Движение и зависание топлива в бункерах - страница 4

Насыпной вес и начальное сопротивление сдвигу определяют коэффициент сыпучести Кс. Сыпучесть Экибастузского угля (Кс =1).

Кс = z × γ/τ_>0; где z = 0,066м.

Для угля Кс = 59.4/τ_>0 (2а).

Для торфа Кс = 19.8/τ_>0 (2б).

Рис 1—3. Зависимость Кс от начального сопротивления сдвигу τ_>0.

Обозначения:

1. Уголь. γ = 900 кг/м^>3.

2. Торф. γ = 300 кг/м^>3.

Примечание:

Величина τ_>0 возрастает с повышением влажности топлива, наличия мелких частиц и глубины залегания слоя (степени сжатия).

Кс – величина безразмерная.

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 15—17 м и выше из металла, бетона или бетон—металл. 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. 1—1а).

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 №1—3 и №1—4 (Приложение 1).

Сработка бурого угля шахтной добычи Интинского месторождения (рис. 1—4а).

Wр =10%. Aр = 26%. Углы наклона стен β =70º-70º/74º-74º.

При влажности до 10—13% 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 СС1—2 (ограниченный поток).

Рис. 1—4а. 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.

D_>1, D_>2 – диаметры потока.

На рисунке показана начальная стадия сработки Интинского угля при влажности 10—11%.

1-й этап сработки:

Поверхность в пределах окружности D_>1 начинает оседать, а на границе (точка С) образуется трещина.

2-й этап сработки:

Через короткий промежуток времени оседает вторая часть (окружность D_>2), а первая часть в этот момент как бы останавливается. Создается впечатление, что поверхность «дышит».

3-й этап сработки:

Продолжается равномерное снижение по всему уровню и уголь срабатывается полностью.

Сработка Экибастузского угля

(Электростанция, сообщившая об отсутствии проблем с переходом на сжигание Экибастузского каменного угля вместо Челябинского бурого).

Уголь каменный Экибастузского месторождения марки УС. Wр=5—7%, Aр=42%, β=67—65º/67—65º. Отличается стабильностью влажности по временам года.