预应力金属陶瓷衬板在矿山原矿料仓中的应用

 预应力金属陶瓷衬板在矿山原矿料仓中的应用

宁夏王洼煤业有限公司

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一、 摘要：

   本文研究了预应力低温烧结耐磨陶瓷技术，生产的预应力金属陶瓷衬板显著提高抗渗性能，解决了原料仓壁衬板的撞击、磨损和腐蚀问题，通过建立早强高强微晶陶瓷灌浆料抗压强度与压缩量的数学模型，为设计制造预应力金属陶瓷复合衬板，提供了铸钢材料抗拉强度的选择依据，由所建立的数学模型，很好的把金属材料的抗拉强度、铸钢板收缩率产生的预压应力和金属陶瓷外形尺寸紧密地结合起来。

二、 关键词：

 预应力金属陶瓷、数学模型、 筒仓复合衬板、抗渗性能、抗撞击、耐磨损、耐腐蚀。

三、 轨道钢作为原料仓抗撞击内衬材料的存在问题：

 由于矿山原料仓属于永久性的大型构筑物，所以设计要求使用年限比较长，如何能够保证原料仓安全、可靠的运行，是设计者必须考虑的问题。新颁布实施的最新GB50077—2017《钢筋混凝土筒仓设计规范》【1】，在6.6内衬章节中详细阐述了“仓壁或仓底受储料撞击、磨损严重的内衬应根据使用工况，选用钢轨、废旧钢轨等材料”，可以说这是最强有力的措施了。可是在储料的粒径大、比重大、硬度高、含酸性液体和落料高差大（大于30m）工况下，选用钢轨或轨道钢作为抗撞击内衬材料，还是存在钢轨变形、脱落而丧失保护仓壁混凝土的作用，甚至脱落下来的钢轨在漏斗口堵住出料口，导致撕毁运输皮带的安全生产事故（如果不采用钢轨作为原料仓壁的缓冲撞击衬板时，对于仓壁的撞击损毁更加严重）。下面我们来分析钢轨在使用过程中发生的失去连接、变形和脱落的原因：

四、 抗冲击防护层的损坏原因分析：

矿石从原料仓上方以3~5m/s的水平初速度进入原矿仓后，在重力作用下自由落体，三十米的原矿仓的末速度可达到25m/s,当质量是200千克的矿石落下时，所产生的动能是67600焦，对于如此高的冲击动能对于轨道钢来说是可以抵御的，但是对于钢轨之间的混凝土就是一个伤害严重的问题了，混凝土在这种环境下受到如此循环往复的冲击，首先导致混凝土的开裂和“碳化”【2】【3】。随着腐蚀性液体的渗入，加速混凝土强度下降，从而被损毁而脱落，当矿石的冲击动能全部释放在轨道钢上时，轨道钢之间的连接焊点将产生巨大的冲击力，也就是说物料的冲击强度大于钢轨之间金属连接板的焊接强度，再加上混凝土的损毁使焊接点完全暴露在有腐蚀液体的环境中，也更加速轨道钢的连接焊点的损毁而失去连接作用。轨道钢相互之间失去整体性结构时，常常会发生轨道钢的变形和脱落，造成停产或皮带撕毁的事故是经常发生的