王家岭选煤厂输送系统提能改造研究

白晋杰

（山西王家岭煤业有限公司， 山西 忻州 036700）

1 项目概况

王家岭煤矿选煤厂隶属于王家岭煤业有限公司，原设计处理能力5.00 Mt/a，选煤厂的煤源来自王家岭矿井。王家岭矿井目前开采煤层为4 号煤层，该煤层剩余原煤可采储量15 965.26 万t，按年产量800 万t 计划可生产约20 年。井田开采原煤煤种为气煤，且硫分较低（原煤硫分＜0.50%）。王家岭选煤厂采用分级重介分选，200～13/8 mm 块煤采用重介浅槽分选机分选，13/8～8/1.5 mm 末煤采用有压二产品重介旋流器分选，8～0 mm 粉煤可旁路可入洗，1.5～0.25 mm 粗煤泥采用螺旋分选机分选，-0.25 mm 细煤泥采用加压过滤机和压滤机联合回收。该选煤厂原煤仓前系统小时能力通过与矿井匹配为2 000 t，原煤仓后系统小时通过能力按1 100 t 设计，洗选系统小时处理能力为946.97 t[1-2]。

王家岭矿井于2019 年11 月提升能力，至2020年8 月底，矿井日均提煤量可达到2.8 万t。目前选煤厂日均全粒级处理能力1.7 万t，远低于矿井提能后的能力。为平衡生产系统，保证王家岭选煤厂通过较小的改造快速达到连续稳定运转，对选煤厂输送系统进行提能改造的实践研究。

2 输送系统提能改造方案分析

通过较少的改造快速实现系统能力的提升，投资少，见效快；改造方案要采用先进、可靠、节能的新工艺，新技术；改造要充分考虑现场生产情况，要减少对矿井生产的影响。本次改造方案在基本不影响矿井正常生产的情况下，通过筛末煤旁路实现王家岭选煤厂能力由5.00 Mt/a 提能到10.00 Mt/a。本次提能改造主要通过输送系统的提能实现选煤厂快速提能改造，基本不涉及其他系统提能。本次输送系统提能改造将能力不足的带式输送机驱动更换为永磁电动滚筒，实现输送系统能力的提升。通过对王家岭选煤厂进行全面梳理，选煤厂输送系统提能改造的内容如下。

2.1 135 号原煤收集带式输送机改造

135 号原煤收集带式输送机原参数为：带宽B=1 600 mm，输送量Q=1100 t/h，运输距离L=115.5 m，运输速度v=3.15 m/s，倾角α=0°；改造目的为将运量提高到Q=2 200 t/h；经计算，需要功率162 kW，建议选择200 kW，满足要求。

改造方案如下：头部增加一台永磁滚筒，直径1 000 mm；将原有驱动滚筒、机头架、驱动装置及驱动装置架拆除；更换为永磁滚筒，机头架的强度不足，需要更换机头架；修改相关的安装地脚，加强土建梁；需要进行拉紧装置改造，加大重锤箱，增加重锤块，加固机尾架。为了便于驱动滚筒的安装需要增加胶带，现场截断安装后再硫化；对机头溜槽局部改造[3-4]。

2.2 3101 号原煤带式输送机改造

3101 号原煤带式输送机原参数为：带宽B=1 600 mm，输送量Q=1 100 t/h，运输距离L=107 m，运输速度 v=3.15 m/s，倾角 α=17.45°～（-1）°；改造目的为将运量提高到Q=2 200 t/h，经计算，需要功率260 kW，建议选择315 kW，满足要求。

改造方案如下：头部增加一台永磁滚筒，直径1 000 mm；增加逆止器一台；将原有驱动滚筒、机头架、驱动装置及驱动装置架拆除；更换为永磁滚筒，机头架的强度不足，逆止器只能装在永磁滚筒一端，会加长两个固定座之间的距离，导致机头架一侧会变宽，机头架需要更换；修改相关的安装地脚，加强土建梁；垂拉处两个直径为630 mm 的改向滚筒及支架需要更换，拉紧装置需要进行改造，加大重锤箱，增加重锤块，拉紧架加固，加强土建梁。

2.3 201 号原煤带式输送机改造

201 号原煤带式输送机原参数为：带宽B=1 600mm，输送量Q=1 100 t/h，运输距离L=157 m，运输速度 v=3.15 m/s，倾角 α= 18°～9°；改造目的为将运量提高到Q=2 200 t/h；经计算，需要功率413 kW，选择2×315 kW（双驱），满足要求。

改造方案如下：头部和尾部各增加一台永磁滚筒，直径1 000 mm；增加逆止器一台；

原有驱动滚筒、机头架、驱动装置及驱动装置架拆除；更换为永磁滚筒，机头架的强度不足，逆止器只能装在永磁滚筒一端，会加长两个固定座之间的距离，导致机头架一侧会变宽，机头架需要更换；修改相关的安装地脚，土建梁需要加强；原有机尾改向滚筒、机尾架拆除；机尾驱动滚筒旁需增加一台直径为630 mm 的改向滚筒，增大围包角，机尾架重新更换；垂拉处一个直径为800 mm，两个直径为630 mm的改向滚筒及支架需要拆除、更换，拉紧装置需要进行改造，加大重锤箱，增加重锤块，加固拉紧架，加强土建梁；对机头溜槽局部改造[5-6]。

尾部驱动滚筒不开或者故障时，为了增加产能，机头驱动滚筒功率选型为315 kW；为了机头和机尾驱动滚筒功率匹配，机尾驱动滚筒功率选型为315 kW。此方案仅适用于正常生产，若机尾驱动滚筒故障，皮带机可以减量生产；若机头驱动滚筒故障，单靠尾部驱动滚筒运行，会导致尾部驱动滚筒打滑，不能实现减量生产。

2.4 3102 原煤配筛刮板输送机（重型）改造

3102 原煤配筛刮板输送机原参数为：B=1 800 mm，Q=1 100 t/h，L=7.8 m，v=0.97 m/s，α=0°。改造目的为将运量提高到Q=2 200 t/h。经计算，需要功率31 kW，建议选择37 kW，满足要求。

改造涉及到的内容：更换驱动装置及驱动装置架。

2.5 3103、3104 原煤分级脱泥筛改造

原参数为：ABS3073 单层香蕉筛，距出料端3 m处筛缝为Φ6 mm，其余筛孔为Φ13 mm；改造目的为提高筛分能力。

改造方案：将13 mm 筛板更换为50 mm 筛板。

2.6 配电控制改造

本次改造设计需在现有主厂房低压配电室增加新配电柜，对3101G 改造设备进行配电；在筛分车间配电室增加新配电柜，为201G 原煤带式输送机和原煤收集带式输送机135 进行供电。目前筛分车间设置2 台1 000 kVA 变压器，负荷率分别为45%、40%左右；改造后，两台变压器负荷率约75%左右，满足本次改造要求。

本次改造的设备均纳入集中控制系统，重新修改控制程序，对四台变频器驱动的设备进行控制，在筛分车间控制分站增加相应模拟量控制模块。

3 建设工期与投资估算

王家岭选煤厂输送系统提能改造工程的建设经过勘察设计、施工准备、施工建设、联合试运转及竣工验收等阶段的实施，项目总工期60 d。其中：设计、设备订货、设备招标、与设备厂家签订设备采购合同需要10 d，设备加工周期45 d，设备安装3 d，设备调试2 d。影响矿井生产的时间为设备安装和设备调试5 d，其他时间不影响矿井生产。王家岭选煤厂增效技术改造项目估算静态投资925.68 万元。其中：土建工程30.34 万元，设备及工器具购置费694.60 万元，安装工程148.78 万元，工程建设其他费用25 万元，工程预备费26.96 万元。

4 效果分析

王家岭选煤厂输送系统提能改造项目已完成改造建设，从联合试运转的情况来看，输送系统运输情况稳定，能达到选煤厂生产系统的运输要求，对于输送系统提能改造项目的建设是成功的。当前，改造后的输送系统已投入到生产实践当中。生产实践表明，通过改造后，输送能力完全满足选煤厂10.00 Mt/a的处理能力。同时改造后，输送系统设备故障率大大降低，设备维修量明显下降，同时设备电耗及设备配件的更换也相对减少，降低了设备维护成本。王家岭选煤厂输送系统提能改造项目为企业创造了较好的经济和安全效益。