大屯選煤中心倉上配倉設備及煤倉清堵問題研究

張奇

摘要：在國家煤炭市場去產能的大環境下，煤炭企業要追求利潤，就得將由不斷提高產量轉移至降低噸煤完全成本指標上。選煤作為現有國內大部分煤炭企業煤炭生產不可或缺的重要環節，如何在選煤廠生產中降低經營成本，從而降低噸煤完全成本，增強市場競爭力，為企業創造更多的經濟效益至關重要。不論是原煤還是經過洗選后的產品或矸石，在運輸至煤倉倉頂后可直接進倉或采用運輸設備配倉入倉。倉上設備的布置方式與條件、配倉設備的選擇均會影響選煤廠經濟效益。

關鍵詞：運輸系統；配倉設備；優化實踐

1 概況

選煤廠倉上配倉設備設施大多采用刮板輸送機配倉、帶式輸送機配倉和溜槽直接入倉。刮板輸送機配倉的優缺點如下：① 刮板輸送機采用箱體鏈條帶動刮板輸送物料，生產運行過程中物料在箱體內部；② 在刮板輸送機開孔布置閘板，物料由閘板空洞卸載至煤倉內，便可輕松實現多個煤倉配倉；③ 刮板輸送機輸送物料均在箱體內部，避免了灑煤現象；④ 刮板輸送機箱體可以采用封閉式，最大限度減少煤塵，改善工人工作環境；⑤ 運輸矸石或較大塊煤時故障率高，設備維護量大。帶式輸送機配倉的優缺點如下：① 相比刮板輸送機，帶式輸送機結構簡單，易維護；②與刮板輸送機相比，同等輸送能力時帶式輸送機配備的電機功率相對較低；③ 帶式輸送機運輸撒煤較多，增加工人勞動強度；④ 卸料一般采用機頭單點卸料，煤倉頂帶式輸送機一般輸送機距離較短，中部卸料器不易安裝。直接入倉溜槽設計的優缺點：① 無動力設備，全程依靠重力運輸，節約能耗，維護量小；② 受空間制約，布置位置及落點僅可選擇在上倉帶式輸送機卸料點附近。

2 倉上設備布置方式

多座大直徑原煤倉可采用卸載點原煤溜槽直接入倉+刮板輸送機配倉方式。矸石倉一般會設計1 座，最好選擇直接入倉方式。產品倉若分多種產品倉時，塊煤產品倉首選直接入倉方式，或帶式輸送機轉載運輸，以減少運輸環節，避免二次破碎。末煤需要配倉時選擇刮板輸送機。

3 倉上設備選擇與空間布置的優缺點

原煤倉倉上設備選擇與空間布置優缺點：（1）原煤倉多為多座圓筒倉，配倉設計直接入倉+刮板輸送機配倉方式；（2）采用褲衩型溜槽直接配倉設計可減少刮板輸送機的啟車，節約能耗，降低設備磨損；（3）同時上倉及配倉設備一般都為單線設備，在配倉設備出現故障時可采用直接入倉方式，避免影響礦井生產；

（4）刮板輸送機配倉可采用閘板多點卸料，配倉均勻，倉儲效率高；（5）原煤含有較多末煤，刮板輸送機運輸配倉不會出現撒料，避免工人清理，降低勞動強度。

矸石倉倉上設備選擇與空間布置的優點：（1）矸石運輸中雜物較多，采用直接入倉方式可減少運輸環節，降低能耗及設備磨損。集團正通選煤廠技術改造后將刮板輸送機改為直接入倉方式運輸矸石。（2）需要配倉時采用帶式輸送機運輸，帶式輸送機故障處理時間遠遠小于刮板輸送機，而且維護量相對較少。大屯選煤中心原煤西倉即將刮板輸送機改為了帶式輸送機運輸矸石。

產品倉倉上設備選擇與空間布置的優點：（1）末煤產品中顆粒較小，無其它雜物，選擇刮板輸送機配倉對設備的磨損較輕，細顆粒物不易拋灑，避免工人清掃衛生。（2）中塊煤的經濟價值較高，采用直接入倉或帶式輸送機運輸盡可能降低運輸過程中的二次破碎。

4 煤倉清堵方案

入洗原煤上料均勻是保證跳汰機洗選穩定性、提高入洗原煤分選效率的必要條件，分選煤質差別較大的原煤時，直接影響洗煤質量。上煤速度和多少不均，造成跳汰床層不穩定，無法保持床層處于最優的分選狀態。加之給料不穩定會導致床層不穩定，造成分選不清，影響洗煤質量。設計初期，煤倉形式是按照生產的煤種和煤倉容積確定的等截面雙曲線結構的煤倉，煤顆粒要克服各種阻力（煤顆粒間的摩擦力和煤顆粒與倉壁間的摩擦力），在重力作用下使之成整體向倉口流動，倉壁的傾角隨之加大，使原煤沿壁面流動的重力分力逐漸變大，重力對壁面的擠壓力分力逐漸變小。按照最初設計的煤倉，倉堵率非常小。但由于原煤性質發生變化，黏結性變強，在重力擠壓分力不變的情況下，本來松散的煤粒被擠壓成團，其所受的擠壓、錯動增大，再加上煤種水分的黏結性作用，便使煤顆粒的內外摩擦阻力急劇加大，特征尺寸變大，流動速度變慢，當這種阻力與煤的自重相等時，煤流便中斷。而上部原煤在重力作用下黏結在倉壁上，堵塞了原煤的流動空間，致使原煤流動的面積減少，使原煤沿煤倉壁面的流動的重力小于煤面的摩擦力時，引起煤流動不利，造成煤倉內部原煤的流動性由整體流動轉變為線性流動，最終導致煤倉下煤不利或蓬煤堵倉，形成堵倉事故。通過現場觀察，分析煤倉蓬堵的整個過程發現，煤倉的蓬、堵與煤倉的出口大小及倉壁傾角有關，即煤倉的出口越大，越不容易發生堵塞；倉壁的傾角越大，越不容易發生堵塞。但在煤倉出口尺寸和倉壁傾角不易改變的情況下，只有通過外力沖擊集聚在周圍的滯留的原煤，打破滯留區域的平衡力，使原煤松散順利下滑。洗煤廠技術人員通過對現場的實際情況的觀測，分析煤倉蓬堵的原因，自主設計出一套清堵方案：倉壁振動機，即在原煤倉的出口上部 2m ～ 3m處的倉壁易沾煤處對稱安裝兩臺自制振動機（可以結合現場的實際情況，選擇安裝數量）振動機是利用它的強阻型振動、穩定的振幅傳遞給滯留煤層激振力，激振力通過傳動連桿傳遞給振動鐵板，沖擊集聚在周圍的滯留的原煤，打破滯留區域的平衡力，使原煤松散順利下滑。安裝自制振打機有兩種方案，一是安裝后人工操作，二是自動化操作。自動化操作原理是通過在溜煤口下方運輸皮帶上方加裝一個行程開關自動控制振打機的啟動后或停止。當原煤倉正常自主落煤時，行程開關在煤流的推動力作用下連桿驅動開關分斷，振打機不工作；當煤倉發生斷煤時（即發生了堵倉），行程開關復位，發送斷煤信號，并且啟動振打機開始運轉，使貼壁原煤在振打力的作用下打破煤顆粒間的各種阻力，在重力的作用下向煤倉出口流動，最終達到整個煤倉內原煤整體流動，解決煤倉蓬堵煤問題。總體看，自動化操作比人工操作的優勢更大，效率更高。上煤均勻、穩定、可靠，精煤質量得到有效保證。

5 結束語

隨著市場需求的不斷變化，入洗單一煤種被動適應市場已經不合時宜，而優化煤源采用多種原煤配洗以主動迎合市場成為洗煤廠洗選加工發展的必然趨勢，也是增強企業競爭力的必然選擇。不同原煤的配洗會對洗選系統提出更高的要求，尤其是黏結性強的煤種，容易導致煤倉堵煤或堵煤現象的發生。倉壁振動機清堵效率高，保證了洗煤系統的穩定運行，值得推廣應用。

參考文獻

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[2] 王勇，張永杰，閆紅新，秦強，董玉革. 矸石連續運輸系統的可靠性分配屋[J]. 煤礦機械. 2016（06）

（作者單位：江蘇沛縣大屯煤電集團選煤中心）