塊煤防破碎技術(shù)集成在劉河選煤廠的組合應(yīng)用

徐傳友，于艷輝

(1.河南神火煤電股份有限公司 劉河選煤廠，河南 永城 476600；2.永城職業(yè)學(xué)院，河南 永城 476600)

無煙煤作為我國煤炭市場中一個(gè)重要的品種，盡管其生產(chǎn)和消費(fèi)所占比重不大，但由于資源稀缺性和廣泛運(yùn)用性，使得無煙煤的地位舉足輕重，而無煙塊精煤相較于無煙末精煤在價(jià)格方面的優(yōu)勢(shì)也日益凸顯。為此，最大限度地提高塊煤產(chǎn)率、降低塊煤限下率、保證塊煤質(zhì)量，是當(dāng)前企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益和市場競爭力的重要途徑。

目前，國內(nèi)外在塊煤防破碎領(lǐng)域均進(jìn)行了長期研究，并取得了較多成果，河南焦煤集團(tuán)[1-2]、永城煤電集團(tuán)公司[3-4]通過采取多種措施，塊煤防破碎取得了較好的效果。陳四樓選煤廠通過改造破碎機(jī)及入倉方式等措施，使塊煤產(chǎn)率從14.58%提高至16.45%[5]，但大多數(shù)措施是針對(duì)洗選后的轉(zhuǎn)載[6]、入倉等環(huán)節(jié)[7-8]，幾乎沒有涉及塊原煤運(yùn)輸環(huán)節(jié)。劉河選煤廠根據(jù)物料破碎的基本形式和碰撞理論，通過分析塊煤在轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸、篩分入倉等各個(gè)環(huán)節(jié)破碎的主要表現(xiàn)形式和機(jī)理[9]，從改造生產(chǎn)環(huán)節(jié)入手，從塊原煤轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)開始，復(fù)合使用了多種塊煤防破碎技術(shù)和管理措施，減少了塊煤破碎，降低了塊煤限下率，顯著提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 塊煤生產(chǎn)現(xiàn)狀

劉河礦原煤脆且易碎，洗選塊精煤經(jīng)轉(zhuǎn)載、篩分、入倉后，塊煤限下率高達(dá)20%～25%，產(chǎn)品指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到客戶要求，需運(yùn)至煤場經(jīng)再次篩分方可銷售，篩下物再運(yùn)至返煤場地，擇機(jī)組織返選。塊煤在廠內(nèi)運(yùn)輸、裝車篩分過程中也會(huì)增加破碎幾率，且篩下物返選重復(fù)占用生產(chǎn)資源，還不符合環(huán)保要求。通過對(duì)比分析近幾年劉河選煤廠塊煤產(chǎn)率和生產(chǎn)銷售數(shù)據(jù)，塊精煤產(chǎn)率在儲(chǔ)存和裝運(yùn)過程中，最高損失達(dá)2.67%，最低為0.51%，平均為1.34%。故減少塊煤破碎，降低塊煤限下率，實(shí)現(xiàn)倉下直接裝車銷售具有重大的意義。

2 塊煤防破碎技術(shù)組合應(yīng)用

為提高塊煤產(chǎn)率，防止塊煤再次破碎和降低塊煤限下率。劉河選煤廠組織生產(chǎn)技術(shù)人員及一線工作人員，對(duì)塊煤轉(zhuǎn)載運(yùn)輸、篩分、入倉等環(huán)節(jié)進(jìn)行排查，試驗(yàn)測(cè)定了關(guān)鍵轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)中塊煤破碎情況(表1)，通過分析塊煤破碎機(jī)理，針對(duì)不同環(huán)節(jié)進(jìn)行改造，組合使用塊煤防破碎技術(shù)。

表1 關(guān)鍵轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)中塊煤破碎率試驗(yàn)匯總Table 1 Summary of the result of test on rate of breakage of coarse coal at key transfer points %

2.1 轉(zhuǎn)載運(yùn)輸防破碎技術(shù)

在洗選前后運(yùn)輸過程中，塊原煤、塊精煤從上級(jí)設(shè)備到下級(jí)設(shè)備經(jīng)溜槽轉(zhuǎn)載對(duì)塊煤破碎影響很大。煤塊在通過轉(zhuǎn)載溜槽時(shí)，由于落差和流速造成的沖擊力使塊煤跌落破碎率大大增加，因此，必須想方設(shè)法減小塊煤的沖擊力。而受上下級(jí)設(shè)備本身?xiàng)l件限制，溜槽的高度不可更改，降低流速必將影響產(chǎn)量。只有添加輔助設(shè)備，減小塊煤下落時(shí)的落差及對(duì)塊煤的沖擊力，才可提高塊煤產(chǎn)率。

目前，大多數(shù)選煤廠在塊精煤轉(zhuǎn)載運(yùn)輸環(huán)節(jié)中主要采用緩沖溜槽的形式[2]，劉河選煤廠也在塊原煤轉(zhuǎn)載運(yùn)輸環(huán)節(jié)中使用了多級(jí)緩沖溜槽(圖1)，并在溜槽內(nèi)敷設(shè)耐磨襯板，在落煤點(diǎn)處形成積煤面，讓煤滑落到積面上，降低其下落的速度，減少撞擊破碎。

塊煤防破碎裝置[10]主要由振動(dòng)給料機(jī)、溜槽、信號(hào)傳感元件、PLC可編程序控制器、變頻調(diào)速器及自動(dòng)控制監(jiān)控程序等部分組成，工作原理如圖2所示。此裝置能保證溜槽內(nèi)料位始終處于合理位差之間，可實(shí)現(xiàn)塊煤的連續(xù)給料。其不僅降低了破碎率，還改善了塊煤分選效果，提高了塊煤質(zhì)量。改造后，該轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)塊原煤破碎率降低了3個(gè)百分點(diǎn)。

圖1 緩沖溜槽改造示意圖

圖2 塊煤連續(xù)給料的工作原理圖

2.2 篩分入倉防破碎技術(shù)

目前，塊煤洗選后大多需經(jīng)篩分分級(jí)，形成洗中塊、洗小塊等不同產(chǎn)品。篩分后入倉方式主要有帶式輸送機(jī)小車、伸縮溜槽、螺旋溜槽、斜板入倉等。為減少塊煤破碎，降低限下率，實(shí)現(xiàn)倉下直接裝車銷售，對(duì)比分析了各種防破碎方法的優(yōu)缺點(diǎn)。相對(duì)于傳統(tǒng)煤倉，螺旋煤倉可起到提高塊煤產(chǎn)率和防止堵倉等作用，結(jié)合該廠實(shí)際生產(chǎn)情況，最終選擇螺旋溜槽入倉的方式，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

螺旋溜槽是靠煤的重力下滑，不受人為操作因素影響，并且無機(jī)械故障，運(yùn)營成本低。劉河選煤廠創(chuàng)造性的利用可控制料位的振動(dòng)給料機(jī)，通過螺旋溜槽以蠕動(dòng)方式將塊煤給入塊煤倉，解決了原生產(chǎn)中遇到的一系列問題，包括使用伸縮溜槽易造成伸縮桶卡死、鋼絲繩電動(dòng)提升系統(tǒng)故障頻繁、物料因按安息角堆積影響倉容利用率、檢修維護(hù)量大等。

圖3 螺旋溜槽結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 裝車倉防破碎技術(shù)

劉河選煤廠洗中塊倉下采用往復(fù)式給料機(jī)，隨著給料機(jī)底板的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，塊煤在倉內(nèi)受到往復(fù)摩擦和擠壓，會(huì)產(chǎn)生一定的破碎，且倉下采用直接裝車銷售形式，不能調(diào)節(jié)放料高度，大落差勢(shì)必會(huì)造成塊煤的過度破碎。通過改造，采用倉下扇形閘板給料機(jī)，使塊煤自然滑落，還可根據(jù)裝車車廂的高度調(diào)節(jié)扇形閘板的下落高度，既避免物料的破碎，又提高了裝車效率。另外，改造前5號(hào)洗小塊倉下利用緩沖溜槽放料，該處落差約4 m，會(huì)造成塊煤的破碎。在改造為螺旋溜槽后，塊煤隨螺旋溜槽軌道劃入車廂內(nèi)。改造后，該環(huán)節(jié)可使塊煤產(chǎn)率提高1個(gè)百分點(diǎn)。

2.4 加強(qiáng)生產(chǎn)過程管理

(1)積極加強(qiáng)與礦井的溝通協(xié)調(diào)，確保7#原煤倉倉位在合理范圍內(nèi)，以保證原煤倉螺旋溜槽使用效果。原煤倉位保持在10 m以上，當(dāng)倉位在10±0.5 m時(shí)，則停止生產(chǎn)。

(2)生產(chǎn)過程中運(yùn)轉(zhuǎn)車間及調(diào)度室人員每班對(duì)各防破碎設(shè)施巡查不少于一次，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)匯報(bào)處理，確保各防破碎設(shè)施完好。

(3)塊煤倉下直銷后倉位不能低于3 m。

(4)塊煤倉螺旋溜槽保持物料暢通，至少每班清理一次。

(5)根據(jù)礦井采掘工作面及煤質(zhì)變化適時(shí)測(cè)定各轉(zhuǎn)載點(diǎn)塊煤產(chǎn)率。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

塊煤倉下直接裝車銷售的方式節(jié)省了塊煤場內(nèi)盤運(yùn)、篩分裝車、篩下物返選等工序，降低了車輛油耗、電耗等生產(chǎn)成本。劉河選煤廠塊煤系統(tǒng)改造前后效果對(duì)比見表2。

表2 劉河選煤廠塊煤系統(tǒng)改造前后效果對(duì)比

由表2可知：劉河選煤廠洗中塊塊煤限下率由18.98%降至5.20%，洗小塊塊煤限下率由21.90%降至6.90%，塊煤綜合產(chǎn)率比改造前提高了3個(gè)百分點(diǎn)，按原煤年產(chǎn)量45萬t、末精煤與塊煤平均差價(jià)100元/t計(jì)算，年可增加收入近150萬元。

4 結(jié)語

如何提高選煤廠產(chǎn)品綜合售價(jià)、實(shí)現(xiàn)效益最大化，是每個(gè)選煤廠的奮斗目標(biāo)，也是體現(xiàn)選煤廠運(yùn)營管理水平的重要指標(biāo)。劉河選煤廠從塊原煤轉(zhuǎn)載、塊精煤轉(zhuǎn)載運(yùn)輸、篩分、入倉、銷售等環(huán)節(jié)入手，通過一系列塊煤防破碎技術(shù)和管理措施的組合應(yīng)用，特別是創(chuàng)新性的多級(jí)緩沖溜槽和可實(shí)現(xiàn)連續(xù)給料的塊煤防破碎裝置等，降低了塊煤在轉(zhuǎn)載運(yùn)輸、篩分入倉過程中的破碎率，同時(shí)，塊煤產(chǎn)率比改造前提高了3個(gè)百分點(diǎn)，摸索出一條值得推廣的塊煤增產(chǎn)創(chuàng)效之路。

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