陽煤二礦選煤廠儲煤系統(tǒng)的優(yōu)化與應(yīng)用

郭建斌

陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司二礦選煤廠

陽煤二礦選煤廠儲煤系統(tǒng)的優(yōu)化與應(yīng)用

郭建斌

陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司二礦選煤廠

對陽煤二礦選煤廠儲煤系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，總結(jié)出制約選煤廠正常生產(chǎn)的問題，提出了儲煤系統(tǒng)具體的改造方案，并進(jìn)行了投產(chǎn)后的效益分析。

儲煤系統(tǒng)；優(yōu)化；應(yīng)用

coal storage system；optimization；applications

引言

陽煤二礦選煤廠是一座年生產(chǎn)能力為8.0Mt/a的大型礦井型選煤廠，主要洗選產(chǎn)品有洗中塊（80mm～25mm）、洗小塊（25mm～13mm）、末精煤（-13mm）、混末煤（-13mm）、中煤、矸石、煤泥等。洗塊煤、末精煤、混末煤（電煤）、煤泥鐵路外運(yùn)，其中有部分混末煤需要汽車外運(yùn)；中煤倉儲后汽車外運(yùn)，矸石倉儲后由絞車和汽車運(yùn)至矸山，煤泥晾干火車或汽車外運(yùn)。由于生產(chǎn)能力逐步加大、石太線鐵路運(yùn)輸能力有限和供車不均衡，產(chǎn)品運(yùn)輸環(huán)節(jié)和儲存緩沖能力不足制約著選煤廠正常生產(chǎn)。隨著近年來選煤廠產(chǎn)量的逐步增加，鐵路運(yùn)輸能力更加緊張，選煤廠儲煤系統(tǒng)的改造勢在必行。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

1.1 陽煤二礦選煤廠儲煤系統(tǒng)原煤儲存能力及緩沖時間

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，陽煤二礦選煤廠儲煤系統(tǒng)中原煤儲存能力不足，各儲煤倉（場）緩沖時間較短，對選煤廠品種煤的均衡生產(chǎn)有較大的影響。具體數(shù)據(jù)見表1和表2。

表1 選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)能力計(jì)算表（8.0Mt/a）

表2 原煤及產(chǎn)品倉（場）緩沖時間表

1.2 陽煤二礦選煤廠制約生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有：

1.2.1 原煤儲存能力，只有兩天多的緩沖時間，較3～7天的儲存要求明顯太短。

1.2.2 末煤只有8.34小時的緩存時間，需增加末煤儲存能力或加快裝車速度。

1.2.3 末精煤現(xiàn)有3個倉，緩存時間15小時，需把預(yù)留煤倉盡快建起，緩存時間可增至1.25天。

1.2.4 限下末煤理論計(jì)算有7.11小時的緩存，實(shí)際生產(chǎn)中限下末煤可出可不出，不出時與小塊和在一起，對選煤廠生產(chǎn)影響不大。

2 系統(tǒng)優(yōu)化

為改善儲煤系統(tǒng)不適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的狀況，新建末原煤儲煤場，增大末原煤儲存能力，陽煤二礦選煤廠對生產(chǎn)系統(tǒng)各流程、設(shè)備和環(huán)節(jié)等進(jìn)行摸底、分析，綜合所有利弊后確定了在地形地貌和取堆煤俱佳的思漢溝新建儲煤場。從選煤廠原有十四號轉(zhuǎn)載點(diǎn)（233機(jī)頭）開始經(jīng)新建儲煤場、原煤經(jīng)運(yùn)輸轉(zhuǎn)載到末煤系統(tǒng)（2208機(jī)尾）為止，并將儲煤場設(shè)計(jì)為既可以存儲末煤又可以堆放原煤以適應(yīng)生產(chǎn)需要。

3 實(shí)施要點(diǎn)

3.1 儲煤場

合理利用思漢溝地形新建末煤儲煤場，平面長軸方向?yàn)槟媳毕颍员毕蚰铣世瓤谛螤睿L度260m，北側(cè)寬度32m，南側(cè)寬度100m。由于儲煤場所在位置地形南北高差較大，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時為求做到在滿足使用功能的基礎(chǔ)上，盡量利用自然地形條件，選擇適宜的豎向布置，使平面布置緊湊合理，節(jié)約用地；同時在豎向布置在采用臺階式布置，設(shè)置兩個平臺，上部南平臺標(biāo)高752m～756m，下部北平臺標(biāo)高為728.5m～732.5m，順地形走向，爭取減少填挖方工程量，使場區(qū)內(nèi)填挖方工程量基本平衡。

儲煤場由落煤棧橋和返煤地道組成。落煤棧橋采用兩條，上部南平臺一條，下部北平臺一條，均采用水平布置，卸料小車卸料。上、下部兩平臺落煤棧橋，各棧橋高度設(shè)置合理，不高不低，儲煤儲量大。上煤臺由落煤筒一、落煤筒二及兩節(jié)高架鋼棧橋構(gòu)成落煤棧橋一；下煤臺由落煤筒三、落煤筒四及兩節(jié)高架鋼棧橋構(gòu)成落煤棧橋二；上下煤臺各設(shè)一條返煤地道，兩條返煤地道串聯(lián)布置。在上煤臺設(shè)置兩個通風(fēng)地道和通風(fēng)房，在下煤臺設(shè)置一條通風(fēng)地道和通風(fēng)房。在儲煤場上下煤臺之間新建24號轉(zhuǎn)載點(diǎn)，24號轉(zhuǎn)載點(diǎn)地面上和地面下均能溝通儲煤場的上下煤臺。

3.2 儲煤

儲煤場末煤接自原十四號轉(zhuǎn)載點(diǎn)233機(jī)頭溜槽。經(jīng)輸送機(jī)（2210）把末煤轉(zhuǎn)載至24號轉(zhuǎn)載點(diǎn)（儲煤場上下煤臺之間位置），然后通過分岔溜槽分別給到上下兩個煤臺的落煤棧橋2211、2212輸送機(jī)，2211、2212輸送機(jī)通過卸料小車進(jìn)行卸料，卸后的末煤分別堆入上下兩個煤臺內(nèi)，上煤臺（南）可堆放18×10kt，下煤臺（北）可堆放12×10kt，整個煤場至少有30×10kt儲量。

3.3 返煤

儲煤場利用受煤坑、返煤地道返煤。上下煤臺各設(shè)一條返煤地道，兩條返煤地道串聯(lián)布置。每個地道設(shè)有上受煤漏斗，配有振動給煤機(jī)給料，給煤機(jī)單臺給料能力為500t/h～800t/h，每兩臺聯(lián)合工作。上煤臺返煤地道設(shè)有6臺給煤機(jī)，下煤臺返煤地道設(shè)有8臺給煤機(jī)。上煤臺返煤地道內(nèi)輸送機(jī)2227上的煤在24號轉(zhuǎn)載點(diǎn)跌落到下煤臺返煤地道內(nèi)輸送機(jī)2228上，2228輸送機(jī)上的煤給下煤臺北端25號轉(zhuǎn)載點(diǎn)內(nèi)2236輸送機(jī)送至2208G皮帶機(jī)上，經(jīng)分叉漏斗可以進(jìn)入末煤裝車系統(tǒng)也可以進(jìn)入原煤系統(tǒng)返煤入洗。

3.4 工藝系統(tǒng)設(shè)備的控制

思漢溝儲煤系統(tǒng)的所有設(shè)備都納入集控系統(tǒng)，由控制室集控工實(shí)施集中控制。按工藝流程特點(diǎn)，在新建低壓配電室內(nèi)設(shè)PLC站，選用GE系列PLC可編程控制器通過以太網(wǎng)與原有集控室內(nèi)PLC主站連接，實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)集中控制，完成全廠信號采集、設(shè)備控制、工藝參數(shù)調(diào)控等功能。該集控系統(tǒng)具有集中和就地控制兩種控制方式，兩種控制方式可實(shí)現(xiàn)無擾動轉(zhuǎn)換。集控具有自動集控（按程序自動發(fā)信號、起停車）和手動集控（手動發(fā)信號、起停車）兩種方式。手動集控方式可以按需要隨時開、停任一設(shè)備，對工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和人工干預(yù)可調(diào)控參數(shù)。就地控制方式用于檢修、試車，也是保證生產(chǎn)的最基本后備。為保證人身及設(shè)備安全，設(shè)有起、停車預(yù)告信號、禁起和設(shè)備故障報警信號及緊急停車信號。自動集控、手動集控以不同頻率的聲光信號予以預(yù)告。集控程序設(shè)計(jì)按逆煤流起車和順煤流停車的原則，即保證了最短起、停車時間，又防止壓煤等事故。調(diào)度人員和巡檢工人都可以解除設(shè)備的運(yùn)行，以免造成人員傷亡及減少故障損失。起車過程、運(yùn)行過程和停車過程原則上設(shè)備間按逆煤流閉鎖，凡因存料可能造成設(shè)備跑料使車間環(huán)境惡化的設(shè)備，具有跳轉(zhuǎn)功能。通過對采集的工藝參數(shù)進(jìn)行處理，自動形成工藝參數(shù)的工況歷史曲線，與控制指標(biāo)所做出的報警線相比較，如遇“超限”則實(shí)時報警，及時實(shí)調(diào)控有關(guān)參數(shù)，使選煤廠的工藝數(shù)量、質(zhì)量關(guān)系嚴(yán)格控制在預(yù)定范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)以最大經(jīng)濟(jì)效益為目的的生產(chǎn)控制，并已達(dá)到國內(nèi)外先進(jìn)的領(lǐng)先水平。

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

儲煤系統(tǒng)的優(yōu)化與改造使得上煤臺堆原煤增加18×10kt的原煤儲存場，原煤緩沖時間增加到8.89天，下煤臺堆末煤增加12×10kt的末煤儲存場，緩沖時間增加了8.53天。

圖1 儲煤系統(tǒng)設(shè)備流程圖

圖2 儲煤系統(tǒng)平面布置圖

由于鐵路供車不均衡與礦井原煤生產(chǎn)不平衡的問題，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年因鐵路供車不均衡造成停產(chǎn)14.87個工作日，影響產(chǎn)量438960噸，除去洗耗，洗選產(chǎn)品355557.6噸，每噸按平均價200元計(jì)算，全年損失355557.6噸×200元/噸=71，111，520元，每年影響7111萬元的收入。整項(xiàng)工程概算約3000萬元，而每年增加7111萬元的收入，3000÷（7111÷12）=5.06月，六個月即收回投資，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

4.2 社會效益

由于儲煤場建在兩山夾一溝內(nèi)，陽煤二礦選煤廠在其北邊一側(cè)建了540m2的擋風(fēng)抑塵墻，在西側(cè)修建了520m2的圍墻，并增加了灑水裝置，以達(dá)到加強(qiáng)煤場表面固化、防止粉塵飛揚(yáng)的效果，因此，新儲煤場的修建既不會對周邊環(huán)境造成影響，又減少了其它儲煤場的堆煤量，使局部的環(huán)境污染得到了有效的控制和明顯的改善，促進(jìn)了二礦地區(qū)和陽泉市的環(huán)境質(zhì)量的進(jìn)一步好轉(zhuǎn)、推進(jìn)園林化城市環(huán)境建設(shè)。

5 結(jié)語

陽煤二礦選煤廠儲煤系統(tǒng)的優(yōu)化與改造項(xiàng)目平面布置緊湊合理，利用自然地形條件，選擇適宜的豎向布置，減少土石方量，在有效滿足生產(chǎn)需要的同時注重環(huán)境綠化，避免環(huán)境污染，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，對其它儲煤能力不足的礦井具有重要的借鑒作用，應(yīng)用前景較為廣闊。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.22.024