大塊煤矸機(jī)械分選技術(shù)的改造實(shí)踐

趙健翔

（云夏公司團(tuán)柏礦白龍洗煤廠，山西 霍州 031400）

1 問(wèn)題的提出

白龍洗煤廠位于山西省霍州市白龍鎮(zhèn)，設(shè)計(jì)處理生產(chǎn)能力為300 萬(wàn)t/a，除了保證白龍礦生產(chǎn)的原煤全部入洗，還可擔(dān)負(fù)相鄰一個(gè)礦120 萬(wàn)t 原煤的洗選任務(wù)。

當(dāng)前白龍煤礦主要是采用“綜采+放頂煤”的開(kāi)采技術(shù)，如圖1 所示，在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的大塊煤矸，給白龍洗煤廠的工作帶來(lái)了嚴(yán)重問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

圖1 改造前洗煤廠大塊煤矸人工手選系統(tǒng)示意圖

（1）大塊煤矸石滾落問(wèn)題

在煤礦物料的運(yùn)輸過(guò)程當(dāng)中，上層大塊煤矸石容易發(fā)生滾落現(xiàn)象，給生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)隱患。同時(shí)下尖角大塊矸石會(huì)給皮帶造成損傷，降低皮帶的使用壽命，造成皮帶運(yùn)輸機(jī)發(fā)生故障影響生產(chǎn)。

（2）大塊煤矸不利于選煤生產(chǎn)

大塊煤矸進(jìn)入到主選系統(tǒng)后，會(huì)使得設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，造成設(shè)備、部件發(fā)生安全故障的概率增加。后期人工手選撿出大塊煤矸作業(yè)會(huì)增加工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）大塊煤矸不利于現(xiàn)代化生產(chǎn)

+300m 篩上物尺寸大，人工揀煤作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度巨大，違背以人為本的生產(chǎn)管理特點(diǎn)，也不利于現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式。將+300m 篩上物進(jìn)行破碎入動(dòng)篩車(chē)間機(jī)械洗選，徹底取消人工手選，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，該洗煤廠提出了大塊煤矸機(jī)械分選技術(shù)及實(shí)施方案，有效地解決了洗選過(guò)程中的大塊煤矸問(wèn)題。

2 SSC800 系列分級(jí)破碎機(jī)的應(yīng)用

2.1 SSC800 系列分級(jí)破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)

通過(guò)技術(shù)分析及考察，決定采用SSC800 系列大處理能力分級(jí)破碎機(jī)來(lái)取代以往的齒輥式破碎機(jī)。該破碎機(jī)是采用新結(jié)構(gòu)、新工藝研制而成的新型高效的粗碎、中碎、細(xì)碎新型破碎設(shè)備。整體結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 SSC800 系列分級(jí)破碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

技術(shù)參數(shù)為：處理能力10000t/h；入料粒度 上限1500mm；出料粒度 下限13mm；破碎強(qiáng)度≤300MPa；裝機(jī)功率 最大1200kW；單級(jí)破碎2～6。

2.2 SSC800 系列分級(jí)破碎機(jī)特點(diǎn)分析

（1）固定齒輥中心距對(duì)物料進(jìn)行強(qiáng)行破碎，準(zhǔn)確控制產(chǎn)品粒度。破碎輥中心距可調(diào)，實(shí)現(xiàn)了保證產(chǎn)品粒度前提下的剛性可調(diào)。

（2）破碎齒采用高錳合金鋼，具有高強(qiáng)度、高耐磨性。齒部抗磨損能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)，磨損后易修復(fù)，維修費(fèi)用低。

（3）具有破碎、分級(jí)的雙重功效。在一定條件下可單獨(dú)完成破碎、篩分作業(yè)，即簡(jiǎn)化了系統(tǒng)又節(jié)省了設(shè)備、土建投資和后續(xù)的人工及配件費(fèi)用。

（4）過(guò)粉碎低、齒輥磨損低、破碎耗能低。破碎齒輥采用低轉(zhuǎn)速、大扭矩，對(duì)物料進(jìn)行剪切破碎，一般較常規(guī)齒輥破碎機(jī)降低20%～40%。

（5）處理能力大，環(huán)保性能突出，可以有效地滿足該選煤廠的作業(yè)需求。

3 機(jī)械分選技術(shù)實(shí)施方案

機(jī)械分選方案設(shè)計(jì)目的：為了消除人工揀矸，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度；+300m 大塊煤矸破碎至-300mm，匯入動(dòng)篩車(chē)間洗選；提高機(jī)械選矸處理能力，實(shí)現(xiàn)50～300mm 物料全部入洗。

3.1 機(jī)械分選設(shè)計(jì)方案

在大塊煤矸儲(chǔ)存?zhèn)}東側(cè)建一破碎車(chē)間，將原172手選膠帶輸送機(jī)頭部縮短至塊煤倉(cāng)位置并抬高，頭部溜槽下安裝一部轉(zhuǎn)載皮帶。大塊煤矸經(jīng)轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)運(yùn)至破碎車(chē)間，經(jīng)齒輥破碎機(jī)破碎到-250mm，物料經(jīng)轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)運(yùn)至卸料點(diǎn)，經(jīng)頭部溜槽卸入原煤分級(jí)篩篩前+50～250m 級(jí)分岔溜槽上部。其中一路可以進(jìn)入511 膠帶輸送機(jī)，經(jīng)頭部溜槽轉(zhuǎn)運(yùn)至512 膠帶輸送機(jī)，再轉(zhuǎn)運(yùn)到601 膠帶輸送機(jī)，至動(dòng)篩車(chē)間入洗；另一路經(jīng)篩前分岔溜槽可以進(jìn)入破碎機(jī)破碎至-50mm 匯入原煤皮帶去洗煤車(chē)間入洗。如圖3 所示。

圖3 改造后洗煤廠大塊煤矸機(jī)械分選系統(tǒng)示意圖

3.2 集中與就地監(jiān)控系統(tǒng)

根據(jù)白龍洗煤廠大塊煤矸機(jī)械分選系統(tǒng)改造工程建設(shè)要求，利用洗煤廠現(xiàn)有集控室，通過(guò)增加相應(yīng)PLC 模塊，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。另外，在原自動(dòng)化軟件平臺(tái) FactorySuiteA2 生產(chǎn)集控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面，并與原系統(tǒng)風(fēng)格保持一致。

3.3 主要節(jié)能措施的設(shè)計(jì)

（1）工藝布置節(jié)能措施

整個(gè)系統(tǒng)工藝布置緊湊合理，盡量減少帶式輸送機(jī)的長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)載點(diǎn)數(shù)量，降低了煤炭運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力消耗。

（2）機(jī)械設(shè)備選型節(jié)能措施

功率大于45kW 的輸送機(jī)采用電機(jī)+液力耦合器+減速機(jī)驅(qū)動(dòng)方式來(lái)延長(zhǎng)輸送機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，使電機(jī)的起點(diǎn)電流峰值和其持續(xù)的時(shí)間縮小，且電機(jī)在輸送機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行工況下處于滿負(fù)荷工作，使無(wú)功功率降到最低。

（3）電氣設(shè)備節(jié)能

選用節(jié)能低損耗電力變壓器，負(fù)載率處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。選擇節(jié)能型接觸器。集中控制系統(tǒng)采用分系統(tǒng)集中起停車(chē)閉鎖，采用順煤流和逆煤流相結(jié)合的起車(chē)方式，盡量縮短設(shè)備空轉(zhuǎn)時(shí)間，減少電力消耗。采用無(wú)功集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，提高供電電網(wǎng)的功率因數(shù)。電纜截面均按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。照明選用節(jié)能燈具，并采用集中控制，以節(jié)省照明用電。

（4）供熱系統(tǒng)節(jié)能措施

熱網(wǎng)敷設(shè)采用了保溫、防水性能好的、使用年限長(zhǎng)的巖棉，減少了管道的熱量損失。

4 效益分析

（1）經(jīng)濟(jì)效益

機(jī)械分選技術(shù)項(xiàng)目實(shí)施前固定運(yùn)輸大塊矸石車(chē)輛2 臺(tái)，每年車(chē)耗成本、人工成本及生產(chǎn)成本80萬(wàn)元。目前人工揀選有部分因轉(zhuǎn)載而破碎的末煤不能及時(shí)揀出隨矸石流失，每年約造成1000t 的煤炭損失，直接經(jīng)濟(jì)損失約70 萬(wàn)元。項(xiàng)目實(shí)施后取消手選工人50 名，按人均費(fèi)用7 萬(wàn)元/年計(jì)算，每年可以減少費(fèi)用投入350 萬(wàn)元。項(xiàng)目實(shí)施后10 萬(wàn)t 特大塊煤經(jīng)解離可以生產(chǎn)出中塊煤97525t，分選后增值約40 萬(wàn)元。

（2）社會(huì)效益

本項(xiàng)目實(shí)施后，大塊物料破碎進(jìn)入動(dòng)篩系統(tǒng)洗選，實(shí)現(xiàn)了大塊煤矸機(jī)械化自動(dòng)分選，有效提高了洗煤廠的自動(dòng)化程度，將工人從繁重的體力勞動(dòng)中解放，社會(huì)效益顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用效果表明，改造方案實(shí)施后取消人工手選，減經(jīng)工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提倡人性化管理，提升礦井文明形象，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此本次對(duì)大塊煤矸機(jī)械分選技術(shù)改造是成功的。