块煤防破碎技术集成在刘河选煤厂的组合应用

徐传友，于艳辉

(1.河南神火煤电股份有限公司 刘河选煤厂，河南 永城 476600；2.永城职业学院，河南 永城 476600)

无烟煤作为我国煤炭市场中一个重要的品种，尽管其生产和消费所占比重不大，但由于资源稀缺性和广泛运用性，使得无烟煤的地位举足轻重，而无烟块精煤相较于无烟末精煤在价格方面的优势也日益凸显。为此，最大限度地提高块煤产率、降低块煤限下率、保证块煤质量，是当前企业提高经济效益和市场竞争力的重要途径。

目前，国内外在块煤防破碎领域均进行了长期研究，并取得了较多成果，河南焦煤集团[1-2]、永城煤电集团公司[3-4]通过采取多种措施，块煤防破碎取得了较好的效果。陈四楼选煤厂通过改造破碎机及入仓方式等措施，使块煤产率从14.58%提高至16.45%[5]，但大多数措施是针对洗选后的转载[6]、入仓等环节[7-8]，几乎没有涉及块原煤运输环节。刘河选煤厂根据物料破碎的基本形式和碰撞理论，通过分析块煤在转载、运输、筛分入仓等各个环节破碎的主要表现形式和机理[9]，从改造生产环节入手，从块原煤转载环节开始，复合使用了多种块煤防破碎技术和管理措施，减少了块煤破碎，降低了块煤限下率，显著提高了经济效益和社会效益。

1 块煤生产现状

刘河矿原煤脆且易碎，洗选块精煤经转载、筛分、入仓后，块煤限下率高达20%～25%，产品指标远远达不到客户要求，需运至煤场经再次筛分方可销售，筛下物再运至返煤场地，择机组织返选。块煤在厂内运输、装车筛分过程中也会增加破碎几率，且筛下物返选重复占用生产资源，还不符合环保要求。通过对比分析近几年刘河选煤厂块煤产率和生产销售数据，块精煤产率在储存和装运过程中，最高损失达2.67%，最低为0.51%，平均为1.34%。故减少块煤破碎，降低块煤限下率，实现仓下直接装车销售具有重大的意义。

2 块煤防破碎技术组合应用

为提高块煤产率，防止块煤再次破碎和降低块煤限下率。刘河选煤厂组织生产技术人员及一线工作人员，对块煤转载运输、筛分、入仓等环节进行排查，试验测定了关键转载环节中块煤破碎情况(表1)，通过分析块煤破碎机理，针对不同环节进行改造，组合使用块煤防破碎技术。

表1 关键转载环节中块煤破碎率试验汇总Table 1 Summary of the result of test on rate of breakage of coarse coal at key transfer points %

2.1 转载运输防破碎技术

在洗选前后运输过程中，块原煤、块精煤从上级设备到下级设备经溜槽转载对块煤破碎影响很大。煤块在通过转载溜槽时，由于落差和流速造成的冲击力使块煤跌落破碎率大大增加，因此，必须想方设法减小块煤的冲击力。而受上下级设备本身条件限制，溜槽的高度不可更改，降低流速必将影响产量。只有添加辅助设备，减小块煤下落时的落差及对块煤的冲击力，才可提高块煤产率。

目前，大多数选煤厂在块精煤转载运输环节中主要采用缓冲溜槽的形式[2]，刘河选煤厂也在块原煤转载运输环节中使用了多级缓冲溜槽(图1)，并在溜槽内敷设耐磨衬板，在落煤点处形成积煤面，让煤滑落到积面上，降低其下落的速度，减少撞击破碎。

块煤防破碎装置[10]主要由振动给料机、溜槽、信号传感元件、PLC可编程序控制器、变频调速器及自动控制监控程序等部分组成，工作原理如图2所示。此装置能保证溜槽内料位始终处于合理位差之间，可实现块煤的连续给料。其不仅降低了破碎率，还改善了块煤分选效果，提高了块煤质量。改造后，该转载环节块原煤破碎率降低了3个百分点。

图1 缓冲溜槽改造示意图

图2 块煤连续给料的工作原理图

2.2 筛分入仓防破碎技术

目前，块煤洗选后大多需经筛分分级，形成洗中块、洗小块等不同产品。筛分后入仓方式主要有带式输送机小车、伸缩溜槽、螺旋溜槽、斜板入仓等。为减少块煤破碎，降低限下率，实现仓下直接装车销售，对比分析了各种防破碎方法的优缺点。相对于传统煤仓，螺旋煤仓可起到提高块煤产率和防止堵仓等作用，结合该厂实际生产情况，最终选择螺旋溜槽入仓的方式，其结构如图3所示。

螺旋溜槽是靠煤的重力下滑，不受人为操作因素影响，并且无机械故障，运营成本低。刘河选煤厂创造性的利用可控制料位的振动给料机，通过螺旋溜槽以蠕动方式将块煤给入块煤仓，解决了原生产中遇到的一系列问题，包括使用伸缩溜槽易造成伸缩桶卡死、钢丝绳电动提升系统故障频繁、物料因按安息角堆积影响仓容利用率、检修维护量大等。

图3 螺旋溜槽结构示意图

2.3 装车仓防破碎技术

刘河选煤厂洗中块仓下采用往复式给料机，随着给料机底板的往复运动，块煤在仓内受到往复摩擦和挤压，会产生一定的破碎，且仓下采用直接装车销售形式，不能调节放料高度，大落差势必会造成块煤的过度破碎。通过改造，采用仓下扇形闸板给料机，使块煤自然滑落，还可根据装车车厢的高度调节扇形闸板的下落高度，既避免物料的破碎，又提高了装车效率。另外，改造前5号洗小块仓下利用缓冲溜槽放料，该处落差约4 m，会造成块煤的破碎。在改造为螺旋溜槽后，块煤随螺旋溜槽轨道划入车厢内。改造后，该环节可使块煤产率提高1个百分点。

2.4 加强生产过程管理

(1)积极加强与矿井的沟通协调，确保7#原煤仓仓位在合理范围内，以保证原煤仓螺旋溜槽使用效果。原煤仓位保持在10 m以上，当仓位在10±0.5 m时，则停止生产。

(2)生产过程中运转车间及调度室人员每班对各防破碎设施巡查不少于一次，发现问题及时汇报处理，确保各防破碎设施完好。

(3)块煤仓下直销后仓位不能低于3 m。

(4)块煤仓螺旋溜槽保持物料畅通，至少每班清理一次。

(5)根据矿井采掘工作面及煤质变化适时测定各转载点块煤产率。

3 经济效益分析

块煤仓下直接装车销售的方式节省了块煤场内盘运、筛分装车、筛下物返选等工序，降低了车辆油耗、电耗等生产成本。刘河选煤厂块煤系统改造前后效果对比见表2。

表2 刘河选煤厂块煤系统改造前后效果对比

由表2可知：刘河选煤厂洗中块块煤限下率由18.98%降至5.20%，洗小块块煤限下率由21.90%降至6.90%，块煤综合产率比改造前提高了3个百分点，按原煤年产量45万t、末精煤与块煤平均差价100元/t计算，年可增加收入近150万元。

4 结语

如何提高选煤厂产品综合售价、实现效益最大化，是每个选煤厂的奋斗目标，也是体现选煤厂运营管理水平的重要指标。刘河选煤厂从块原煤转载、块精煤转载运输、筛分、入仓、销售等环节入手，通过一系列块煤防破碎技术和管理措施的组合应用，特别是创新性的多级缓冲溜槽和可实现连续给料的块煤防破碎装置等，降低了块煤在转载运输、筛分入仓过程中的破碎率，同时，块煤产率比改造前提高了3个百分点，摸索出一条值得推广的块煤增产创效之路。

参考文献：

[1] 罗玉祁，雷乃清，雷乃清，等. KSS-1型块煤防破碎自动控制系统[J].工矿自动化，2006(2):48-49.

[2] 刘青喜，董德斌，齐桂素.块煤烟煤防破碎技术在九里山矿的应用[J]. 选煤技术，2005(3):26-28.

[3] 吴鼓勇.车集选煤厂块煤防破碎的措施[J].煤炭加工与综合利用，2007(3)：36-37.

[4] 杨晓松，王青松.城郊选煤厂块煤破碎的实践经验[J].煤质技术,2008(2)：61.

[5] 杨 明，汤秋林，李 英.陈四楼选煤厂块煤防破碎系统的优化与改造[J].煤质技术,2013(5)：67-68.

[6] 王冠宇. 转载点新型波浪式防破碎溜煤槽的设计及应用[J].矿山机械，2009(4)：75-77.

[7] 马士忠，金吉元，于德芳.螺旋输送器块煤防破碎系统在济三煤矿选煤厂的应用[J].选煤技术，2012(4)：54-56，59.

[8] 谢玉彦，祝学斌.斜板防破碎技术在薛湖选煤厂的研究及应用[J].选煤技术,2011(1)：37-39.

[9] 焦红光，梁 华，赵继芬.无烟块煤防破碎技术的应用实践[J].选煤技术，2007(4):60-63.

[10] 谢玉彦.可实现连续给料的块煤防破碎装置：ZL201520074889.8[P].2015-09-23.