东露天原煤提运系统提升产能的探索与实践

张国强，孙 浩

(中煤平朔集团公司 东露天煤矿，山西 朔州 036000)

1 东露天原煤提运系统概述

东露天矿是特大型露天煤矿，隶属于中煤平朔集团，设计生产能力20.00 Mt/a 。原煤提运系统是东露天矿的最后一个环节，主要负责运输露天煤矿原煤。

露天矿原煤经破碎后由刮板机转运到胶带输送机，再由胶带输送机从矿坑运出。原煤提运系统由2个系统构成，分别运输矿坑生产的4号煤和9号、11号煤，总提运能力为20.00 Mt/a，主要包括刮板运输机、破碎机、胶带输送机等大型设备。原煤经坑下刮板运输至半移动式破碎站破碎后，再由巷道内主运胶带机运输至原煤筒仓，筒仓顶部每套系统配置有3台SGB1600/355B型刮板输送机，单台输送能力为2 000 t/h。

随着东露天矿开采的加速推进，原煤提运系统运输量逐年增加，东露天矿方对原煤提运系统的生产能力提出了很高的标准，既包括保障生产连续性的要求，又包括提升小时处理能力的要求，而这些要求难以通过常规的组织生产、人员培训加以解决，迫切需要开展技术改造，研究完善更高水平的生产工艺。

2 存在问题及制约因素

2.1 端帮刮板机断链制约生产能力

东露天矿端帮刮板机(401/901)原使用边双链型链条布置方式，由于采用矿车卸料，2条链子极易受力不均，刮杠易歪斜且中间受力较大易弯曲；而且由于链环与连接环在槽帮内运行，空间受限，只能选取强度较低的圆环链(直径38 mm)，导致链条整体强度欠缺，断链时有发生，致使故障率高，生产能力不能满足需要。

2.2 端帮刮板机链条拉紧设计不合理导致检修时间增长

通过对几次设备检修分析发现，刮板机检修时间主要集中在处理链条拉紧这一环节上。现场调查发现，造成这一现象的主要原因是刮板机拉紧设计不合理，具体表现在：一是刮板机原设计为井工矿使用型，必须采用重型机械来辅助人工拉紧；二是东露天矿为巨型露天矿，采用矿车卸料，机尾积煤严重，而该拉紧必须先清理积煤后，方可调整；三是其重要部件丝杠极易生锈，生锈后拆卸维修极为困难。

2.3 原煤仓利用刮板机配仓，故障率高

原煤仓上设计4台刮板输送机，分别为4煤系统和9煤系统，单套系统带量为3 000 t/h。由于运量较大，加之刮板输送机易发生跳链、断链事故，维护工作繁重，严重制约原煤生产。

2.4 露天矿搬家倒面时间长，影响生产时间

东露天矿搬家倒面(即开采工作面安装和前伸)是一项庞大的系统工程，随着开采的加速推进，东露天原煤提运系统运输量逐年增加，工作面变化加快，搬家倒面周期显著缩短，相应地每年搬家倒面频次也由开采初期的2次增加至4次以上，按照原有工艺每次搬家倒面耗时7 d，严重制约原煤提运系统生产能力。因此，快速、高标准地完成搬家倒面是创建高产高效原煤提运系统的一个重要环节。

3 主要技改措施和方案

3.1 端帮刮板机链条改造

为解决端帮刮板机断链的问题，引入了一种中双链型链条布置方式，将2条圆环链在刮板中部采用E型螺栓固定，链条中心距小于20 cm，由于链条不在槽帮内运行，连环直径不受限，可以选用48 mm的圆环链，从而加强链条强度；同时，该布置具有链条受力均匀、弯曲性能较好、处理更换方便的特点，使用该布置方式后，链条断裂带来的延误明显降低。

3.2 重新设计安装端帮刮板机链条拉紧装置

自主研发了一种新型刮板机拉紧装置，因地制宜地将刮板机拉紧装置从原位置(中部)改至刮板机机尾，减少了拉紧主体质量，并通过机尾液压杆与链轮组连接且与机尾分开，通过箱体两侧液压杆调整后，用顶丝对链轮组加以固定；改变原截取链条的方式(因截取链条为单节链节的整数倍，因而不可能松紧非常适宜)为抽插式调节，实现“无极”调节。

当需要时，仅需利用液压拉紧装置即可调节，而不需要因锈蚀、堆积物料等再借助大功率辅助设备调节，拉紧作业也仅需开启液压阀和拔插定位销，可在设备运行中调节，省去停车、清煤等环节造成的生产延误。

3.3 将原煤仓配仓的刮板机改造为胶带输送机

通过利用机械设计及自动化专业以及力学、材料学等学科的知识应用，研究最终决定将4煤系统201B、9煤系统202B号刮板输送机拆除，改造为胶带输送机+筒仓中心卸料溜槽，以解决目前存在的问题。胶带输送机布置在原刮板的位置，卸料溜槽布置在原刮板机2号卸料点(同时也是筒仓中心卸料点)，土建工程量小，且不易偏仓；利用原有刮板机线缆加以拉伸后重新铺设成胶带输送机电气系统，新胶带输送机的驱动装置利用原刮板机的电机、减速机、联轴器，减少了工程投入；为保证输送能力达到3 000 t/h，选用带宽为1 600 mm的胶带，并配套设计安装了胶带输送机丝杠拉紧系统及驱动滚筒、机架、溜槽、闸板等装置。

3.4 设计并制作“移动式端帮胶带机架”

通过多次现场考察和探讨，从增加搬家倒面便携性角度出发，决定自行研究一种轻型坚固、模块化的新型胶带输送机架。为实现该效果，设计将胶带机架由原先分节拼接构成改为驱动装置平台两侧各延伸出12 m角钢桁架的整模块式机架，托辊架固定在桁架上，该装置可作为一段胶带输送机模块，整体向新工作面延伸，省去将胶带架和托辊架拆卸和至新工作面重新组装流程；主机架由原先必须由膨胀螺丝固定地面改为可移动模块式胶带机架，驱动固定方式由耗时长的混凝土表面连接固定改为安装固定在胶带输送机架中心角钢架平台内，成为移动式胶带输送机架设备的一部分，省去机架和地表驱动装置固定流程；胶带机架由原先必须每隔2.4 m铺设1组下斜托辊用于调偏改为通过设计角钢桁架自身角度调偏，省去下斜托辊。此改造使平均每次搬家倒面工程用时显著减少，在平均延伸300 m端帮胶带近乎不变的情况下，工程用时由7 d压缩至5 d。

4 效果评估

4.1 端帮刮板机链条和液压拉紧装置改造

自主研发的机尾液压拉紧系统，并将原链条直径为38 mm的边双链布置改为链条直径48 mm的中双链布置，使刮板机故障率大幅降低，原煤提运故障率总体平稳降低了3%。设备经过改造投入后，系统故障率大大降低，获得集团公司的一致认可，不仅降低了工作难度，生产系统运输能力也得到了提升，经过统计分析，端帮刮板机平均运量由改造以前的2 040 t/h提升至2 510 t/h。同时该装置已在张家口煤机厂推广投入生产。

4.2 原煤仓配仓改为胶带输送机

该技术改造在东露天原煤提运系统原煤仓上应用后，效果明显，减少人工巡视及检修工岗位3个，一年可节约费用27.225万元；改造后减少更换刮杠、地板、链条、马蹄环、油脂等备件费用121.74万元；能耗由改造前启动2台刮板机改为用仅1台胶带输送机，每年可降低成本270万元。综上所述，该项目每年可节约费用419万余元，经济效益显著。

同时，减少了机械维修量，经过一个月的统计发现，原煤仓配仓设备每月停机故障延误时间由以前16 h降低至2 h，有效提升了生产系统运输效率。

4.3 “移动式端帮胶带机架”的应用

该技术改造在东露天原煤提运系统所有搬家倒面工程中运用后，效果明显，东露天端帮胶带机每次搬家倒面可节约2 d时间。预计平均每年4次计算，一年可节约8 d，按照每天生产16 h，胶带输送机运量为2 500 t/h计算，每年可多生产32 万t原煤。

5 结 语

通过以上技术改造后，极大地提升了东露天矿原煤提运系统生产能力，并且有效降低了设备故障率和生产成本。改造方式简单且容易实施，效果明显，切实解决了生产过程出现的问题，达到了预期的效果。