.
«с» фрагмент из рис. 113.
D, d h диаметры и высота конуса обрушения.
L- длина образующей конуса.
t время сработки.
hмах максимальная устойчивая высота сыпучего материала при подъёме затвора (обозначено 1).
α угол сдвига.
Р вертикальное давление.
В лабораторных условиях τ0 определяется [Л2] при h=hмах на приборе (см. рис. 12а).
На рис. 12б показано сечение конуса зависания. Высота h треугольника со сторонами (D-d) /2 и h (часть «b» рис 12) является высотой максимально устойчивой стенки конуса зависания к моменту его обрушения.
В общем случае:
τ0= σ/S. σ=h×γ×sin (90 α) ×f. Где: h высота слоя; γ, α, f см. обозначения, раздел 13.
В данном примере расчёт упрощён.
Вес Р=t×q, где t время сработки обрушенного объёма, взято из графика (см. часть2, рис. 22).
q производительность питателя (известна).
S = πL (D + d) /2 контактная поверхность обратного конуса.
Диаметры D и d (см. деталь «а» рис. 12) рассчитывались на основании поэтапных замеров скорости потока.
Угол α = 50º.
Таблица 11. Топливо и его начальное сопротивление сдвигу (τ0).
в. Градация
На основании полученных данных предлагается следующая градация углей по сыпучести:
Таблица 12. Группа сыпучести и τ0.
г. Коэффициент сыпучести
Насыпной вес и начальное сопротивление сдвигу определяют коэффициент сыпучести Кс. Сыпучесть Экибастузского угля (Кс =1).
Кс = z × γ/τ0; где z = 0,066м.
Для угля Кс = 59.4/τ0 (2а).
Для торфа Кс = 19.8/τ0 (2б).
Рис 13. Зависимость Кс от начального сопротивления сдвигу τ0.
Обозначения:
1. Уголь. γ = 900 кг/м3.
2. Торф. γ = 300 кг/м3.
Примечание:
Величина τ0 возрастает с повышением влажности топлива, наличия мелких частиц и глубины залегания слоя (степени сжатия).
Кс величина безразмерная.
4. Наблюдение сработки углей по группам сыпучести
Начиная наблюдения, автор не исходил из заранее принятых аксиом или теоретических предпосылок. Всё, что изложено далее, это практические наблюдения и выводы на их основе. В случае соответствия процессов использовались положения механики грунтов (осадка грунтов, углы скольжения, концентрация напряжений и др.) и понятия, взятые из гидравлики (поток, скорость потока, диаметр потока).
Общие положения
Обследовались стандартные бункера различных лет постройки. Емкостью от 200 до 500 тонн и высотой 1517 м и выше из металла, бетона или бетонметалл. Форма бункеров: верхняя часть призматическая, переходящая в обратную пирамиду. Углы наклона стен от 55º до 75º.
Топливо угли (каменные, бурые), сланцы и фрез торф.
Наблюдения сработки выполнялись с бункерной галереи и включали замеры: поэтапные замеры уровней, скорости потока и расчёт диаметров (см. Методика). Они начинались с момента сдвига (оседания) поверхности или начала образования воронки (см. сетка точек замера, рис. 11а).
Во время загрузки нет возможности замерить скорость движения в потоке.
Картина развития потока на этом этапе восстанавливается на основе возможных вариантов аналогичных наблюдений.
Изложенные ниже наблюдения основываются на замерах, выполненных на реальных бункерах, объединённых в таблицы 13 и 14 (Приложение 1).
41. Наблюдение 1. Сработка углей группы УС
Сработка бурого угля шахтной добычи Интинского месторождения (рис. 14а).
Wр =10%. Aр = 26%. Углы наклона стен β =70º-70º/74º-74º.
При влажности до 1013% этот уголь по вышеприведенной классификации относится к группам сыпучести УС2 или СС1 (массовый поток), но с повышением влажности до 13%-16% возрастает его начальное сопротивление сдвигу и он переходит в группу СС12 (ограниченный поток).
Рис. 14а. Сработка угля группы УС без образования воронки.
Обозначения:
Рис. 14а. Сработка угля группы УС без образования воронки.
Обозначения:
А Движение массы угля в центральной части на первом этапе.
В Сдвиг массы угля с периферийной зоны на втором этапе.
С Граница сдвига слоёв.
h разница высот.
D1, D2 диаметры потока.
На рисунке показана начальная стадия сработки Интинского угля при влажности 1011%.
1-й этап сработки:
Поверхность в пределах окружности D1 начинает оседать, а на границе (точка С) образуется трещина.