《寒冷地區露天礦膠帶運輸凍粘機理研究》是依託瀋陽航空航天大學，由王春華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：寒冷地區露天礦膠帶運輸凍粘機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王春華
- 依託單位：瀋陽航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國北方的露天礦冬季時間長達5個月以上，最低溫度達-40℃。膠帶輸送機滾筒和托輥凍粘非常嚴重，直接影響設備正常工作性能、效率和生產成本。項目採用現場調研、理論分析、實驗測試與現場套用相結合的方法，研究凍粘形成過程、凍粘煤岩顆粒形成的結構、凍粘煤岩體抗拉、抗剪及抗壓強度變化，建立凍粘強度與煤岩顆粒尺寸、含水量、溫度、時間的定量關係，得到煤岩凍粘問題的數學模型；研究不同運行速度、不同煤體堆放厚度、不同托輥間距等對滾筒凍粘強度的影響，確定防治凍粘的最佳參數；研究金屬、非金屬材料與煤岩凍粘體的粘附力，分析材料性能對粘附強度的影響，確定粘附力最小的材料；在寒冷地區露天礦膠帶運輸機中，採用粘附力小的材料做為滾筒和托輥的包膠材料，減小凍粘影響，並驗證方案的可行性。提出解決寒冷地區露天礦膠帶運輸凍粘問題的方案。
結題摘要
在我國北方寒冷地區冬季，各大露天礦的膠帶輸送機改向滾筒、膠帶及運煤礦車等煤炭運輸設備存在煤凍粘現象，嚴重影響著煤炭運輸的安全與效率，目前對於煤凍粘問題缺少系統理論分析，對於改向滾筒表面凍粘防治缺少有效措施。 在凍粘機理研究方面，搭建了煤凍粘特性測試試驗台，通過試驗分析得到不同凍粘基體上煤凍粘界面結構形式、分離破壞形式和凍粘強度等凍粘特性；從凍粘外界條件（凍結溫度、時間、壓力）、煤自身特性（粒度、外在水含量、黏土成分）以及基體特性（表面粗糙度、波紋度）三個方面，分析得到各單一因素對煤凍粘特性的影響規律及原因；以國內典型煤礦煤樣為樣品，進行試驗和理論分析，分析得到多因素綜合影響下煤的凍粘特性及規律，建立了不同凍粘基體上煤凍粘強度關於主要影響因素的數學模型，煤在Q235基體材料上的凍粘強度cτ/MPa關於溫度T/℃、時間t/h、壓力P/MPa、粒度d/mm、外在水含量δ外/%、表面粗糙度Ra（Q235）/um的回歸方程為：cτ=-8.040+0.584δ外-0.052d-0.008δ外2+0.002Ra(Q235)2-0.022d•δ外-0.012T•δ外+0.032 P•Ra（Q235）+0.001t；在UHMWPE基體材料上凍粘強度的回歸方程為：cτ=0.165+0.027δ外-0.028d•δ外+0.408δ外2+0.004t-0.006P-2.059e-5T•t-0.001Ra（UHMWPE） 在凍粘防治方面，基於機理研究，首次分析了UHMWPE材料減粘機理，研製了UHMWPE材料防凍粘滾筒，在煤礦現場套用取得了良好防粘效果，同時設計了UHMWPE材料防凍粘滾筒配套使用的柔性鏈刮刀式凍粘清掃裝置；針對原包膠滾筒凍粘，又設計了防凍粘可加熱式改向滾筒及螺旋清掃器，並製作樣機，為進一步試驗奠定基礎。 本項目為寒冷地區煤在運輸設備上凍粘的防治奠定了理論基礎，同時提出相應的可行性防治方案，對節約煤炭資源、提高生產效益具有重要意義，具有較好套用前景。
