城郊選煤廠火車外運裝車過程及質量控制實踐

徐世輝，楊周陽，姬吉星

(河南能源化工集團永煤公司 城郊選煤廠，河南 永城 476600)

城郊選煤廠火車外運裝車過程及質量控制實踐

徐世輝，楊周陽，姬吉星

(河南能源化工集團永煤公司 城郊選煤廠，河南 永城 476600)

分析了城郊選煤廠火車外運裝車過程與質量控制情況，針對裝車準備環節人工勞動強度大，人工清理車廂效率低且揚塵危害職工身體健康，裝車系統作業安全管理難度高，裝車過程中塊煤跌落破碎嚴重，裝車后續工作效率低等問題，通過采取一系列技術和管理手段，對外運裝車相關環節進行了改造和完善，實現了裝車過程的機械化與自動化，從而大大降低了職工的勞動強度，有效保證了裝車安全，減輕了煤塵對職工身體危害，并使裝車速度和質量得到明顯提升。

選煤廠；外運裝車系統；振動平煤裝置；液壓修復裝置；裝車速度

城郊選煤廠是隸屬于河南能源化工集團永煤公司的一座礦井型選煤廠，原設計能力2.40 Mt/a，于2003年順利投產并達到設計能力，后歷經數次擴能改造，目前生產能力達到5.00 Mt/a，選煤工藝為塊煤重介斜輪排矸、末煤兩產品重介旋流器分選、粗煤泥TBS分選和煤泥直接浮選聯合流程。該廠末煤可實現全部、部分入選或不入選，工藝靈活，自動化程度高，能夠根據市場需要和原煤性質靈活調整工藝技術參數和產品結構，以適應不同用戶的需要。洗選產品主要有：洗中塊、洗小塊、粒子煤、洗精煤、末原煤，屬低灰、低硫、低磷、高發熱量的優質年輕無煙煤，主要用于冶金、電力、化工、造氣和民用等行業[1]。

隨著城郊選煤廠主洗系統處理能力的提高，火車外運裝車系統負荷不斷增大。自建廠以來，該廠外運裝車系統從未進行過擴能升級改造，裝車作業自動化程度低，職工勞動強度大，作業環境惡劣，煤塵污染嚴重等一系列因素對職工的身體健康造成了很大影響。另外，人工清理車廂、人工平車、人工進行火車外脹修復勞動量大，不僅耗時費工，且效率低下，非常不利于人力資源的優化配置。此外，火車在選煤廠停留有嚴格的裝車時間限制，按照規定的車廂節數設有標準時間，超出標準時間外按小時收取選煤廠裝車延時費用，因此裝車速度慢、效率低導致選煤廠不得不支付大額的裝車延時費用，大大增加了選煤廠生產成本。鑒于此，城郊選煤廠亟待提高外運裝車工作機械化和自動化程度，以提高裝車速度和工作效率[2]。

1 存在問題

隨著入選能力的提高，城郊選煤廠外運裝車系統負荷也隨之增大，再加上客戶對產品質量要求愈來苛刻、選煤廠用工人員緊張、自動化程度較低等情況的存在，在正常生產過程中，城郊選煤廠外運裝車各個環節存在著不少問題。

1.1 裝車準備環節人工勞動強度大

城郊選煤廠裝運車間負責廠塊煤、末精煤、末原煤等產品火車外運，隨著主洗系統小時處理能力的提高，產品火車外運環節壓力越來越大，每天有上百節火車車皮需要清理，由于一直采用人工清車方式，因此不僅勞動強度大，耗費大量人力，并且清車效率低下。同時，人工清理車廂時揚起的大量煤塵也給職工身體健康造成了危害。

1.2 裝車系統作業安全管理難度高

由于裝運車間室外作業多，工作環境特殊，根據近幾年來同行業的安全狀況來看，對裝車過程的安全控制也至關重要。據統計，行業裝車車間發生的安全生產事故較選煤廠其他車間普遍偏高。

1.3 裝車過程中塊煤跌落破碎嚴重

城郊選煤廠塊煤裝車過程中塊煤產品通過膠帶運輸至下料溜槽后直接下落至車皮當中，而下料溜槽口與火車車皮底部之間高度有3 m以上，因此造成了塊煤產品的大量破碎，導致塊煤限下率時常高于公司和客戶的要求，給選煤廠造成了不必要的損失，也影響了企業形象。

1.4 裝車后續工作效率低

外運裝車車廂進入國鐵有著嚴格要求：裝車高度不能高出火車車廂10 cm，且車廂不能出現外脹現象。城郊選煤廠為保證裝車高度、車廂外脹程度在國鐵要求范圍內，采用人工平車與車廂外脹修復工作，但人工作業不僅勞動強度大，而且耗費時間長，因此造成了裝車延時費用增加，大大提高了選煤廠的生產成本。

2 技術手段

為提升外運裝車工作各個環節的機械化、自動化程度，提高外運裝車速度和質量，降低職工勞動強度，減少職工工作量，優化選煤廠人力資源配置，降低裝車延時費用，提高安全管理水平，最終達到安全高效裝車，城郊選煤廠通過技術和管理手段對外運裝車各個環節進行了一系列改造和完善，最終實現了安全高效裝車。

2.1 自制車皮清理工具來清理車皮

為改善職工工作條件，降低職工勞動強度，提高車廂清理安全性，經過選煤廠相關技術人員精心研究，自行研發了一套水力清車工具。該套工具由礦井廢棄高壓噴水槍頭、多級高壓泵、礦井廢舊管道及煤泥水澄清裝置組成。

具體實施方案如下：在城郊選煤廠裝車車間自建車皮清理用水蓄水池，架設管道至裝車倉東部；將管道與高壓噴水槍槍頭連接，高壓噴水槍槍頭在裝車2道、3道鐵路上方各配一個；在管道上設增壓管道泵，以提高噴水壓力。此外，為了回收沖洗車皮的煤泥水，在鐵道兩旁分別設置一個沉淀池，沖洗水從車上流下來后，經由敷設的渠道流進沉淀池中沉淀，沉淀后的上部澄清水回收至蓄水池中，從而實現了車皮清理用水閉路循環；沉淀池煤泥則利用自制的挖掘機挖出，由工作人員清理并運輸至煤泥場地[3]。

2.2 實施裝車全過程視頻監控技術改造

由于裝運車間室外作業勞動強度較大，工作環境特殊，導致車間安全管理難度較大，安全風險系數高。為此，根據現場安全工作需要，結合有關技術部門，選煤廠在鐵路沿線安裝了攝像監控系統，具體方案是：在新倉東西兩側和老倉東西兩側各安裝兩個紅外高清攝像頭，將視頻終端安裝在二、三道操作室內，從而形成了對鐵路沿線全方位、全過程的視頻監控，實現了在操作運行過程中對鐵路沿線的行人、行車以及員工、外來人員翻鉆車廂等“三違”情況的監控，一旦出現，做到及時停車，杜絕各類人身傷害事故的發生[4]。

2.3 創新設計了液壓給煤裝置

為防止塊煤裝車過程中造成的破碎，降低塊煤限下率，城郊選煤廠在中、小塊放煤溜槽處創新設計了一個液壓閘門，在溜槽放煤時，通過閉合液壓裝置，使中塊先在放煤溜槽中儲存，然后緩慢放開液壓閘門，使中塊以極限落差進入車皮，以最大限度地減少塊煤的破碎，同時降低了給料速度，使給料更加均勻[5]。

液壓給煤裝置的應用不僅有效控制了因落差高帶來的塊煤破碎嚴重的情況，且提升了裝車的精確度，同時大大降低了現場噪聲與粉塵污染，提升了現場標準化建設水平。該裝置的應用使塊煤限下率由12%～13%降低至8%左右，塊煤產率提高了1個百分點以上，年可提高經濟效益1 000余萬元，經濟效益非常可觀。

2.4 設計與應用實用裝置解決平煤與車廂外脹修復難題

(1)自制車皮清理工具，有效解決了人工清理車皮難的問題。人工平車作業存在崗位勞動強度大、影響裝車速度等問題。選煤廠廠技術人員反復研究裝車情況，并自行設計制作了振動平煤裝置代替人工平車作業。該裝置主要由平煤板、振動電機，工字鋼固定裝置、鋼絲繩滑道、提升裝置等五部分組成，其原理是以振動電機為動力源，帶動平煤板將煤夯實，工字鋼固定裝置在鋼絲繩上上下滑動起到緩沖作用。振動平煤器不用時可用提升裝置將其提升至距火車高約1.5 m處。該裝置具有安裝容易、結構簡單，安全性能高等優點。振動平煤裝置投入使用后，不但有效解決了外運煤超高的問題，而且消除了在火車上人工平煤帶來的安全隱患，也杜絕了車幫撒煤的現象，降低了崗位工人的勞動強度，提高了裝車速度，保證了產品的順利外運。

(2)設計了高效車皮外脹液壓修復裝置。城郊選煤廠處理外脹車皮傳統方法均采用人力，車皮一旦出現外脹需要加固處理時，需借助5 t手拉葫蘆平拉，至少需4人來完成，且員工需在已裝好的車皮上工作，存在一定的安全隱患。為了提高裝車速度，滿足車皮快進快出的要求，城郊選煤廠研發設計了火車外脹液壓修復裝置。該裝置設有液壓缸，液壓缸的兩側分別連接有拉桿，拉桿的另一端設有方形掛鉤，當火車的車廂由于物料堆積、擠壓而產生外脹變形時，把校正裝置平放到變形車廂的上邊緣，啟動液壓站，通過控制操作閥伸開液壓缸推桿，將兩個方形掛鉤鉤住車廂兩側邊緣，然后由操作閥控制液壓缸伸縮，使變形的車廂向內拉緊，從而得到校正恢復。火車外脹液壓修復裝置投入使用后，有效避免了車皮外脹時需工人上車作業存在的安全隱患。以前處理外脹車皮至少需4人配合來完成，一般用時在20～30 min，現在僅需由一人操作，且只需2～3 min，節約了大量的人力與物力；原來每節車廂需要用8股8號鐵絲捆綁，鐵絲消耗量特別大，火車外脹液壓修復裝置的投入使用大大降低了材料消耗。

3 管理手段

3.1 將外運裝車工作納入市場化管理體系

為保證外運裝車管理工作能具體落到實處，切實發揮質量監督、考核實施效果，選煤廠以落實責任為重點，狠抓產品外運管理工作不放松，將裝運車間產品外運裝車績效考核結果納入廠內部市場化運作，切塊工資占50%，改變了以往只對各車間單項指標考核、考核片面、獎罰局限于部分崗位或部分人員，裝車質量考核調控力度不夠、全員意識不強的局面。例如，近年來公司對選煤廠的外運量需求比較大，鐵運處、銷售公司多次跟廠領導研究裝車提速的問題，裝運車間為了更好的激勵各班組，制定了“裝車時間考核辦法”：從空車帶進二三道后鐵牛出坑開始計算時間，到裝車完畢，根據每趟裝車品種的不同計算裝車時間，如：裝末精煤、末原煤是4 min/節,裝中小塊10 min/節,小粒子煤20 min/節來計算,一批車裝完時間在計劃時間范圍內視為合格，月底市場化考核根據每個班裝車時間合格率進行計算，合格率第一名的班組獎勵1 000元；第二名班組獎勵800元;最后一名獎勵600元。最終以有效的獎勵機制推進各班組多裝車、裝好車，確保裝車無事故發生。

3.2 優化裝車作業流程

為提升外運裝車效率，壓縮車輛停放時間，城郊選煤廠積極與運銷處、鐵運處溝通，運用各種管理手段，優化裝車作業流程，有效提高了裝車作業精細化程度。

(1)優化車皮列檢程序，縮減車皮加固時間。選煤廠之前車皮列檢程序為火車裝好后，鐵運處員工和當班班長一起巡檢火車車皮，對需要加固的車皮進行記錄，列檢后由當班班長通知機修工中有電焊作業證的人員進行加固，導致加固時間大大增加。為此，裝運車間創新性培養多技能人才，鼓勵員工考取多個職業技能證書，通過培養，大批崗位操作工具有了電焊作業證，把火車列檢過程改為邊裝車邊檢車，使加固人員不再局限于機修人員，從而大大提高了車皮加固效率，縮短了車皮加固時間。

(2)申請車皮變“被動”為“主動”，避免了來車無煤等裝現象的發生。原來選煤廠車皮是由運銷處按照計劃分配，因此經常造成產品與車皮需求不吻合，車皮等裝現象發生。針對這種情況，選煤廠積極與運銷處進行溝通，將原有的運銷處按計劃分配車皮改為主動申請車皮，倉內有什么煤，就申請什么品種煤的車皮，從而避免了來車無煤等裝的現象。

(3) 優化鐵牛出坑程序，提高裝車作業效率。以往火車車皮進入選煤廠后，二、三道車皮必須到位后，鐵牛才能出坑。經技術人員深入現場研究發現，三道倒車時并不影響二道裝車。為提高裝車速度，選煤廠積極與鐵運處溝通，將裝車程序優化為調好一道，鐵牛出坑一道，從而提高了作業效率。

城郊選煤廠通過優化裝車作業流程，大大壓縮了人工作業、車皮停留時間，提高了裝車效率。以往選煤廠24 h最多裝車150列左右，現最高裝車數量為210列，裝車效率大大提升。

3.3 產品外運異常信息反饋與處理

裝車過程中發現塊煤限下率高或末原煤、末精煤質量異常時，由調度室安排相關部門及時處理存在的問題，對于已裝的車輛則匯報值班廠領導，根據情況安排卸車并及時和運銷處溝通，提前做好與用戶的溝通工作，堅決杜絕不合格產品出廠。同時，進行生產控制調節，避免類似情況再次發生。

4 效果分析

通過采取上述一系列技術手段與管理手段，城郊選煤廠基本實現了外運裝車過程的機械化與自動化，在大大降低職工勞動強度、安全得到有效保證、減輕煤塵對職工身體危害的同時，使裝車速度和質量得到了明顯提升。

通過創新設計與應用液壓給煤裝置，城郊選煤廠塊煤限下率從改造前的12%～13%降低至8%左右，如果塊精、末精煤價格差價按照300元，塊煤率按照15%計算，年可增加經濟效益15%×500萬×5%×300元=1 125萬元，經濟效益非常可觀；并且裝車速度的提高，每年可節約選煤廠外運裝車延時費用60余萬元。此外，通過建立液壓站、創新設計振動平煤器，實現了車廂外脹的液壓修復，解決了人工平車的難題，不僅減輕了職工勞動強度，并且消除了裝車質量控制過程中的諸多安全隱患。生產實踐表明，城郊選煤廠火車外運裝車過程的質量控制取得了良好效果，經濟效益和社會效益顯著。

[1] 郝春建，姬吉星，景雷剛.城郊選煤廠煤泥水處理系統改造實踐[J]. 選煤技術，2012(4):43-46.

[2] 戴少康. 選煤工藝設計實用技術手冊[M].北京：煤炭工業出版社，2010.

[3] 蔡湘輝. 選煤廠“清車”作業過程存在主要危險有害因素及相應防護對策[J]. 中國科技博覽，2009(28):13-15.

[4] 馮桂東，王洪彥，鄭少輝. 煤炭裝車自動化技術研究與開發[J]. 煤炭科技，2006(4):3-5.

[5] 周 榮，郝春建，陳常州.城郊選煤廠塊煤防破碎系統的研究與實踐[J]. 煤炭加工與綜合利用，2009(5):10-12.

Practice research on loading operation for outward train transportation and quality control in Chengjiao coal preparation plant

XU Shi-hui,YANG Zhou-yang,JI Ji-xing

(Yongcheng Coal Electricity Company Chengjiao Coal Preparation Plant,Henan Energy and Chemical Industry Group Co.,Ltd.,Yongcheng,Henan 476600,China)

Analysis of the situation of loading operation for outward train transportation and quality control in Chengjiao Coal Preparation Plant,described the main problems,such as high strength manual labor of loading preparation,low efficiency of cleaning up compartment and raising much of coal dust harm to workers by the artificial,difficult security management,serious drop crushing of lump coal as well as low efficiency of follow-up work,etc. Therefore,related processes in loading operation for outward train transportation has been modified and improved by a series of technical and management measures. The application shows that the mechanization and automation of loading operation is achieved,which greatly brings down labor intensity of staff,guarantying safety in loading operation,reducing harm of coal dust to staff,improving loading speed and quality. It is significant for economy and society benefit.

coal preparation plant; loading system for outward train transportation；loading speed; hydraulic pressure repairing apparatus; vibration flatting coal device

1001-3571(2015)02-0043-04

TD948.7

B

2014-10-21

10.16447/j.cnki.cpt.2015.02.012

徐世輝(1987—)，男，河南省信陽市人，助理工程師，從事選煤生產技術與管理工作。

E-mail：594312825@qq.com Tel:15249755053