王家嶺選煤廠輸送系統提能改造研究

白晉杰

（山西王家嶺煤業有限公司， 山西 忻州 036700）

1 項目概況

王家嶺煤礦選煤廠隸屬于王家嶺煤業有限公司，原設計處理能力5.00 Mt/a，選煤廠的煤源來自王家嶺礦井。王家嶺礦井目前開采煤層為4 號煤層，該煤層剩余原煤可采儲量15 965.26 萬t，按年產量800 萬t 計劃可生產約20 年。井田開采原煤煤種為氣煤，且硫分較低（原煤硫分＜0.50%）。王家嶺選煤廠采用分級重介分選，200～13/8 mm 塊煤采用重介淺槽分選機分選，13/8～8/1.5 mm 末煤采用有壓二產品重介旋流器分選，8～0 mm 粉煤可旁路可入洗，1.5～0.25 mm 粗煤泥采用螺旋分選機分選，-0.25 mm 細煤泥采用加壓過濾機和壓濾機聯合回收。該選煤廠原煤倉前系統小時能力通過與礦井匹配為2 000 t，原煤倉后系統小時通過能力按1 100 t 設計，洗選系統小時處理能力為946.97 t[1-2]。

王家嶺礦井于2019 年11 月提升能力，至2020年8 月底，礦井日均提煤量可達到2.8 萬t。目前選煤廠日均全粒級處理能力1.7 萬t，遠低于礦井提能后的能力。為平衡生產系統，保證王家嶺選煤廠通過較小的改造快速達到連續穩定運轉，對選煤廠輸送系統進行提能改造的實踐研究。

2 輸送系統提能改造方案分析

通過較少的改造快速實現系統能力的提升，投資少，見效快；改造方案要采用先進、可靠、節能的新工藝，新技術；改造要充分考慮現場生產情況，要減少對礦井生產的影響。本次改造方案在基本不影響礦井正常生產的情況下，通過篩末煤旁路實現王家嶺選煤廠能力由5.00 Mt/a 提能到10.00 Mt/a。本次提能改造主要通過輸送系統的提能實現選煤廠快速提能改造，基本不涉及其他系統提能。本次輸送系統提能改造將能力不足的帶式輸送機驅動更換為永磁電動滾筒，實現輸送系統能力的提升。通過對王家嶺選煤廠進行全面梳理，選煤廠輸送系統提能改造的內容如下。

2.1 135 號原煤收集帶式輸送機改造

135 號原煤收集帶式輸送機原參數為：帶寬B=1 600 mm，輸送量Q=1100 t/h，運輸距離L=115.5 m，運輸速度v=3.15 m/s，傾角α=0°；改造目的為將運量提高到Q=2 200 t/h；經計算，需要功率162 kW，建議選擇200 kW，滿足要求。

改造方案如下：頭部增加一臺永磁滾筒，直徑1 000 mm；將原有驅動滾筒、機頭架、驅動裝置及驅動裝置架拆除；更換為永磁滾筒，機頭架的強度不足，需要更換機頭架；修改相關的安裝地腳，加強土建梁；需要進行拉緊裝置改造，加大重錘箱，增加重錘塊，加固機尾架。為了便于驅動滾筒的安裝需要增加膠帶，現場截斷安裝后再硫化；對機頭溜槽局部改造[3-4]。

2.2 3101 號原煤帶式輸送機改造

3101 號原煤帶式輸送機原參數為：帶寬B=1 600 mm，輸送量Q=1 100 t/h，運輸距離L=107 m，運輸速度 v=3.15 m/s，傾角 α=17.45°～（-1）°；改造目的為將運量提高到Q=2 200 t/h，經計算，需要功率260 kW，建議選擇315 kW，滿足要求。

改造方案如下：頭部增加一臺永磁滾筒，直徑1 000 mm；增加逆止器一臺；將原有驅動滾筒、機頭架、驅動裝置及驅動裝置架拆除；更換為永磁滾筒，機頭架的強度不足，逆止器只能裝在永磁滾筒一端，會加長兩個固定座之間的距離，導致機頭架一側會變寬，機頭架需要更換；修改相關的安裝地腳，加強土建梁；垂拉處兩個直徑為630 mm 的改向滾筒及支架需要更換，拉緊裝置需要進行改造，加大重錘箱，增加重錘塊，拉緊架加固，加強土建梁。

2.3 201 號原煤帶式輸送機改造

201 號原煤帶式輸送機原參數為：帶寬B=1 600mm，輸送量Q=1 100 t/h，運輸距離L=157 m，運輸速度 v=3.15 m/s，傾角 α= 18°～9°；改造目的為將運量提高到Q=2 200 t/h；經計算，需要功率413 kW，選擇2×315 kW（雙驅），滿足要求。

改造方案如下：頭部和尾部各增加一臺永磁滾筒，直徑1 000 mm；增加逆止器一臺；

原有驅動滾筒、機頭架、驅動裝置及驅動裝置架拆除；更換為永磁滾筒，機頭架的強度不足，逆止器只能裝在永磁滾筒一端，會加長兩個固定座之間的距離，導致機頭架一側會變寬，機頭架需要更換；修改相關的安裝地腳，土建梁需要加強；原有機尾改向滾筒、機尾架拆除；機尾驅動滾筒旁需增加一臺直徑為630 mm 的改向滾筒，增大圍包角，機尾架重新更換；垂拉處一個直徑為800 mm，兩個直徑為630 mm的改向滾筒及支架需要拆除、更換，拉緊裝置需要進行改造，加大重錘箱，增加重錘塊，加固拉緊架，加強土建梁；對機頭溜槽局部改造[5-6]。

尾部驅動滾筒不開或者故障時，為了增加產能，機頭驅動滾筒功率選型為315 kW；為了機頭和機尾驅動滾筒功率匹配，機尾驅動滾筒功率選型為315 kW。此方案僅適用于正常生產，若機尾驅動滾筒故障，皮帶機可以減量生產；若機頭驅動滾筒故障，單靠尾部驅動滾筒運行，會導致尾部驅動滾筒打滑，不能實現減量生產。

2.4 3102 原煤配篩刮板輸送機（重型）改造

3102 原煤配篩刮板輸送機原參數為：B=1 800 mm，Q=1 100 t/h，L=7.8 m，v=0.97 m/s，α=0°。改造目的為將運量提高到Q=2 200 t/h。經計算，需要功率31 kW，建議選擇37 kW，滿足要求。

改造涉及到的內容：更換驅動裝置及驅動裝置架。

2.5 3103、3104 原煤分級脫泥篩改造

原參數為：ABS3073 單層香蕉篩，距出料端3 m處篩縫為Φ6 mm，其余篩孔為Φ13 mm；改造目的為提高篩分能力。

改造方案：將13 mm 篩板更換為50 mm 篩板。

2.6 配電控制改造

本次改造設計需在現有主廠房低壓配電室增加新配電柜，對3101G 改造設備進行配電；在篩分車間配電室增加新配電柜，為201G 原煤帶式輸送機和原煤收集帶式輸送機135 進行供電。目前篩分車間設置2 臺1 000 kVA 變壓器，負荷率分別為45%、40%左右；改造后，兩臺變壓器負荷率約75%左右，滿足本次改造要求。

本次改造的設備均納入集中控制系統，重新修改控制程序，對四臺變頻器驅動的設備進行控制，在篩分車間控制分站增加相應模擬量控制模塊。

3 建設工期與投資估算

王家嶺選煤廠輸送系統提能改造工程的建設經過勘察設計、施工準備、施工建設、聯合試運轉及竣工驗收等階段的實施，項目總工期60 d。其中：設計、設備訂貨、設備招標、與設備廠家簽訂設備采購合同需要10 d，設備加工周期45 d，設備安裝3 d，設備調試2 d。影響礦井生產的時間為設備安裝和設備調試5 d，其他時間不影響礦井生產。王家嶺選煤廠增效技術改造項目估算靜態投資925.68 萬元。其中：土建工程30.34 萬元，設備及工器具購置費694.60 萬元，安裝工程148.78 萬元，工程建設其他費用25 萬元，工程預備費26.96 萬元。

4 效果分析

王家嶺選煤廠輸送系統提能改造項目已完成改造建設，從聯合試運轉的情況來看，輸送系統運輸情況穩定，能達到選煤廠生產系統的運輸要求，對于輸送系統提能改造項目的建設是成功的。當前，改造后的輸送系統已投入到生產實踐當中。生產實踐表明，通過改造后，輸送能力完全滿足選煤廠10.00 Mt/a的處理能力。同時改造后，輸送系統設備故障率大大降低，設備維修量明顯下降，同時設備電耗及設備配件的更換也相對減少，降低了設備維護成本。王家嶺選煤廠輸送系統提能改造項目為企業創造了較好的經濟和安全效益。