寧東洗煤廠梅花井分廠技術(shù)改造實(shí)踐

李發(fā)科，謝家勇，仇學(xué)功

(神華寧夏煤業(yè)集團(tuán) 寧東洗煤廠，寧夏 銀川 750411)

寧東洗煤廠梅花井分廠技術(shù)改造實(shí)踐

李發(fā)科，謝家勇，仇學(xué)功

(神華寧夏煤業(yè)集團(tuán) 寧東洗煤廠，寧夏 銀川 750411)

為解決寧東洗煤廠梅花井分廠洗選能力不足的問(wèn)題，在對(duì)改造目標(biāo)和原則確定的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)制約生產(chǎn)的設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造。生產(chǎn)實(shí)踐表明：技術(shù)改造后梅花井分廠洗選能力達(dá)到15 Mt/a，洗選能力凈增3.0 Mt/a，且系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，完全滿足礦井生產(chǎn)和火車裝車的需要；設(shè)備故障率大大降低，系統(tǒng)能耗下降，節(jié)約了一定生產(chǎn)成本。

洗選能力；礦井產(chǎn)能；技術(shù)參數(shù)

寧東洗煤廠梅花井分廠(以下簡(jiǎn)稱梅花井分廠)是寧夏回族自治區(qū)寧東能源化工基地內(nèi)的一座特大型、現(xiàn)代化礦井型動(dòng)力煤洗煤廠[1]，設(shè)計(jì)能力為12 Mt/a，入選原煤來(lái)源于梅花井煤礦[2]。該分廠主廠房由三個(gè)獨(dú)立的處理能力均為4 Mt/a的塊煤淺槽重介質(zhì)洗選模塊組成，原煤洗選工藝為200～13 mm粒級(jí)淺槽重介質(zhì)分選機(jī)分選[3]，<13 mm粒級(jí)不分選，粗煤泥由煤泥離心機(jī)回收，細(xì)煤泥由沉降離心機(jī)、板框壓濾機(jī)回收的聯(lián)合工藝，實(shí)現(xiàn)洗水一級(jí)閉路循環(huán)[4]。梅花井分廠具有獨(dú)立的塊煤、末煤外排落地系統(tǒng)和裝車系統(tǒng)，末煤采用快速定量裝車系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)裝車，自動(dòng)化程度高，裝車速度快，一節(jié)火車箱只需45 s即可裝滿[5]。

該分廠每天的原煤處理量為3.6萬(wàn)t，隨著煤礦的不斷發(fā)展，礦井生產(chǎn)能力得到釋放，加之生產(chǎn)的不均衡性，礦井年底的日均產(chǎn)量在4萬(wàn)t左右，最高日產(chǎn)量達(dá)到4.8萬(wàn)t，導(dǎo)致分廠的洗選能力無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。由此看來(lái)，洗選能力不足已成為制約分廠和煤礦發(fā)展的障礙，必須對(duì)系統(tǒng)內(nèi)制約生產(chǎn)的設(shè)備進(jìn)行改造。

1 存在問(wèn)題及原因分析

由于梅花井分廠每天的洗選能力小于當(dāng)日的礦井產(chǎn)能，導(dǎo)致選煤廠的原煤倉(cāng)頻繁頂倉(cāng)，進(jìn)而使礦井無(wú)法連續(xù)生產(chǎn)，給井下安全生產(chǎn)工作帶來(lái)嚴(yán)重影響。為了完成生產(chǎn)任務(wù)，該分廠被迫犧牲停機(jī)檢修時(shí)間來(lái)提高處理量，設(shè)備連續(xù)在高強(qiáng)度、超負(fù)荷的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)行工況越來(lái)越差，且形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致其故障頻發(fā)，不利于生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行。此外，由于該分廠洗選能力不足，無(wú)法滿足火車裝車的需要，火車在快速裝車倉(cāng)下停車等待的情況時(shí)有發(fā)生。

就2012年11月的統(tǒng)計(jì)情況(表1)來(lái)看，梅花井煤礦當(dāng)天的產(chǎn)能超過(guò)分廠洗選能力的天數(shù)有18天，同年年底其他月份的生產(chǎn)情況與之相似，甚至更嚴(yán)重。梅花井分廠洗選能力不足的問(wèn)題嚴(yán)重影響洗煤廠和煤礦的正常生產(chǎn)及火車裝運(yùn)，迫切需要對(duì)系統(tǒng)內(nèi)限制生產(chǎn)能力提升的設(shè)備進(jìn)行改造。

表1 2012年11月生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 1 Statistical results of production in November 2012 萬(wàn)t

2 改造方案與實(shí)施

2.1 改造目標(biāo)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定系統(tǒng)每小時(shí)的原煤處理量，將其作為改造目標(biāo)。通過(guò)對(duì)梅花井煤礦2012年10—12月的日產(chǎn)量數(shù)據(jù)分析，結(jié)合梅花井煤礦未來(lái)三年的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，確定梅花井分廠平均處理量需要達(dá)到4.3萬(wàn)t/天。

該分廠煤質(zhì)資料顯示，入選原煤煤質(zhì)波動(dòng)較大，塊煤處理量極限值可達(dá)40%，末煤處理量極限值可達(dá)80%。經(jīng)計(jì)算，系統(tǒng)原煤處理量為2 687.5 t/h，末煤系統(tǒng)處理量為2 150 t/h，塊煤系統(tǒng)處理量為1 075 t/h。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，需要考慮不均衡系數(shù)[6]。當(dāng)不均衡系數(shù)取1.15時(shí)[7]，系統(tǒng)原煤處理量應(yīng)為3 091 t/h，塊煤系統(tǒng)處理量應(yīng)為1 236 t/h，末煤系統(tǒng)處理量應(yīng)為2 473 t/h。

2.2 改造原則

根據(jù)改造目標(biāo)，將系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備每小時(shí)的計(jì)算處理量與實(shí)際處理量進(jìn)行對(duì)比，即設(shè)備每小時(shí)的計(jì)算處理量減去實(shí)際處理量得到每小時(shí)的物料增量，通過(guò)物料增量確定需要改造的設(shè)備。設(shè)備技術(shù)改造過(guò)程中應(yīng)遵循以下原則：

(1)單臺(tái)設(shè)備每小時(shí)的物料增量小于300 t時(shí)，不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，通過(guò)合理組織生產(chǎn)即可完成任務(wù)；單臺(tái)設(shè)備每小時(shí)的物料增量大于300 t時(shí)，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，以提高其處理能力。對(duì)原煤運(yùn)輸設(shè)備，洗選系統(tǒng)淺槽重介質(zhì)分選機(jī)、篩機(jī)、排矸設(shè)備，煤泥水處理系統(tǒng)設(shè)備等進(jìn)行系統(tǒng)分析，確定需要進(jìn)行技術(shù)改造的設(shè)備。

(2)303原煤刮板輸送機(jī)是生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，該設(shè)備出現(xiàn)故障必將影響正常生產(chǎn)。由于原煤中存在大塊矸石、錨桿、鐵器等雜物，運(yùn)輸過(guò)程中易發(fā)生卡堵而使設(shè)備損壞，而刮板輸送機(jī)維護(hù)成本較高，改造時(shí)應(yīng)使其不均衡系數(shù)偏大。

(3)由于梅花井分廠的生產(chǎn)任務(wù)重，采取邊生產(chǎn)邊改造的方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，將改造對(duì)生產(chǎn)的影響降低到最小。

2.3 改造方案的實(shí)施

確定需要改造的設(shè)備后，按照設(shè)備每小時(shí)的物料增量對(duì)其技術(shù)參數(shù)重新計(jì)算。設(shè)備改造前后的技術(shù)參數(shù)對(duì)比結(jié)果如表2所示。

表2 設(shè)備改造前后的技術(shù)參數(shù)對(duì)比結(jié)果

(1)303原煤刮板輸送機(jī)改造。考慮到刮板輸送機(jī)整機(jī)更換時(shí)間長(zhǎng)，且受現(xiàn)場(chǎng)空間限制，因此采用提高鏈速的方式來(lái)增加輸送量。將303原煤配篩刮板輸送機(jī)的鏈速由0.96 m/s提高到1.08 m/s，因此輸送量由2 272 t/h增加到3 091 t/h，完全滿足生產(chǎn)要求，且改造比較簡(jiǎn)單，通過(guò)降低減速器的速比即可實(shí)現(xiàn)。在降低減速器速比的同時(shí)，更換相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)、液力偶合器、減速器、低速軸聯(lián)軸器、機(jī)頭鏈輪組件、機(jī)尾鏈輪組件、刮板鏈條組件[8]。

(2)384、385末煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)改造。由于原煤篩分設(shè)備博后篩前后篩面的透篩效率存在一定差異，384、385末煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)的輸送量按末煤量的70%計(jì)算，故將384、385帶式輸送機(jī)的帶速由2.5 m/s提高到4 m/s即可滿足要求，此時(shí)單臺(tái)設(shè)備的輸送量為1 731 t/h。降低減速器的速比即可提高帶式輸送機(jī)的帶速，同時(shí)需要更換配套的電動(dòng)機(jī)、液力偶合器、減速器、低速軸聯(lián)軸器、傳動(dòng)滾筒、機(jī)尾改向滾筒。

(3)323末煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)改造。通過(guò)降低減速器的速比，將323末煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)的帶速由3.15 m/s提高到4 m/s，并更換配套的電動(dòng)機(jī)、液力偶合器、減速器、低速軸聯(lián)軸器、傳動(dòng)滾筒、托輥及托輥架。

(4)702末煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)改造。通過(guò)加大滾筒直徑的方式，將702末煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)的帶速由3.5 m/s提高到4.18 m/s，并更換配套的電動(dòng)機(jī)、液力偶合器、低速軸聯(lián)軸器、傳動(dòng)滾筒、托輥及托輥架。

(5)703末煤上倉(cāng)帶式輸送機(jī)改造。加大滾筒直徑使703末煤上倉(cāng)帶式輸送機(jī)的帶速由3.5 m/s提高到4.4 m/s。經(jīng)核算，電動(dòng)機(jī)、減速器均滿足要求，只需更換低速軸聯(lián)軸器、傳動(dòng)滾筒、托輥及托輥架。此外，針對(duì)703帶式輸送機(jī)在運(yùn)行中經(jīng)常跑偏的問(wèn)題，將單缸液壓張緊裝置更換為雙缸液壓張緊裝置，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況優(yōu)化布置。

(6)743、744刮板輸送機(jī)改造。將743、744兩臺(tái)刮板輸送機(jī)更換成一臺(tái)寬度為1 600 mm、帶速為2.5 m/s的帶式輸送機(jī)，該輸送機(jī)通過(guò)機(jī)尾雙缸液壓張緊。1#混煤倉(cāng)通過(guò)703末煤轉(zhuǎn)載上倉(cāng)帶式輸送機(jī)機(jī)頭溜槽進(jìn)料，4#混煤倉(cāng)通過(guò)改造后的743帶式輸送機(jī)機(jī)頭進(jìn)料；2#、3#混煤倉(cāng)通過(guò)犁式卸料器進(jìn)料，使用犁式卸料器時(shí)要充分考慮卸料器下層膠帶的防護(hù)，避免卸料時(shí)末煤落在下層膠帶上[9]。

在2013年年底至2014年5月，通過(guò)合理組織生產(chǎn)，利用白天停機(jī)檢修時(shí)間對(duì)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，既沒(méi)有影響正常生產(chǎn)，又達(dá)到了提升系統(tǒng)洗選能力的目的，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)改造和正常生產(chǎn)的雙贏。技術(shù)改造后的設(shè)備聯(lián)系如圖1所示。

圖1 設(shè)備聯(lián)系圖

3 改造效果

梅花井分廠設(shè)備技術(shù)改造工作于2014年1月20日完成，改造后洗煤廠洗選能力達(dá)到15 Mt/a，凈增3.0 Mt/a。運(yùn)行近一年來(lái)，生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，每天處理能力高達(dá)4.7萬(wàn)t，實(shí)際處理量在2 650 t/h左右，完全滿足礦井生產(chǎn)和火車裝車的需要。

將743、744兩臺(tái)刮板輸送機(jī)更換成一臺(tái)膠帶輸送機(jī)后，設(shè)備故障率大大降低，維護(hù)費(fèi)用和能耗下降。就維護(hù)成本和能耗來(lái)看，每年可節(jié)約283萬(wàn)元的成本。此外，系統(tǒng)開(kāi)車時(shí)間較改造前縮短5 h左右，有利于設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性進(jìn)一步提高[10]。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)寧東洗煤廠梅花井分廠生產(chǎn)中存在的問(wèn)題，確定改造目標(biāo)，制定改造方案，對(duì)限制生產(chǎn)能力提升的設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，以滿足生產(chǎn)需要。實(shí)踐證明：對(duì)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造可有效提高其處理能力，減少生產(chǎn)時(shí)間，增加設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間，使生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)成本降低。2014年下半年，梅花井礦井產(chǎn)能得到釋放，日均產(chǎn)量超過(guò)5萬(wàn)t，而分廠的洗選能力達(dá)到了4.7萬(wàn)t，有效緩解了生產(chǎn)壓力，并保證了每天8至10列火車的裝運(yùn)需求。

[1] 李少華，仇學(xué)功，穆成偉，等.寧東洗煤廠梅花井分廠煤泥水系統(tǒng)生產(chǎn)管理實(shí)踐[J].選煤技術(shù)，2014(2):35-41.

[2] 穆成偉，劉金倉(cāng).寧東洗煤廠梅花井分廠塊精煤生產(chǎn)工藝改造及優(yōu)化[J].選煤技術(shù)，2013(5):75-77.

[3] 韓 亮，劉 斌，李少華，等.梅花井洗煤廠提高塊煤產(chǎn)率技術(shù)改造[J].煤炭工程，2014(2):64-66.

[4] 李偉岐，吳曉明.弛張篩在寧東洗煤廠的實(shí)際應(yīng)用[J].中國(guó)煤炭，2013(2):32-34.

[5] 齊 玫.快速定量裝車站料倉(cāng)耐磨技術(shù)研究[J].煤炭技術(shù)，2013(1):22-23.

[6] 匡亞莉.選煤工藝設(shè)計(jì)與管理[M]. 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2006:277-300.

[7] 戴少康.選煤工藝設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)手冊(cè) [M]. 北京：煤炭工業(yè)出版社，2010:300-370.

[8] 陳建中，沈麗娟，趙躍民.選礦機(jī)械 [M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2012:514-530.

[9] 謝廣元.選礦學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001:12-50.

[10] 中國(guó)煤炭加工利用協(xié)會(huì). 選煤實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M]. 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2008:1000-1500.

Practice of technological modification in Ningdong coal preparation plant Meihuajing branch

LI Fa-ke，XIE Jia-yong，QIU Xue-gong

(Ningdong Coal Preparation Plant, Shen Hua Ningxia Coal Industry Group，Yinchuan，Ningxia 750411，China )

To improve throughput capacity of Ningdong coal preparation plant Meihuajing branch, technological modification on equipment that are undersized is carried out on the basis of upgrade criteria and aim. The result shows that throughput capacity of the plant is increased by 3.0 Mt/a and reaches 15 Mt/a, the whole process system runs steadily and reliably, power consumption is lowered, breakdown of equipment rarely occurs, and that underground mine production and train loading can be satisfied completely.

throughput capacity; capacity of underground mine production; technical parameters;

1001-3571(2015)01-0048-04

TD94

B

2015-02-04

10.16447/j.cnki.cpt.2015.01.014

李發(fā)科(1964—)，男，寧夏回族自治區(qū)平羅縣人，工程師，從事洗煤廠管理和技術(shù)研究工作。

E-mail：lifake@nxmy.com Tel：13519590166