大塊煤矸機械分選技術的改造實踐

趙健翔

（云夏公司團柏礦白龍洗煤廠，山西 霍州 031400）

1 問題的提出

白龍洗煤廠位于山西省霍州市白龍鎮，設計處理生產能力為300 萬t/a，除了保證白龍礦生產的原煤全部入洗，還可擔負相鄰一個礦120 萬t 原煤的洗選任務。

當前白龍煤礦主要是采用“綜采+放頂煤”的開采技術，如圖1 所示，在生產過程中產生了大量的大塊煤矸，給白龍洗煤廠的工作帶來了嚴重問題，主要表現在以下幾點。

圖1 改造前洗煤廠大塊煤矸人工手選系統示意圖

（1）大塊煤矸石滾落問題

在煤礦物料的運輸過程當中，上層大塊煤矸石容易發生滾落現象，給生產經營帶來隱患。同時下尖角大塊矸石會給皮帶造成損傷，降低皮帶的使用壽命，造成皮帶運輸機發生故障影響生產。

（2）大塊煤矸不利于選煤生產

大塊煤矸進入到主選系統后，會使得設備超負荷運行，造成設備、部件發生安全故障的概率增加。后期人工手選撿出大塊煤矸作業會增加工人的勞動強度。

（3）大塊煤矸不利于現代化生產

+300m 篩上物尺寸大，人工揀煤作業的勞動強度巨大，違背以人為本的生產管理特點，也不利于現代化的生產方式。將+300m 篩上物進行破碎入動篩車間機械洗選，徹底取消人工手選，降低工人勞動強度。

針對以上存在的問題，該洗煤廠提出了大塊煤矸機械分選技術及實施方案，有效地解決了洗選過程中的大塊煤矸問題。

2 SSC800 系列分級破碎機的應用

2.1 SSC800 系列分級破碎機的結構

通過技術分析及考察，決定采用SSC800 系列大處理能力分級破碎機來取代以往的齒輥式破碎機。該破碎機是采用新結構、新工藝研制而成的新型高效的粗碎、中碎、細碎新型破碎設備。整體結構如圖2 所示。

圖2 SSC800 系列分級破碎機結構示意圖

技術參數為：處理能力10000t/h；入料粒度 上限1500mm；出料粒度 下限13mm；破碎強度≤300MPa；裝機功率 最大1200kW；單級破碎2～6。

2.2 SSC800 系列分級破碎機特點分析

（1）固定齒輥中心距對物料進行強行破碎，準確控制產品粒度。破碎輥中心距可調，實現了保證產品粒度前提下的剛性可調。

（2）破碎齒采用高錳合金鋼，具有高強度、高耐磨性。齒部抗磨損能力強、壽命長，磨損后易修復，維修費用低。

（3）具有破碎、分級的雙重功效。在一定條件下可單獨完成破碎、篩分作業，即簡化了系統又節省了設備、土建投資和后續的人工及配件費用。

（4）過粉碎低、齒輥磨損低、破碎耗能低。破碎齒輥采用低轉速、大扭矩，對物料進行剪切破碎，一般較常規齒輥破碎機降低20%～40%。

（5）處理能力大，環保性能突出，可以有效地滿足該選煤廠的作業需求。

3 機械分選技術實施方案

機械分選方案設計目的：為了消除人工揀矸，減輕工人勞動強度；+300m 大塊煤矸破碎至-300mm，匯入動篩車間洗選；提高機械選矸處理能力，實現50～300mm 物料全部入洗。

3.1 機械分選設計方案

在大塊煤矸儲存倉東側建一破碎車間，將原172手選膠帶輸送機頭部縮短至塊煤倉位置并抬高，頭部溜槽下安裝一部轉載皮帶。大塊煤矸經轉載皮帶機運至破碎車間，經齒輥破碎機破碎到-250mm，物料經轉載皮帶機運至卸料點，經頭部溜槽卸入原煤分級篩篩前+50～250m 級分岔溜槽上部。其中一路可以進入511 膠帶輸送機，經頭部溜槽轉運至512 膠帶輸送機，再轉運到601 膠帶輸送機，至動篩車間入洗；另一路經篩前分岔溜槽可以進入破碎機破碎至-50mm 匯入原煤皮帶去洗煤車間入洗。如圖3 所示。

圖3 改造后洗煤廠大塊煤矸機械分選系統示意圖

3.2 集中與就地監控系統

根據白龍洗煤廠大塊煤矸機械分選系統改造工程建設要求，利用洗煤廠現有集控室，通過增加相應PLC 模塊，實現各設備的遠程監控。另外，在原自動化軟件平臺 FactorySuiteA2 生產集控系統的基礎上，增加實時監控畫面，并與原系統風格保持一致。

3.3 主要節能措施的設計

（1）工藝布置節能措施

整個系統工藝布置緊湊合理，盡量減少帶式輸送機的長度和轉載點數量，降低了煤炭運輸的動力消耗。

（2）機械設備選型節能措施

功率大于45kW 的輸送機采用電機+液力耦合器+減速機驅動方式來延長輸送機的啟動時間，使電機的起點電流峰值和其持續的時間縮小，且電機在輸送機滿負荷運行工況下處于滿負荷工作，使無功功率降到最低。

（3）電氣設備節能

選用節能低損耗電力變壓器，負載率處于經濟運行狀態。選擇節能型接觸器。集中控制系統采用分系統集中起停車閉鎖，采用順煤流和逆煤流相結合的起車方式，盡量縮短設備空轉時間，減少電力消耗。采用無功集中補償與分散補償相結合，提高供電電網的功率因數。電纜截面均按經濟電流密度選擇。照明選用節能燈具，并采用集中控制，以節省照明用電。

（4）供熱系統節能措施

熱網敷設采用了保溫、防水性能好的、使用年限長的巖棉，減少了管道的熱量損失。

4 效益分析

（1）經濟效益

機械分選技術項目實施前固定運輸大塊矸石車輛2 臺，每年車耗成本、人工成本及生產成本80萬元。目前人工揀選有部分因轉載而破碎的末煤不能及時揀出隨矸石流失，每年約造成1000t 的煤炭損失，直接經濟損失約70 萬元。項目實施后取消手選工人50 名，按人均費用7 萬元/年計算，每年可以減少費用投入350 萬元。項目實施后10 萬t 特大塊煤經解離可以生產出中塊煤97525t，分選后增值約40 萬元。

（2）社會效益

本項目實施后，大塊物料破碎進入動篩系統洗選，實現了大塊煤矸機械化自動分選，有效提高了洗煤廠的自動化程度，將工人從繁重的體力勞動中解放，社會效益顯著。

5 結語

應用效果表明，改造方案實施后取消人工手選，減經工人勞動強度，提倡人性化管理，提升礦井文明形象，為企業創造了較好的經濟和社會效益。因此本次對大塊煤矸機械分選技術改造是成功的。