原煤筒仓卸载机理及优化研究：基于PFC2D模拟

"平朔东露天矿原煤筒仓卸载前后的内部机理及其优化" 在当前的工业生产中，原煤筒仓是煤炭储存和输送的重要设施，因其高效、环保的特点被广泛应用。然而，筒仓的设计和使用过程中，一个关键问题是如何合理地考虑卸载时产生的动荷载，这直接影响筒仓的稳定性和安全性。传统的筒仓设计方法常基于杨森公式计算侧压力，但这种连续介质假设与实际情况存在偏差，可能导致设计过于保守，造成材料浪费。 平朔东露天矿的研究针对这一问题，采用了颗粒流程序PFC2D（Particle Flow Code in 2 Dimensions）进行数值模拟，这是一种基于离散元方法的计算软件，尤其适用于散体物料的力学分析。通过PFC2D，研究人员可以模拟筒仓内的颗粒流动，观察卸载前后物料对仓壁的压力分布情况。 研究结果显示，在卸载前，物料对仓壁的压力主要集中在侧壁的中下部，而在卸载过程中，压力则集中于卸料口两侧。当仓壁承受的侧压力峰值超过其屈服强度时，筒仓可能会出现破裂或倒塌的风险。因此，对筒仓的内部结构进行优化设计至关重要。 通过调整筒仓内部物料的流动路径，研究人员成功降低了卸载前后仓壁的侧压力峰值。优化后的筒仓，卸载前侧压力峰值减少了约63%，卸载过程中的侧压力峰值减少了约74%。这些改进不仅提高了筒仓的安全性，还显著减少了用料，从而降低了生产成本。 离散元方法的应用为筒仓设计提供了更为精确的分析工具，使得工程师能够更准确地预测和控制筒仓在工作状态下的行为。未来，随着计算技术和软件的进一步发展，类似PFC2D的模拟技术将在散体物料处理领域发挥更大的作用，推动工程设计更加科学和经济。 本文的研究为大型筒仓设计提供了一种新的优化策略，通过数值模拟揭示了筒仓卸载过程中的内部机理，为提高筒仓性能和经济效益提供了理论支持。对于煤炭行业的筒仓设计与改造，这一研究具有重要的实践指导意义。