衛(wèi)雷杰

(山西華寧焦煤有限責(zé)任公司，山西 臨汾 042100)

1 選煤廠概述

山西華寧焦煤有限責(zé)任公司崖坪煤礦于2012年改擴(kuò)建，2014年10月試生產(chǎn)，2015年3月通過山西省煤炭廳綜合驗(yàn)收，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力3.00 Mt/a，采用斜井開拓，井下采用一次采全高的采煤方法，地面設(shè)有同等規(guī)模的選煤廠。

礦井主井提升及井下主運(yùn)輸均采用帶式輸送機(jī)，井下各帶式輸送機(jī)均采用直接搭接方式，無緩沖煤倉和井下煤倉。主要工藝流程為：原煤經(jīng)主斜井帶式輸送機(jī)提升至地面后，由101帶式輸送機(jī)運(yùn)至原煤倉頂部的102固定篩進(jìn)行簡易篩分，再經(jīng)分叉溜槽轉(zhuǎn)至103、104配倉刮板機(jī)，由配倉刮板機(jī)下各電液動(dòng)平板閘門對3個(gè)原煤(筒)倉進(jìn)行配煤、儲(chǔ)存或緩沖；倉內(nèi)原煤由倉下201帶式輸送機(jī)將原煤運(yùn)送至篩分破碎車間，經(jīng)篩分破碎車間處理后進(jìn)入選煤廠主洗系統(tǒng)。

2 問題背景

礦井自改擴(kuò)建完成后投產(chǎn)以來，主斜井井口房至原煤倉的101帶式輸送機(jī)、102固定篩、103和104重型刮板機(jī)等設(shè)備和環(huán)節(jié)運(yùn)行基本正常。但由于井下煤流中混有一定的矸石，使原煤倉上103、104重型刮板機(jī)溜槽、刮板、鏈條等磨損嚴(yán)重，需要投入大量的人力、物力進(jìn)行維護(hù)和修補(bǔ)，以保證設(shè)備正常運(yùn)行。因井下無煤倉和緩沖倉，原煤從井下到原煤倉上各帶式輸送機(jī)采用直接搭接，屬于單煤流系統(tǒng)，一旦103或104刮板輸送機(jī)出現(xiàn)事故或故障停車，都會(huì)造成井下各帶式輸送機(jī)帶載停機(jī)，而帶載開機(jī)有可能會(huì)造成主斜井帶式輸送機(jī)、東大巷帶式輸送機(jī)、北大巷帶式輸送機(jī)以及順槽可伸縮帶式輸送機(jī)壓帶、超載斷電、撕帶、甚至斷帶事故的發(fā)生。

另外，按照百萬噸原煤維護(hù)費(fèi)用計(jì)算，2015—2016年度這2臺(tái)刮板輸送機(jī)維護(hù)費(fèi)用為43萬元，隨著重型刮板機(jī)大修費(fèi)用的增加以及使用年限的增長，維護(hù)費(fèi)用還將繼續(xù)上升。

為保障井下主運(yùn)輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，縮短檢修時(shí)間，提高設(shè)備開機(jī)率，降低設(shè)備運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，山西華寧焦煤有限公司相關(guān)技術(shù)管理人員經(jīng)過反復(fù)測算、論證，于2017年1月優(yōu)化了原煤倉上運(yùn)輸設(shè)備，將原煤倉上2臺(tái)重型刮板輸送機(jī)改為2臺(tái)帶式輸送機(jī)。

3 優(yōu)化方案確定及設(shè)備選型

3.1 主煤流運(yùn)輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

主斜井井口房至原煤倉上配煤刮板機(jī)系統(tǒng)各運(yùn)輸設(shè)備參數(shù)及原煤倉特征如下。

主斜井提升設(shè)備輸送量1 800 t/h，帶寬1 200 mm，帶速4.5 m/s；101上倉帶式輸送機(jī)輸送量1 800 t/h，帶寬1 400 mm，帶速4.0 m/s；原煤倉3個(gè)，直徑22 m，單倉容積約為12 500 m3，儲(chǔ)煤量10 000 t，3個(gè)倉理論總?cè)萘?0 000 t，每個(gè)原煤倉上部設(shè)6個(gè)溜煤孔。

3.2 配倉重型刮板輸送機(jī)及帶式輸送機(jī)技術(shù)比較與選擇

目前，國內(nèi)大多數(shù)煤礦及選煤廠原煤倉配倉設(shè)備一般主要采用重型刮板機(jī)和帶式輸送機(jī)2種類型，其技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)比較見表1。

表1 配倉重型刮板機(jī)與帶式輸送機(jī)比較

礦井目前煤流運(yùn)輸系統(tǒng)存在的主要問題是因刮板運(yùn)輸機(jī)故障率高，維護(hù)量大，對礦井單一煤流運(yùn)輸線路造成嚴(yán)重影響，為縮短煤流系統(tǒng)設(shè)備檢修時(shí)間，提高設(shè)備開機(jī)率，將故障或檢修對煤流運(yùn)輸?shù)挠绊懡档阶畹停Y(jié)合上述2種設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)比較，決定對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，將原煤倉上重型刮板輸送機(jī)改造為帶式輸送機(jī)。

3.3 配倉帶式輸送機(jī)布置方案

原煤倉配倉設(shè)備改造計(jì)劃采用固定帶式輸送機(jī)替換103、104重型刮板機(jī)，初步形成了2個(gè)布置方案。

方案一：采用2臺(tái)同等長度的帶式輸送機(jī)替換。

2臺(tái)長度均為59.84 m的帶式輸送機(jī)替換103、104刮板輸送機(jī)，中間卸料設(shè)備采用犁式卸料器，配中間煤倉。因采用犁式卸料器，其帶速不能太高，較合理的帶速為V=2.5 m/s，通過計(jì)算，選用帶寬B=1 600 mm、運(yùn)量Q=2 300 t/h，每臺(tái)裝機(jī)功率160 kW。

方案二：采用一短一長2臺(tái)帶式輸送機(jī)替換。

采用一短一長2臺(tái)帶式輸送機(jī)替換103、104刮板輸送機(jī)，即1臺(tái)輸送機(jī)分別給1個(gè)倉配煤(即短帶式輸送機(jī)配2號煤倉，長帶式輸送機(jī)配3號煤倉)。經(jīng)計(jì)算，配倉輸送機(jī)采用B=1 400 mm、V=4.0 m/s、運(yùn)量Q=2 300 t/h，膠帶長度分別為29.84 m、59.84 m，考慮到2臺(tái)帶式輸送機(jī)共用備件，裝機(jī)功率均為110 kW。

2個(gè)方案優(yōu)缺點(diǎn)比較見表2。

表2 帶式輸送機(jī)布置方式比較

通過以上方案優(yōu)缺點(diǎn)比較，結(jié)合選煤廠經(jīng)常采用單倉放煤、逐倉輪換，礦井出煤與選煤廠洗選生產(chǎn)同步等實(shí)際情況，從生產(chǎn)組織方式上減緩了方案二中倉容量減小、煤倉重心局部偏移造成的影響，故決定采用方案二，采用一短一長2臺(tái)帶式輸送機(jī)，一對一配倉布置。

3.4 設(shè)備參數(shù)確定及選型

為滿足主煤流系統(tǒng)1 800 t/h通過量的要求，結(jié)合原有煤流系統(tǒng)各設(shè)備的驅(qū)動(dòng)形式、功率及現(xiàn)場實(shí)際，經(jīng)計(jì)算及核定，配倉帶式輸送機(jī)基本參數(shù)見表3。

表3 配倉帶式輸送機(jī)參數(shù)特征

3.5 配倉分叉溜槽優(yōu)化改造

設(shè)備改造前，原煤配倉是通過刮板輸送機(jī)上方的分叉溜槽結(jié)合1個(gè)手動(dòng)翻板裝置，根據(jù)生產(chǎn)需要擺動(dòng)翻板，向下方兩側(cè)的刮板輸送機(jī)機(jī)進(jìn)行分料，通過刮板輸送機(jī)下方的卸料口分配到3個(gè)原煤倉內(nèi)，翻板極易被煤憋住，而且當(dāng)2臺(tái)設(shè)備都故障時(shí)，無法進(jìn)行配倉，影響生產(chǎn)。本次設(shè)備改造的同時(shí)，對設(shè)備前級分叉溜槽也進(jìn)行了優(yōu)化，將原有分叉溜槽進(jìn)行改造，在原分叉部位開口，焊接向下延伸溜槽，并安裝1道電液閘板，可將原煤直通卸至1號原煤倉，同時(shí)在原來的2個(gè)分叉溜槽上也分別安裝了1道電液閘板，每道電液閘板距離入口處保持500 mm距離，起到緩沖作用，避免大塊煤直接砸到閘板上。優(yōu)化改造后，通過控制分叉溜槽上的3道電液閘板，可靈活進(jìn)行3個(gè)原煤倉配倉，若2臺(tái)設(shè)備都發(fā)生故障時(shí)，也可將原煤卸入1號原煤倉，不影響生產(chǎn)。另外，選煤廠如果連續(xù)洗選1號原煤倉的原煤時(shí)，打開直通溜槽閘板，關(guān)閉2個(gè)分叉溜槽的電液閘板，原煤進(jìn)1號原煤倉，2臺(tái)配倉帶式輸送機(jī)可以不開，以節(jié)約電能。

4 改造優(yōu)化效果

4.1 保障井下主運(yùn)輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性

原煤倉上2臺(tái)刮板輸送機(jī)更換為長、短2臺(tái)帶式輸送機(jī)后，從根本上消除了原來刮板輸送機(jī)頻繁出現(xiàn)的鏈道及耐磨板磨損、刮板斷鏈等情況。另對分叉溜槽優(yōu)化改造后，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，還可將原煤直通進(jìn)入1號原煤倉，從根本上解決了原煤倉上維修施工等對主煤流系統(tǒng)的影響，很大程度上減少了主煤流系統(tǒng)頻繁重載啟車，避免了因重載啟車造成超載斷電、斷帶、撕帶事故的發(fā)生，提高了原煤倉上配倉設(shè)備的可靠性，保障了礦井主運(yùn)輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

4.2 縮短檢修時(shí)間，提高開機(jī)率

礦井實(shí)行三八制，二班生產(chǎn)，一班檢修。設(shè)備改造前原煤倉倉上重型刮板機(jī)溜槽、刮板、鏈條等磨損較嚴(yán)重，維修工作量大，每天檢修班投入較多的檢修維護(hù)人員(6～8人)對2臺(tái)重型刮板機(jī)進(jìn)行補(bǔ)焊及維護(hù)，占用較長檢修時(shí)間，從而影響開機(jī)時(shí)間和開機(jī)率。改為帶式輸送機(jī)后，并對分叉溜槽進(jìn)行優(yōu)化改造后，大大減少了設(shè)備維護(hù)工作量，縮短了維修時(shí)間，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)備開機(jī)率，有效提高了礦井日生產(chǎn)能力，保障了礦井年生產(chǎn)任務(wù)的完成。

4.3 降低設(shè)備運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益

從設(shè)備維護(hù)費(fèi)用來看，根據(jù)刮板輸送機(jī)現(xiàn)場使用情況以及對刮板、鏈條、滑道及底襯板磨損量的實(shí)際測量，結(jié)合年度過煤量以及本公司刮板輸送機(jī)的大修標(biāo)準(zhǔn)，刮板輸送機(jī)每2 a需大修1次。按照2 a一個(gè)周期統(tǒng)計(jì)設(shè)備大修以及維護(hù)費(fèi)用，使用刮板輸送機(jī)每年平均維護(hù)成本約129萬元，而使用膠帶輸送機(jī)每年維護(hù)成本約25萬元，每年可節(jié)約維護(hù)費(fèi)用104萬元。

對比設(shè)備改造前后實(shí)際電耗數(shù)據(jù)，使用2臺(tái)刮板輸送機(jī)每年消耗電費(fèi)119.052萬元，而使用長短2臺(tái)帶式輸送機(jī)每年消耗電費(fèi)44.77萬元，每年可節(jié)約電費(fèi)74.28萬元。

公司原煤倉上2臺(tái)刮板輸送機(jī)改為膠帶輸送機(jī)后，不計(jì)維護(hù)工時(shí)及人力成本，僅維護(hù)費(fèi)用及電費(fèi)消耗兩項(xiàng)合計(jì)，每年可節(jié)約費(fèi)用178.28萬元，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。

5 結(jié) 語

在崖坪煤礦采用綜采放頂煤回采工藝、煤流系統(tǒng)存有一定矸石量的條件下，對原煤倉倉上配倉設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化改造，提升了主煤流運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全可靠性，提高了設(shè)備開機(jī)率和礦井日生產(chǎn)能力，在降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)能降耗及產(chǎn)能提升方面成效顯著。