王強強
(霍州煤電集團(tuán)煤質(zhì)加工部煤質(zhì)科,山西 霍州 031400)
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)計能力為3.35Mt/a,由一車間、二車間兩個相互獨立生產(chǎn)系統(tǒng)組成。選煤工藝采用動篩預(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。
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,是一種不需要動力的設(shè)備。溜槽所起的作用包括運輸、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)計主要是根據(jù)選煤廠按煤質(zhì)情況對煤炭運輸轉(zhuǎn)載設(shè)計的要求進(jìn)行,還需要考慮到溜槽的使用環(huán)境和特點。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)場運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,必須對溜槽的設(shè)計進(jìn)行相應(yīng)的改造。
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-物料平均流動速度,m/s;
γ-輸送物料的堆密度,t/m3。
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,物料的流動性及物料與溜槽間的摩擦力不同,在設(shè)計溜槽時應(yīng)根據(jù)物料的特性選擇合適的傾角。
技術(shù)人員綜合溜槽設(shè)計的規(guī)則,結(jié)合辛置煤礦選煤廠的現(xiàn)場實際,對該選煤廠溜槽設(shè)計存在的問題進(jìn)行如下改進(jìn)設(shè)計。
機頭溜槽作業(yè)中噪聲非常大,機械磨損也比較嚴(yán)重,嚴(yán)重降低了使用壽命。針對存在的問題進(jìn)行了如下的改造設(shè)計。
4.1.1 增設(shè)緩沖漏斗
針對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:在卸載滾筒機頭溜槽內(nèi)的物料下落路徑上根據(jù)需要設(shè)置幾個緩沖漏斗,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,從而對溜槽起到一定的保護(hù)作用,延長使用壽命。根據(jù)該選煤廠的現(xiàn)場情況,在機頭溜槽內(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,實現(xiàn)設(shè)備的中心給料,見圖1(b)所示。
圖1 機頭溜槽增設(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)運動,保障了受料均勻。
4.1.3 增設(shè)螺旋溜槽
輸送皮帶機帶面至機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)場來看煤塊的破碎率增加了。針對這一問題,通過增設(shè)螺旋溜槽的方式實現(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
磁選機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,費時費工。采用如下兩種方式對其進(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
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。針對這一情況,在溜槽拐彎處增設(shè)一個緩沖斗,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,以減輕物料對底板的直接沖擊,見圖4所示。
針對辛置煤礦選煤廠溜槽存在的問題,根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)情況,進(jìn)行了一系列的改進(jìn)設(shè)計。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),對于溜槽的改造設(shè)計是合理的,切合實際的。
圖4 改進(jìn)后的揀矸溜槽結(jié)構(gòu)示意圖