辛置煤礦選煤廠溜槽設(shè)計(jì)與改進(jìn)研究

王強(qiáng)強(qiáng)

（霍州煤電集團(tuán)煤質(zhì)加工部煤質(zhì)科，山西 霍州 031400）

1 工程概況

霍州煤電集團(tuán)辛置煤礦選煤廠建于1958年，經(jīng)多次技術(shù)改造，現(xiàn)設(shè)計(jì)能力為3.35Mt/a，由一車間、二車間兩個(gè)相互獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)組成。選煤工藝采用動(dòng)篩預(yù)排矸（淺槽重介排矸正在改造）→不脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選→煤泥重介二產(chǎn)品→煤泥浮選→浮選精煤加壓、壓濾并聯(lián)回收→尾煤粗細(xì)煤泥兩次回收工藝。

2 溜槽改造的必要性分析

溜槽在選煤廠中使用極為廣泛，溜槽是生產(chǎn)設(shè)備之間、生產(chǎn)設(shè)備與輸送設(shè)備之間以及輸送設(shè)備與輸送設(shè)備之間相連接的重要設(shè)備，是一種不需要?jiǎng)恿Φ脑O(shè)備。溜槽所起的作用包括運(yùn)輸、密封、分配、集中、等分以及調(diào)節(jié)工藝流程。在辛置煤礦選煤廠煤炭轉(zhuǎn)載過程當(dāng)中，溜槽的使用數(shù)量非常之多，溜槽的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)選煤廠按煤質(zhì)情況對(duì)煤炭運(yùn)輸轉(zhuǎn)載設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行，還需要考慮到溜槽的使用環(huán)境和特點(diǎn)。辛置煤礦選煤廠自建設(shè)以來，已經(jīng)過多次技術(shù)改造，溜槽在使用現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中存在著一些問題，主要表現(xiàn)為：溜槽所產(chǎn)生的噪音污染過大；設(shè)備沖擊磨損比較嚴(yán)重，使用壽命較短；煤塊的破碎率增大；連接設(shè)備的處理能力下降。這些問題的出現(xiàn)，嚴(yán)重阻礙了選煤廠正常的生產(chǎn)流程，降低了工作效率，必須對(duì)溜槽的設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的改造。

3 選煤廠溜槽設(shè)計(jì)規(guī)則

3.1 溜槽的斷面

溜槽斷面尺寸的確定，主要取決于輸送物料的種類、輸送量和性質(zhì)。矩形溜槽的高度應(yīng)大于或等于1.5倍的最大粒度，物料中最大粒度的量占總量的百分?jǐn)?shù)不能超過10%，矩形斷面溜槽允許通過量和最大通過粒度可根據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)表進(jìn)行查詢。有些溜槽的封閉段需要設(shè)置觀察孔或活動(dòng)蓋板。磨損嚴(yán)重的溜槽，內(nèi)部可以加襯耐磨材料。溜槽的斷面面積可用公式（1）計(jì)算。

式中：

A-斷面面積，m2；

Q-輸送量，t/h；

φ-裝滿系數(shù)，取0.3～0.4；

v-物料平均流動(dòng)速度，m/s；

γ-輸送物料的堆密度，t/m3。

3.2 溜槽的傾角

各種物料的粒度組成、水分含量、密度等性質(zhì)不同，溜槽的底部襯板材料不同，物料的流動(dòng)性及物料與溜槽間的摩擦力不同，在設(shè)計(jì)溜槽時(shí)應(yīng)根據(jù)物料的特性選擇合適的傾角。

4 溜槽的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案

技術(shù)人員綜合溜槽設(shè)計(jì)的規(guī)則，結(jié)合辛置煤礦選煤廠的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，對(duì)該選煤廠溜槽設(shè)計(jì)存在的問題進(jìn)行如下改進(jìn)設(shè)計(jì)。

4.1 機(jī)頭溜槽的改進(jìn)

機(jī)頭溜槽作業(yè)中噪聲非常大，機(jī)械磨損也比較嚴(yán)重，嚴(yán)重降低了使用壽命。針對(duì)存在的問題進(jìn)行了如下的改造設(shè)計(jì)。

4.1.1 增設(shè)緩沖漏斗

針對(duì)沖擊造成的磨損情況，主要考慮通過增設(shè)緩沖漏斗的措施。具體方案為：在卸載滾筒機(jī)頭溜槽內(nèi)的物料下落路徑上根據(jù)需要設(shè)置幾個(gè)緩沖漏斗，具體示意圖如圖1（a）所示。增設(shè)緩沖漏斗后，可以利用煤塊與煤塊之間的碰撞降低其沖擊力，從而對(duì)溜槽起到一定的保護(hù)作用，延長(zhǎng)使用壽命。根據(jù)該選煤廠的現(xiàn)場(chǎng)情況，在機(jī)頭溜槽內(nèi)另外增設(shè)調(diào)節(jié)擋板，可以調(diào)節(jié)輸送物料的堆密度，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的中心給料，見圖1（b）所示。

圖1 機(jī)頭溜槽增設(shè)緩沖漏斗和調(diào)節(jié)擋板示意圖

4.1.2 更換溜槽斷面形狀

溜槽的排料口排料不正常，常導(dǎo)致受料不均。針對(duì)該問題將溜槽原斷面更換成了“U”型斷面，使物料在溜槽中央行進(jìn)運(yùn)動(dòng)，保障了受料均勻。

4.1.3 增設(shè)螺旋溜槽

輸送皮帶機(jī)帶面至機(jī)頭頭部漏斗口的垂直距離最小為1.5m，煤塊的下落高度一般都在1.5～2m之間，從現(xiàn)場(chǎng)來看煤塊的破碎率增加了。針對(duì)這一問題，通過增設(shè)螺旋溜槽的方式實(shí)現(xiàn)高位截煤作業(yè)來降低煤塊破碎率。高位截煤溜槽結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 高位截煤溜槽結(jié)構(gòu)示意圖

4.2 收集槽的改進(jìn)

磁選機(jī)和尾礦槽體所處的位置底板緊貼樓板面，設(shè)備發(fā)生磨損后維修作業(yè)非常困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。采用如下兩種方式對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)：

（1）改變收集液的進(jìn)入方式為溢流，具體方案如圖3（a）所示，溢流方式進(jìn)入管道可自行形成相應(yīng)的保護(hù)層，降低槽底的磨損程度。（2）改變收集槽底板狀態(tài)，使它處于帶有一定傾角的狀態(tài)，能降低物料對(duì)底板的沖擊磨損，如圖3（b）所示。

圖3 改進(jìn)后的收集槽結(jié)構(gòu)示意圖

4.3 揀矸溜槽的改進(jìn)

該選煤廠選矸車間的設(shè)備在同一棟樓內(nèi)，基于樓層的落差，物料對(duì)于溜槽的沖擊力很大，帶來了噪聲污染和溜槽的嚴(yán)重磨損。針對(duì)這一情況，在溜槽拐彎處增設(shè)一個(gè)緩沖斗，物料落下后先聚集于緩沖斗內(nèi)，由自然形成的斜面代替溜槽底板承接后續(xù)物料，以減輕物料對(duì)底板的直接沖擊，見圖4所示。

5 改造后的應(yīng)用效果分析

針對(duì)辛置煤礦選煤廠溜槽存在的問題，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況，進(jìn)行了一系列的改進(jìn)設(shè)計(jì)。改進(jìn)后的溜槽設(shè)備，有效地降低了噪音污染，降低了煤料對(duì)于溜槽的沖擊磨損，提高了設(shè)備的使用壽命，提高了連接設(shè)備的處理能力，有效地保障了選煤廠的正常作業(yè)，對(duì)于溜槽的改造設(shè)計(jì)是合理的，切合實(shí)際的。

圖4 改進(jìn)后的揀矸溜槽結(jié)構(gòu)示意圖