在大宗散貨長(zhǎng)距離輸送中，如何實(shí)現(xiàn)便捷快速、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)保安全，已成為一個(gè)迫切需要解決的重大課題。
近20年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的長(zhǎng)距離
帶式輸送機(jī)技術(shù)，相對(duì)于鐵路、公路等長(zhǎng)距離貨運(yùn)方式，具有輸送效率高、投資與成本低、過(guò)程環(huán)節(jié)少、輸送連續(xù)性強(qiáng)、環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，故越來(lái)越得到廣泛的運(yùn)用。
3種長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)（長(zhǎng)距離普通帶式輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、曲線帶式輸送機(jī)），各有其優(yōu)缺點(diǎn)，在適應(yīng)性、技術(shù)、環(huán)保等方面各有不同，在一定條件下相關(guān)影響因素還會(huì)相互轉(zhuǎn)化，給工程決策帶來(lái)選型的難題。本文擬從長(zhǎng)距離輸送機(jī)的特點(diǎn)、適應(yīng)性出發(fā)，結(jié)合長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)常見(jiàn)的應(yīng)用條件，分析不同工程條件與帶式輸送機(jī)的適應(yīng)關(guān)系，再輔以工程實(shí)例來(lái)說(shuō)明如何根據(jù)3種帶式輸送機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)及其可調(diào)改的適應(yīng)性，選擇最適合的長(zhǎng)距離帶式輸送方式。
1、3種長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)及其所適應(yīng)的典型工程條件
1.1普通帶式輸送機(jī)
在3種長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)中，普通帶式輸送機(jī)
以下簡(jiǎn)稱普通機(jī)）斷面物料堆載率相對(duì)最大，故其輸送效率最高，投資與運(yùn)行成本最低。其缺點(diǎn)是：因只能在垂直方向上下彎曲而不能在水平方向左右彎曲，且允許上下彎曲的半徑較大．其路徑選擇的靈活機(jī)動(dòng)性很小，范圍不大。如遇水平方向變化，則需設(shè)轉(zhuǎn)接機(jī)房；噪聲較大，很難避免沿途灑料，有一定的貨損率，對(duì)環(huán)境影響較大；物料在輸送過(guò)程中處于非密封的露天狀態(tài)，受雨雪大風(fēng)等氣象影響較大。因此，普通機(jī)適應(yīng)輸送效率要求高、沿途地形較簡(jiǎn)單，環(huán)境敏感性不強(qiáng)、受氣象影響較小的典型條件輸送工程。
1.2曲線帶式輸送機(jī)
曲線帶式輸送機(jī)（以下簡(jiǎn)稱曲線機(jī)）可以在水平和垂直兩個(gè)方向彎曲，其路徑選擇的靈活機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)，范圍較大，沿途可不設(shè)或少設(shè)轉(zhuǎn)接機(jī)房。受曲弧段的離心力的影響，其斷面物料堆載率或其允許帶速稍小于普通機(jī)，故輸送效率稍低于普通機(jī)；噪聲較大，很難避免沿途灑料，有一定的貨損率，對(duì)環(huán)境影響較大；由于物料在輸送過(guò)程中處于非密封的露天狀態(tài)，受雨雪大風(fēng)等氣象影響較大。因此，曲線機(jī)適應(yīng)輸送效率要求高、沿途地形不太復(fù)雜、環(huán)境敏感性不強(qiáng)、受氣象影響較小的典型條件輸送工程。
1.3管狀帶式輸送機(jī)
管狀帶式輸送機(jī)（以下簡(jiǎn)稱管帶機(jī)）可以在水平和垂直兩個(gè)方向彎曲且其曲率半徑較曲線機(jī)小，其路徑選擇的靈活機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，范圍大。沿途可不設(shè)或很少設(shè)轉(zhuǎn)接機(jī)房且其斷面較小，可少占地；由于托輥緊壓膠帶，運(yùn)行中噪聲很小，成管狀且承載面始終朝內(nèi)，沿途基本不灑料，故貨損率極低，對(duì)環(huán)境影響極小；輸送過(guò)程中物料始終在密封的管內(nèi)，其氣象適應(yīng)性較強(qiáng)。缺點(diǎn)是：等帶寬的膠帶成管狀后其斷面物料堆載率較小，故輸送效率較低；等輸送效率所需的管狀膠帶帶寬較大，膠帶價(jià)格較高，其單位輸送量的投資額較大；托輥與膠帶之間的正壓力較大，其運(yùn)行摩擦阻力較大，所需的驅(qū)動(dòng)功率較大，運(yùn)行成本較高。因此，管帶機(jī)適應(yīng)輸送效率要求不太高、投資額沒(méi)有嚴(yán)格的限制、沿途地形復(fù)雜、環(huán)境敏感性強(qiáng)的典型條件輸送工程。
2、長(zhǎng)距離帶式輸送工程常見(jiàn)的應(yīng)用條件要素及其要求程度
長(zhǎng)距離帶式輸送工程應(yīng)用條件與要求通常包括輸送效率、投資額度、地形條件適應(yīng)性、環(huán)境敏感性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等五大要素，按其大小、高低、強(qiáng)弱及其可調(diào)控或要求限制程度，依次分為a、b、c3個(gè)程度層次。
(1)輸送效率要求(A):為主觀可調(diào)的彈性要素。考慮年總輸送量、小時(shí)效率、年運(yùn)行作業(yè)率（時(shí)間）等指標(biāo)參數(shù)水平的高低及其可調(diào)性，分為高、較高、有彈性。
(2)投資額度要求(B):為主觀可調(diào)的彈性要素。考慮總投資的大小及其可調(diào)性，分為有限、較有限、有彈性。
(3)沿途地形條件(C)：為現(xiàn)場(chǎng)條件所決定的客觀不可調(diào)剛性要素。考慮沿途障礙建筑物，市政公共設(shè)施、河流道路、地勢(shì)起伏度、禁區(qū)等的多少及跨（穿）越的難易程度，分為很復(fù)雜、較復(fù)雜、較簡(jiǎn)單。
(4)環(huán)境敏感性(D)：為環(huán)境條件所決定的客觀不可調(diào)剛性要素。考慮沿途企事業(yè)單位、政府機(jī)關(guān)、居民區(qū)、保護(hù)區(qū)的分布范圍與密集度，分為很強(qiáng)、較強(qiáng)、不強(qiáng)。
(5)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性(E)：為機(jī)型性能特點(diǎn)所決定的客觀不可調(diào)剛性要素。考慮綜合單噸能耗水平、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等，分為好、較好、較差。
將上述五大工程條件要素及要求程度綜合成表l。
3、不同工程條件下帶式輸送機(jī)的選型策略
對(duì)于上述3種帶式輸送機(jī)所適應(yīng)的典型工程條件，很容易做出選擇。然而，在實(shí)際工程中所面臨的往往是較復(fù)雜的非典型工程條件。那么如何在這種復(fù)雜的非典型工程條件下，因地制宜采用適當(dāng)?shù)拇胧{(diào)整和改善帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)及其適應(yīng)性，最終達(dá)到選擇適合機(jī)型的目的，是本文論述的重點(diǎn)。
對(duì)于復(fù)雜的非典型工程條件的調(diào)改措施，有一般性調(diào)改、極端性調(diào)改、組合式調(diào)改等3種類型。
從前述3種帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)及其所適應(yīng)的典型工程條件不難看出：普通機(jī)和曲線機(jī)對(duì)效率與投資兩大主觀彈性要素及經(jīng)濟(jì)客觀剛性要素的適應(yīng)性好，而對(duì)地形、環(huán)境兩大客觀剛性要素的適應(yīng)性較差。管帶機(jī)則正好相反。故對(duì)普通機(jī)和曲線機(jī)的基本策略是適當(dāng)改進(jìn)性能特點(diǎn)來(lái)改善對(duì)地形、環(huán)境的適應(yīng)性；而對(duì)管帶機(jī)的基本策略是適當(dāng)加大管徑或帶速以提高輸送效率，調(diào)整與優(yōu)化工程方案的參數(shù)體系，必要時(shí)適當(dāng)調(diào)整投資。
3.1一般性調(diào)改
對(duì)于普通機(jī)和曲線機(jī)，采用下列措施可在一定程度上改善和彌補(bǔ)其對(duì)地形、環(huán)境適應(yīng)性差的缺點(diǎn)。如：在可能的條件下增設(shè)轉(zhuǎn)接機(jī)房可適當(dāng)改善其對(duì)地形復(fù)雜條件的適應(yīng)性；沿途加設(shè)密封廊道、加設(shè)兩側(cè)隔音板與底部接料板、采用特制的低噪聲托輥或增強(qiáng)機(jī)（桁）架剛度，都可適當(dāng)改善其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。
3.2極端性調(diào)改
在工程實(shí)例中往往存在某些極端的剛性條件和剛性目標(biāo)，很可能在上述適當(dāng)范圍程度上，通過(guò)一般性改善普通機(jī)與曲線機(jī)的性能特點(diǎn)與適應(yīng)性，仍不能滿足工程的要求，此類極端情況下的策略方法分別如下：
(1)線路地形條件非常復(fù)雜，空間非常有限，必須保證較大的年輸送量（AaCa型）：應(yīng)在改善曲線機(jī)和加強(qiáng)改善管帶機(jī)兩者中進(jìn)行比較選擇：如均能滿足要求，則比較兩者的投資大小與運(yùn)行成本的高低及運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性；如兩者均很接近，則進(jìn)一步綜合比較獲得配備件的難易程度、生產(chǎn)運(yùn)行中貨物安全防盜性與貨損率、對(duì)環(huán)境的影響度及對(duì)氣象的適應(yīng)性。加強(qiáng)改善曲線機(jī)的主要措施是：采用臨界最小彎曲半徑或增設(shè)轉(zhuǎn)接點(diǎn)；改善管帶機(jī)的主要措施手段是：在技術(shù)可靠的前提下增大帶寬與管徑和提高帶速。
(2)環(huán)境敏感性極強(qiáng)，線路地形條件非常復(fù)雜，空間非常有限，必須保證較大的年輸送量( AaCaD型)：應(yīng)在改善曲線機(jī)和管帶機(jī)兩者中進(jìn)行比較選擇：如均能滿足要求，則比較兩者的投資大小與運(yùn)行成本的高低及運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性；如兩者均很接近，則進(jìn)一步綜合比較獲得配備件的難易程度、生產(chǎn)運(yùn)行中貨物安全防盜性與貨損率、對(duì)氣象的適應(yīng)性。改善曲線機(jī)的主要措施是：沿途加設(shè)密帶吸音材料的密封廊道，或采用特制低噪聲托輥，或增強(qiáng)機(jī)（桁）架剛度、采用臨界最小彎曲半徑，或增設(shè)轉(zhuǎn)接機(jī)房；改善管帶機(jī)的主要措施是：在技術(shù)可靠的前提下增大帶寬與管徑和提高帶速。
(3)環(huán)境敏感性極強(qiáng)，線路地形條件非常復(fù)雜，空間非常有限，投資非常有限，年輸送量有一定彈性（AbBaCaDa型）：首選管帶機(jī)。
(4)盡可能擴(kuò)大或保證年輸送量，投資有限( AaBa)：首選普通機(jī)。
3.3組合機(jī)型（AaBaCaDa型）
對(duì)于環(huán)境敏感性極強(qiáng)、線路地形條件非常復(fù)雜、空間非常有限、投資非常有限、年輸送量大的，可謹(jǐn)慎做如下選擇：在同一輸送線系統(tǒng)中，結(jié)合3種機(jī)型特點(diǎn)與沿線地形及環(huán)境分布等具體條件，因地制宜，揚(yáng)長(zhǎng)避短，分段選擇適當(dāng)?shù)母纳茩C(jī)型。
上述典型和非典型的調(diào)改型、極端型、組合型等4種工程條件與3種機(jī)型的適應(yīng)選擇關(guān)系見(jiàn)表2。
綜上所述，應(yīng)根據(jù)長(zhǎng)距離輸送工程的具體條件，結(jié)合3種機(jī)型的特點(diǎn)及其可調(diào)改性，選擇適當(dāng)?shù)妮斔头绞健Ｆ浠驹瓌t與方法是：
(1)首先對(duì)工程所要面臨的各種實(shí)際條件進(jìn)行周密細(xì)致、系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)的分析評(píng)價(jià)，全面、真實(shí)、準(zhǔn)確地把握工程條件。
(2)依工程條件結(jié)合機(jī)型特點(diǎn)，分析工程是否具備或基本具備適應(yīng)3種機(jī)型的典型條件。
(3)對(duì)于非典型工程條件的選擇，在現(xiàn)場(chǎng)條件允許、技術(shù)成熟可靠、經(jīng)濟(jì)合理的前提下，對(duì)最可能適應(yīng)帶式輸送機(jī)的性能特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)改善，以力求使其適應(yīng)工程的應(yīng)用條件。
(4)在極端應(yīng)用條件下的選擇，對(duì)于首選管帶機(jī)或普通機(jī)的情況，需要反復(fù)分析論證；對(duì)于可在改善曲線機(jī)與管帶機(jī)兩種機(jī)型中比較選擇的情形，先比較分析改善兩者的可能性及對(duì)工程極端剛性條件的滿足程度，再依次比較分析改善兩者經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)成熟可靠性、物料安全性與損耗率、氣象適應(yīng)性等。
(5)對(duì)于選擇組合機(jī)型方案，需進(jìn)行工程功能目標(biāo)要求、技術(shù)成熟可靠性、環(huán)境保證性、經(jīng)濟(jì)性等要素的系統(tǒng)性綜合分析與評(píng)價(jià)。
4、選擇長(zhǎng)距離輸送技術(shù)的工程實(shí)例
以某大型臨港鋼鐵企業(yè)為例進(jìn)行說(shuō)明。其工程概況如下：每年需要從港口輸送約2 000萬(wàn)t（預(yù)留發(fā)展2000萬(wàn)1）鐵礦石至廠區(qū)．港口至廠區(qū)距離約10 km，計(jì)劃建設(shè)l條（預(yù)留l條）由港區(qū)向鋼廠的礦石帶式輸送線工程。工程港外沿線范圍包括鐵路線、主疏港公路、市政道路、供電高壓線、規(guī)劃立交橋、河流、綠化帶等，其中鐵路線與主疏港公路有約4 km是平行分布的，其間距在6-20 m之間。工程周邊范圍內(nèi)密集分布眾多居民區(qū)、政府機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位等，且港口至鋼廠陸域系低山丘陵區(qū)，地形起伏較大。要求采用成熟可靠的技術(shù)、設(shè)備，工程投資總額不超過(guò)3億元人民幣。
4.1調(diào)查與分析表l的工程五要素條件
輸送效率(A)：工程每年的運(yùn)量要求2 000萬(wàn)t，系統(tǒng)年有效輸送時(shí)間大約為4 000 h，那么要求額定效率不小于5000 t/h，年運(yùn)量很大，要求的輸送效率高，故將輸送效率定為Aa。
投資額度(B):工程總投資小于3億元，有彈性，故投資額度定為Bb。
地形條件(C):通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)可能輸送線路沿線范圍的多次反復(fù)實(shí)地調(diào)查，輸送線路只能沿鐵路線和主疏港公路布置，需多次穿跨市政道路、供電高壓線（分別為10 kV和220 kV）、河流、綠化帶，以及公用、民用建筑物等，其中一處必經(jīng)路徑位于鐵路拐彎段內(nèi)弧側(cè)，并須在新建工業(yè)廠房的邊廓與鐵路中心線水平距離不足10 m的空間穿過(guò)。地形條件很復(fù)雜，故地形條件定為Ca。
環(huán)境敏感性(D)：工程周邊范圍內(nèi)密集分布眾多居民區(qū)、政府機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位等（大多距離在15—50 m之間，還有幾處的水平距離不足10 m），如有粉塵污染、噪聲污染，則會(huì)引起當(dāng)?shù)孛癖姾蜕鐣?huì)的強(qiáng)烈反對(duì)，故環(huán)境敏感度定為Da。
運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性(E)：作為企業(yè)，追求利潤(rùn)最大化，理所當(dāng)然需要較好的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，故此項(xiàng)定為Ea。
將以上各項(xiàng)指標(biāo)組合起來(lái)，其工程條件組合即為：AaBbCaDaEa。
4.2對(duì)照表2分析和選擇合適的輸送方式
根據(jù)地形條件及環(huán)境敏感性的要求，首先排除普通機(jī)。對(duì)照表2，AaBbCaDaEa與管帶機(jī)的極端工程條件AaBbCaDaEb及曲線機(jī)極端工程條件AaB-bCaDbEa均非常接近，故需進(jìn)一步對(duì)曲線機(jī)和管帶機(jī)進(jìn)行比較。為滿足不小于5 000 t/h的輸送效率的要求，選取曲線機(jī)的帶寬為l 400 mm，管帶機(jī)的管徑為500mm（帶寬為l 900 mm）。
投資額度：一般情況下曲線機(jī)要低于管帶機(jī)，但由于本工程的環(huán)境敏感性特強(qiáng)，需全程加設(shè)全密封廊道，在多段噪聲特別敏感區(qū)段還要采用特制低噪聲托輥，加之因曲線機(jī)橫斷面較大，占地稍多，征地拆遷量稍大，故最終的總投資額將略高于管帶機(jī)。
地形條件：管帶機(jī)采用正常參數(shù)，不僅與公路、鐵路、高壓電線、沿線其他建筑物的安全凈距均能滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，且還能布置下預(yù)留線；曲線機(jī)在必經(jīng)路徑的鐵路拐彎地段處于內(nèi)弧側(cè)的新建工業(yè)廠房邊廓距鐵路中心線不足10 m處，采用其最小允許曲率半徑雖能勉強(qiáng)通過(guò)，但與廠房建筑物的凈距卻不能滿足規(guī)范要求，且對(duì)曲線機(jī)將來(lái)的使用可靠性及其膠帶使用壽命不利，最要緊的是布置預(yù)留輸送線已非常困難。
環(huán)境敏感性：曲線機(jī)采取全程加設(shè)全密封廊道，并在多段噪聲特別敏感區(qū)采用特制低噪聲托輥等措施后，其噪聲雖可勉強(qiáng)符合標(biāo)準(zhǔn)，但仍將大于管帶機(jī)。
運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性：曲線機(jī)略優(yōu)于管帶機(jī)。
上述諸條件要素分析結(jié)論：本工程的關(guān)鍵性要素是地形條件(Ca)和環(huán)境敏感度(Da)。通過(guò)上述分析比較綜合權(quán)衡，最終選擇管帶機(jī)。
5、結(jié)語(yǔ)
在長(zhǎng)距離大宗散貨輸送中，遵循客觀規(guī)律，科學(xué)地選擇最適合工程應(yīng)用條件的輸送設(shè)備，將會(huì)使工程項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性更好，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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