旋流輸送技術(shù)在唐安煤礦中的應(yīng)用

王俊峰

摘要：本文通過(guò)旋流輸送器在唐安煤礦篩分樓和緩沖倉(cāng)的安裝和應(yīng)用，介紹了旋流器的工作原理、安裝及運(yùn)行過(guò)程、價(jià)值分析及推廣前景，它的成功應(yīng)用確保了煤炭碳?jí)K率的提高，并有效的控制了粉塵和噪聲.

關(guān)鍵詞：碳?jí)K率；旋流輸送技術(shù)；旋流轉(zhuǎn)載器；旋流輸送器

1 引言

在我礦的生產(chǎn)產(chǎn)品中，炭塊為優(yōu)質(zhì)化工用品，其售價(jià)高，銷路好，一直是我礦利潤(rùn)創(chuàng)造點(diǎn)。但其在運(yùn)輸過(guò)程中，由于各轉(zhuǎn)載和倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)落差造成的炭塊破碎，直接影響到我礦的炭塊率，給我礦的經(jīng)濟(jì)效益造成很大損失，是我礦多年來(lái)急需解決的問(wèn)題。

2008年，總公司為了提高炭塊率作為我礦的創(chuàng)新項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)和各種專家、技術(shù)人員討論最后決定讓我礦和蘇州工業(yè)園區(qū)博文機(jī)械設(shè)備有限公司合作，分別在二洗廠精塊倉(cāng)安裝伸縮桶和機(jī)運(yùn)二隊(duì)皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)安裝溜槽防破碎裝置，降低了井下運(yùn)輸及地面洗選系統(tǒng)各轉(zhuǎn)載及倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)的落差，運(yùn)行效果良好，有效地降低了炭塊的破碎率，為我礦增收了利潤(rùn)。

2 旋流輸送技術(shù)介紹

2.1 技術(shù)概況

旋流輸送技術(shù)前身為螺旋輸送技術(shù)，于90年代初由德國(guó)引入我國(guó)，首先在潞安礦務(wù)局常村礦和晉城礦務(wù)局成莊礦運(yùn)用，開始為嵌入式混凝土溜槽。1998年8月，鋼構(gòu)壁掛式旋流輸送器首次成功應(yīng)用于晉煤集團(tuán)成莊礦洗煤廠520中塊倉(cāng)，并將人造水力漩渦原理引入螺旋輸送技術(shù)而發(fā)展成為旋流輸送技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年的努力，旋流輸送技術(shù)先后研發(fā)應(yīng)用了以下技術(shù)：⑴、任意點(diǎn)入煤技術(shù)；⑵、任意點(diǎn)出煤技術(shù)；⑶、偏心旋流技術(shù)；⑷、高位接煤及弧面高位接煤技術(shù)；⑸、結(jié)合緩沖曲面（橡皮曲面）技術(shù)；⑹、端部溢流及內(nèi)沿離析技術(shù)（將煤流中的水和雜物離析出來(lái)，不讓其影響煤流在旋流輸送器中運(yùn)行）；⑺、出煤曲面及卸載優(yōu)化技術(shù)。該產(chǎn)品已由單純的旋流輸送器發(fā)展為旋流輸送器、旋流轉(zhuǎn)載器、旋流篩分器三大類產(chǎn)品，適用于工作面順槽至洗煤廠炭塊裝車所有的轉(zhuǎn)載和倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)。

2.2 技術(shù)的應(yīng)用

我礦與蘇州工業(yè)園區(qū)博文機(jī)械設(shè)備有限公司合作，利用旋流輸送技術(shù)，分別于2008年、2009年進(jìn)行了篩分樓博后篩前旋流轉(zhuǎn)載器和緩沖倉(cāng)旋流輸送器的安裝運(yùn)用，運(yùn)行效果良好。

2.2.1 篩分樓博后篩前旋流轉(zhuǎn)載器

篩分樓為我礦150萬(wàn)噸/年改造時(shí)新建，當(dāng)時(shí)博后篩前轉(zhuǎn)載點(diǎn)安裝為直筒式轉(zhuǎn)載溜槽，篩分后的炭塊通過(guò)直筒式轉(zhuǎn)載溜槽直接落入緩沖倉(cāng)膠帶輸送機(jī)，此轉(zhuǎn)載點(diǎn)落差達(dá)7.1米，炭塊與溜槽壁以及炭塊之間劇烈撞擊，造成炭塊率的嚴(yán)重?fù)p失，通過(guò)在博后篩前安裝了兩套旋流轉(zhuǎn)載器，有效降低了轉(zhuǎn)載點(diǎn)炭塊的落差和沖擊力，從而減少了炭塊破碎。

旋流轉(zhuǎn)載器技術(shù)原理：

旋流轉(zhuǎn)載器的原理是在溜槽連續(xù)曲面的約束作用下使煤流形成人造水力旋渦，使煤流平順地轉(zhuǎn)載到下一個(gè)設(shè)備，即炭塊和設(shè)備及炭塊與炭塊間不產(chǎn)生碰撞或盡量減少碰撞，達(dá)到保護(hù)炭塊的目的。我礦博后篩前旋流轉(zhuǎn)載器用于將炭塊從博后篩轉(zhuǎn)載到緩沖倉(cāng)膠帶輸送機(jī)，因博后篩出口寬度達(dá)3.1米，本項(xiàng)目首次采用將3.1米煤流一分為二分別束流，即1.55米束流到0.6米，使入口束流更加平滑，設(shè)備幅寬減少。篩分樓博后篩前旋流輸送器，均為非標(biāo)段，其入口段與博后篩出口等寬，然后分為左右兩條溜槽，炭塊沿溜槽進(jìn)入直徑2.06米的碗狀收料器，最后落入膠帶輸送機(jī)。其原理圖如下：

2.2.2 緩沖倉(cāng)旋流輸送器

緩沖倉(cāng)是為緩解二洗廠的入洗壓力而在其入洗皮帶前建的一個(gè)炭倉(cāng)，其直徑為10米，高5米。改造前炭塊由膠帶運(yùn)輸直接落入倉(cāng)中，落差達(dá)6.4米，因而造成轉(zhuǎn)載點(diǎn)炭塊落倉(cāng)撞擊破碎，通過(guò)在膠帶輸送機(jī)頭至緩沖倉(cāng)底之間安裝了兩套旋流輸送器，來(lái)解決轉(zhuǎn)載點(diǎn)落差所造成的炭塊破碎。

旋流輸送器技術(shù)原理：

與博后篩前旋流轉(zhuǎn)載器工作原理基本相同，同樣是通過(guò)轉(zhuǎn)載點(diǎn)，使炭塊沿輸送器下滑，將炭塊的直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)閯蛩傩鬟\(yùn)動(dòng)，緩解了其在下落過(guò)程中的沖擊力，從而達(dá)到減少炭塊破碎，提高塊率的目的。不同之處：博后篩前旋流轉(zhuǎn)載器為非對(duì)稱而緩沖倉(cāng)旋流輸送器為對(duì)稱；博后篩前旋流轉(zhuǎn)載器落煤點(diǎn)為固定而緩沖倉(cāng)旋流輸送器可隨著倉(cāng)內(nèi)炭塊的高度實(shí)現(xiàn)落煤點(diǎn)不斷上移。

3 旋流輸送技術(shù)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析

3.1 利潤(rùn)、價(jià)值分析

旋流輸送技術(shù)在我礦實(shí)施以來(lái)，有效地提高了炭塊率，降低了篩下率，根據(jù)礦質(zhì)檢科所提供情況，近兩年顧客在炭塊質(zhì)量方面反映良好。

由于受現(xiàn)場(chǎng)空間等客觀條件限制，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)得旋流輸送器入料前后炭塊具體指標(biāo)參數(shù)，但從設(shè)備安裝前后全年銷售總量的炭塊率來(lái)看，本項(xiàng)目的實(shí)施取得了較好的效果。具體情況如下：

根據(jù)上表數(shù)據(jù)可看出，我礦的炭塊率在逐年提高，2009年比2008年炭塊率提高約3.16個(gè)百分點(diǎn)，2010年比2009年提高約0.91個(gè)百分點(diǎn)，2011年比2010年提高約0.47個(gè)百分點(diǎn)當(dāng)然，炭塊率的提高存在諸多因素，如工作面煤質(zhì)變化、放頂煤效果以及選煤廠防破碎裝置的應(yīng)用等。總體分析，這兩處旋流輸送器的應(yīng)用，提高炭塊率在1.5%左右，其中博后篩前旋流轉(zhuǎn)載器的運(yùn)用提高炭塊率在1%左右；緩沖倉(cāng)旋流輸送器的運(yùn)用提高炭塊率在0.5%左右。按年產(chǎn)量為150萬(wàn)噸，每噸炭塊比沫煤增加收入240元計(jì)算，博后篩前旋流轉(zhuǎn)載器每年增加收入為360萬(wàn)元；緩沖倉(cāng)旋流輸送器每年增加收入為180萬(wàn)元，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)旋流輸送器安裝后現(xiàn)場(chǎng)粉塵、噪音也有了明顯降低，給員工創(chuàng)造了一個(gè)比較舒適的工作環(huán)境。

3.2 投資回收期分析

①、博后篩前旋流轉(zhuǎn)載器投資為23.8萬(wàn)元， 按年產(chǎn)量150萬(wàn)噸，提高塊率1%計(jì)算，每年產(chǎn)生利潤(rùn)360萬(wàn)元，其投資回收期為0.8個(gè)月。計(jì)算過(guò)程如下：

投資回收期=投資金額÷利潤(rùn)=23.8÷360≈0.066年≈0.8個(gè)月

②、緩沖倉(cāng)旋流輸送器投資為44萬(wàn)元，按年產(chǎn)量150萬(wàn)噸，提高塊率0.5%計(jì)算，每年產(chǎn)生利潤(rùn)180萬(wàn)元，其投資回收期為2.9個(gè)月。計(jì)算過(guò)程如下：

投資回收期=投資金額÷利潤(rùn)=44÷180≈0.244年≈2.9個(gè)月

4結(jié)論

煤倉(cāng)及轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)在煤炭運(yùn)輸中廣泛存在，此處的煤炭自由落體將造成炭塊破碎、倉(cāng)體破壞和轉(zhuǎn)載設(shè)備的損壞，給企業(yè)造成很大經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還容易產(chǎn)生較大的噪音及粉塵污染，給員工身心健康造成很大影響。

旋流輸送技術(shù)現(xiàn)已進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用中，到目前為止我礦所安裝的旋流輸設(shè)備，運(yùn)行效果良好，不但減少了炭塊破碎，而且在控制粉塵、噪聲等方面，也取得了較好的效果，同時(shí)其適用范圍廣，可用于井上、下的各種高落差轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)，具有很好的推廣價(jià)值。