煤礦產品升級改造方案淺析
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摘要：針對淖爾壕煤礦目前生產系統中產品煤易碎、產品結構單一，無法適應市場多樣化需求的現狀，對其篩分揀矸車間、大塊煤和中塊煤倉進行了升級改造。通過對改造方案的比選，確定了最終的推薦方案。升級改造后，有效降低了產品的限下率，同時優化了產品結構，在解決了防塵、防噪等相關問題的同時，采用合理的工藝布置、可靠的技術性能，為企業帶來良好的經濟效益。
關鍵詞：系統升級改造；篩分揀矸車間；大塊煤和中塊煤倉；方案比選
0引言
淖爾壕煤礦隸屬于伊金霍洛旗呼氏煤炭有限責任公司，位于內蒙古自治區鄂爾多斯市伊金霍洛旗阿勒騰席熱鎮東南部，距離阿勒騰席熱鎮直線距離36km，行政隸屬納林陶亥鎮管轄。淖爾壕煤礦設計生產能力1.20Mt/A。
1煤礦現狀
1.1生產系統現狀
礦井生產的原煤由主井帶式輸送機提升到地面進入篩分揀矸車間，分級后的產品煤分別入產品倉儲存，經倉下給煤機裝汽車外運銷售。
1.2產品現狀
主井提升的原煤經篩分揀矸車間內分級篩分級后生產出3個不同的產品，篩上+80mm的大塊煤經檢查手選后，雜物、矸石經轉載進入矸石倉，大塊煤（+80mm）經帶式輸送機運至大塊煤倉儲存，篩下中塊煤（+30~80mm）、末煤（-30mm）由帶式輸送機運至中塊煤倉、混末煤倉儲存。
1.3存在問題
（1）篩分揀矸車間，分級篩篩下中塊煤排料溜槽未考慮緩沖設置，產品煤在通過溜槽過程中易碎。（2）目前生產系統產品結構為：大塊煤（+80mm）、中塊煤（+30~80mm）、末煤（-30mm）[1]。無法應對市場多樣化需求，為了提高煤礦的經濟效益，需要進行產品結構優化改造。（3）筒倉未設置緩沖裝置，大塊煤、中塊煤在儲存過程中易發生二次粉碎，產品煤限下率超標，無法滿足客戶需求，且粉煤含量較高很難銷售。
2升級改造方案
2.1篩分揀矸車間保塊改造
篩分揀矸車間內，分級篩布置在標高+17.40m平面，篩下中塊煤排料溜槽將煤給到標高+4.40m平面的中塊煤帶式輸送機上，落差約13m。結合現場實際情況，提出三種改造方案。（1）既有中塊煤排料溜槽優化方案。在既有溜槽增設拐點及煤臺，每個煤臺下增加支撐。煤臺可以減小產品煤在溜槽內下落時對鋼板的沖擊力，從而降低碎煤率。（2）方倉+給煤機改造方案。篩下中塊煤排料溜槽將煤給到新增方倉內，方倉儲量約13t，倉下設一臺變頻給煤機，將煤給到中塊煤帶式輸送機上。該方案通過控制給煤機的給料速度來控制倉容，減小煤的落差，從而降低碎煤率。（3）螺旋溜槽改造方案。螺旋溜槽的應用，可以極大程度上減小塊煤的破碎率。但由于篩分揀矸車間內設備相互之間空間較為緊張，其次既有土建結構對螺旋溜槽的布置也有較大影響。所以結合上述實際情況，螺旋溜槽在此處布置難度較大，改造方案不可行。綜上所述，篩下既有中塊煤排料溜槽優化方案，溜槽改動量小，對既有土建結構無影響，確定為篩下中塊煤排料溜槽的最終推薦改造方案。
原篩分揀矸車間分級篩篩上為+80mm的大塊煤，篩下為+30~80mm的中塊煤、-30mm的末煤。根據對周邊市場的調研，并與業主協商，產品升級改造后需要產出4個產品：末煤（-25mm）、中塊煤（+25~50mm）、中塊煤（+50~90mm）、大塊煤（+90mm）[2]。為了調整產品分級粒度，需要更換篩分揀矸車間內的分級篩。更換后，分級篩篩上為+90mm的大塊煤，篩下為+25~90mm的中塊煤、-25mm的末煤。大塊煤、中塊煤通過帶式輸送機運至大塊煤倉、中塊煤倉儲存，末煤由帶式輸送機運至混末煤倉儲存。
2.3大塊煤倉、中塊煤倉局部改造方案
大塊煤倉、中塊煤倉各2座，直徑18m，單倉儲量5000t。倉上設兩條刮板輸送機進行配倉，倉下設16臺甲帶給煤機裝汽車外運。（1）倉上中塊煤（+25~90mm）產品結構優化改造。目前中塊煤通過帶式輸送機運至倉上，經分叉溜槽分別給到兩條配倉刮板輸送機上進行配倉。根據現場情況取消中塊煤帶式輸送機機頭分叉溜槽，在配倉刮板輸送機上架設一臺滾軸篩，分級粒度50mm。篩上+50~90mm粒度中塊煤通過篩前溜槽給到刮板輸送機上進行配倉，篩下+25~50mm粒度中塊煤通過篩下溜槽直接進入倉儲存。（2）大塊煤倉、中塊煤倉倉內保塊改造。大塊煤倉、中塊煤倉配倉層標高為+35.20m，倉下給煤機倉口標高+6.30m，落差約29m。目前大塊煤倉、中塊煤倉產品煤限下率約40%，嚴重影響了產品的交付。結合現場實際情況提出三種改造方案：倉壁小螺旋溜槽、倉壁大螺旋溜槽、伸縮溜槽。三種常用筒倉緩沖裝置主要優缺點比較詳見表1。①倉壁小螺旋溜槽。該方案，小螺旋溜槽可利用現有刮板輸送機進行配倉，但是在溜槽安裝時需要對筒倉倉壁進行土建改造。且小螺旋溜槽在布置時需靠近單側倉壁，所以為避免筒倉儲煤偏倉，小螺旋溜槽必須成對布置。所以，若倉上中塊煤（+25~90mm）產品需進行結構優化改造，那么篩下+25~50mm粒度中塊煤儲煤倉無法采用小螺旋溜槽保塊方案。②倉壁大螺旋溜槽。大螺旋溜槽可利用現有刮板輸送機進行配倉，但是在溜槽安裝時需要對筒倉倉壁進行土建改造。且大螺旋溜槽需環整個倉壁進行布置，產品煤的離心力和速度損失較大，所以在溜槽一次安裝到位后，產品煤的粒度與入料初速度變化會直接影響其保塊效果。③伸縮溜槽。由于既有系統采用刮板輸送機進行配倉，伸縮溜槽頂部的緩沖漏斗和絞車無法布置；并且倉上配倉口不唯一，伸縮溜槽在工作時安全隱患較大，所以伸縮溜槽改造方案不可行。綜上所述，現有工藝布置無法滿足伸縮溜槽改造方案。倉壁小螺旋溜槽和大螺旋溜槽均可作為煤倉保塊改造方案。但是倉壁大螺旋溜槽結構更加穩定，處理能力大，還預留了后期擴能的可能性。
3大塊煤倉、中塊煤倉倉下裝車系統改造方案
大塊煤倉、中塊煤倉倉下共設甲帶給煤機16臺。根據現場情況，對倉下裝車系統進行整體改造。將原有16臺甲帶給煤機更換為振動篩分給煤機，并在每臺振動篩分給煤機下增加一條末煤刮板輸送機。大塊煤、中塊煤通過給煤機機前溜槽裝汽車外運；末煤通過給煤機機下收集溜槽進入新增末煤刮板輸送機內，運至筒倉倉壁外統一收集。倉下裝車系統改造方案布置圖見圖1。
4結語
淖爾壕煤礦產品升級改造方案，充分考慮了既有生產系統現狀、并結合周邊市場的需求，針對篩分揀矸車間、大塊煤和中塊煤倉進行了優化改造，并對設計方案進行了對比，最終采用了合理的工藝布置。本次產品升級改造工作在解決煤礦產品煤結構和限下率的同時，必將為企業帶來良好的經濟效益和社會影響力。
參考文獻：
[1]戴少康.選煤工藝設計實用技術手冊[M].北京：煤炭工業出版社，2010.
[2]《煤炭洗選工程設計規范》（GB50359-2016）.
作者:王超 單位:中煤西安設計工程有限責任公司
