管狀帶式輸送機(jī)在長距離輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用和探討

＊王鵬軍

（晉能控股裝備制造集團(tuán) 山西 048000）

1.項(xiàng)目概述

華昱煤化工有限責(zé)任公司化電熱一體化示范項(xiàng)目（240萬t/a氨醇）、100萬t/a甲醇制清潔燃料（MTG）項(xiàng)目建成后，初期需煤2.40Mt/a，考慮到后期可能擴(kuò)大生產(chǎn)能力，輸煤工程的設(shè)計按照保留3.00Mt/a的能力考慮，擬建一部管狀帶式輸送系統(tǒng)將寺河二號井洗煤廠末煤輸送到華昱工業(yè)園。輸送系統(tǒng)尾部在洗煤廠受料；頭部設(shè)計在華昱煤化工有限責(zé)任公司高硫煤潔凈利用循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園煤場轉(zhuǎn)載站內(nèi)，系統(tǒng)在此卸料。

2.我公司管狀帶式輸送機(jī)的運(yùn)行情況

本項(xiàng)目位于寺河二號井洗煤廠和華昱公司之間，用一條輸送皮帶把洗煤廠和華昱公司連接起來，即運(yùn)煤起點(diǎn)為寺河二號井洗煤廠末煤裝車倉，終點(diǎn)為華昱公司內(nèi)2#轉(zhuǎn)載站，整個工程位于晉城市澤州縣川底鄉(xiāng)和村和周村岸村之間，距晉城市約30km。

(1)管狀帶式輸送機(jī)路線設(shè)計原則

設(shè)計本著線路短，少打隧道、少開明渠，靠近公路和繞開村莊、避開高山的思想，減少空間轉(zhuǎn)彎，提高膠帶機(jī)的性能參數(shù)和降低工程造價。在《可行性研究報告》的基礎(chǔ)上再次通過實(shí)地踏勘，并進(jìn)一步進(jìn)行了多方案比較，本設(shè)計對管狀帶式輸送機(jī)運(yùn)輸線路進(jìn)行了近一步優(yōu)化。本項(xiàng)目運(yùn)距長，地形復(fù)雜，起伏劇烈。線路沿線高壓線、溝谷山丘、村莊、以及零散居民、公路較多。本次線路設(shè)計遵循以下原則：

①盡可能減少邊坡處理工程。

②盡量避開居民點(diǎn)、民房和工業(yè)建筑等，以減少拆遷量。

③充分利用山地、荒地，減少占用耕地。

④盡量減少大填大挖而引起的環(huán)境破壞。

⑤盡量避開滑坡、崩塌等不良地質(zhì)條件的地段。

⑥與各高壓線的距離滿足輸變電規(guī)范要求。

⑦與高速路等交通要道滿足最低限界要求。

⑧線路優(yōu)化，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，投資較省的原則。

⑨便于施工和運(yùn)行管理。

⑩管狀帶式輸送機(jī)輸煤長廊盡量遠(yuǎn)離村莊，確需經(jīng)過村莊附近的要建設(shè)隔聲墻，防止噪聲污染村民。

(2)系統(tǒng)工藝流程

寺河煤礦二號井選煤廠末煤裝車倉（已建）→BC1普通帶式輸送機(jī)（含201電子皮帶秤）→PC1管狀帶式輸送機(jī)→BC2普通帶式輸送機(jī)→華昱工業(yè)園內(nèi)2#轉(zhuǎn)載站。

寺河煤礦二號井選煤廠地面新建有4個直徑為18m的圓筒倉，每個筒倉下設(shè)有4個倉口，順著出車方向，每兩個倉口組成一套定量裝車系統(tǒng)。本次輸煤工程設(shè)計利用最南邊的末煤裝車倉，設(shè)計只改造其中的一套裝車系統(tǒng)，另外一套保留，可以繼續(xù)裝汽車。

設(shè)計利用末煤裝車倉下順著出車方向，最南側(cè)的兩個倉口，將其改造為向帶式輸送機(jī)給料。將定量裝車系統(tǒng)所用的兩臺甲帶給煤機(jī)能力都增大到1000t/h，然后通過甲帶給煤機(jī)將煤轉(zhuǎn)載至BC1帶式輸送機(jī)上，BC1帶式輸送機(jī)沿著垂直于圓筒倉中心線且與出車方向平行的方向，將煤轉(zhuǎn)載至約130m外的T1轉(zhuǎn)載房。為了方便稱量寺河煤礦二號井選煤廠輸送的原煤重量，在BC1帶式輸送機(jī)距離機(jī)頭約20m的距離設(shè)置1臺201電子皮帶秤及校驗(yàn)裝置，要求在使用中其自動稱量物料時的動態(tài)累計誤差不大于2%。

所輸送的原煤在T0轉(zhuǎn)載房由BC1帶式輸送機(jī)將煤轉(zhuǎn)載至PC1管狀帶式輸送機(jī)的尾部，由約8km的BC2管狀帶式輸送機(jī)將煤運(yùn)至華昱工業(yè)園，并在華昱工業(yè)園設(shè)置T1轉(zhuǎn)載房，將煤轉(zhuǎn)運(yùn)至BC2帶式輸送機(jī)上，由BC2帶式輸送機(jī)將煤運(yùn)至約110m外的2#轉(zhuǎn)載站。

(3)系統(tǒng)技術(shù)特征

①系統(tǒng)處理能力：300萬t/a，1000t/h。

②工作制度：300d/a，三、八制，二班生產(chǎn)，一班檢修。

③主要設(shè)計設(shè)備：見表1所示。

表1 主要設(shè)計設(shè)備

A.寺河煤礦二號井選煤廠煤倉至管狀帶式輸送機(jī)機(jī)尾受料點(diǎn)（T0轉(zhuǎn)載房）BC1普通帶式輸送機(jī)線路總長約133m，B=1200mm，速度v=2.5m/s，小時運(yùn)量1000t/h，驅(qū)動方式為頭部單電機(jī)驅(qū)動，裝機(jī)功率P=132kW，采用防爆電機(jī)，電壓380V，減速器B3SH10-31.5+N+FAN型，采用垂拉拉緊形式。膠帶EP-200 B1200X5X(4.5+1.5)。

B.地面PC1管狀帶式輸送機(jī)輸煤管狀帶式輸送機(jī)機(jī)頭機(jī)尾滾筒中心距8188.2m，實(shí)際全長8281m，設(shè)備本體總重約8474.888t，管徑Φ400mm，速度v=4.0m/s，小時運(yùn)量1000t/h，裝機(jī)功率為頭尾四驅(qū)電機(jī)，驅(qū)動方式為頭部3×1250kW+尾部1×1250kW，變頻軟啟動，電壓10kV，減速器采用B3SH16+FAN型，采用復(fù)合張緊形式。管狀帶式輸送機(jī)膠帶采用管狀帶式輸送機(jī)專用防寒型鋼繩芯膠帶ST3150-B1600×（8+8）。

C.管狀帶式輸送機(jī)機(jī)頭（T1轉(zhuǎn)載房）至華昱工業(yè)園區(qū)內(nèi)2#轉(zhuǎn)載站（已建）BC2普通帶式輸送機(jī)。線路總長約131m，B=1200mm，速度v=2.5m/s，小時運(yùn)量1000t/h，驅(qū)動方式為頭部單電機(jī)驅(qū)動，裝機(jī)功率P=132kW，采用防爆電機(jī)，電壓380V，減速器B3SH10-31.5+N+FAN型，采用垂拉拉緊形式。膠帶采用EP-200 B1200X5X(4.5+1.5)。

D.其它生產(chǎn)輔助設(shè)備

包括：在線皮帶探傷檢測裝置1套；電子皮帶秤及其校驗(yàn)裝置1套；采樣機(jī)和在線煤質(zhì)分析系統(tǒng)1套；皮帶廊道結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)1套；配電控制系統(tǒng)1套；其它檢修、保護(hù)設(shè)備等。

④主要輸送物料

本次管狀帶式輸送機(jī)輸煤工程主要供應(yīng)末煤產(chǎn)品，塊度＜13mm，灰分（Ad）≤23%，水分（Mf）≤9%，硫分（St.ad）≤3%。選煤廠建成后，根據(jù)先進(jìn)的選煤工藝，完全能滿足其對供煤煤質(zhì)的要求。

(4)管狀帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)特征

圖2 管狀帶式輸送機(jī)托輥布置圖

①管狀帶式輸送機(jī)剖面。管狀帶式輸送機(jī)輸送原理與普通帶式輸送機(jī)相同，由驅(qū)動裝置驅(qū)動滾筒，輸送機(jī)膠帶靠滾筒與膠帶的摩擦力使輸送物料的膠帶進(jìn)行周圈轉(zhuǎn)動，進(jìn)而來輸送物料。所不同的是，普通帶式輸送機(jī)物料在形成平形或槽形截面的膠帶上進(jìn)行輸送，而管狀帶式輸送機(jī)使物料在形成管狀截面的膠帶內(nèi)進(jìn)行輸送。由于有載（上）分支和無載（下）分支的膠帶均是管狀形，所以可用下（無載）分支向反方向輸送物料。但要設(shè)置特殊的加料及翻帶等裝置。如圖1所示。根據(jù)本項(xiàng)目實(shí)際，該系統(tǒng)回程不運(yùn)料。

圖1 管狀帶式輸送機(jī)剖面結(jié)構(gòu)

②托輥組結(jié)構(gòu)及布置。管帶式輸送機(jī)在膠帶成型段，托輥采用管狀帶式輸送機(jī)專用托輥組（正六邊形托輥組）（見下圖）；在展開段，為了保證膠帶順利成型，出入專用托輥組之前后設(shè)置角度可調(diào)的上下可變槽角過渡托輥和糾偏托輥，以保證托輥與膠帶緊密接觸和防止膠帶的跑偏。管帶式輸送機(jī)成型段托輥間距：根據(jù)受力及成管要求，在滿足膠帶垂度的要求下，確定直線段和彎曲段的托輥間距，以滿足輸送帶維持管狀和轉(zhuǎn)彎的要求。直線段：1600mm；圓弧段：1200mm。對于非管狀段（展開段）托輥按膠帶打開時的相應(yīng)帶寬要求配置托輥。托輥組間距為：承載段1200mm，非承載段3000mm。在導(dǎo)料槽區(qū)域的承載托輥400mm。

③管狀帶式輸送機(jī)基本構(gòu)成。管狀帶式輸送機(jī)一般由3部分組成，即尾部過渡段、成型段和頭部過渡段。從尾部滾筒至膠帶成管狀狀這段距離為尾部過渡段，受料口一般設(shè)在這段范圍內(nèi)。在過渡段內(nèi)，膠帶由平形而變?yōu)椴坌?，最后同物料一起卷成管狀狀。成形段，膠帶被呈正六邊形布置的托輥組強(qiáng)制卷成管狀，煤炭在密閉的管狀內(nèi)隨膠帶穩(wěn)定運(yùn)行，并且能夠?qū)崿F(xiàn)小轉(zhuǎn)彎半徑的水平或多項(xiàng)轉(zhuǎn)彎。當(dāng)輸送帶到達(dá)頭部過渡段后，膠帶同煤炭一起由管狀狀過渡為槽形，并在頭部滾筒處變?yōu)槠叫涡读稀?/p>

3.項(xiàng)目亮點(diǎn)及優(yōu)化建議

(1)減少粉塵污染

如果采用汽車運(yùn)煤，運(yùn)輸過程對公路及沿線的污染十分嚴(yán)重。公路沿線的植物都將蒙上黑色煤灰，路面煤塵越積越多，公路兩旁的建構(gòu)筑物越來越黑。運(yùn)煤車在公路上不停的行駛，可使路面粉塵向上、下、左、右擴(kuò)散，致使在公路附近的空氣中煤粉塵到處蔓延，長期在這種條件下工作、生活，容易得呼吸道及肺部疾病，對沿線村民日常生活帶來巨大的影響。

本項(xiàng)目建成后，可保證末煤（原料煤、動力煤）在封閉的管狀帶式輸送機(jī)內(nèi)運(yùn)輸，沿線基本無粉塵污染。

(2)降低PM2.5濃度

如果采用汽車運(yùn)輸，由于運(yùn)煤量較大，導(dǎo)致運(yùn)煤汽車車數(shù)量眾多，尾氣排放量十分突出。本項(xiàng)目建成后，可降低PM2.5濃度，為當(dāng)?shù)丨h(huán)境改善作較大貢獻(xiàn)。

(3)減少廢氣污染

如果采用汽車運(yùn)輸，由于運(yùn)煤量較大，導(dǎo)致運(yùn)煤汽車車數(shù)量眾多，尾氣排放量十分突出。項(xiàng)目建成后，可減少大量運(yùn)煤汽車，可為減少廢氣污染作貢獻(xiàn)。

(4)減少噪聲污染

由于運(yùn)煤隊(duì)伍龐大，運(yùn)煤汽車數(shù)量眾多，多種噪音此起彼伏，嚴(yán)重影響沿線附近人員生活和休息。項(xiàng)目建成后，噪聲影響將大為減少。

(5)減少對沿線公路的影響

當(dāng)前，運(yùn)煤車單車載重量越來越大，因重車作用導(dǎo)致路基不均勻沉陷和路面產(chǎn)生嚴(yán)重龜裂，路面破損速度加快，范圍擴(kuò)大，使路面的使用壽命越來越短，企業(yè)投入的道路維護(hù)費(fèi)越來越高。

(6)減少交通安全事故

“珍愛生命遠(yuǎn)離貨車”大家都很熟，原因就是經(jīng)常報道的交通事故大部分是因?yàn)樨涇囁鶎?dǎo)致的，而全國的統(tǒng)計事實(shí)也證明貨車往往是交通事故中的罪魁禍?zhǔn)?。?shù)據(jù)顯示，2012年，全國貨車交通事故造成18621人死亡，約占交通事故死亡人數(shù)28%，接近三分之一。所以：珍愛生命，遠(yuǎn)離貨車，更要遠(yuǎn)離運(yùn)煤大貨車。本項(xiàng)目建成后，可減少沿線車輛數(shù)量，相關(guān)人員會減少交通安全事故、生命安全又多了一份保障。

(7)利于企業(yè)對末煤運(yùn)輸?shù)墓芾?/h3>

據(jù)其他企業(yè)的調(diào)查了解，目前汽車運(yùn)輸存在一些管理上的難題，主要有：運(yùn)輸途中沿途掉煤、失煤、優(yōu)質(zhì)煤被調(diào)換為劣質(zhì)煤，甚至于矸石的現(xiàn)象特別嚴(yán)重，給企業(yè)每年帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。項(xiàng)目建成后，由于采用管狀帶式輸送機(jī)封閉式運(yùn)輸，將不再存在這些管理難題，也會為企業(yè)挽回一筆巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

(8)改善企業(yè)財務(wù)狀況

目前寺河煤礦二井至華昱工業(yè)園公路運(yùn)輸總里程約11km，按目前價格費(fèi)用高達(dá)18元/噸（含稅）。按目前運(yùn)輸240萬噸計算，年運(yùn)輸費(fèi)用達(dá)4320萬元。經(jīng)計算，建成寺河煤礦二井至華昱工業(yè)園運(yùn)煤系統(tǒng)后年運(yùn)營費(fèi)1805.312萬元/年，相比汽車運(yùn)輸每年節(jié)約約2514.688萬元。即通過管狀帶式輸送機(jī)將煤運(yùn)往華昱工業(yè)園運(yùn)輸費(fèi)只有約7.52元/噸，大大低于采用汽車運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用。

4.結(jié)論

綜上所述，環(huán)保、低碳、節(jié)能、安全、高益是本運(yùn)煤系統(tǒng)建成后的特點(diǎn)，對企業(yè)是效益工程，對社會、民眾是民心工程。因此山西晉煤集團(tuán)寺河煤礦二號井管狀帶式輸送機(jī)輸煤工程建設(shè)既是必要的，也是可行的。