城郊选煤厂火车外运装车过程及质量控制实践

徐世辉，杨周阳，姬吉星

(河南能源化工集团永煤公司 城郊选煤厂，河南 永城 476600)

城郊选煤厂火车外运装车过程及质量控制实践

徐世辉，杨周阳，姬吉星

(河南能源化工集团永煤公司 城郊选煤厂，河南 永城 476600)

分析了城郊选煤厂火车外运装车过程与质量控制情况，针对装车准备环节人工劳动强度大，人工清理车厢效率低且扬尘危害职工身体健康，装车系统作业安全管理难度高，装车过程中块煤跌落破碎严重，装车后续工作效率低等问题，通过采取一系列技术和管理手段，对外运装车相关环节进行了改造和完善，实现了装车过程的机械化与自动化，从而大大降低了职工的劳动强度，有效保证了装车安全，减轻了煤尘对职工身体危害，并使装车速度和质量得到明显提升。

选煤厂；外运装车系统；振动平煤装置；液压修复装置；装车速度

城郊选煤厂是隶属于河南能源化工集团永煤公司的一座矿井型选煤厂，原设计能力2.40 Mt/a，于2003年顺利投产并达到设计能力，后历经数次扩能改造，目前生产能力达到5.00 Mt/a，选煤工艺为块煤重介斜轮排矸、末煤两产品重介旋流器分选、粗煤泥TBS分选和煤泥直接浮选联合流程。该厂末煤可实现全部、部分入选或不入选，工艺灵活，自动化程度高，能够根据市场需要和原煤性质灵活调整工艺技术参数和产品结构，以适应不同用户的需要。洗选产品主要有：洗中块、洗小块、粒子煤、洗精煤、末原煤，属低灰、低硫、低磷、高发热量的优质年轻无烟煤，主要用于冶金、电力、化工、造气和民用等行业[1]。

随着城郊选煤厂主洗系统处理能力的提高，火车外运装车系统负荷不断增大。自建厂以来，该厂外运装车系统从未进行过扩能升级改造，装车作业自动化程度低，职工劳动强度大，作业环境恶劣，煤尘污染严重等一系列因素对职工的身体健康造成了很大影响。另外，人工清理车厢、人工平车、人工进行火车外胀修复劳动量大，不仅耗时费工，且效率低下，非常不利于人力资源的优化配置。此外，火车在选煤厂停留有严格的装车时间限制，按照规定的车厢节数设有标准时间，超出标准时间外按小时收取选煤厂装车延时费用，因此装车速度慢、效率低导致选煤厂不得不支付大额的装车延时费用，大大增加了选煤厂生产成本。鉴于此，城郊选煤厂亟待提高外运装车工作机械化和自动化程度，以提高装车速度和工作效率[2]。

1 存在问题

随着入选能力的提高，城郊选煤厂外运装车系统负荷也随之增大，再加上客户对产品质量要求愈来苛刻、选煤厂用工人员紧张、自动化程度较低等情况的存在，在正常生产过程中，城郊选煤厂外运装车各个环节存在着不少问题。

1.1 装车准备环节人工劳动强度大

城郊选煤厂装运车间负责厂块煤、末精煤、末原煤等产品火车外运，随着主洗系统小时处理能力的提高，产品火车外运环节压力越来越大，每天有上百节火车车皮需要清理，由于一直采用人工清车方式，因此不仅劳动强度大，耗费大量人力，并且清车效率低下。同时，人工清理车厢时扬起的大量煤尘也给职工身体健康造成了危害。

1.2 装车系统作业安全管理难度高

由于装运车间室外作业多，工作环境特殊，根据近几年来同行业的安全状况来看，对装车过程的安全控制也至关重要。据统计，行业装车车间发生的安全生产事故较选煤厂其他车间普遍偏高。

1.3 装车过程中块煤跌落破碎严重

城郊选煤厂块煤装车过程中块煤产品通过胶带运输至下料溜槽后直接下落至车皮当中，而下料溜槽口与火车车皮底部之间高度有3 m以上，因此造成了块煤产品的大量破碎，导致块煤限下率时常高于公司和客户的要求，给选煤厂造成了不必要的损失，也影响了企业形象。

1.4 装车后续工作效率低

外运装车车厢进入国铁有着严格要求：装车高度不能高出火车车厢10 cm，且车厢不能出现外胀现象。城郊选煤厂为保证装车高度、车厢外胀程度在国铁要求范围内，采用人工平车与车厢外胀修复工作，但人工作业不仅劳动强度大，而且耗费时间长，因此造成了装车延时费用增加，大大提高了选煤厂的生产成本。

2 技术手段

为提升外运装车工作各个环节的机械化、自动化程度，提高外运装车速度和质量，降低职工劳动强度，减少职工工作量，优化选煤厂人力资源配置，降低装车延时费用，提高安全管理水平，最终达到安全高效装车，城郊选煤厂通过技术和管理手段对外运装车各个环节进行了一系列改造和完善，最终实现了安全高效装车。

2.1 自制车皮清理工具来清理车皮

为改善职工工作条件，降低职工劳动强度，提高车厢清理安全性，经过选煤厂相关技术人员精心研究，自行研发了一套水力清车工具。该套工具由矿井废弃高压喷水枪头、多级高压泵、矿井废旧管道及煤泥水澄清装置组成。

具体实施方案如下：在城郊选煤厂装车车间自建车皮清理用水蓄水池，架设管道至装车仓东部；将管道与高压喷水枪枪头连接，高压喷水枪枪头在装车2道、3道铁路上方各配一个；在管道上设增压管道泵，以提高喷水压力。此外，为了回收冲洗车皮的煤泥水，在铁道两旁分别设置一个沉淀池，冲洗水从车上流下来后，经由敷设的渠道流进沉淀池中沉淀，沉淀后的上部澄清水回收至蓄水池中，从而实现了车皮清理用水闭路循环；沉淀池煤泥则利用自制的挖掘机挖出，由工作人员清理并运输至煤泥场地[3]。

2.2 实施装车全过程视频监控技术改造

由于装运车间室外作业劳动强度较大，工作环境特殊，导致车间安全管理难度较大，安全风险系数高。为此，根据现场安全工作需要，结合有关技术部门，选煤厂在铁路沿线安装了摄像监控系统，具体方案是：在新仓东西两侧和老仓东西两侧各安装两个红外高清摄像头，将视频终端安装在二、三道操作室内，从而形成了对铁路沿线全方位、全过程的视频监控，实现了在操作运行过程中对铁路沿线的行人、行车以及员工、外来人员翻钻车厢等“三违”情况的监控，一旦出现，做到及时停车，杜绝各类人身伤害事故的发生[4]。

2.3 创新设计了液压给煤装置

为防止块煤装车过程中造成的破碎，降低块煤限下率，城郊选煤厂在中、小块放煤溜槽处创新设计了一个液压闸门，在溜槽放煤时，通过闭合液压装置，使中块先在放煤溜槽中储存，然后缓慢放开液压闸门，使中块以极限落差进入车皮，以最大限度地减少块煤的破碎，同时降低了给料速度，使给料更加均匀[5]。

液压给煤装置的应用不仅有效控制了因落差高带来的块煤破碎严重的情况，且提升了装车的精确度，同时大大降低了现场噪声与粉尘污染，提升了现场标准化建设水平。该装置的应用使块煤限下率由12%～13%降低至8%左右，块煤产率提高了1个百分点以上，年可提高经济效益1 000余万元，经济效益非常可观。

2.4 设计与应用实用装置解决平煤与车厢外胀修复难题

(1)自制车皮清理工具，有效解决了人工清理车皮难的问题。人工平车作业存在岗位劳动强度大、影响装车速度等问题。选煤厂厂技术人员反复研究装车情况，并自行设计制作了振动平煤装置代替人工平车作业。该装置主要由平煤板、振动电机，工字钢固定装置、钢丝绳滑道、提升装置等五部分组成，其原理是以振动电机为动力源，带动平煤板将煤夯实，工字钢固定装置在钢丝绳上上下滑动起到缓冲作用。振动平煤器不用时可用提升装置将其提升至距火车高约1.5 m处。该装置具有安装容易、结构简单，安全性能高等优点。振动平煤装置投入使用后，不但有效解决了外运煤超高的问题，而且消除了在火车上人工平煤带来的安全隐患，也杜绝了车帮撒煤的现象，降低了岗位工人的劳动强度，提高了装车速度，保证了产品的顺利外运。

(2)设计了高效车皮外胀液压修复装置。城郊选煤厂处理外胀车皮传统方法均采用人力，车皮一旦出现外胀需要加固处理时，需借助5 t手拉葫芦平拉，至少需4人来完成，且员工需在已装好的车皮上工作，存在一定的安全隐患。为了提高装车速度，满足车皮快进快出的要求，城郊选煤厂研发设计了火车外胀液压修复装置。该装置设有液压缸，液压缸的两侧分别连接有拉杆，拉杆的另一端设有方形挂钩，当火车的车厢由于物料堆积、挤压而产生外胀变形时，把校正装置平放到变形车厢的上边缘，启动液压站，通过控制操作阀伸开液压缸推杆，将两个方形挂钩钩住车厢两侧边缘，然后由操作阀控制液压缸伸缩，使变形的车厢向内拉紧，从而得到校正恢复。火车外胀液压修复装置投入使用后，有效避免了车皮外胀时需工人上车作业存在的安全隐患。以前处理外胀车皮至少需4人配合来完成，一般用时在20～30 min，现在仅需由一人操作，且只需2～3 min，节约了大量的人力与物力；原来每节车厢需要用8股8号铁丝捆绑，铁丝消耗量特别大，火车外胀液压修复装置的投入使用大大降低了材料消耗。

3 管理手段

3.1 将外运装车工作纳入市场化管理体系

为保证外运装车管理工作能具体落到实处，切实发挥质量监督、考核实施效果，选煤厂以落实责任为重点，狠抓产品外运管理工作不放松，将装运车间产品外运装车绩效考核结果纳入厂内部市场化运作，切块工资占50%，改变了以往只对各车间单项指标考核、考核片面、奖罚局限于部分岗位或部分人员，装车质量考核调控力度不够、全员意识不强的局面。例如，近年来公司对选煤厂的外运量需求比较大，铁运处、销售公司多次跟厂领导研究装车提速的问题，装运车间为了更好的激励各班组，制定了“装车时间考核办法”：从空车带进二三道后铁牛出坑开始计算时间，到装车完毕，根据每趟装车品种的不同计算装车时间，如：装末精煤、末原煤是4 min/节,装中小块10 min/节,小粒子煤20 min/节来计算,一批车装完时间在计划时间范围内视为合格，月底市场化考核根据每个班装车时间合格率进行计算，合格率第一名的班组奖励1 000元；第二名班组奖励800元;最后一名奖励600元。最终以有效的奖励机制推进各班组多装车、装好车，确保装车无事故发生。

3.2 优化装车作业流程

为提升外运装车效率，压缩车辆停放时间，城郊选煤厂积极与运销处、铁运处沟通，运用各种管理手段，优化装车作业流程，有效提高了装车作业精细化程度。

(1)优化车皮列检程序，缩减车皮加固时间。选煤厂之前车皮列检程序为火车装好后，铁运处员工和当班班长一起巡检火车车皮，对需要加固的车皮进行记录，列检后由当班班长通知机修工中有电焊作业证的人员进行加固，导致加固时间大大增加。为此，装运车间创新性培养多技能人才，鼓励员工考取多个职业技能证书，通过培养，大批岗位操作工具有了电焊作业证，把火车列检过程改为边装车边检车，使加固人员不再局限于机修人员，从而大大提高了车皮加固效率，缩短了车皮加固时间。

(2)申请车皮变“被动”为“主动”，避免了来车无煤等装现象的发生。原来选煤厂车皮是由运销处按照计划分配，因此经常造成产品与车皮需求不吻合，车皮等装现象发生。针对这种情况，选煤厂积极与运销处进行沟通，将原有的运销处按计划分配车皮改为主动申请车皮，仓内有什么煤，就申请什么品种煤的车皮，从而避免了来车无煤等装的现象。

(3) 优化铁牛出坑程序，提高装车作业效率。以往火车车皮进入选煤厂后，二、三道车皮必须到位后，铁牛才能出坑。经技术人员深入现场研究发现，三道倒车时并不影响二道装车。为提高装车速度，选煤厂积极与铁运处沟通，将装车程序优化为调好一道，铁牛出坑一道，从而提高了作业效率。

城郊选煤厂通过优化装车作业流程，大大压缩了人工作业、车皮停留时间，提高了装车效率。以往选煤厂24 h最多装车150列左右，现最高装车数量为210列，装车效率大大提升。

3.3 产品外运异常信息反馈与处理

装车过程中发现块煤限下率高或末原煤、末精煤质量异常时，由调度室安排相关部门及时处理存在的问题，对于已装的车辆则汇报值班厂领导，根据情况安排卸车并及时和运销处沟通，提前做好与用户的沟通工作，坚决杜绝不合格产品出厂。同时，进行生产控制调节，避免类似情况再次发生。

4 效果分析

通过采取上述一系列技术手段与管理手段，城郊选煤厂基本实现了外运装车过程的机械化与自动化，在大大降低职工劳动强度、安全得到有效保证、减轻煤尘对职工身体危害的同时，使装车速度和质量得到了明显提升。

通过创新设计与应用液压给煤装置，城郊选煤厂块煤限下率从改造前的12%～13%降低至8%左右，如果块精、末精煤价格差价按照300元，块煤率按照15%计算，年可增加经济效益15%×500万×5%×300元=1 125万元，经济效益非常可观；并且装车速度的提高，每年可节约选煤厂外运装车延时费用60余万元。此外，通过建立液压站、创新设计振动平煤器，实现了车厢外胀的液压修复，解决了人工平车的难题，不仅减轻了职工劳动强度，并且消除了装车质量控制过程中的诸多安全隐患。生产实践表明，城郊选煤厂火车外运装车过程的质量控制取得了良好效果，经济效益和社会效益显著。

[1] 郝春建，姬吉星，景雷刚.城郊选煤厂煤泥水处理系统改造实践[J]. 选煤技术，2012(4):43-46.

[2] 戴少康. 选煤工艺设计实用技术手册[M].北京：煤炭工业出版社，2010.

[3] 蔡湘辉. 选煤厂“清车”作业过程存在主要危险有害因素及相应防护对策[J]. 中国科技博览，2009(28):13-15.

[4] 冯桂东，王洪彦，郑少辉. 煤炭装车自动化技术研究与开发[J]. 煤炭科技，2006(4):3-5.

[5] 周 荣，郝春建，陈常州.城郊选煤厂块煤防破碎系统的研究与实践[J]. 煤炭加工与综合利用，2009(5):10-12.

Practice research on loading operation for outward train transportation and quality control in Chengjiao coal preparation plant

XU Shi-hui,YANG Zhou-yang,JI Ji-xing

(Yongcheng Coal Electricity Company Chengjiao Coal Preparation Plant,Henan Energy and Chemical Industry Group Co.,Ltd.,Yongcheng,Henan 476600,China)

Analysis of the situation of loading operation for outward train transportation and quality control in Chengjiao Coal Preparation Plant,described the main problems,such as high strength manual labor of loading preparation,low efficiency of cleaning up compartment and raising much of coal dust harm to workers by the artificial,difficult security management,serious drop crushing of lump coal as well as low efficiency of follow-up work,etc. Therefore,related processes in loading operation for outward train transportation has been modified and improved by a series of technical and management measures. The application shows that the mechanization and automation of loading operation is achieved,which greatly brings down labor intensity of staff,guarantying safety in loading operation,reducing harm of coal dust to staff,improving loading speed and quality. It is significant for economy and society benefit.

coal preparation plant; loading system for outward train transportation；loading speed; hydraulic pressure repairing apparatus; vibration flatting coal device

1001-3571(2015)02-0043-04

TD948.7

B

2014-10-21

10.16447/j.cnki.cpt.2015.02.012

徐世辉(1987—)，男，河南省信阳市人，助理工程师，从事选煤生产技术与管理工作。

E-mail：594312825@qq.com Tel:15249755053