塊煤防破碎技術集成在劉河選煤廠的組合應用

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.永城職業學院，河南 永城 476600)

無煙煤作為我國煤炭市場中一個重要的品種，盡管其生產和消費所占比重不大，但由于資源稀缺性和廣泛運用性，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格方面的優勢也日益凸顯。為此，最大限度地提高塊煤產率、降低塊煤限下率、保證塊煤質量，是當前企業提高經濟效益和市場競爭力的重要途徑。

目前，國內外在塊煤防破碎領域均進行了長期研究，并取得了較多成果，河南焦煤集團[1-2]、永城煤電集團公司[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及入倉方式等措施，使塊煤產率從14.58%提高至16.45%[5]，但大多數措施是針對洗選后的轉載[6]、入倉等環節[7-8]，幾乎沒有涉及塊原煤運輸環節。劉河選煤廠根據物料破碎的基本形式和碰撞理論，通過分析塊煤在轉載、運輸、篩分入倉等各個環節破碎的主要表現形式和機理[9]，從改造生產環節入手，從塊原煤轉載環節開始，復合使用了多種塊煤防破碎技術和管理措施，減少了塊煤破碎，降低了塊煤限下率，顯著提高了經濟效益和社會效益。

1 塊煤生產現狀

劉河礦原煤脆且易碎，洗選塊精煤經轉載、篩分、入倉后，塊煤限下率高達20%～25%，產品指標遠遠達不到客戶要求，需運至煤場經再次篩分方可銷售，篩下物再運至返煤場地，擇機組織返選。塊煤在廠內運輸、裝車篩分過程中也會增加破碎幾率，且篩下物返選重復占用生產資源，還不符合環保要求。通過對比分析近幾年劉河選煤廠塊煤產率和生產銷售數據，塊精煤產率在儲存和裝運過程中，最高損失達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，實現倉下直接裝車銷售具有重大的意義。

2 塊煤防破碎技術組合應用

為提高塊煤產率，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技術人員及一線工作人員，對塊煤轉載運輸、篩分、入倉等環節進行排查，試驗測定了關鍵轉載環節中塊煤破碎情況(表1)，通過分析塊煤破碎機理，針對不同環節進行改造，組合使用塊煤防破碎技術。

表1 關鍵轉載環節中塊煤破碎率試驗匯總Table 1 Summary of the result of test on rate of breakage of coarse coal at key transfer points %

2.1 轉載運輸防破碎技術

在洗選前后運輸過程中，塊原煤、塊精煤從上級設備到下級設備經溜槽轉載對塊煤破碎影響很大。煤塊在通過轉載溜槽時，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，必須想方設法減小塊煤的沖擊力。而受上下級設備本身條件限制，溜槽的高度不可更改，降低流速必將影響產量。只有添加輔助設備，減小塊煤下落時的落差及對塊煤的沖擊力，才可提高塊煤產率。

目前，大多數選煤廠在塊精煤轉載運輸環節中主要采用緩沖溜槽的形式[2]，劉河選煤廠也在塊原煤轉載運輸環節中使用了多級緩沖溜槽(圖1)，并在溜槽內敷設耐磨襯板，在落煤點處形成積煤面，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]主要由振動給料機、溜槽、信號傳感元件、PLC可編程序控制器、變頻調速器及自動控制監控程序等部分組成，工作原理如圖2所示。此裝置能保證溜槽內料位始終處于合理位差之間，可實現塊煤的連續給料。其不僅降低了破碎率，還改善了塊煤分選效果，提高了塊煤質量。改造后，該轉載環節塊原煤破碎率降低了3個百分點。

圖1 緩沖溜槽改造示意圖

圖2 塊煤連續給料的工作原理圖

2.2 篩分入倉防破碎技術

目前，塊煤洗選后大多需經篩分分級，形成洗中塊、洗小塊等不同產品。篩分后入倉方式主要有帶式輸送機小車、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，實現倉下直接裝車銷售，對比分析了各種防破碎方法的優缺點。相對于傳統煤倉，螺旋煤倉可起到提高塊煤產率和防止堵倉等作用，結合該廠實際生產情況，最終選擇螺旋溜槽入倉的方式，其結構如圖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，并且無機械故障，運營成本低。劉河選煤廠創造性的利用可控制料位的振動給料機，通過螺旋溜槽以蠕動方式將塊煤給入塊煤倉，解決了原生產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、鋼絲繩電動提升系統故障頻繁、物料因按安息角堆積影響倉容利用率、檢修維護量大等。

圖3 螺旋溜槽結構示意圖

2.3 裝車倉防破碎技術

劉河選煤廠洗中塊倉下采用往復式給料機，隨著給料機底板的往復運動，塊煤在倉內受到往復摩擦和擠壓，會產生一定的破碎，且倉下采用直接裝車銷售形式，不能調節放料高度，大落差勢必會造成塊煤的過度破碎。通過改造，采用倉下扇形閘板給料機，使塊煤自然滑落，還可根據裝車車廂的高度調節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號洗小塊倉下利用緩沖溜槽放料，該處落差約4 m，會造成塊煤的破碎。在改造為螺旋溜槽后，塊煤隨螺旋溜槽軌道劃入車廂內。改造后，該環節可使塊煤產率提高1個百分點。

2.4 加強生產過程管理

(1)積極加強與礦井的溝通協調，確保7#原煤倉倉位在合理范圍內，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，當倉位在10±0.5 m時，則停止生產。

(2)生產過程中運轉車間及調度室人員每班對各防破碎設施巡查不少于一次，發現問題及時匯報處理，確保各防破碎設施完好。

(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)根據礦井采掘工作面及煤質變化適時測定各轉載點塊煤產率。

3 經濟效益分析

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

表2 劉河選煤廠塊煤系統改造前后效果對比

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%，塊煤綜合產率比改造前提高了3個百分點，按原煤年產量45萬t、末精煤與塊煤平均差價100元/t計算，年可增加收入近150萬元。

4 結語

如何提高選煤廠產品綜合售價、實現效益最大化，是每個選煤廠的奮斗目標，也是體現選煤廠運營管理水平的重要指標。劉河選煤廠從塊原煤轉載、塊精煤轉載運輸、篩分、入倉、銷售等環節入手，通過一系列塊煤防破碎技術和管理措施的組合應用，特別是創新性的多級緩沖溜槽和可實現連續給料的塊煤防破碎裝置等，降低了塊煤在轉載運輸、篩分入倉過程中的破碎率，同時，塊煤產率比改造前提高了3個百分點，摸索出一條值得推廣的塊煤增產創效之路。

參考文獻：

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[10] 謝玉彥.可實現連續給料的塊煤防破碎裝置：ZL201520074889.8[P].2015-09-23.