原煤數質量驗收自動化系統在豐海篩選廠的運用

陳亨譽

摘 要：為了降低工人的勞動強度，提高原煤進廠的計量準確性及所采煤樣的代表性，使所得原煤指標能更好的指導生產，文章自行設計了皮帶動態計量，輸送機端部采樣的原煤數質量驗收自動測量系統，在原煤采樣、計量工作中應用，取得良好效果。

關鍵詞：皮帶稱；端部采樣機；振動篩；除鐵器；多功能破碎縮分機

中圖分類號：TD948.9 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）08-0173-02

豐海礦生產的原煤經礦車運輸分別進入+50水平、-130水平、-330水平的原煤倉，然后通過1#、2#、3#皮帶機輸送直接進入我廠地面受煤倉。以前，礦井進廠原煤數量及質量驗收均由廠負責，具體是根據井下各驗煤點當班驗收人員檢尺換算、煤樣采制化驗后得出。該驗收方式存在以下問題：

①由于礦車來煤車數較多、煤種較雜，現場采樣耗時，礦車采樣樣量不足、代表性不夠，造成采樣化驗后數據波動較大，不符合文件要求。

②由于礦井生產點多面廣，煤種各異，所測容重的代表性不夠，加上驗收人員檢尺也存在人為誤差，造成實際計量數據不夠準確。

③篩選廠安排驗收人員下井驗收，將質量管理直接延伸至礦井各生產環節，一是廠礦工作職責不明確，增加篩選廠的工作難度；二是削弱了礦井源頭質量管理的職能，礦井存在質量管理的依賴性。

④礦井進煤驗收點現有3個，其中+50水平安排二班人員5人，-130水平安排三班人員11人，-330水平安排三班人員11人，因此井下驗收人員27人，同礦井人員設置存在重疊，造成人力資源浪費。。

⑤廠、礦驗收人員齊聚井下，工作質量得不到有效發揮，現場管理方面的效能監察難度加大。

1 原煤數質量驗收自動測量系統簡介

豐海篩選廠使用的自動采樣機是采用端部采樣形式，系統采用一級采樣一級篩分一級破碎二級縮分的方式，其主要技術指標為：①輸送皮帶機帶寬度B=800 mm；②輸送皮帶機運行速度為V=2 m/s；③輸送皮帶機輸煤量為Q=180 t/h；④輸送皮帶機煤層高度≤450 mm；⑤采樣機采樣頭開口為600 mm。

原煤計量使用的是賽摩新N17系列皮帶秤：由于涉及廠、礦之間公司內部的煤量結算，因此皮帶秤動態累計誤差選擇低于貿易結算精度要求檔次（即±0.25%），具體選型為：賽摩新N17系列皮帶秤。

2 原煤數質量驗收自動測量系統工藝主要技術流程

2.1 端部自動采樣裝置運動原理

用電動裝置控制溜槽采樣器周期性地往復動作，完成采樣任務。當自動采樣裝置控制系統開始啟動，推桿帶動溜槽采樣器向煤流方向翻轉，由限位開關或時間繼電器自動控制停止運行，采樣器橫截面煤的全斷面取得一定量的煤樣，然后在推桿作用下將收回溜槽采樣器，完成一個子樣的采取過程。

自動采樣裝置控制系統，用兩個接近開關，標記采樣和復位位置，位于采樣溜槽的下部，現場控制箱手動和自動可調。自動控制原理為：取相依附設備運行信號，各采樣裝置分別以各自參照點為基準開始計時，在上位機程序中設置開關位置和計時器。而自動采樣裝置計時時間間隔嚴格按照采樣精密度要求設定，并根據生產需要隨時調整；手動采樣裝置，當自動采樣裝置出現故障時，用人工根據采樣規定翻動采樣溜槽采取煤樣。

2.2 賽摩新N17系列皮帶秤計量原理

電子皮帶秤稱重橋架安裝于輸送機架上，當物料經過時，計量托輥檢測到皮帶機上的物料重量通過杠桿作用于稱重傳感器，產生一個正比于皮帶載荷的電壓信號。速度傳感器直接連在大直徑測速滾筒上，提供一系列脈沖，每個脈沖表示一個皮帶運動單元，脈沖的頻率正比于皮帶速度。稱重儀表從稱重傳感器和速度傳感器接收信號，通過積分運算得出一個瞬時流量值和累積重量值，并分別顯示出來。

2.3 原煤數質量驗收自動測量工作流程

原煤進入指定驗收自動測量范圍區域，豐海礦1#皮帶機自動稱重量（皮帶稱）→數量傳送廠調度室→原煤進入采樣皮帶機頭→自動采樣→入50 mm振動篩→進入破碎縮分機→化驗煤樣一份、（廠、公司）存查煤樣一分、全水分→確認煤種→輸入智能系統→送制樣間交接。

3 實際使用效果

為能在同等條件下替代人工采樣，煤驗收計量，最大限度減少誤差和勞動力，及時準確地提供檢驗數據，豐海篩選廠對自動采樣機在采樣效果和皮帶稱計量效果進行檢測。

3.1 采樣時間間隔

子樣的分布采用等時間間隔方式，其間隔由下式確定：

T≤60×Q/GN

式中：

T為時間間隔，min；Q為采樣單，t；G為煤流量，t/h；N為子樣個數。

子樣數目：每天通過豐海礦1#皮帶機的原煤量在1 200 t左右，最多1 700 t，作為一批，按1 700 t計算，根據國標規定應采取子樣數目78個，即：

N=n■=60■=78

子樣質量：由于豐海礦1#皮帶機的原煤經采取的煤樣通過一級直線篩篩分后到<50 mm的，所以最應采取的子樣質量為5 kg。

T≤60×Q/GN=（60×1 700）（180×78）=7.2 mim

將自動采樣機采樣時間間隔設定為7 mim，每拉1 700 t的原煤在約566 min，煤流量平均180 t/h，可以保證在此時間內至少采樣78個。

3.2 采樣系統精密度核對

測試在該機穩定運行的條件進行，通過系統測試檢驗該機采樣與制樣的代表性，依據國標GB 474-2008煤樣的制備方法和GB 475-2008商品煤樣人工采取方法標準，評判該機采制樣品的精密度所能達到在水平，對采煤樣機的性能檢驗，包括采樣代表性檢驗、子樣量，粒度分布及水分損失檢驗，采樣精密度計算、制樣系統性能的檢驗等內容。經檢驗，結果如下：

①采樣系統的采樣精密度達到1.46%，優于國家標準規定的2.0%的要求，所采集的樣品不存在系統誤差。

②制樣系統所獲得的最終樣品與二級于煤灰Ad的差值的20組平均值分別為0.71%和0.73%，優于國家標準規定的0.70%～1.75%的要求，所制備的樣品不存在系統誤差。

3.3 電子皮帶稱計量系統精密度核對

為了使電子皮帶稱滿足計量中的技術要求，如靜態線性度、零點穩定性、分辨限、偏載、最大誤差、動態累計誤差、重復性、空稱最大累計等，因此測試在該機穩定運行的條件進行，通過系統測試檢驗該機計量代表性，通過電子皮帶稱實物檢驗與汽車電子衡進行比對，在檢驗精度連續3次穩定在規定范圍內0.25%方合格。

4 取得的經濟和社會效益

通過以上綜合分析得出，將“人工礦車點面檢尺驗收，采樣”的落后工藝模式轉變為“皮帶稱動態計量，輸送機端部采樣”的新工藝模式。從經濟上分析：不僅降底采樣勞動強度、節約人工成本（驗收崗位人員減員23人×5萬元/人=115萬元），同時大大提礦車采樣樣量不足、代表性不夠，造成采樣化驗后數據波動較大而影響生產篩選；從企業效益分析：廠、礦驗收人員齊聚井下，工作質量得不到有效發揮，改造后現場管理方面的效能監察工作得到了強化。

5 結 語

通過采用在豐海礦1#皮帶機中部靠近機頭15 m位置安裝原煤皮帶秤電子計量系統，頭部安裝自動采樣機，運行證明改變了傳統的進廠原煤的驗收繁瑣方式，同時有效減少驗收崗位人員，提高進廠原煤數（質）量驗收的準確性和公正性，各項性能指標達到規程及設計要求。

參考文獻：

[1] 田克娜.集中控制系統在慈林山煤礦選煤廠的應用[J].煤，2014，（8）.