東露天原煤提運系統(tǒng)提升產(chǎn)能的探索與實踐

張國強，孫 浩

(中煤平朔集團公司 東露天煤礦，山西 朔州 036000)

1 東露天原煤提運系統(tǒng)概述

東露天礦是特大型露天煤礦，隸屬于中煤平朔集團，設計生產(chǎn)能力20.00 Mt/a 。原煤提運系統(tǒng)是東露天礦的最后一個環(huán)節(jié)，主要負責運輸露天煤礦原煤。

露天礦原煤經(jīng)破碎后由刮板機轉(zhuǎn)運到膠帶輸送機，再由膠帶輸送機從礦坑運出。原煤提運系統(tǒng)由2個系統(tǒng)構(gòu)成，分別運輸?shù)V坑生產(chǎn)的4號煤和9號、11號煤，總提運能力為20.00 Mt/a，主要包括刮板運輸機、破碎機、膠帶輸送機等大型設備。原煤經(jīng)坑下刮板運輸至半移動式破碎站破碎后，再由巷道內(nèi)主運膠帶機運輸至原煤筒倉，筒倉頂部每套系統(tǒng)配置有3臺SGB1600/355B型刮板輸送機，單臺輸送能力為2 000 t/h。

隨著東露天礦開采的加速推進，原煤提運系統(tǒng)運輸量逐年增加，東露天礦方對原煤提運系統(tǒng)的生產(chǎn)能力提出了很高的標準，既包括保障生產(chǎn)連續(xù)性的要求，又包括提升小時處理能力的要求，而這些要求難以通過常規(guī)的組織生產(chǎn)、人員培訓加以解決，迫切需要開展技術(shù)改造，研究完善更高水平的生產(chǎn)工藝。

2 存在問題及制約因素

2.1 端幫刮板機斷鏈制約生產(chǎn)能力

東露天礦端幫刮板機(401/901)原使用邊雙鏈型鏈條布置方式，由于采用礦車卸料，2條鏈子極易受力不均，刮杠易歪斜且中間受力較大易彎曲；而且由于鏈環(huán)與連接環(huán)在槽幫內(nèi)運行，空間受限，只能選取強度較低的圓環(huán)鏈(直徑38 mm)，導致鏈條整體強度欠缺，斷鏈時有發(fā)生，致使故障率高，生產(chǎn)能力不能滿足需要。

2.2 端幫刮板機鏈條拉緊設計不合理導致檢修時間增長

通過對幾次設備檢修分析發(fā)現(xiàn)，刮板機檢修時間主要集中在處理鏈條拉緊這一環(huán)節(jié)上。現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，造成這一現(xiàn)象的主要原因是刮板機拉緊設計不合理，具體表現(xiàn)在：一是刮板機原設計為井工礦使用型，必須采用重型機械來輔助人工拉緊；二是東露天礦為巨型露天礦，采用礦車卸料，機尾積煤嚴重，而該拉緊必須先清理積煤后，方可調(diào)整；三是其重要部件絲杠極易生銹，生銹后拆卸維修極為困難。

2.3 原煤倉利用刮板機配倉，故障率高

原煤倉上設計4臺刮板輸送機，分別為4煤系統(tǒng)和9煤系統(tǒng)，單套系統(tǒng)帶量為3 000 t/h。由于運量較大，加之刮板輸送機易發(fā)生跳鏈、斷鏈事故，維護工作繁重，嚴重制約原煤生產(chǎn)。

2.4 露天礦搬家倒面時間長，影響生產(chǎn)時間

東露天礦搬家倒面(即開采工作面安裝和前伸)是一項龐大的系統(tǒng)工程，隨著開采的加速推進，東露天原煤提運系統(tǒng)運輸量逐年增加，工作面變化加快，搬家倒面周期顯著縮短，相應地每年搬家倒面頻次也由開采初期的2次增加至4次以上，按照原有工藝每次搬家倒面耗時7 d，嚴重制約原煤提運系統(tǒng)生產(chǎn)能力。因此，快速、高標準地完成搬家倒面是創(chuàng)建高產(chǎn)高效原煤提運系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)。

3 主要技改措施和方案

3.1 端幫刮板機鏈條改造

為解決端幫刮板機斷鏈的問題，引入了一種中雙鏈型鏈條布置方式，將2條圓環(huán)鏈在刮板中部采用E型螺栓固定，鏈條中心距小于20 cm，由于鏈條不在槽幫內(nèi)運行，連環(huán)直徑不受限，可以選用48 mm的圓環(huán)鏈，從而加強鏈條強度；同時，該布置具有鏈條受力均勻、彎曲性能較好、處理更換方便的特點，使用該布置方式后，鏈條斷裂帶來的延誤明顯降低。

3.2 重新設計安裝端幫刮板機鏈條拉緊裝置

自主研發(fā)了一種新型刮板機拉緊裝置，因地制宜地將刮板機拉緊裝置從原位置(中部)改至刮板機機尾，減少了拉緊主體質(zhì)量，并通過機尾液壓桿與鏈輪組連接且與機尾分開，通過箱體兩側(cè)液壓桿調(diào)整后，用頂絲對鏈輪組加以固定；改變原截取鏈條的方式(因截取鏈條為單節(jié)鏈節(jié)的整數(shù)倍，因而不可能松緊非常適宜)為抽插式調(diào)節(jié)，實現(xiàn)“無極”調(diào)節(jié)。

當需要時，僅需利用液壓拉緊裝置即可調(diào)節(jié)，而不需要因銹蝕、堆積物料等再借助大功率輔助設備調(diào)節(jié)，拉緊作業(yè)也僅需開啟液壓閥和拔插定位銷，可在設備運行中調(diào)節(jié)，省去停車、清煤等環(huán)節(jié)造成的生產(chǎn)延誤。

3.3 將原煤倉配倉的刮板機改造為膠帶輸送機

通過利用機械設計及自動化專業(yè)以及力學、材料學等學科的知識應用，研究最終決定將4煤系統(tǒng)201B、9煤系統(tǒng)202B號刮板輸送機拆除，改造為膠帶輸送機+筒倉中心卸料溜槽，以解決目前存在的問題。膠帶輸送機布置在原刮板的位置，卸料溜槽布置在原刮板機2號卸料點(同時也是筒倉中心卸料點)，土建工程量小，且不易偏倉；利用原有刮板機線纜加以拉伸后重新鋪設成膠帶輸送機電氣系統(tǒng)，新膠帶輸送機的驅(qū)動裝置利用原刮板機的電機、減速機、聯(lián)軸器，減少了工程投入；為保證輸送能力達到3 000 t/h，選用帶寬為1 600 mm的膠帶，并配套設計安裝了膠帶輸送機絲杠拉緊系統(tǒng)及驅(qū)動滾筒、機架、溜槽、閘板等裝置。

3.4 設計并制作“移動式端幫膠帶機架”

通過多次現(xiàn)場考察和探討，從增加搬家倒面便攜性角度出發(fā)，決定自行研究一種輕型堅固、模塊化的新型膠帶輸送機架。為實現(xiàn)該效果，設計將膠帶機架由原先分節(jié)拼接構(gòu)成改為驅(qū)動裝置平臺兩側(cè)各延伸出12 m角鋼桁架的整模塊式機架，托輥架固定在桁架上，該裝置可作為一段膠帶輸送機模塊，整體向新工作面延伸，省去將膠帶架和托輥架拆卸和至新工作面重新組裝流程；主機架由原先必須由膨脹螺絲固定地面改為可移動模塊式膠帶機架，驅(qū)動固定方式由耗時長的混凝土表面連接固定改為安裝固定在膠帶輸送機架中心角鋼架平臺內(nèi)，成為移動式膠帶輸送機架設備的一部分，省去機架和地表驅(qū)動裝置固定流程；膠帶機架由原先必須每隔2.4 m鋪設1組下斜托輥用于調(diào)偏改為通過設計角鋼桁架自身角度調(diào)偏，省去下斜托輥。此改造使平均每次搬家倒面工程用時顯著減少，在平均延伸300 m端幫膠帶近乎不變的情況下，工程用時由7 d壓縮至5 d。

4 效果評估

4.1 端幫刮板機鏈條和液壓拉緊裝置改造

自主研發(fā)的機尾液壓拉緊系統(tǒng)，并將原鏈條直徑為38 mm的邊雙鏈布置改為鏈條直徑48 mm的中雙鏈布置，使刮板機故障率大幅降低，原煤提運故障率總體平穩(wěn)降低了3%。設備經(jīng)過改造投入后，系統(tǒng)故障率大大降低，獲得集團公司的一致認可，不僅降低了工作難度，生產(chǎn)系統(tǒng)運輸能力也得到了提升，經(jīng)過統(tǒng)計分析，端幫刮板機平均運量由改造以前的2 040 t/h提升至2 510 t/h。同時該裝置已在張家口煤機廠推廣投入生產(chǎn)。

4.2 原煤倉配倉改為膠帶輸送機

該技術(shù)改造在東露天原煤提運系統(tǒng)原煤倉上應用后，效果明顯，減少人工巡視及檢修工崗位3個，一年可節(jié)約費用27.225萬元；改造后減少更換刮杠、地板、鏈條、馬蹄環(huán)、油脂等備件費用121.74萬元；能耗由改造前啟動2臺刮板機改為用僅1臺膠帶輸送機，每年可降低成本270萬元。綜上所述，該項目每年可節(jié)約費用419萬余元，經(jīng)濟效益顯著。

同時，減少了機械維修量，經(jīng)過一個月的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，原煤倉配倉設備每月停機故障延誤時間由以前16 h降低至2 h，有效提升了生產(chǎn)系統(tǒng)運輸效率。

4.3 “移動式端幫膠帶機架”的應用

該技術(shù)改造在東露天原煤提運系統(tǒng)所有搬家倒面工程中運用后，效果明顯，東露天端幫膠帶機每次搬家倒面可節(jié)約2 d時間。預計平均每年4次計算，一年可節(jié)約8 d，按照每天生產(chǎn)16 h，膠帶輸送機運量為2 500 t/h計算，每年可多生產(chǎn)32 萬t原煤。

5 結(jié) 語

通過以上技術(shù)改造后，極大地提升了東露天礦原煤提運系統(tǒng)生產(chǎn)能力，并且有效降低了設備故障率和生產(chǎn)成本。改造方式簡單且容易實施，效果明顯，切實解決了生產(chǎn)過程出現(xiàn)的問題，達到了預期的效果。