大屯选煤中心仓上配仓设备及煤仓清堵问题研究

张奇

摘要：在国家煤炭市场去产能的大环境下，煤炭企业要追求利润，就得将由不断提高产量转移至降低吨煤完全成本指标上。选煤作为现有国内大部分煤炭企业煤炭生产不可或缺的重要环节，如何在选煤厂生产中降低经营成本，从而降低吨煤完全成本，增强市场竞争力，为企业创造更多的经济效益至关重要。不论是原煤还是经过洗选后的产品或矸石，在运输至煤仓仓顶后可直接进仓或采用运输设备配仓入仓。仓上设备的布置方式与条件、配仓设备的选择均会影响选煤厂经济效益。

关键词：运输系统；配仓设备；优化实践

1 概况

选煤厂仓上配仓设备设施大多采用刮板输送机配仓、带式输送机配仓和溜槽直接入仓。刮板输送机配仓的优缺点如下：① 刮板输送机采用箱体链条带动刮板输送物料，生产运行过程中物料在箱体内部；② 在刮板输送机开孔布置闸板，物料由闸板空洞卸载至煤仓内，便可轻松实现多个煤仓配仓；③ 刮板输送机输送物料均在箱体内部，避免了洒煤现象；④ 刮板输送机箱体可以采用封闭式，最大限度减少煤尘，改善工人工作环境；⑤ 运输矸石或较大块煤时故障率高，设备维护量大。带式输送机配仓的优缺点如下：① 相比刮板输送机，带式输送机结构简单，易维护；②与刮板输送机相比，同等输送能力时带式输送机配备的电机功率相对较低；③ 带式输送机运输撒煤较多，增加工人劳动强度；④ 卸料一般采用机头单点卸料，煤仓顶带式输送机一般输送机距离较短，中部卸料器不易安装。直接入仓溜槽设计的优缺点：① 无动力设备，全程依靠重力运输，节约能耗，维护量小；② 受空间制约，布置位置及落点仅可选择在上仓带式输送机卸料点附近。

2 仓上设备布置方式

多座大直径原煤仓可采用卸载点原煤溜槽直接入仓+刮板输送机配仓方式。矸石仓一般会设计1 座，最好选择直接入仓方式。产品仓若分多种产品仓时，块煤产品仓首选直接入仓方式，或带式输送机转载运输，以减少运输环節，避免二次破碎。末煤需要配仓时选择刮板输送机。

3 仓上设备选择与空间布置的优缺点

原煤仓仓上设备选择与空间布置优缺点：（1）原煤仓多为多座圆筒仓，配仓设计直接入仓+刮板输送机配仓方式；（2）采用裤衩型溜槽直接配仓设计可减少刮板输送机的启车，节约能耗，降低设备磨损；（3）同时上仓及配仓设备一般都为单线设备，在配仓设备出现故障时可采用直接入仓方式，避免影响矿井生产；

（4）刮板输送机配仓可采用闸板多点卸料，配仓均匀，仓储效率高；（5）原煤含有较多末煤，刮板输送机运输配仓不会出现撒料，避免工人清理，降低劳动强度。

矸石仓仓上设备选择与空间布置的优点：（1）矸石运输中杂物较多，采用直接入仓方式可减少运输环节，降低能耗及设备磨损。集团正通选煤厂技术改造后将刮板输送机改为直接入仓方式运输矸石。（2）需要配仓时采用带式输送机运输，带式输送机故障处理时间远远小于刮板输送机，而且维护量相对较少。大屯选煤中心原煤西仓即将刮板输送机改为了带式输送机运输矸石。

产品仓仓上设备选择与空间布置的优点：（1）末煤产品中颗粒较小，无其它杂物，选择刮板输送机配仓对设备的磨损较轻，细颗粒物不易抛洒，避免工人清扫卫生。（2）中块煤的经济价值较高，采用直接入仓或带式输送机运输尽可能降低运输过程中的二次破碎。

4 煤仓清堵方案

入洗原煤上料均匀是保证跳汰机洗选稳定性、提高入洗原煤分选效率的必要条件，分选煤质差别较大的原煤时，直接影响洗煤质量。上煤速度和多少不均，造成跳汰床层不稳定，无法保持床层处于最优的分选状态。加之给料不稳定会导致床层不稳定，造成分选不清，影响洗煤质量。设计初期，煤仓形式是按照生产的煤种和煤仓容积确定的等截面双曲线结构的煤仓，煤颗粒要克服各种阻力（煤颗粒间的摩擦力和煤颗粒与仓壁间的摩擦力），在重力作用下使之成整体向仓口流动，仓壁的倾角随之加大，使原煤沿壁面流动的重力分力逐渐变大，重力对壁面的挤压力分力逐渐变小。按照最初设计的煤仓，仓堵率非常小。但由于原煤性质发生变化，黏结性变强，在重力挤压分力不变的情况下，本来松散的煤粒被挤压成团，其所受的挤压、错动增大，再加上煤种水分的黏结性作用，便使煤颗粒的内外摩擦阻力急剧加大，特征尺寸变大，流动速度变慢，当这种阻力与煤的自重相等时，煤流便中断。而上部原煤在重力作用下黏结在仓壁上，堵塞了原煤的流动空间，致使原煤流动的面积减少，使原煤沿煤仓壁面的流动的重力小于煤面的摩擦力时，引起煤流动不利，造成煤仓内部原煤的流动性由整体流动转变为线性流动，最终导致煤仓下煤不利或蓬煤堵仓，形成堵仓事故。通过现场观察，分析煤仓蓬堵的整个过程发现，煤仓的蓬、堵与煤仓的出口大小及仓壁倾角有关，即煤仓的出口越大，越不容易发生堵塞；仓壁的倾角越大，越不容易发生堵塞。但在煤仓出口尺寸和仓壁倾角不易改变的情况下，只有通过外力冲击集聚在周围的滞留的原煤，打破滞留区域的平衡力，使原煤松散顺利下滑。洗煤厂技术人员通过对现场的实际情况的观测，分析煤仓蓬堵的原因，自主设计出一套清堵方案：仓壁振动机，即在原煤仓的出口上部 2m ～ 3m处的仓壁易沾煤处对称安装两台自制振动机（可以结合现场的实际情况，选择安装数量）振动机是利用它的强阻型振动、稳定的振幅传递给滞留煤层激振力，激振力通过传动连杆传递给振动铁板，冲击集聚在周围的滞留的原煤，打破滞留区域的平衡力，使原煤松散顺利下滑。安装自制振打机有两种方案，一是安装后人工操作，二是自动化操作。自动化操作原理是通过在溜煤口下方运输皮带上方加装一个行程开关自动控制振打机的启动后或停止。当原煤仓正常自主落煤时，行程开关在煤流的推动力作用下连杆驱动开关分断，振打机不工作；当煤仓发生断煤时（即发生了堵仓），行程开关复位，发送断煤信号，并且启动振打机开始运转，使贴壁原煤在振打力的作用下打破煤颗粒间的各种阻力，在重力的作用下向煤仓出口流动，最终达到整个煤仓内原煤整体流动，解决煤仓蓬堵煤问题。总体看，自动化操作比人工操作的优势更大，效率更高。上煤均匀、稳定、可靠，精煤质量得到有效保证。

5 结束语

随着市场需求的不断变化，入洗单一煤种被动适应市场已经不合时宜，而优化煤源采用多种原煤配洗以主动迎合市场成为洗煤厂洗选加工发展的必然趋势，也是增强企业竞争力的必然选择。不同原煤的配洗会对洗选系统提出更高的要求，尤其是黏结性强的煤种，容易导致煤仓堵煤或堵煤现象的发生。仓壁振动机清堵效率高，保证了洗煤系统的稳定运行，值得推广应用。

参考文献

[1] 谢保国. 芦沟煤矿矸石运输系统改造革新[J]. 山东工业技术. 2017（17）

[2] 王勇，张永杰，闫红新，秦强，董玉革. 矸石连续运输系统的可靠性分配屋[J]. 煤矿机械. 2016（06）

（作者单位：江苏沛县大屯煤电集团选煤中心）