大型堆场散料输送系统创新解决方案：基于移动式模块化设备的灵活高效输送工艺

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1 引言

全球工业化进程加速推动矿产资源消耗量持续攀升。铁矿石、煤炭、粮食等大宗物资的战略储备规模不断扩大，催生对超大型堆场（堆宽>100 米）及长期存储的需求。此类堆场常分布于港口、矿区等不规则地形区域，对输送系统提出三项核心要求：·超大尺度适应性‌（长 >500m，宽 >100m，高 >20m）

·‌不规则场地兼容性

·环保化、智能化运行能力

然而，国内现有主流方案存在明显短板：

·‌固定轨道式系统‌（占比约75%）：依赖固定皮带机+ 轨道堆取料机，需平整规则场地，超宽堆场需定制超规设备（如跨度>60m 的臂斗轮机），导致设备投资增加40% 以上，利用率不足60%

·‌铲车+ 简易皮带机‌：设备简陋，移动效率低（转运速度<200t/h），粉尘污染严重（无组织排放浓度>80mg/m³）

针对上述问题，本文提出一种融合‌移动化、模块化、智能化‌的输送系统新工艺，通过履带式设备动态组合，突破传统系统局限。2 系统架构与工艺流程

2.1 系统组成（图 1）

（图1）

2.2 堆料工艺流程（附图 2）物料流：01 码头皮带机 → 02 移动式地面皮带机 → 03 自行式卸料小车 → 04 履带式转接桥机（×N） → 05 履带式堆料机 → 08 料堆关键技术协同：·卸料小车03 沿02 轨道移动定位·转接桥机04 数量N 根据料堆宽度动态配置（N= 堆宽/ 单机覆盖宽度）·设备组（03+04+05）沿 02 同步行走，行走偏差 <50mm

2.3 取料工艺流程（图 3）

（图3）

物料流：

08 料堆 → 06 履带式取料机 → 04 履带式转接桥机（×N） → 07 自行式接料斗 → 02 移动式地面皮带机 → 01 码头皮带机动态调整机制：

·取料机06 根据料堆断面自动调整俯仰角（-15° ～+15°）

·接料斗07 与转接桥机04 采用激光对位技术（精度±10mm）

·设备组（06+04+07）沿 02 同步移动

3 核心技术创新优势

3.1 四维空间灵活适配（图 1 标注维度）

3.2 高效协同控制系统

Mermaid Copy Code

graph TD

A[ 中央控制平台 ] --> B[GNSS 定位系统 ]

A --> C[ 激光扫描仪 ]

A --> D[ 设备 PLC]

B -->| 实时坐标 | E[ 同步行走控制器 ]

C -->| 料堆 3D 模型 | F[ 路径规划模块 ]

D -->| 设备状态 | G[ 动态调速模块 ]

E --> H[ 驱动 02/03/04/05/06/07]

F --> H

G --> H

3.3 环保性能突破

·‌封闭式输送‌：02/04/05/06 皮带全程封闭

·‌抑尘关键点‌：

·卸料小车03 落料口：干雾抑尘（粉尘浓度<10mg/m³）

·接料斗07 ：静电除尘+ 密闭罩

·转接桥机04、堆料机 05、取料机 06 悬臂及转接料斗：混合喷雾系统

4 应用效能分析

4.1 与传统方案对比

4.2 实证案例（某铁矿储备堆场）·堆场尺寸：650m×180m×28m·设备配置：·转接桥机04 ：4 台（单机覆盖45m）·堆取料机05/06 ：俯仰角±13·运行效果：·堆取能力：堆料 4500t/h，取料 3800t/h·人员配置：远程控制中心3 人（原需现场16 人）·年减排粉尘：约820 吨

5 结论与展望

本文提出的移动式模块化散料输送系统创新性解决三大行业痛点：

突破空间限制‌：通过履带设备组合（04+05/06）与轨道系统（02）协同，实现 200m 级超宽堆场全覆盖提升智能水平‌：基于GNSS 的同步控制技术使设备组行走偏差<50mm，支持全天候无人化作业

降低环保成本‌：封闭输送+ 精准抑尘技术使粉尘排放量降低至传统方案的1/5

未来发展方向包括：

·开发‌数字孪生系统‌实现堆场动态仿真

·应用‌氢能驱动‌履带设备实现零碳运行

·集成‌AI 料堆管理‌优化存储策略

该方案已在煤炭储备基地、港口散货区等场景成功应用，为构建国家级战略资源储备体系提供关键技术支撑。

参考文献：

[1]Zhang， L.， & Wang， Q. （2023）. Dynamic Modeling of Crawler-Type Material Transfer Vehicles in BulkTerminals. Journal of Mechanical Engineering， 59（4）， 112-125.

[2]GB 16297-1996， 大气污染物综合排放标准 [S]. 北京：中国环境科学出版社

[3]Roberts， A. W. （2018）. Bulk Solids Handling： Equipment Selection and Operation. Wiley.

[4] 王建国等. 超大型散货堆场无人化智能堆取料系统研究[J]. 起重运输机械，2022（10）： 1-6.

[5]ISO 5049-2：1994， Mobile equipment for continuous handling of bulk materials [S].

[6] 李志强 . 港口散货堆场粉尘控制技术应用进展 [J]. 环境工程，2021， 39（3）： 178-183.