DTL 長距離彎曲帶式輸送機(jī)在選煤廠的應(yīng)用

翟中朝

(西山晉興能源有限責(zé)任公司 斜溝煤礦選煤廠，山西 興縣 033602)

西山晉興能源公司斜溝煤礦選煤廠位于山西省興縣魏家灘鎮(zhèn)，是一座現(xiàn)代化礦井型選煤廠。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為3 000 萬t/年，分兩期完成，一期年處理能力1 500 萬t，主要入洗8號(hào)煤，已于2010年2月12日投產(chǎn);二期于2011年9月1日投產(chǎn)。

在該廠的初始設(shè)計(jì)中，采用多條直線帶式輸送機(jī)，經(jīng)多次轉(zhuǎn)載對(duì)矸石進(jìn)行外排。后因其工程量及后續(xù)維護(hù)量大，經(jīng)調(diào)研改用DTL 大運(yùn)量長距離帶坡彎曲帶式輸送機(jī)，在生產(chǎn)過程中取得了良好效果。為此，對(duì)其成功應(yīng)用彎曲皮帶輸送機(jī)進(jìn)行研究，以便推廣使用。

1 矸石外排常規(guī)設(shè)計(jì)方案

1.1 矸石外排路線

該廠的矸石最終堆放地選在距離主廠房約3 km的沖溝內(nèi)。采用從沖溝分水嶺最高點(diǎn)逐漸向下游分級(jí)堆放矸石的方式排矸。該排矸場地計(jì)算庫容為1 350 萬m3，可滿足斜溝礦矸石排放正常使用5年。

矸石從主廠房運(yùn)輸至901 矸石緩沖倉，該倉為d18 m 圓筒倉，能儲(chǔ)存9 000 t 矸石，儲(chǔ)存時(shí)間0.56天。該緩沖倉位于主廠房西北側(cè)，據(jù)主廠房中心的直線距離約175 m。

排矸場矸石倉位于主廠房東南側(cè)(靠南)，其距離主廠房中心的直線距離約1 299 m。901 矸石緩沖倉與排矸場矸石倉之間的直線距離為1 367.6 m。排矸場矸石倉為2 個(gè)d15 m的圓筒倉，每個(gè)倉容量為5 200 t，可儲(chǔ)存矸石10 400 t，能滿足選煤廠正常生產(chǎn)10.4 h的矸石儲(chǔ)存需要。

通過以上數(shù)據(jù)可看出，901 矸石緩沖倉與排矸場矸石倉之間形成的排矸線路長，且因受地形限制，按常規(guī)設(shè)計(jì)方案需4 條長度約240.57 m、510.52 m、155 m、677 m的直線帶式輸送機(jī)，經(jīng)3 個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)，才能將矸石運(yùn)至矸石山外排，其運(yùn)輸路線總長約1 583 m。

1.2 常規(guī)方案實(shí)施后的突出問題

1.2.1 人員部署問題

該設(shè)計(jì)方案若實(shí)施，需要崗位操作人員8 人，分別部署在皮帶機(jī)尾、機(jī)頭、3 個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)、驅(qū)動(dòng)間、裝運(yùn)點(diǎn)，按三班倒計(jì)算，需人員24 人。因經(jīng)過多次轉(zhuǎn)載，揚(yáng)塵增大，皮帶走廊及轉(zhuǎn)載點(diǎn)余煤增加，按三班倒計(jì)算，需衛(wèi)生清理人員12 人。一條矸石外排路線就需人員36 人。其人員多于主洗車間正常生產(chǎn)崗位人數(shù)，相當(dāng)于篩分車間總?cè)藬?shù)。相對(duì)于設(shè)計(jì)年產(chǎn)量3 000 萬t，職工只有500 人的斜溝煤礦選煤廠來說，無疑是一個(gè)負(fù)擔(dān)。

1.2.2 設(shè)備檢修量及故障率問題

4 條直線帶式輸送機(jī)和3 個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)，不可避免的使設(shè)備數(shù)量及設(shè)備故障率增大。901 矸石緩沖倉儲(chǔ)存量為9 000 t，儲(chǔ)存時(shí)間0.56 天。若任一皮帶和轉(zhuǎn)載點(diǎn)在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)故障，檢修時(shí)間若超過8 h，將直接導(dǎo)致全廠停產(chǎn)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

選煤廠工藝系統(tǒng)布置要力爭系統(tǒng)靈活、簡捷、緊湊，應(yīng)減少轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)，才能節(jié)省投資、便于生產(chǎn)管理。為此，該廠采用了國內(nèi)先進(jìn)的新型長距離彎曲皮帶，來解決以上問題。

2 長距離彎曲皮帶輸送機(jī)的選用

2.1 彎曲皮帶輸送機(jī)的參數(shù)選擇

901 矸石緩沖倉與排矸場矸石倉之間的直線距離為1 367.6 m，受地形影響，其排矸路線的長度約為1.5 km。排矸場矸石倉為兩個(gè)d15 m的圓筒倉，每個(gè)倉容量為5 200 t，可儲(chǔ)存矸石10 400 t，能滿足選煤廠正常生產(chǎn)10.4 h的矸石儲(chǔ)存需要。

根據(jù)排矸路線的實(shí)際距離及生產(chǎn)工藝要求，斜溝煤礦選煤廠選用了大運(yùn)量長距離轉(zhuǎn)彎變坡帶式輸送機(jī)，全程1 475 m，落差89.7 m，輸送機(jī)共轉(zhuǎn)兩個(gè)彎，最大轉(zhuǎn)角47.7°(起點(diǎn)位于距離機(jī)尾963.6 m 處)，設(shè)計(jì)輸送量1 500 t/h。參數(shù)見表1:

表1 彎曲皮帶輸送機(jī)的參數(shù)

2.2 該皮帶輸送機(jī)的轉(zhuǎn)彎直徑及驅(qū)動(dòng)

該轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)是通過增加托輥槽角、將轉(zhuǎn)彎段的輸送帶內(nèi)曲線抬高、將托輥傾斜安裝，使輸送機(jī)在轉(zhuǎn)彎段運(yùn)行時(shí)平衡膠帶的內(nèi)移力，以保證輸送帶轉(zhuǎn)彎時(shí)的正常運(yùn)行。

本條輸送機(jī)的平面路線見圖1，全程有2 處轉(zhuǎn)彎。第一轉(zhuǎn)彎起點(diǎn)A 位于距離機(jī)尾166.6 m 處，轉(zhuǎn)角29.5°，半徑300 m;第二轉(zhuǎn)彎起點(diǎn)B 位于距離機(jī)尾972.6 m 處，轉(zhuǎn)角47.7°，半徑500 m。

圖1 皮帶機(jī)平面線路圖

轉(zhuǎn)彎承載段起點(diǎn)張力在考慮動(dòng)負(fù)荷的情況下，按滿載工況計(jì)算，充分保證了本條輸送機(jī)的可靠運(yùn)行。

輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)簡圖見圖2。

圖2 輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)簡圖

頭部采用3 臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)配比2∶1。

2.3 托輥選擇

托輥的選擇主要考慮托輥組的承載能力和壽命。選擇時(shí)考慮下列因素:載荷的大小及特征、輸送帶的寬度和運(yùn)行速度、使用條件、輸送機(jī)的工作制度、被運(yùn)送物料的性質(zhì)、軸承壽命、維修制度等。

2.3.1 托輥組的種類

托輥組是用于支承輸送帶及輸送帶上承載的物料，保證皮帶穩(wěn)定運(yùn)行的裝置，托輥組形式的選擇可根據(jù)托輥在不同部位的情況來選擇。本機(jī)上所有的托輥種類如下:

槽形托輥:用于承載分支輸送散狀物料，普通段采用35°槽形托輥;拐彎段采用60°深槽托輥。

V 形托輥:用于回程分支支撐輸送帶。

緩沖托輥:安裝在受料段下方，減小輸送帶所受的沖擊，延長膠帶壽命。

過渡托輥:安裝在滾筒與第一組托輥之間(或拐彎曲線過渡段)，可使輸送帶逐步成槽或由槽形展平，以降低輸送帶邊緣因成槽延伸而產(chǎn)生的附加應(yīng)力，同時(shí)也防止輸送帶展平時(shí)出現(xiàn)撒料現(xiàn)象。

2.3.2 托輥間距的確定

托輥間距應(yīng)滿足兩個(gè)條件:即輥?zhàn)虞S承的承載能力及輸送帶的下垂度。托輥間距應(yīng)配合考慮該處的輸送帶張力，使輸送帶獲得合適的垂度。

3 經(jīng)濟(jì)效益

3.1 人員部署上產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

該廠采用DTL 大運(yùn)量長距離帶坡彎曲帶式輸送機(jī)，在同一排矸路線上，相比用4 條直線帶式輸送機(jī)和3 個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)的方案，崗位操作工減少12 人，清掃衛(wèi)生人員減少6 人，大量縮減了人員數(shù)量。按此來計(jì)算:

崗位操作工，減少12 人，每人每月工資按7 000元計(jì)算，每年少支付工資:

12 ×7 000 ×12=100.8 萬

清掃衛(wèi)生人員，減少6 人，每人每月工資按2 000元計(jì)算，少支付工資:

6 ×2 000 ×12=14.4 萬

每年從人員部署上，節(jié)省開支115.2 萬。

3.2 設(shè)備檢修量減少、故障率降低帶來的經(jīng)濟(jì)效益

矸石外排雖是一套獨(dú)立系統(tǒng)，但在901 矸石緩沖倉滿后，若矸石外排系統(tǒng)還不能正常啟動(dòng)，就會(huì)直接影響全廠正常生產(chǎn)。901 矸石緩沖倉儲(chǔ)存量為9 000 t，儲(chǔ)存時(shí)間0.56 d，即在平時(shí)生產(chǎn)過程中，故障停車檢修時(shí)間超過8 h，將直接導(dǎo)致停產(chǎn)。

經(jīng)對(duì)其他選煤廠的調(diào)研，因帶式輸送機(jī)電氣及機(jī)械故障導(dǎo)致檢修時(shí)間超過8 h的頻率為每年每條皮帶2 次，因該廠為大型選煤廠，且原煤中含矸量大，故障頻率按3 次計(jì)算。每次影響時(shí)間按平均超出3 h計(jì)算，則3 條皮帶(除去彎曲帶式輸送機(jī)的故障影響時(shí)間)每年影響生產(chǎn)時(shí)間為27 h。

按該廠每小時(shí)2 000 t的原煤處理量來計(jì)算，每噸原煤按400 元計(jì)算，每年將會(huì)直接損失:

36 ×2 000 ×400=2 160 萬

3.3 增加除塵設(shè)備、掃地泵等設(shè)備的費(fèi)用

若采用初始設(shè)計(jì)方案，因轉(zhuǎn)載點(diǎn)往往出現(xiàn)煤塵大的現(xiàn)象，需增加小型除塵設(shè)備3 臺(tái)，按增加1 臺(tái)除塵設(shè)備需8 萬元來計(jì)算(包括設(shè)備購置費(fèi)、安裝費(fèi)等的綜合費(fèi)用計(jì)算)，3 處轉(zhuǎn)載點(diǎn)需24 萬。

因沖洗水及皮帶上的余煤及煤泥水會(huì)排入轉(zhuǎn)載點(diǎn)一層的排水溝，應(yīng)在轉(zhuǎn)載點(diǎn)增加掃地泵，按每增加1 臺(tái)掃地泵5 萬元來計(jì)算(按設(shè)備購置費(fèi)、安裝費(fèi)等綜合費(fèi)用來計(jì)算)，共需15 萬元來安裝掃地泵。

轉(zhuǎn)載點(diǎn)安裝除塵設(shè)備、掃地泵共需39 萬元。

4 結(jié)束語

該廠采用DTL 長距離彎曲帶式輸送機(jī)減少了工程量及縮減了人員數(shù)量，減少設(shè)備故障率及設(shè)備維護(hù)量，使設(shè)備維護(hù)更加方便。同時(shí)，使該廠工藝系統(tǒng)的布置更靈活、簡捷、緊湊，減少了轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)，節(jié)省投資、便于生產(chǎn)管理。因此，該項(xiàng)技術(shù)在受地形制約及需長距離運(yùn)輸?shù)倪x煤廠建設(shè)中可以得到廣泛的應(yīng)用。

［1］馬慶林.轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的研究及應(yīng)用［J］.礦山機(jī)械，2006(11):94－95.

［2］毛 君，夏秋仲.平面彎曲帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)彎段受力淺析［J］，煤礦機(jī)械，2006(4):599－601.

［3］莊 嚴(yán).平面彎曲帶式輸送機(jī)的研究及應(yīng)用［J］.煤礦機(jī)械，2008(2):108－111.