某選煤廠矸石入倉系統改造

尹學輝

（晉能控股煤業集團大地選煤工程有限責任公司， 山西 大同 037038）

1 背景情況

某選煤廠屬礦井型動力煤選煤廠，選煤廠服務年限同礦井為60.4 年，年處理原煤10.0 Mt，日處理能力為30 303.03 t，小時處理能力為1 893.94 t。選煤工藝為：150～25（13）mm 塊煤采用重介淺槽分選，25（13）～1.5 mm 末煤脫泥有壓三產品重介旋流器分選，1.5～0.25 mm 粗煤泥螺旋分選，-0.25 mm 煤泥水濃縮+加壓過濾+壓濾回收的聯合工藝。作為生產的靈活性原煤分級環節有6 mm 脫粉作業。隨著調試運行以來，矸石配倉刮板機磨損嚴重，現有的刮板機已無法滿足生產需要，多次出現刮板鏈條落、脫現象，嚴重影響正常生產，急需對其進行改造。

2 現狀分析

2.1 刮板機的工作原理

將敞開的溜槽，作為煤炭、矸石或物料等的承受件，刮煤棒固定在鏈條上作為牽引構件。當電機啟動后通過減速機給驅動鏈輪一個傳動扭矩，驅動鏈輪旋轉，使刮板鏈循環運行帶動物料沿著溜槽移動，使物料在機頭或溜槽中間閘板位置卸料。刮板鏈繞過鏈輪作無級閉合循環運行，完成物料的輸送。刮板機示意圖，如圖1 所示。

圖1 刮板機示意圖

2.2 選煤廠矸石進倉刮板機常見故障

在實際生產過程中因刮煤棒長時間在煤炭上方運行，磨損不一致，導致底襯板上的矸石粉末無法刮走，導致物料越聚越多，造成飄鏈現象；刮板機在運行中部分矸石隨刮板鏈一起運動，最終卡在鏈輪與鏈條間造成鏈條、連接環、鏈輪非正常咬合，形成跳鏈現象；跳鏈未及時發現，刮板機繼續運行，最終導致鏈條完全從鏈輪中跳出。選煤廠常見故障如圖2 所示。

圖2 選煤廠刮板機常見故障圖

2.3 因刮板機故障影響生產次數及時間

因現場作業空間制約，每次處理飄鏈或跳鏈現象從停煤到開始帶煤需0.5 h 左右，每次處理掉鏈問題從停煤到開始帶煤需2 h 左右。抽調選煤廠集控臺賬下頁表1，記錄一個月內刮板機出現故障停煤次數。

表1 選煤廠集控臺賬

根據記錄顯示，一個月內因刮板機故障影響帶煤次數，飄鏈8 次；跳鏈7 次；掉鏈4 次；其他故障1 次，影響時間3 min，可忽略不計。共計影響生產時間如下：單月影響生產時間=飄鏈次數×處理時間+跳鏈次數×處理時間+掉鏈次數×處理時間=8×0.5 h+7×0.5 h+4×2 h=15.5 h；全年影響生產時間=12×單月影響生產時間=12×15.5 h=186 h。

應安全需要，全廠設備運轉閉鎖（即下游設備停車，上有設備全部停車），矸石進倉刮板機為生產最后一個設備，所以當矸石進倉刮板機出現故障停車時，上游設備及水、介質系統全部停止，嚴重影響選煤廠設備開機率，進而影響生產能力，急需進行改造。

3 實施改造

3.1 制訂方案

選煤廠技術人員通過現場調查得出刮板機故障頻繁原因如下：刮板機安裝空間小，不利于維護；刮板機質量問題造成磨損快；矸石量大，且粒度大；刮板機自身原因導致鏈條出現故障概率大。

經分析，上述原因均不可避免，因此無法從根本上解決刮板機反復出現問題，因此選煤廠決定整體對矸石配倉設備進行改造。因膠帶輸送機具有效率高、設備故障少、適用范圍廣和運輸維護成本低等優點[1]，并且能夠滿足現場安裝和使用條件，所以決定將刮板機更換為膠帶輸送機。

3.2 實施

將原刮板機拆除，并測量現有場地空間，決定安裝一部膠帶輸送機（機長18.3 m，與原刮板機一致），具體數據見表2。

表2 膠帶輸送機設計托輥間距經驗數據

該皮帶應用于矸石配倉皮帶，因物料堆積密度大于1.6t/m3，因此安裝托輥間距為承載托輥1000mm，回程支撐托輥間距3 000 mm。皮帶安裝示意圖，如圖3 所示。

圖3 皮帶安裝示意圖

為了防止浪費，決定采用原刮板機電機作為膠帶輸送機的動力裝置，因該皮帶上游皮帶寬為1 200 mm，轉速為3.15 m/s，防止所安裝膠帶輸送機處理能力不足，導致選煤廠無法滿負荷進行洗選，所以新安裝膠帶輸送機需新配備減速機使其皮帶轉速匹配，因其轉載物料為矸石且粒度較大，對膠帶的沖擊力較大，為保證其使用壽命選用膠帶輸送機EP400-1200×5×（4.5+1.5）[2]。

根據所設計要求，施工人員安裝設備，并且在皮帶上方安裝蓋板，防止物料及煤塵四濺，具體如圖4 所示。

圖4 安裝的膠帶輸送機現場圖

4 改造效果

將矸石倉上轉載刮板機改為膠帶輸送機后，設備運行正常，且運行2 個月以來，膠帶輸送機僅出現一次因崗位工打掃衛生觸碰拉繩開關導致全場停車的事故。由此表明，該項改造從根本上解決了因矸石進倉設備故障導致頻繁停車的情況，保證了設備的開機率，給選煤廠帶來了較大的經濟效益。