煤凍粘特性及帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘防治的深度剖析與實(shí)踐探索

煤凍粘特性及帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘防治的深度剖析與實(shí)踐探索一、引言1.1研究背景與意義煤炭作為一種重要的能源資源，在全球能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)著舉足輕重的地位。在中國，煤炭更是主要的能源支柱之一，廣泛應(yīng)用于電力、鋼鐵、化工等多個(gè)行業(yè)。在煤炭的開采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存及加工過程中，不可避免地會(huì)遇到低溫環(huán)境，尤其是在我國北方地區(qū)，冬季氣溫常常降至零下十幾攝氏度甚至更低。當(dāng)煤炭處于這樣的低溫環(huán)境時(shí)，其內(nèi)部所含水分極易結(jié)冰，進(jìn)而導(dǎo)致煤炭與設(shè)備表面產(chǎn)生凍結(jié)、粘附的現(xiàn)象，即煤凍粘現(xiàn)象。煤凍粘現(xiàn)象普遍存在于煤炭加工和儲(chǔ)運(yùn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。在煤炭開采后，若通過帶式輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸，在低溫條件下，煤炭中的水分會(huì)逐漸結(jié)冰，使得煤炭與輸送帶、改向滾筒等設(shè)備表面緊密粘附。在煤炭的儲(chǔ)存過程中，凍粘的煤炭會(huì)形成硬塊，不僅增加了取用的難度，還可能導(dǎo)致儲(chǔ)存設(shè)備的損壞。在煤炭的加工環(huán)節(jié)，煤凍粘現(xiàn)象會(huì)影響加工設(shè)備的正常運(yùn)行，降低加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。帶式輸送機(jī)作為煤炭運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備，在煤炭行業(yè)中應(yīng)用極為廣泛。它具有運(yùn)輸能力大、輸送距離長、運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高、能耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭的連續(xù)、高效運(yùn)輸。然而，煤凍粘現(xiàn)象對帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生了極大的負(fù)面影響。當(dāng)煤凍粘發(fā)生在改向滾筒表面時(shí)，輸送帶與改向滾筒之間的摩擦力會(huì)顯著增加。這是因?yàn)閮稣车拿禾吭跐L筒表面形成了不平整的凸起，使得輸送帶與滾筒之間的接觸不再均勻，從而導(dǎo)致摩擦力增大。摩擦力的增大不僅會(huì)導(dǎo)致輸送帶的負(fù)荷急劇增加，使其運(yùn)行速度下降，影響煤炭的運(yùn)輸效率；還可能導(dǎo)致輸送帶磨損加劇，縮短輸送帶的使用壽命，增加設(shè)備的維護(hù)成本。此外，煤凍粘還可能導(dǎo)致輸送帶跑偏、撕裂等嚴(yán)重問題，一旦輸送帶跑偏，煤炭就會(huì)灑落，不僅造成煤炭資源的浪費(fèi)，還會(huì)對周圍環(huán)境造成污染；而輸送帶撕裂則可能導(dǎo)致運(yùn)輸中斷，給生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響，甚至引發(fā)安全事故。研究煤凍粘特性及帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘防治措施具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。從經(jīng)濟(jì)角度來看，有效解決煤凍粘問題可以提高帶式輸送機(jī)的運(yùn)行效率，減少設(shè)備的損壞和維修次數(shù)，降低煤炭的損耗，從而為企業(yè)節(jié)省大量的成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。從安全角度來看，煤凍粘引發(fā)的輸送帶跑偏、撕裂等問題會(huì)對操作人員和設(shè)備本身構(gòu)成嚴(yán)重的安全隱患，可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸等安全事故，危及人員生命安全和企業(yè)財(cái)產(chǎn)安全。通過研究防治措施，可以消除這些安全隱患，保障生產(chǎn)的安全進(jìn)行。從環(huán)保角度來看，減少煤凍粘現(xiàn)象可以避免煤炭灑落對環(huán)境造成的污染，有利于環(huán)境保護(hù)。因此，深入研究煤凍粘特性及帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘防治措施，對于提高煤炭行業(yè)的生產(chǎn)效率、保障安全生產(chǎn)、降低環(huán)境污染具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，是當(dāng)前煤炭行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問題之一。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀煤凍粘特性及帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘防治一直是煤炭行業(yè)關(guān)注的重要課題，國內(nèi)外眾多學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)圍繞這一領(lǐng)域開展了大量研究，取得了一系列成果。在國外，一些發(fā)達(dá)國家如美國、澳大利亞等，由于其煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，對煤凍粘問題的研究起步較早。美國的研究人員通過實(shí)驗(yàn)研究，深入分析了煤炭含水量、環(huán)境溫度、設(shè)備表面材質(zhì)等因素對煤凍粘特性的影響。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)煤炭含水量超過一定閾值時(shí)，煤凍粘現(xiàn)象會(huì)顯著加劇，且環(huán)境溫度越低，煤凍粘的趨勢越明顯。在帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘防治方面，國外研發(fā)了多種先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。例如，一些企業(yè)采用特殊的表面涂層技術(shù)，在改向滾筒表面涂覆一層具有低粘附性的材料，有效降低了煤炭與滾筒表面的粘附力；還有一些企業(yè)通過改進(jìn)輸送帶的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)，提高輸送帶的抗凍粘性能。澳大利亞則在煤凍粘防治的工程應(yīng)用方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，他們根據(jù)不同的煤礦工況，制定了個(gè)性化的防治方案，取得了良好的效果。國內(nèi)對煤凍粘特性及帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘防治的研究也取得了豐碩成果。在煤凍粘特性研究方面，眾多科研院校和企業(yè)通過實(shí)驗(yàn)和理論分析，揭示了煤凍粘的形成機(jī)制和影響因素。有研究表明，煤炭中的礦物質(zhì)成分也會(huì)對煤凍粘現(xiàn)象產(chǎn)生影響，某些礦物質(zhì)會(huì)促進(jìn)水分的結(jié)冰和粘附。在防治措施方面，國內(nèi)提出了多種物理、化學(xué)和生物方法。物理方法如加熱帶式輸送機(jī)和改向滾筒，使煤炭溫度升高以破壞凍粘狀態(tài)；振動(dòng)機(jī)械剝離，利用振動(dòng)設(shè)備使凍結(jié)在設(shè)備表面的煤炭松動(dòng)脫落?；瘜W(xué)方法包括使用表面活性劑降低煤炭與設(shè)備表面的附著力，研發(fā)專用的化學(xué)剝離劑對凍煤進(jìn)行溶解或分解等。生物方法則利用某些微生物對煤炭進(jìn)行降解，改變其物理性質(zhì)，降低凍粘特性。此外，國內(nèi)還開展了大量的工程應(yīng)用研究，許多礦區(qū)和選煤廠通過實(shí)施防凍粘改造，有效解決了煤凍粘問題，提高了生產(chǎn)效率。盡管國內(nèi)外在煤凍粘特性及帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘防治方面取得了一定成果，但仍存在一些不足之處?，F(xiàn)有研究對煤凍粘的微觀機(jī)理研究還不夠深入，對于煤炭與設(shè)備表面之間的粘附力本質(zhì)、水分結(jié)冰過程中的微觀變化等方面，還需要進(jìn)一步探索。在防治措施方面，雖然提出了多種方法，但每種方法都存在一定的局限性。例如，物理方法中的加熱方式能耗較高，振動(dòng)機(jī)械剝離可能對設(shè)備造成一定損傷；化學(xué)方法中的表面活性劑和化學(xué)剝離劑可能存在環(huán)境污染和腐蝕設(shè)備的問題；生物方法的作用效果受環(huán)境因素影響較大，且作用周期較長。目前的研究大多集中在單一防治方法的應(yīng)用，對于多種方法的協(xié)同作用研究較少，難以實(shí)現(xiàn)煤凍粘問題的全面、高效解決。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容本研究將圍繞煤凍粘特性及帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘防治展開，具體內(nèi)容如下：煤凍粘特性研究：通過實(shí)驗(yàn)研究，深入分析煤炭含水量、環(huán)境溫度、設(shè)備表面材質(zhì)等因素對煤凍粘特性的影響。利用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，模擬不同的工況條件，測量煤凍粘的粘附力、凍結(jié)強(qiáng)度等參數(shù)，建立煤凍粘特性的數(shù)學(xué)模型，揭示煤凍粘的形成機(jī)制和影響規(guī)律。帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘問題研究：詳細(xì)分析改向滾筒煤凍粘現(xiàn)象對帶式輸送機(jī)運(yùn)行的影響，包括輸送帶與改向滾筒之間摩擦力的變化、輸送帶的負(fù)荷增加、運(yùn)行效率下降、設(shè)備損壞等問題。通過現(xiàn)場觀測和數(shù)據(jù)分析，研究改向滾筒煤凍粘的發(fā)生頻率、嚴(yán)重程度與工況條件之間的關(guān)系。煤凍粘防治措施研究：全面研究物理、化學(xué)和生物等多種防治方法。物理方法方面，探索加熱、振動(dòng)機(jī)械剝離、機(jī)械裝置剝離等技術(shù)的應(yīng)用效果和優(yōu)化方案；化學(xué)方法方面，研究表面活性劑、酸堿溶液、化學(xué)剝離劑等化學(xué)藥劑的作用機(jī)理和使用效果，優(yōu)化藥劑的配方和使用方法；生物方法方面，探究微生物降解、生物表面活性劑等技術(shù)的可行性和應(yīng)用前景。此外，還將研究多種防治方法的協(xié)同作用，提出綜合防治方案。工程應(yīng)用案例分析：選取典型的礦區(qū)、選煤廠等工程案例，對煤凍粘防治措施的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行深入分析和評估。通過現(xiàn)場調(diào)研和數(shù)據(jù)采集，了解防治措施在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題和改進(jìn)方向，總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)，為其他工程提供參考和借鑒。1.3.2研究方法本研究將綜合運(yùn)用多種研究方法，確保研究的科學(xué)性和可靠性：文獻(xiàn)研究法：廣泛查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，包括學(xué)術(shù)論文、專利、技術(shù)報(bào)告等，全面了解煤凍粘特性及帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘防治的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。通過對文獻(xiàn)的梳理和分析，總結(jié)已有研究成果，找出研究的空白點(diǎn)和不足之處，為后續(xù)研究提供理論基礎(chǔ)和研究思路。實(shí)驗(yàn)分析法：設(shè)計(jì)并開展實(shí)驗(yàn)研究，利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備模擬不同的工況條件，對煤凍粘特性和防治措施進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理，驗(yàn)證理論模型的正確性，評估防治措施的有效性，為工程應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。案例研究法：選取具有代表性的工程案例，對煤凍粘防治措施的應(yīng)用情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研和分析。通過與工程技術(shù)人員的交流和溝通，了解實(shí)際應(yīng)用中的問題和解決方案，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為其他工程提供實(shí)踐指導(dǎo)。數(shù)值模擬法：運(yùn)用數(shù)值模擬軟件，對帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘過程進(jìn)行數(shù)值模擬。通過模擬分析，研究煤凍粘的發(fā)展過程和影響因素，預(yù)測不同防治措施的效果，為防治方案的優(yōu)化提供依據(jù)。二、煤凍粘特性深入探究2.1煤凍粘基本概念與形成機(jī)制煤凍粘是指煤炭在低溫環(huán)境下，由于水分結(jié)冰而與設(shè)備表面產(chǎn)生凍結(jié)、粘附的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在煤炭加工和儲(chǔ)運(yùn)過程中較為常見，特別是在寒冷的冬季和干燥的環(huán)境下，嚴(yán)重影響煤炭的正常輸送和加工，對煤炭行業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益造成了較大的負(fù)面影響。煤炭是一種復(fù)雜的混合物，其內(nèi)部含有大量的水分和礦物質(zhì)。在低溫環(huán)境下，煤炭中的水分會(huì)逐漸結(jié)冰，形成冰晶。當(dāng)含有冰晶的煤炭與設(shè)備表面接觸時(shí)，由于設(shè)備表面溫度較低，水分會(huì)繼續(xù)凍結(jié)，冰晶不斷生長并相互連接，從而使煤炭與設(shè)備表面緊密粘附在一起。這一過程涉及到水分的相變、冰晶的生長以及煤炭與設(shè)備表面之間的相互作用，是一個(gè)復(fù)雜的物理過程。設(shè)備表面的材質(zhì)、加工精度、表面粗糙度等因素對煤凍粘的形成也有著重要影響。金屬材質(zhì)的設(shè)備表面，如鋼鐵，由于其導(dǎo)熱性較好，在低溫環(huán)境下表面溫度容易降低，使得煤炭中的水分更容易在其表面結(jié)冰，從而增加了煤凍粘的可能性。而且金屬表面的化學(xué)性質(zhì)較為活潑，容易與煤炭中的某些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了煤炭與設(shè)備表面的粘附力。相比之下，一些具有低表面能的材料，如聚四氟乙烯（PTFE）等，其表面與水分子的相互作用力較弱，能夠有效降低水分在其表面的結(jié)冰和粘附，從而減少煤凍粘現(xiàn)象的發(fā)生。加工精度和表面粗糙度也會(huì)影響煤凍粘的形成。加工精度高、表面光滑的設(shè)備表面，煤炭與設(shè)備表面的接觸面積相對較小，粘附力也相對較弱，不易發(fā)生煤凍粘現(xiàn)象。而表面粗糙的設(shè)備表面，存在許多微小的凸起和凹陷，這些微觀結(jié)構(gòu)會(huì)增加煤炭與設(shè)備表面的接觸面積，使得水分更容易在這些部位積聚和結(jié)冰，從而促進(jìn)煤凍粘的發(fā)生。表面粗糙度還會(huì)影響設(shè)備表面的氣流分布，使得表面局部區(qū)域的溫度和濕度分布不均勻，進(jìn)一步加劇煤凍粘的形成。2.2煤凍粘影響因素全面分析2.2.1煤炭含水量煤炭含水量是影響煤凍粘現(xiàn)象的關(guān)鍵因素之一，二者存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)煤炭中的水分含量增加時(shí)，煤凍粘現(xiàn)象會(huì)愈發(fā)嚴(yán)重。這是因?yàn)樗衷诘蜏丨h(huán)境下會(huì)結(jié)冰，形成冰晶，冰晶的存在不僅增加了煤炭的體積，還使得煤炭與設(shè)備表面之間的粘附力增大。有研究通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)煤炭含水量從5%增加到15%時(shí)，煤凍粘的粘附力提高了近3倍。在實(shí)際生產(chǎn)中，我國北方某煤礦在冬季開采的煤炭含水量較高，達(dá)到了12%左右，在通過帶式輸送機(jī)運(yùn)輸過程中，煤凍粘現(xiàn)象極為嚴(yán)重，輸送帶和改向滾筒表面粘附了大量煤炭，導(dǎo)致輸送帶運(yùn)行困難，頻繁出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。煤炭中的水分存在形式多樣，包括游離水、吸附水和結(jié)合水。游離水是存在于煤炭顆粒間隙中的水分，容易在低溫環(huán)境下結(jié)冰，對煤凍粘現(xiàn)象的影響最為顯著。吸附水是吸附在煤炭顆粒表面的水分，其含量相對較少，但也會(huì)參與煤凍粘的過程。結(jié)合水是與煤炭中的礦物質(zhì)等成分結(jié)合在一起的水分，通常需要較高的溫度才能去除，在一般的低溫環(huán)境下，結(jié)合水對煤凍粘現(xiàn)象的影響較小。當(dāng)煤炭含水量增加時(shí)，游離水的含量也相應(yīng)增加，更多的水分在低溫下結(jié)冰，形成更多的冰晶，這些冰晶將煤炭顆粒與設(shè)備表面緊密連接在一起，從而加劇了煤凍粘現(xiàn)象。2.2.2環(huán)境溫度環(huán)境溫度對煤凍粘現(xiàn)象的影響至關(guān)重要，隨著環(huán)境溫度的降低，煤凍粘的可能性和嚴(yán)重程度顯著增加。當(dāng)環(huán)境溫度低于煤炭中水分的冰點(diǎn)時(shí)，水分開始結(jié)冰，煤炭與設(shè)備表面之間的粘附力迅速增大。在溫度為-10℃時(shí)，煤凍粘的粘附力比在0℃時(shí)提高了約50%。這是因?yàn)闇囟冉档蜁?huì)使水分子的運(yùn)動(dòng)速度減慢，更容易形成穩(wěn)定的冰晶結(jié)構(gòu)，冰晶的生長和相互連接進(jìn)一步增強(qiáng)了煤炭與設(shè)備表面的粘附。在我國東北地區(qū)，冬季環(huán)境溫度常常降至-20℃以下，煤炭在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中極易發(fā)生凍粘現(xiàn)象。某電廠的儲(chǔ)煤場在冬季因環(huán)境溫度過低，煤炭大面積凍粘，形成了堅(jiān)硬的煤塊，取用極為困難，不得不采用人工破碎和加熱等方法來解決，不僅耗費(fèi)了大量的人力和物力，還影響了電廠的正常發(fā)電。環(huán)境溫度的變化還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備表面的溫度發(fā)生變化，進(jìn)而影響煤凍粘的發(fā)生。當(dāng)環(huán)境溫度急劇下降時(shí)，設(shè)備表面的溫度也會(huì)迅速降低，使得煤炭中的水分在設(shè)備表面更快地結(jié)冰，增加了煤凍粘的風(fēng)險(xiǎn)。2.2.3設(shè)備表面溫度設(shè)備表面溫度是煤凍粘發(fā)生的重要影響因素之一，設(shè)備表面溫度低會(huì)促使煤凍粘的發(fā)生。設(shè)備表面溫度較低時(shí)，煤炭與設(shè)備表面接觸后，熱量會(huì)迅速從煤炭傳遞到設(shè)備表面，導(dǎo)致煤炭中的水分在設(shè)備表面迅速降溫并結(jié)冰。設(shè)備表面的低溫還會(huì)使冰晶在設(shè)備表面生長得更加迅速和牢固，從而增強(qiáng)了煤炭與設(shè)備表面的粘附力。某帶式輸送機(jī)的改向滾筒在冬季運(yùn)行時(shí)，表面溫度接近環(huán)境溫度，約為-15℃，煤炭在經(jīng)過改向滾筒時(shí)，大量水分在滾筒表面結(jié)冰，導(dǎo)致滾筒表面迅速被煤炭粘附，輸送帶與滾筒之間的摩擦力急劇增大，輸送帶出現(xiàn)打滑、跑偏等問題。設(shè)備表面溫度的差異會(huì)導(dǎo)致煤凍粘現(xiàn)象的不均勻性。在設(shè)備表面溫度較低的區(qū)域，煤凍粘現(xiàn)象更為嚴(yán)重，而在溫度相對較高的區(qū)域，煤凍粘現(xiàn)象則相對較輕。這種溫度差異可能是由于設(shè)備的結(jié)構(gòu)、散熱條件以及周圍環(huán)境的影響等因素造成的。在帶式輸送機(jī)的改向滾筒上，靠近軸承座的部位由于散熱較快，表面溫度相對較低，煤凍粘現(xiàn)象往往比滾筒其他部位更為嚴(yán)重。2.2.4設(shè)備表面材質(zhì)設(shè)備表面材質(zhì)對煤凍粘現(xiàn)象有著顯著的影響，不同材質(zhì)表面的煤凍粘情況存在明顯差異。親水性金屬材質(zhì)，如鋼鐵，其表面容易被水分子潤濕，與煤炭中的水分有較強(qiáng)的親和力，在低溫環(huán)境下，水分更容易在其表面結(jié)冰并與煤炭粘附在一起，從而增加了煤凍粘的可能性。有研究表明，在相同的低溫環(huán)境和煤炭含水量條件下，鋼鐵材質(zhì)表面的煤凍粘粘附力比疏水性材料表面高出2-3倍。這是因?yàn)橛H水性金屬表面的原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)使得水分子能夠與表面形成較強(qiáng)的化學(xué)鍵或氫鍵，促進(jìn)了水分的吸附和結(jié)冰。相比之下，疏水性材料，如聚四氟乙烯（PTFE）等，其表面具有較低的表面能，與水分子的相互作用力較弱，能夠有效降低水分在其表面的結(jié)冰和粘附，從而減少煤凍粘現(xiàn)象的發(fā)生。疏水性材料表面的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成使得水分子難以在其表面附著和聚集，即使在低溫環(huán)境下，水分也不容易在其表面結(jié)冰并與煤炭粘附。某選煤廠在對帶式輸送機(jī)的改向滾筒進(jìn)行表面處理時(shí)，采用了聚四氟乙烯涂層，改造后，在相同的工況條件下，煤凍粘現(xiàn)象明顯減少，輸送帶的運(yùn)行穩(wěn)定性和效率得到了顯著提高。三、帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘問題解析3.1帶式輸送機(jī)工作原理與改向滾筒作用帶式輸送機(jī)是一種應(yīng)用廣泛的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，在煤炭、冶金、礦山、港口等眾多行業(yè)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。其工作原理基于輸送帶在驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪的共同作用下實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)運(yùn)輸。輸送帶通常由橡膠、塑料等高分子材料制成，這些材料具有較大的摩擦系數(shù)和良好的承載能力，能夠有效地承載煤炭等物料。驅(qū)動(dòng)輪一般由電動(dòng)機(jī)通過減速器驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，經(jīng)過減速器的減速和扭矩放大后，驅(qū)動(dòng)輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)。輸送帶依靠與驅(qū)動(dòng)輪之間的摩擦力被拖動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。物料從喂料端被放置在轉(zhuǎn)動(dòng)的輸送帶上，在輸送帶的摩擦力作用下，物料隨輸送帶一起運(yùn)動(dòng)，最終被運(yùn)輸?shù)叫读隙诵冻?。在整個(gè)運(yùn)輸過程中，輸送帶始終保持封閉狀態(tài)，確保物料的穩(wěn)定輸送。帶式輸送機(jī)的支承裝置用于支撐輸送帶和物料的重量，使輸送帶能夠平穩(wěn)運(yùn)行。張緊裝置則通過調(diào)整輸送帶的張力，保證輸送帶與驅(qū)動(dòng)輪之間有足夠的摩擦力，防止輸送帶打滑。各類輔助裝置如清掃器、卸料裝置等，進(jìn)一步提高了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行效率和可靠性。清掃器用于清除輸送帶上殘留的物料，避免物料在輸送過程中灑落和堆積；卸料裝置則根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，將物料準(zhǔn)確地卸到指定位置。改向滾筒作為帶式輸送機(jī)的重要部件之一，在設(shè)備運(yùn)行中扮演著不可或缺的角色。其主要作用是改變輸送帶的運(yùn)行方向，使輸送帶能夠按照預(yù)定的輸送路徑進(jìn)行運(yùn)輸。在帶式輸送機(jī)的實(shí)際布局中，由于輸送線路的復(fù)雜性和生產(chǎn)工藝的要求，輸送帶往往需要改變方向。改向滾筒通過自身的結(jié)構(gòu)和安裝位置，引導(dǎo)輸送帶改變運(yùn)動(dòng)方向，確保輸送帶能夠順利繞過障礙物、實(shí)現(xiàn)不同輸送段之間的連接。改向滾筒還可以按壓輸送帶，增大輸送帶與傳動(dòng)滾筒的包角。包角的增大可以有效增加輸送帶與傳動(dòng)滾筒之間的摩擦力，提高傳動(dòng)效率，使輸送帶能夠更穩(wěn)定地運(yùn)行，承載更大的負(fù)荷。在長距離、大運(yùn)量的帶式輸送機(jī)中，改向滾筒的這一作用尤為重要。改向滾筒的構(gòu)造主要由軸承座、軸承、滾筒體和擋板等部分組成。軸承座是改向滾筒的支撐結(jié)構(gòu)，它將改向滾筒固定在帶式輸送機(jī)的機(jī)架上，確保改向滾筒在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性。軸承安裝在軸承座內(nèi)部，用于支撐滾筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)，使?jié)L筒體能夠靈活地旋轉(zhuǎn)。滾筒體是改向滾筒的核心部件，其表面通常為光滑的金屬表面，用于與輸送帶接觸并引導(dǎo)輸送帶的運(yùn)動(dòng)。擋板位于滾筒體的兩側(cè)，其作用是防止輸送帶在運(yùn)行過程中偏離滾筒體，保證輸送帶始終在滾筒體的表面正常運(yùn)行。在一些特殊工況下，如輸送具有粘性或易散落的物料時(shí)，擋板還可以起到防止物料溢出的作用。3.2改向滾筒煤凍粘現(xiàn)象及危害在帶式輸送機(jī)運(yùn)行過程中，當(dāng)煤炭中的水分在低溫環(huán)境下結(jié)冰時(shí)，煤凍粘現(xiàn)象便容易在改向滾筒處發(fā)生。隨著煤炭的輸送，含有冰晶的煤炭與改向滾筒表面接觸，水分在滾筒表面繼續(xù)凍結(jié)，煤炭逐漸粘附在滾筒表面，形成一層不均勻的煤垢。隨著時(shí)間的推移和輸送量的增加，煤垢會(huì)不斷增厚，在滾筒表面形成不規(guī)則的塊狀或片狀堆積物。這些堆積物會(huì)改變滾筒表面的平整度和粗糙度，使得輸送帶與滾筒之間的接觸狀態(tài)發(fā)生變化。改向滾筒煤凍粘現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致輸送帶與改向滾筒之間的摩擦力顯著增加。這是因?yàn)閮稣吃跐L筒表面的煤炭形成了不平整的凸起，使得輸送帶與滾筒之間的接觸不再均勻，接觸點(diǎn)的壓力分布發(fā)生改變，從而導(dǎo)致摩擦力增大。摩擦力的增加會(huì)使輸送帶的負(fù)荷急劇上升，電機(jī)需要輸出更大的功率來驅(qū)動(dòng)輸送帶運(yùn)行，這不僅增加了能源消耗，還可能導(dǎo)致電機(jī)過熱，縮短電機(jī)的使用壽命。在一些極端情況下，由于摩擦力過大，輸送帶可能會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，無法正常輸送煤炭，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。煤凍粘還會(huì)引發(fā)輸送帶跑偏問題。當(dāng)改向滾筒表面的煤垢分布不均勻時(shí)，輸送帶在運(yùn)行過程中受到的橫向力也會(huì)不均勻。這會(huì)導(dǎo)致輸送帶向一側(cè)偏移，偏離正常的運(yùn)行軌跡。輸送帶跑偏不僅會(huì)使煤炭灑落，造成煤炭資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染，還會(huì)加劇輸送帶與機(jī)架之間的摩擦，導(dǎo)致輸送帶邊緣磨損加劇，甚至可能引發(fā)輸送帶撕裂事故。某煤礦的帶式輸送機(jī)在冬季運(yùn)行時(shí)，由于改向滾筒煤凍粘嚴(yán)重，輸送帶頻繁跑偏，平均每天因跑偏導(dǎo)致的煤炭灑落量達(dá)到了5噸左右，同時(shí)輸送帶的使用壽命也因此縮短了近三分之一。輸送帶撕裂也是改向滾筒煤凍粘可能引發(fā)的嚴(yán)重問題之一。當(dāng)輸送帶在運(yùn)行過程中遇到較大的阻力時(shí)，如煤凍粘導(dǎo)致的摩擦力增大、輸送帶跑偏等，輸送帶內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力。如果這些應(yīng)力超過了輸送帶的承受極限，就會(huì)導(dǎo)致輸送帶撕裂。輸送帶撕裂不僅會(huì)造成運(yùn)輸中斷，影響生產(chǎn)進(jìn)度，還需要花費(fèi)大量的時(shí)間和成本進(jìn)行修復(fù)或更換，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一次輸送帶撕裂事故的修復(fù)成本平均在數(shù)萬元以上，而且修復(fù)期間的生產(chǎn)停滯也會(huì)導(dǎo)致企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益大幅下降。改向滾筒煤凍粘還會(huì)對帶式輸送機(jī)的其他部件造成損害。為了克服煤凍粘帶來的阻力，驅(qū)動(dòng)裝置需要輸出更大的扭矩，這會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)裝置的零部件磨損加劇，如聯(lián)軸器、軸承等。煤凍粘還會(huì)使清掃器的工作負(fù)擔(dān)加重，加速清掃器的磨損，降低清掃效果，進(jìn)而導(dǎo)致更多的煤炭殘留在輸送帶上，進(jìn)一步加劇煤凍粘現(xiàn)象。四、煤凍粘對帶式輸送機(jī)運(yùn)行的多維度影響4.1運(yùn)行效率顯著下降煤凍粘會(huì)導(dǎo)致物料與輸送帶之間的摩擦力顯著增大，這是影響帶式輸送機(jī)運(yùn)行效率的關(guān)鍵因素之一。當(dāng)煤炭在低溫環(huán)境下發(fā)生凍粘時(shí)，其表面會(huì)形成一層冰膜，這層冰膜不僅增加了煤炭的粘性，還改變了煤炭與輸送帶之間的接觸狀態(tài)。煤炭與輸送帶之間的接觸面積增大，且接觸表面變得更加粗糙，使得摩擦力大幅上升。在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)煤凍粘嚴(yán)重時(shí)，物料與輸送帶之間的摩擦力可增加2-3倍。摩擦力的增大直接導(dǎo)致輸送帶的負(fù)荷急劇增加。為了克服這一額外的阻力，驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要輸出更大的功率來維持輸送帶的運(yùn)轉(zhuǎn)。這不僅增加了能源消耗，還會(huì)使電機(jī)長時(shí)間處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，容易導(dǎo)致電機(jī)過熱、損壞，從而影響帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行。當(dāng)輸送帶的負(fù)荷超過其設(shè)計(jì)承載能力時(shí)，輸送帶的運(yùn)行速度會(huì)明顯下降，甚至出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，無法正常輸送煤炭。某煤礦的帶式輸送機(jī)在冬季運(yùn)行時(shí)，由于煤凍粘導(dǎo)致輸送帶負(fù)荷增加，電機(jī)電流比正常情況高出了30%左右，輸送帶的運(yùn)行速度降低了約20%，嚴(yán)重影響了煤炭的輸送效率。輸送帶的運(yùn)行速度下降會(huì)直接導(dǎo)致帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力降低。在煤炭生產(chǎn)和加工過程中，帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力是保證生產(chǎn)連續(xù)性和效率的重要指標(biāo)。當(dāng)運(yùn)行速度下降時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)輸送的煤炭量減少，無法滿足生產(chǎn)的需求。這可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)線上的其他設(shè)備因煤炭供應(yīng)不足而停機(jī)等待，影響整個(gè)生產(chǎn)流程的順暢進(jìn)行。某選煤廠的帶式輸送機(jī)因煤凍粘問題，每小時(shí)的煤炭輸送量從設(shè)計(jì)的500噸降至300噸左右，使得選煤廠的生產(chǎn)能力大幅下降，無法按時(shí)完成生產(chǎn)任務(wù)，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。煤凍粘還會(huì)導(dǎo)致帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)和停止過程變得困難。在啟動(dòng)時(shí)，由于輸送帶與物料之間的摩擦力增大，電機(jī)需要提供更大的啟動(dòng)扭矩才能使輸送帶開始運(yùn)轉(zhuǎn)。這可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)啟動(dòng)電流過大，對電機(jī)和電氣系統(tǒng)造成沖擊，增加設(shè)備的故障率。在停止時(shí)，由于煤凍粘的影響，輸送帶可能無法及時(shí)停止，繼續(xù)運(yùn)行一段距離，這不僅會(huì)浪費(fèi)能源，還可能導(dǎo)致物料的灑落和堆積。某電廠的帶式輸送機(jī)在冬季啟動(dòng)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)電機(jī)啟動(dòng)困難的情況，需要多次嘗試才能啟動(dòng)成功，而且在停止時(shí)，輸送帶會(huì)繼續(xù)運(yùn)行5-10米，導(dǎo)致大量煤炭灑落，增加了清理工作的難度和成本。4.2設(shè)備損壞與維修成本飆升煤凍粘會(huì)致使輸送帶磨損、撕裂、斷帶等問題頻發(fā)，這背后有著復(fù)雜的力學(xué)和物理原理。當(dāng)煤凍粘發(fā)生時(shí)，輸送帶與改向滾筒之間的摩擦力急劇增大。從微觀角度來看，凍粘在改向滾筒表面的煤炭形成了不規(guī)則的凸起，這些凸起使得輸送帶與滾筒的接觸不再均勻。在輸送帶運(yùn)行過程中，這些局部的高壓力接觸點(diǎn)會(huì)對輸送帶表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的擠壓和摩擦作用。輸送帶通常由橡膠等高分子材料制成，這種材料在長期的高摩擦力作用下，分子結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸被破壞。隨著時(shí)間的推移，輸送帶表面的橡膠會(huì)逐漸磨損，出現(xiàn)表面粗糙、變薄等現(xiàn)象，這不僅降低了輸送帶的使用壽命，還會(huì)影響其正常的輸送性能。煤凍粘導(dǎo)致的輸送帶跑偏也是引發(fā)輸送帶撕裂的重要原因之一。當(dāng)改向滾筒表面的煤垢分布不均勻時(shí)，輸送帶在運(yùn)行過程中會(huì)受到一個(gè)不均衡的橫向力。這個(gè)橫向力會(huì)使輸送帶向一側(cè)偏移，當(dāng)偏移量超過一定限度時(shí)，輸送帶就會(huì)與機(jī)架等部件發(fā)生摩擦。在這個(gè)過程中，輸送帶的邊緣部分會(huì)受到較大的剪切力，容易導(dǎo)致輸送帶邊緣撕裂。而且，輸送帶跑偏還會(huì)使輸送帶內(nèi)部的張力分布不均，進(jìn)一步加劇了輸送帶的損壞程度。當(dāng)輸送帶在運(yùn)行過程中遇到較大的阻力時(shí)，如煤凍粘導(dǎo)致的摩擦力增大、輸送帶跑偏等，輸送帶內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。如果這些應(yīng)力超過了輸送帶的承受極限，就會(huì)導(dǎo)致輸送帶撕裂。輸送帶撕裂不僅會(huì)造成運(yùn)輸中斷，影響生產(chǎn)進(jìn)度，還需要花費(fèi)大量的時(shí)間和成本進(jìn)行修復(fù)或更換。輸送帶斷帶是煤凍粘引發(fā)的更為嚴(yán)重的問題。煤凍粘使得輸送帶的負(fù)荷不斷增加，當(dāng)負(fù)荷超過輸送帶的強(qiáng)度極限時(shí)，就可能發(fā)生斷帶事故。在實(shí)際生產(chǎn)中，輸送帶的強(qiáng)度受到多種因素的影響，如輸送帶的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、使用年限等。長期處于煤凍粘環(huán)境下的輸送帶，由于受到反復(fù)的摩擦、拉伸等作用，其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸受損，強(qiáng)度降低。當(dāng)遇到突發(fā)的大負(fù)荷情況時(shí)，如物料堵塞、設(shè)備故障等，輸送帶就很容易發(fā)生斷帶。這些設(shè)備損壞問題會(huì)大幅增加維修成本和停機(jī)時(shí)間。維修輸送帶磨損、撕裂等問題需要耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。維修人員需要對輸送帶進(jìn)行檢查、修復(fù)或更換，這涉及到專業(yè)的工具和技術(shù)。在修復(fù)過程中，可能需要使用硫化機(jī)等設(shè)備對輸送帶進(jìn)行硫化接頭處理，或者使用冷粘技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)。這些維修工作不僅需要專業(yè)的技術(shù)人員操作，還需要消耗大量的材料和能源。而更換輸送帶則需要購買新的輸送帶，這也是一筆不小的開支。據(jù)統(tǒng)計(jì)，某煤礦由于煤凍粘導(dǎo)致的輸送帶維修和更換成本每年高達(dá)數(shù)百萬元。停機(jī)時(shí)間的增加也給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在帶式輸送機(jī)停機(jī)維修期間，煤炭的運(yùn)輸被迫中斷，這會(huì)影響到整個(gè)生產(chǎn)流程的順利進(jìn)行。生產(chǎn)線上的其他設(shè)備可能會(huì)因?yàn)槊禾抗?yīng)不足而被迫停機(jī)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降，產(chǎn)量減少。某選煤廠因帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘導(dǎo)致輸送帶損壞，一次停機(jī)維修時(shí)間長達(dá)3天，這期間選煤廠的產(chǎn)量大幅下降，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到數(shù)十萬元。而且，頻繁的設(shè)備損壞和維修還會(huì)影響企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃和市場信譽(yù)，給企業(yè)帶來間接的經(jīng)濟(jì)損失。4.3安全風(fēng)險(xiǎn)大幅提升煤凍粘易導(dǎo)致輸送帶打滑、撕裂、斷帶等問題，這些問題對操作人員和設(shè)備本身都存在嚴(yán)重的安全隱患。當(dāng)輸送帶發(fā)生打滑時(shí)，驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦力會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致輸送帶表面溫度急劇升高。如果此時(shí)周圍環(huán)境存在易燃物質(zhì)，如煤炭粉塵、潤滑油等，就極有可能引發(fā)火災(zāi)事故。在一些煤礦井下，由于通風(fēng)條件較差，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢很容易蔓延，難以控制，對井下人員的生命安全構(gòu)成巨大威脅。輸送帶撕裂和斷帶也會(huì)帶來嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)輸送帶發(fā)生撕裂或斷帶時(shí)，煤炭會(huì)從輸送帶上灑落，堆積在巷道中，可能會(huì)掩埋設(shè)備和人員。在緊急情況下，操作人員可能會(huì)因?yàn)閬聿患岸惚芏幻禾垦诼?，造成傷亡事故。輸送帶撕裂和斷帶還可能導(dǎo)致設(shè)備的零部件損壞，如滾筒、托輥等，這些損壞的零部件可能會(huì)飛濺出來，對周圍人員造成傷害。在某煤礦的帶式輸送機(jī)運(yùn)行過程中，由于改向滾筒煤凍粘嚴(yán)重，導(dǎo)致輸送帶撕裂，大量煤炭灑落，一名操作人員在清理煤炭時(shí)，被突然掉落的輸送帶砸傷，造成重傷。煤凍粘引起的設(shè)備損壞和堵料等問題，還可能引發(fā)其他安全事故，如爆炸等。當(dāng)輸送帶因煤凍粘而堵塞時(shí)，煤炭會(huì)在輸送帶上堆積，形成較大的壓力。如果此時(shí)輸送帶突然啟動(dòng)或停止，可能會(huì)產(chǎn)生靜電火花，引發(fā)煤炭粉塵爆炸。煤炭在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中，會(huì)釋放出瓦斯等可燃?xì)怏w，當(dāng)這些可燃?xì)怏w在空氣中達(dá)到一定濃度時(shí)，遇到火源就會(huì)發(fā)生爆炸。煤凍粘導(dǎo)致的設(shè)備故障和運(yùn)行異常，增加了火源產(chǎn)生的可能性，從而提高了爆炸事故的風(fēng)險(xiǎn)。五、煤凍粘防治措施全方位研究5.1物理方法5.1.1加熱加熱是一種常見且直接的煤凍粘防治物理方法，其原理基于熱傳遞和物質(zhì)的相變特性。當(dāng)帶式輸送機(jī)和改向滾筒處于低溫環(huán)境中，煤炭中的水分會(huì)結(jié)冰導(dǎo)致凍粘現(xiàn)象發(fā)生。通過對帶式輸送機(jī)和改向滾筒進(jìn)行加熱，可以使煤炭的溫度升高，破壞煤炭的凍粘狀態(tài)。這是因?yàn)闇囟壬邥?huì)使冰晶吸收熱量，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，冰晶逐漸融化成液態(tài)水，從而降低煤炭與設(shè)備表面的粘附力，使煤炭能夠順利輸送，避免凍粘問題對帶式輸送機(jī)運(yùn)行造成的影響。加熱方法在多種場景下都具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在寒冷地區(qū)的煤礦開采現(xiàn)場，冬季氣溫常常降至零下十幾攝氏度甚至更低，煤凍粘現(xiàn)象嚴(yán)重影響帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行。此時(shí)，采用加熱技術(shù)對帶式輸送機(jī)和改向滾筒進(jìn)行加熱，可以有效解決煤凍粘問題?？梢栽诟南驖L筒內(nèi)部安裝電加熱絲，通過電流通過電加熱絲產(chǎn)生熱量，使?jié)L筒表面溫度升高，從而防止煤炭在滾筒表面凍粘。在煤炭的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，如儲(chǔ)煤場和煤炭碼頭，加熱方法也能發(fā)揮重要作用。通過對輸送帶和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行加熱，能夠確保煤炭在低溫環(huán)境下順利轉(zhuǎn)運(yùn)，提高作業(yè)效率。在實(shí)際應(yīng)用中，加熱方式有多種選擇。電加熱是一種常用的方式，它通過電阻絲、加熱管等電加熱元件將電能轉(zhuǎn)化為熱能，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的加熱。電加熱具有加熱速度快、溫度控制精確、易于操作和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。在一些小型帶式輸送機(jī)或?qū)囟瓤刂埔筝^高的場合，電加熱方式較為適用。蒸汽加熱也是一種常見的方式，它利用蒸汽的熱量對設(shè)備進(jìn)行加熱。蒸汽加熱具有熱量傳遞均勻、加熱效率高的特點(diǎn)，適用于大型帶式輸送機(jī)或需要大面積加熱的設(shè)備。在一些煤礦企業(yè)中，利用蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽對帶式輸送機(jī)的改向滾筒進(jìn)行加熱，取得了良好的防治效果。加熱溫度的控制是加熱方法應(yīng)用中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。溫度過高不僅會(huì)浪費(fèi)能源，還可能對設(shè)備和煤炭質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。如果加熱溫度過高，可能會(huì)導(dǎo)致輸送帶老化、變形，影響其使用壽命。高溫還可能使煤炭中的某些成分發(fā)生變化，影響煤炭的品質(zhì)。而溫度過低則無法有效解決煤凍粘問題。因此，需要根據(jù)煤炭的特性、環(huán)境溫度等因素，合理確定加熱溫度。一般來說，將設(shè)備表面溫度控制在5-15℃之間，能夠在有效防止煤凍粘的同時(shí)，避免對設(shè)備和煤炭質(zhì)量造成不利影響。5.1.2振動(dòng)機(jī)械剝離振動(dòng)機(jī)械剝離是一種利用振動(dòng)設(shè)備使凍結(jié)在帶式輸送機(jī)及改向滾筒表面的煤炭松動(dòng)脫落的物理防治方法。當(dāng)煤炭在低溫環(huán)境下凍粘在設(shè)備表面時(shí)，振動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生的高頻振動(dòng)能夠使設(shè)備表面產(chǎn)生微小的位移和變形。這種振動(dòng)傳遞到凍煤上，使凍煤內(nèi)部的冰晶結(jié)構(gòu)受到破壞，冰晶之間的連接力減弱，從而使凍煤逐漸松動(dòng)。隨著振動(dòng)的持續(xù)作用，松動(dòng)的凍煤在自身重力和輸送帶運(yùn)動(dòng)的作用下，從設(shè)備表面脫落，達(dá)到防治煤凍粘的目的。振動(dòng)設(shè)備的類型多樣，常見的有振動(dòng)電機(jī)、電磁振動(dòng)器等。振動(dòng)電機(jī)是一種將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線振動(dòng)的設(shè)備，它通過偏心塊的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，從而引起設(shè)備的振動(dòng)。振動(dòng)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、振動(dòng)頻率和振幅易于調(diào)節(jié)、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在煤凍粘防治中應(yīng)用廣泛。電磁振動(dòng)器則是利用電磁力的作用產(chǎn)生振動(dòng)，它通過電磁鐵的周期性通電和斷電，使振子產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)設(shè)備振動(dòng)。電磁振動(dòng)器具有振動(dòng)頻率高、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，適用于對振動(dòng)頻率要求較高的場合。在實(shí)際應(yīng)用中，振動(dòng)設(shè)備通常安裝在帶式輸送機(jī)的機(jī)架、改向滾筒的軸承座等部位。將振動(dòng)電機(jī)安裝在改向滾筒的軸承座上，通過振動(dòng)電機(jī)的振動(dòng)，使改向滾筒產(chǎn)生微小的振動(dòng)，從而使凍粘在滾筒表面的煤炭松動(dòng)脫落。振動(dòng)設(shè)備的安裝位置和參數(shù)設(shè)置需要根據(jù)具體的工況條件進(jìn)行優(yōu)化。安裝位置應(yīng)選擇在能夠有效傳遞振動(dòng)的部位，以確保振動(dòng)能夠均勻地作用于設(shè)備表面。振動(dòng)頻率和振幅等參數(shù)則需要根據(jù)煤炭的凍結(jié)強(qiáng)度、設(shè)備的結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最佳的防治效果。除了振動(dòng)設(shè)備，還可以使用刮刀、滾刷等機(jī)械裝置對附著在帶式輸送機(jī)及改向滾筒表面的凍煤進(jìn)行剝離。刮刀通常安裝在輸送帶的回程段，緊貼改向滾筒表面。當(dāng)輸送帶運(yùn)行時(shí)，刮刀能夠?qū)L筒表面的凍煤刮下，防止凍煤在滾筒表面堆積。滾刷則通過旋轉(zhuǎn)的刷毛與滾筒表面接觸，將凍煤刷落。滾刷的刷毛材質(zhì)通常為橡膠或尼龍，具有一定的彈性和耐磨性，能夠在不損傷滾筒表面的前提下，有效地清除凍煤。振動(dòng)機(jī)械剝離方法在實(shí)際應(yīng)用中取得了一定的效果。在某煤礦的帶式輸送機(jī)上安裝了振動(dòng)電機(jī)和刮刀，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，煤凍粘現(xiàn)象得到了明顯改善。輸送帶與改向滾筒之間的摩擦力顯著減小，輸送帶的運(yùn)行穩(wěn)定性提高，設(shè)備的故障率降低。振動(dòng)機(jī)械剝離方法也存在一些局限性。振動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)可能會(huì)對設(shè)備的結(jié)構(gòu)和零部件造成一定的損傷，長期使用可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的壽命縮短。刮刀和滾刷在剝離凍煤時(shí)，可能會(huì)對設(shè)備表面造成磨損，需要定期更換。振動(dòng)機(jī)械剝離方法對于一些嚴(yán)重凍粘的煤炭效果可能不佳，需要結(jié)合其他防治方法共同使用。5.2化學(xué)方法5.2.1表面活性劑表面活性劑是一種具有雙親結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物，其分子由親水基團(tuán)和親油基團(tuán)組成。在煤凍粘防治中，表面活性劑被廣泛應(yīng)用于降低煤炭與設(shè)備表面的附著力。當(dāng)表面活性劑噴灑在帶式輸送機(jī)和改向滾筒表面時(shí)，其分子會(huì)發(fā)生定向排列。親油基團(tuán)會(huì)朝向煤炭顆粒，與煤炭表面的有機(jī)成分相互作用，通過范德華力、氫鍵等作用力吸附在煤炭表面。而親水基團(tuán)則朝向外部環(huán)境，與水分子相互作用。這種定向排列改變了煤炭表面的性質(zhì)，使煤炭表面的親水性增強(qiáng)，從而降低了煤炭與設(shè)備表面之間的粘附力。在實(shí)際應(yīng)用中，通常將表面活性劑配制成一定濃度的溶液，然后通過噴霧裝置均勻地噴灑在帶式輸送機(jī)和改向滾筒的表面。表面活性劑的濃度和噴灑量需要根據(jù)具體的工況條件進(jìn)行優(yōu)化。濃度過低可能無法達(dá)到預(yù)期的防治效果，而濃度過高則可能造成浪費(fèi)和環(huán)境污染。噴灑量也需要控制在合適的范圍內(nèi)，過少無法覆蓋設(shè)備表面，過多則可能導(dǎo)致表面活性劑的流失和浪費(fèi)。在某煤礦的帶式輸送機(jī)上，使用濃度為0.5%的表面活性劑溶液進(jìn)行噴灑，每天噴灑2-3次，每次噴灑量為每平方米設(shè)備表面0.5-1升。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，煤凍粘現(xiàn)象得到了明顯改善，輸送帶與改向滾筒之間的摩擦力顯著減小，設(shè)備的運(yùn)行效率得到了提高。5.2.2酸堿處理酸堿處理是通過使用酸堿溶液對帶式輸送機(jī)和改向滾筒進(jìn)行浸泡或噴灑，改變煤炭的凍粘性質(zhì)，使其失去粘附性的一種化學(xué)防治方法。其原理基于酸堿與煤炭中的成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。煤炭中含有多種礦物質(zhì)和有機(jī)成分，這些成分在酸堿溶液的作用下會(huì)發(fā)生溶解、中和、氧化還原等反應(yīng)。當(dāng)使用酸性溶液處理時(shí)，酸性溶液中的氫離子會(huì)與煤炭中的堿性礦物質(zhì)如碳酸鈣、氫氧化鎂等發(fā)生中和反應(yīng)，生成可溶性的鹽類和水。這些可溶性鹽類會(huì)溶解在溶液中，從而減少了煤炭中導(dǎo)致凍粘的成分。堿性溶液則會(huì)與煤炭中的酸性成分如腐殖酸等發(fā)生反應(yīng)，改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，降低其粘性。在實(shí)際操作中，需要根據(jù)煤炭的特性和凍粘情況選擇合適的酸堿溶液和處理方法。對于含有較多堿性礦物質(zhì)的煤炭，可以使用稀鹽酸、稀硫酸等酸性溶液進(jìn)行處理。將帶式輸送機(jī)的改向滾筒浸泡在濃度為5%-10%的稀鹽酸溶液中，浸泡時(shí)間為1-2小時(shí)，然后用清水沖洗干凈。這樣可以有效地溶解煤炭中的堿性礦物質(zhì)，降低煤凍粘的可能性。在使用酸堿溶液時(shí)，需要注意安全問題。酸堿溶液具有腐蝕性，可能會(huì)對設(shè)備和操作人員造成傷害。操作人員需要佩戴防護(hù)手套、護(hù)目鏡等防護(hù)用品，避免直接接觸酸堿溶液。在處理過程中，還需要注意通風(fēng)，防止酸堿蒸汽對人體造成危害。5.2.3化學(xué)剝離劑化學(xué)剝離劑是一種專門研發(fā)用于溶解或分解凍煤的化學(xué)藥劑，其作用是使凍煤從設(shè)備表面脫落，從而解決煤凍粘問題?；瘜W(xué)剝離劑通常由多種化學(xué)物質(zhì)組成，其作用機(jī)制較為復(fù)雜。一些化學(xué)剝離劑中含有能夠與煤炭中的成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，如氧化劑、還原劑、螯合劑等。這些物質(zhì)可以破壞煤炭與設(shè)備表面之間的化學(xué)鍵或物理吸附力，使凍煤從設(shè)備表面分離。某些氧化劑可以氧化煤炭表面的有機(jī)物質(zhì)，使其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而降低粘附力。化學(xué)剝離劑適用于煤凍粘情況較為嚴(yán)重的場合。在一些煤礦的帶式輸送機(jī)上，當(dāng)煤凍粘形成了堅(jiān)硬的塊狀物，難以通過其他方法清除時(shí)，使用化學(xué)剝離劑可以取得較好的效果。將化學(xué)剝離劑噴灑在凍煤表面，使其充分滲透到凍煤內(nèi)部，經(jīng)過一段時(shí)間的反應(yīng)，凍煤會(huì)逐漸軟化、分解，從設(shè)備表面脫落。在使用化學(xué)剝離劑時(shí)，需要注意其對設(shè)備和環(huán)境的影響。一些化學(xué)剝離劑可能具有腐蝕性，會(huì)對設(shè)備表面造成損傷。在選擇化學(xué)剝離劑時(shí)，需要選擇對設(shè)備腐蝕性較小的產(chǎn)品，并在使用后及時(shí)對設(shè)備進(jìn)行清洗和防護(hù)?；瘜W(xué)剝離劑的使用還可能對環(huán)境造成污染，需要注意環(huán)保問題。在使用過程中，要避免化學(xué)剝離劑的泄漏，對使用后的廢液要進(jìn)行妥善處理。5.3生物方法5.3.1微生物降解微生物降解是利用某些微生物對煤炭進(jìn)行分解代謝，改變其物理性質(zhì)，從而降低其凍粘特性的一種方法。一些微生物能夠以煤炭為碳源和能源，通過自身的代謝活動(dòng)，將煤炭中的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)。某些細(xì)菌和真菌可以分泌胞外酶，如氧化酶、水解酶等，這些酶能夠作用于煤炭中的化學(xué)鍵，使煤炭的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。木素過氧化物酶能夠氧化煤炭中的芳香環(huán)結(jié)構(gòu)，使其變得更容易被微生物分解。微生物在降解煤炭的過程中，會(huì)改變煤炭的表面性質(zhì)和物理結(jié)構(gòu)。微生物的代謝產(chǎn)物可能會(huì)在煤炭表面形成一層保護(hù)膜，降低煤炭與設(shè)備表面的粘附力。微生物的生長和代謝活動(dòng)還可能會(huì)改變煤炭的孔隙結(jié)構(gòu)，增加煤炭的透氣性和吸水性，從而減少水分在煤炭中的積聚和結(jié)冰，降低煤凍粘的可能性。在實(shí)際應(yīng)用中，微生物降解技術(shù)已在一些煤礦得到了嘗試。某煤礦在冬季采用微生物降解技術(shù)對煤炭進(jìn)行處理，將含有特定微生物的菌液噴灑在煤炭表面，經(jīng)過一段時(shí)間的作用，煤炭的凍粘現(xiàn)象明顯減輕。輸送帶與改向滾筒之間的摩擦力減小，設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性提高。微生物降解技術(shù)的應(yīng)用效果受到多種因素的影響，如微生物的種類和活性、煤炭的性質(zhì)、環(huán)境條件等。在應(yīng)用過程中，需要根據(jù)具體情況選擇合適的微生物菌株，并優(yōu)化處理?xiàng)l件，以確保微生物降解技術(shù)的有效性。5.3.2生物表面活性劑生物表面活性劑是由微生物產(chǎn)生的一類具有表面活性的物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)中含有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)，能夠降低液體的表面張力。在煤凍粘防治中，生物表面活性劑可通過降低煤炭與設(shè)備表面的附著力，有效減少煤凍粘現(xiàn)象的發(fā)生。生物表面活性劑能夠在煤炭顆粒和設(shè)備表面之間形成一層分子膜，改變兩者之間的界面性質(zhì)。親油基團(tuán)與煤炭表面的有機(jī)成分相互作用，而親水基團(tuán)則朝向外部環(huán)境，使得煤炭與設(shè)備表面之間的粘附力顯著降低。與化學(xué)合成的表面活性劑相比，生物表面活性劑具有諸多優(yōu)勢。生物表面活性劑通常具有良好的生物相容性，對環(huán)境友好，不會(huì)對土壤、水體等造成污染。其在自然環(huán)境中能夠被微生物降解，不會(huì)殘留有害物質(zhì)，符合環(huán)保要求。生物表面活性劑的生產(chǎn)過程相對溫和，能耗較低，且可以利用可再生資源進(jìn)行生產(chǎn)，具有可持續(xù)性。在一些對環(huán)保要求較高的礦區(qū)，使用生物表面活性劑進(jìn)行煤凍粘防治，既能有效解決問題，又能減少對環(huán)境的影響。目前，生物表面活性劑的研發(fā)進(jìn)展主要集中在篩選和培育高產(chǎn)菌株、優(yōu)化生產(chǎn)工藝以及拓展應(yīng)用領(lǐng)域等方面。通過基因工程技術(shù)，對微生物進(jìn)行改造，提高其生物表面活性劑的產(chǎn)量和性能。研究不同微生物在不同培養(yǎng)條件下生物表面活性劑的合成規(guī)律，優(yōu)化發(fā)酵條件，降低生產(chǎn)成本。隨著研發(fā)的不斷深入，生物表面活性劑在煤凍粘防治領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。5.3.3生物復(fù)合處理生物復(fù)合處理是將物理、化學(xué)和生物等多種方法結(jié)合起來，采用多種技術(shù)的復(fù)合處理方式，對煤凍粘進(jìn)行綜合防治。這種方法充分發(fā)揮了不同防治方法的優(yōu)勢，能夠更有效地解決煤凍粘問題。將微生物降解技術(shù)與物理振動(dòng)方法相結(jié)合，利用微生物對煤炭進(jìn)行降解，改變其物理性質(zhì)，降低凍粘特性，同時(shí)通過振動(dòng)設(shè)備使凍結(jié)在設(shè)備表面的煤炭松動(dòng)脫落。微生物降解可以使煤炭的結(jié)構(gòu)變得疏松，更容易被振動(dòng)剝離，而物理振動(dòng)則可以加速微生物與煤炭的接觸，提高降解效果?；瘜W(xué)剝離劑與生物表面活性劑的配合使用也是一種常見的生物復(fù)合處理方式?；瘜W(xué)剝離劑能夠溶解或分解凍煤，使凍煤從設(shè)備表面脫落，而生物表面活性劑則可以降低煤炭與設(shè)備表面的附著力，防止煤炭再次粘附。在使用化學(xué)剝離劑處理凍煤后，及時(shí)噴灑生物表面活性劑，能夠在設(shè)備表面形成一層保護(hù)膜，減少煤凍粘的再次發(fā)生。生物復(fù)合處理在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果。某選煤廠采用生物復(fù)合處理方法，將微生物降解、生物表面活性劑和加熱技術(shù)相結(jié)合，對帶式輸送機(jī)改向滾筒的煤凍粘問題進(jìn)行治理。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，煤凍粘現(xiàn)象得到了顯著改善，輸送帶的運(yùn)行效率提高，設(shè)備的故障率降低。生物復(fù)合處理方法的應(yīng)用需要根據(jù)具體的工況條件進(jìn)行優(yōu)化，合理選擇各種防治方法的組合和使用順序，以達(dá)到最佳的防治效果。六、工程應(yīng)用與案例深度分析6.1某礦區(qū)帶式輸送機(jī)防凍粘改造案例某礦區(qū)位于我國北方寒冷地區(qū)，冬季平均氣溫可達(dá)-15℃，煤炭開采后主要通過帶式輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸。在冬季，由于煤炭含水量較高，且環(huán)境溫度極低，煤凍粘現(xiàn)象極為嚴(yán)重，給帶式輸送機(jī)的運(yùn)行帶來了極大的困擾。煤凍粘導(dǎo)致輸送帶與改向滾筒之間的摩擦力急劇增大，輸送帶頻繁出現(xiàn)打滑、跑偏現(xiàn)象，運(yùn)行速度大幅下降，嚴(yán)重影響了煤炭的運(yùn)輸效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，改造前，該礦區(qū)帶式輸送機(jī)的平均運(yùn)行效率較正常情況降低了約30%，每天因煤凍粘問題導(dǎo)致的煤炭輸送量減少達(dá)到了500噸左右。煤凍粘還導(dǎo)致輸送帶磨損加劇，輸送帶的使用壽命大幅縮短。由于輸送帶與改向滾筒之間的摩擦力不均勻，輸送帶表面出現(xiàn)了嚴(yán)重的磨損和撕裂現(xiàn)象，平均每2-3個(gè)月就需要更換一次輸送帶，維修成本極高。因煤凍粘引發(fā)的輸送帶故障，還導(dǎo)致帶式輸送機(jī)頻繁停機(jī)，每次停機(jī)維修都需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力，進(jìn)一步影響了礦區(qū)的生產(chǎn)進(jìn)度。為了解決煤凍粘問題，該礦區(qū)經(jīng)過深入研究和論證，決定采用加熱改向滾筒的改造方案。在改向滾筒內(nèi)部安裝了電加熱裝置，通過電加熱絲將電能轉(zhuǎn)化為熱能，使改向滾筒的表面溫度保持在20℃以上。為了確保加熱效果的均勻性和穩(wěn)定性，還對改向滾筒的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。在滾筒內(nèi)部設(shè)置了多個(gè)加熱區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都配備了獨(dú)立的溫度傳感器和控制器，能夠根據(jù)實(shí)際溫度情況自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱功率，保證滾筒表面溫度的一致性。為了防止熱量散失，在改向滾筒的外部包裹了一層高效保溫材料。這種保溫材料具有極低的導(dǎo)熱系數(shù)，能夠有效地減少熱量的向外傳遞，提高加熱效率，降低能源消耗。在安裝過程中，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作，確保電加熱裝置和保溫材料的安裝質(zhì)量。對電加熱裝置的電氣連接進(jìn)行了仔細(xì)檢查，確保連接牢固、絕緣良好，避免出現(xiàn)漏電等安全隱患。經(jīng)過改造后，帶式輸送機(jī)在冬季的運(yùn)行狀況得到了顯著改善。輸送帶與改向滾筒之間的摩擦力明顯減小，輸送帶的運(yùn)行速度恢復(fù)正常，打滑、跑偏現(xiàn)象基本消失，煤炭的運(yùn)輸效率得到了大幅提高。改造后，帶式輸送機(jī)的平均運(yùn)行效率較改造前提高了約40%，每天的煤炭輸送量增加了800噸左右，有效滿足了礦區(qū)的生產(chǎn)需求。輸送帶的磨損情況也得到了極大的緩解，使用壽命延長了約2倍。由于輸送帶運(yùn)行更加穩(wěn)定，減少了因摩擦力過大和跑偏導(dǎo)致的磨損，輸送帶的維修次數(shù)和更換頻率大幅降低，每年可為礦區(qū)節(jié)省輸送帶維修和更換成本約50萬元。帶式輸送機(jī)的停機(jī)次數(shù)明顯減少，生產(chǎn)的連續(xù)性得到了保障，提高了礦區(qū)的整體生產(chǎn)效益。6.2某選煤廠改向滾筒防凍粘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例某選煤廠位于北方地區(qū)，冬季氣候寒冷，平均氣溫在-10℃左右，最低可達(dá)-20℃。在冬季生產(chǎn)過程中，該廠的帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘問題極為嚴(yán)重。由于煤炭在開采和運(yùn)輸過程中會(huì)吸收一定量的水分，在低溫環(huán)境下，這些水分迅速結(jié)冰，導(dǎo)致煤炭與改向滾筒表面緊密粘附。煤凍粘現(xiàn)象使得輸送帶與改向滾筒之間的摩擦力急劇增大，輸送帶運(yùn)行時(shí)需要消耗更多的能量，電機(jī)電流明顯升高，設(shè)備的能耗大幅增加。煤凍粘還導(dǎo)致輸送帶頻繁跑偏，需要經(jīng)常停機(jī)調(diào)整，嚴(yán)重影響了選煤廠的生產(chǎn)效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在未采取有效防治措施之前，該廠因煤凍粘問題導(dǎo)致的設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間每月平均達(dá)到20小時(shí)以上，生產(chǎn)效率降低了約25%。為了解決改向滾筒煤凍粘問題，該選煤廠進(jìn)行了防凍粘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。將改向滾筒設(shè)計(jì)成中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部通入防凍液，通過防凍液的循環(huán)流動(dòng)，保持滾筒表面溫度在20℃以上。防凍液是一種專門研發(fā)的具有低凝固點(diǎn)和良好熱傳遞性能的液體，能夠在低溫環(huán)境下保持液態(tài)，有效地將熱量傳遞到滾筒表面，防止煤炭在滾筒表面凍結(jié)。為了確保防凍液的循環(huán)效果，在改向滾筒的兩端分別設(shè)置了進(jìn)液口和出液口，通過管道與防凍液循環(huán)系統(tǒng)相連。在進(jìn)液口和出液口處安裝了流量控制閥和溫度傳感器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測和調(diào)節(jié)防凍液的流量和溫度，保證滾筒表面溫度的均勻性和穩(wěn)定性。為了增加改向滾筒的使用壽命，在滾筒表面增加了耐磨材料。選用了一種高強(qiáng)度、高耐磨性的合金材料，通過熱噴涂技術(shù)將其均勻地噴涂在滾筒表面，形成一層厚度約為3-5毫米的耐磨涂層。這種合金材料具有良好的耐磨性和抗腐蝕性，能夠有效抵抗煤炭與滾筒表面之間的摩擦和磨損，延長滾筒的使用壽命。耐磨涂層還具有一定的抗粘附性能，能夠減少煤炭在滾筒表面的粘附，進(jìn)一步降低煤凍粘的可能性。經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，改向滾筒在冬季運(yùn)行正常，沒有出現(xiàn)煤凍粘問題。輸送帶與改向滾筒之間的摩擦力恢復(fù)正常，輸送帶運(yùn)行穩(wěn)定，不再出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象。設(shè)備的運(yùn)行效率得到了顯著提高，生產(chǎn)效率較改造前提高了約30%。改向滾筒的使用壽命也得到了延長，耐磨涂層有效地減少了滾筒表面的磨損，預(yù)計(jì)滾筒的更換周期將延長至少1倍，降低了設(shè)備的維護(hù)成本。6.3某熱電廠防凍粘技術(shù)應(yīng)用案例某熱電廠位于我國東北地區(qū)，冬季氣候寒冷，平均氣溫在-15℃左右，最低可達(dá)-30℃。在冬季燃煤過程中，煤凍粘問題給熱電廠的生產(chǎn)帶來了諸多困擾。煤炭在儲(chǔ)存和輸送過程中，由于水分結(jié)冰，與帶式輸送機(jī)的改向滾筒、輸送帶以及其他設(shè)備表面緊密粘附，導(dǎo)致帶式輸送機(jī)運(yùn)行困難，頻繁出現(xiàn)故障。煤凍粘使得輸送帶與改向滾筒之間的摩擦力大幅增加，輸送帶的負(fù)荷加重，電機(jī)電流升高，能耗顯著增加。煤凍粘還導(dǎo)致輸送帶跑偏、打滑等問題，嚴(yán)重影響了煤炭的輸送效率，甚至導(dǎo)致熱電廠的燃煤供應(yīng)中斷，影響發(fā)電生產(chǎn)。為了解決煤凍粘問題，該熱電廠采用了綜合的防凍粘技術(shù)。在物理方法方面，對帶式輸送機(jī)的改向滾筒進(jìn)行加熱。在改向滾筒內(nèi)部安裝了電加熱裝置，通過電加熱絲將電能轉(zhuǎn)化為熱能，使改向滾筒的表面溫度保持在15℃以上。為了確保加熱效果的均勻性和穩(wěn)定性，對電加熱裝置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用了智能溫控系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度和煤凍粘情況自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱功率。在輸送帶的承載段和回程段分別安裝了振動(dòng)裝置，振動(dòng)頻率為50Hz，振幅為5mm。當(dāng)煤炭輸送時(shí)，振動(dòng)裝置啟動(dòng)，使輸送帶產(chǎn)生微小的振動(dòng)，從而使凍結(jié)在輸送帶上的煤炭松動(dòng)脫落。在化學(xué)方法方面，使用表面活性劑對輸送帶和改向滾筒表面進(jìn)行處理。選用了一種高效的表面活性劑，將其配制成0.3%的溶液，通過噴霧裝置均勻地噴灑在輸送帶和改向滾筒表面。表面活性劑能夠降低煤炭與設(shè)備表面的附著力，有效減少煤凍粘現(xiàn)象的發(fā)生。在煤炭儲(chǔ)存和輸送過程中，向煤炭中添加了化學(xué)剝離劑。化學(xué)剝離劑的添加量為煤炭質(zhì)量的0.2%，它能夠與煤炭中的水分和礦物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞煤凍粘的結(jié)構(gòu)，使煤炭更容易從設(shè)備表面脫落。通過采用上述防凍粘技術(shù)，該熱電廠的煤凍粘問題得到了有效解決。輸送帶與改向滾筒之間的摩擦力明顯減小，輸送帶的運(yùn)行穩(wěn)定性提高，電機(jī)電流恢復(fù)正常，能耗降低了約20%。輸送帶的跑偏、打滑等問題得到了有效控制，煤炭的輸送效率顯著提高，確保了熱電廠的燃煤供應(yīng)穩(wěn)定，發(fā)電生產(chǎn)正常進(jìn)行。因煤凍粘導(dǎo)致的設(shè)備故障次數(shù)大幅減少，設(shè)備的維修成本降低了約30%。七、研究展望與未來發(fā)展趨勢洞察7.1現(xiàn)有研究不足與改進(jìn)方向盡管當(dāng)前在煤凍粘特性及帶式輸送機(jī)改向滾筒煤凍粘防治研究方面已取得一定成果，但仍存在一些明顯的不足，亟待進(jìn)一步改進(jìn)與完善。在煤凍粘微觀機(jī)制研究層面，現(xiàn)有研究對煤炭與設(shè)備表面之間的粘附力本質(zhì)、水分結(jié)冰過程中的微觀變化等方面的探索尚顯不足。煤炭與設(shè)備表面的粘附力涉及到分子間的相互作用，如范德華力、氫鍵等，但目前對于這些相互作用在不同工況條件下的具體表現(xiàn)和變化規(guī)律，研究還不夠深入。在水分結(jié)冰過程中，冰晶的生長形態(tài)、晶界結(jié)構(gòu)以及其對煤凍粘特性的影響等微觀變化，尚未得到全面、系統(tǒng)的研究。未來研究可借助先進(jìn)的微觀檢測技術(shù)，如原子力顯微鏡（AFM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線光電子能譜（XPS）等，深入探究煤凍粘的微觀機(jī)制，為防治措施的研發(fā)提供更堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。通過AFM可