塔山白洞井精煤輸送系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)踐

陳要東

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)白洞礦業(yè)大同有限公司，山西 大同 037029）

煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占有重要地位，為了合理充分地利用煤炭資源，對(duì)原煤進(jìn)行洗選，從而獲得適應(yīng)專門(mén)用途的精煤。為了精煤的儲(chǔ)存，建立了專門(mén)的儲(chǔ)煤場(chǎng)所，從洗煤廠到儲(chǔ)煤場(chǎng)所需要建立運(yùn)輸系統(tǒng)，各個(gè)煤礦根據(jù)實(shí)際情況建立了精煤輸送系統(tǒng)[1-2]。隨著企業(yè)的發(fā)展，原有設(shè)備雖然經(jīng)過(guò)多次改造，由于從煤倉(cāng)放出的精煤濕度非常大，導(dǎo)致輸送系統(tǒng)撒煤現(xiàn)象十分嚴(yán)重，電機(jī)、減速機(jī)、滾筒的故障率高,維護(hù)量非常大，故障頻發(fā)，不安全隱患增多。輸送系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到精煤能否及時(shí)裝車，決定了礦井的整體生產(chǎn)效率[3-4]。針對(duì)塔山白洞井原精煤輸送系統(tǒng)存在系統(tǒng)設(shè)備多、轉(zhuǎn)載點(diǎn)多等問(wèn)題，對(duì)原有輸送系統(tǒng)優(yōu)化改造，起到節(jié)能提效的作用。

1 工程概況

同煤大唐塔山煤礦有限公司塔山白洞井在大同市西南約28 km處，位于山西省大同市云岡區(qū)口泉鄉(xiāng)白洞村境內(nèi)。該礦井井田面積為8.27 km2，礦井主要開(kāi)采5#煤層，年產(chǎn)能力為1.50 Mt/a。根據(jù)用戶需要，為了提高煤質(zhì)，需對(duì)煤炭進(jìn)行洗選，建設(shè)了一座動(dòng)力選煤廠，入選能力為1.20 Mt，通過(guò)對(duì)原煤進(jìn)行分選，能夠滿足化工用煤及供電廠對(duì)煤炭質(zhì)量的要求。選煤廠整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)分為：重介旋流器分選系統(tǒng)、粗煤泥脫水處理系統(tǒng)和煤泥水處理系統(tǒng)三大系統(tǒng)。粒徑50～0 mm原煤經(jīng)篩孔為1.5 mm脫泥篩脫泥后，篩下水進(jìn)入煤泥桶，篩上粒徑50～1.5 mm級(jí)原煤進(jìn)入混料桶，由泵打入重介旋流器分選，分選出精煤、矸石兩種產(chǎn)品，分別經(jīng)脫水、脫介后，矸石排棄，精煤經(jīng)離心機(jī)二次脫水后作為精煤產(chǎn)品裝倉(cāng)。目前選煤廠的選煤樓主煤輸送機(jī)走廊建設(shè)于上世紀(jì)70年代前期，帶式輸送機(jī)設(shè)備由于歷次改造后，形成現(xiàn)有布局。精煤運(yùn)輸系統(tǒng)：洗煤廠701精煤皮帶—主精煤皮帶—精煤分煤器—漏煤筒—三道皮帶—精煤落地皮帶—精煤儲(chǔ)煤場(chǎng)。整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)共有四部膠帶輸送機(jī)，選煤樓改造前精煤運(yùn)輸系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 選煤樓改造前精煤運(yùn)輸系統(tǒng)

2 原有系統(tǒng)存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)走訪調(diào)查，對(duì)原有精煤輸送系統(tǒng)進(jìn)行分析，主要存在以下問(wèn)題：

1）選煤樓主煤輸送機(jī)走廊建設(shè)于上世紀(jì)70年代前期，帶式輸送機(jī)設(shè)備由于歷次改造后，形成現(xiàn)有布局。主煤輸送機(jī)走廊帶式輸送機(jī)由于走廊空間狹窄，不利于機(jī)頭處、機(jī)尾處、機(jī)架的日常設(shè)備檢修和維護(hù)及更換，不安全隱患較多。

2）從洗煤廠701輸送機(jī)頭到精煤儲(chǔ)煤場(chǎng)和灌倉(cāng)距離較遠(yuǎn)，原精煤運(yùn)輸系統(tǒng)共需要4部帶式輸送機(jī)才能完成運(yùn)輸任務(wù)。運(yùn)輸轉(zhuǎn)載點(diǎn)較多，設(shè)備數(shù)量較多，操作人員數(shù)量和維護(hù)工作量大。原精煤運(yùn)輸系統(tǒng)每部輸送機(jī)需兩位操作工進(jìn)行管理和維護(hù)，人工成本較高。

3）選煤樓精煤運(yùn)輸系統(tǒng)輸送機(jī)走廊坡度為15°，整機(jī)都鋪設(shè)在15°走廊上，輸送機(jī)尾高差達(dá)6.3 m，輸送機(jī)頭高差為15 m，存在較大安全隱患，日常管理和維護(hù)困難，給職工作業(yè)安全帶來(lái)隱患。

3 輸送系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)踐

針對(duì)原有精煤輸送系統(tǒng)存在的問(wèn)題，對(duì)輸送系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化設(shè)計(jì)本著力爭(zhēng)靈活、簡(jiǎn)捷，減少中間環(huán)節(jié)，便于管理的原則，經(jīng)過(guò)綜合考慮主要從以下三方面入手。

3.1 合理選擇精煤儲(chǔ)煤場(chǎng)的位置

精煤儲(chǔ)煤場(chǎng)的設(shè)置要利于安全生產(chǎn)，且工藝流程合理。依據(jù)《煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定及塔山白洞井煤礦的生產(chǎn)和銷售特點(diǎn)，從洗選精煤的能力，考慮設(shè)計(jì)足夠儲(chǔ)存能力的存儲(chǔ)設(shè)施，最終確定精煤儲(chǔ)煤場(chǎng)規(guī)格是：長(zhǎng)×寬×高為60 m×60 m×13 m，儲(chǔ)煤量為0.03 Mt，位置距離701輸送機(jī)頭130 m。采用棧橋式結(jié)構(gòu)，并加棚支護(hù)，本著占地少、投資節(jié)省，且滿足環(huán)保的要求進(jìn)行建設(shè)。

3.2 精煤運(yùn)輸系統(tǒng)的構(gòu)建

確定了精煤儲(chǔ)煤場(chǎng)的位置以后，合理布置輸送系統(tǒng)。洗煤廠701輸送機(jī)保持不變，與精煤儲(chǔ)煤場(chǎng)之間新增一部帶式膠帶輸送機(jī)，為NN200-7（4.5+1.5）輸送帶，采用頭部變頻電機(jī)90 kW+減速機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，其安全性能符合MT147-1995標(biāo)準(zhǔn)。這樣形成了新的精煤運(yùn)輸系統(tǒng)：洗煤廠701精煤皮帶－新精煤皮帶－精煤儲(chǔ)煤場(chǎng)。新鋪設(shè)輸送機(jī)走廊坡度為0°～10°，整機(jī)全長(zhǎng)130 m，傾角10°。輸送機(jī)走廊長(zhǎng)26 m，中間架采用12#槽鋼，長(zhǎng)度為6 m。H架采用12#槽鋼單橫梁結(jié)構(gòu)，φ76鋼管，輸送機(jī)尾高差5.062 m，輸送機(jī)頭高差10.084 m，精煤運(yùn)輸系統(tǒng)各部輸送機(jī)如表1所示，選煤樓改造后精煤運(yùn)輸系統(tǒng)如圖2所示。

表1 精煤運(yùn)輸系統(tǒng)各部輸送機(jī)

圖2 選煤樓改造后精煤運(yùn)輸系統(tǒng)

3.3 安全保護(hù)設(shè)施

主精煤帶式輸送機(jī)配備綜合保護(hù)一套，控制線長(zhǎng)按180 m配置。皮帶機(jī)綜合保護(hù)裝置配備急停閉鎖、擴(kuò)音電話、跑偏（3對(duì)）、縱向撕裂、堆煤、煙霧、超溫灑水、速度、語(yǔ)音聲光報(bào)警、聯(lián)鎖等保護(hù)裝置。配拉線開(kāi)關(guān)，皮帶沿線每間隔50 m一個(gè)擴(kuò)音組合電話（含急停閉鎖）。通過(guò)采用各種安全保護(hù)措施，保障了運(yùn)輸系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高了職工作業(yè)的安全系數(shù)，并配置監(jiān)視系統(tǒng)1套，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)可視化。

主精煤帶式輸送機(jī)由原來(lái)的定頻電機(jī)改為變頻電機(jī)，型號(hào)是YBBP280M-4額定功率為90 kW，防爆等級(jí)為Exd I。變頻電機(jī)的改變使輸送機(jī)的啟動(dòng)方式發(fā)生了改變，采用了軟啟動(dòng)。采用變頻器驅(qū)動(dòng)之后，輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，大大降低了對(duì)輸送機(jī)帶強(qiáng)的要求，降低了設(shè)備的維護(hù)量。同時(shí)，利用變頻器的軟啟動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的軟啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)機(jī)械基本無(wú)沖擊，也大大減少了輸送機(jī)系統(tǒng)機(jī)械部分的維修量，提高了精煤運(yùn)輸皮帶運(yùn)行的安全性。

4 系統(tǒng)優(yōu)化效果及效益分析

通過(guò)對(duì)精煤輸送系統(tǒng)的優(yōu)化實(shí)踐，提高了系統(tǒng)的安全性能，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。輸送機(jī)由原先的4部膠帶輸送機(jī)改為了2部，大大縮短了運(yùn)輸距離，減少了設(shè)備及備品備件的儲(chǔ)備投入，提高了工作效率。輸送機(jī)走廊坡度由原先的15°改為0°～10°，輸送機(jī)尾、機(jī)頭高 差由原來(lái)的6.3 m、15 m，改為5.062 m、10.084 m，降低了設(shè)備安全隱患并保障了作業(yè)人員的安全。膠帶輸送機(jī)數(shù)量的減少，也相應(yīng)減少了人員的投入，每班可減免4名崗位操作工，三個(gè)班共減免12名崗位操作工，檢修工作量也相應(yīng)降低，每天檢修人員可減少2人，按每人每月工資為4 000元，14人每月共計(jì)節(jié)省56 000元，每年可節(jié)約67.2萬(wàn)元，節(jié)能提效效果明顯。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)塔山白洞井精煤輸送系統(tǒng)的優(yōu)化實(shí)踐，使該礦精煤輸送系統(tǒng)更加合理，運(yùn)行更加安全可靠。在生產(chǎn)活動(dòng)中，運(yùn)輸效率提高，且降低了電能損耗，使系統(tǒng)檢修工作量減小，也便于維護(hù)，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了安全系數(shù)，保障了職工的安全，達(dá)到了節(jié)能提效的目的。整個(gè)輸送系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)踐后，與該礦的生產(chǎn)運(yùn)輸系統(tǒng)相匹配，使塔山白洞井的精煤生產(chǎn)系統(tǒng)更趨合理，為同類型的精煤輸送系統(tǒng)優(yōu)化改造提供了參考和借鑒。