寧東洗煤廠梅花井分廠技術改造實踐

李發(fā)科，謝家勇，仇學功

(神華寧夏煤業(yè)集團 寧東洗煤廠，寧夏 銀川 750411)

寧東洗煤廠梅花井分廠技術改造實踐

李發(fā)科，謝家勇，仇學功

(神華寧夏煤業(yè)集團 寧東洗煤廠，寧夏 銀川 750411)

為解決寧東洗煤廠梅花井分廠洗選能力不足的問題，在對改造目標和原則確定的基礎上，對系統(tǒng)內(nèi)制約生產(chǎn)的設備進行技術改造。生產(chǎn)實踐表明：技術改造后梅花井分廠洗選能力達到15 Mt/a，洗選能力凈增3.0 Mt/a，且系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，完全滿足礦井生產(chǎn)和火車裝車的需要；設備故障率大大降低，系統(tǒng)能耗下降，節(jié)約了一定生產(chǎn)成本。

洗選能力；礦井產(chǎn)能；技術參數(shù)

寧東洗煤廠梅花井分廠(以下簡稱梅花井分廠)是寧夏回族自治區(qū)寧東能源化工基地內(nèi)的一座特大型、現(xiàn)代化礦井型動力煤洗煤廠[1]，設計能力為12 Mt/a，入選原煤來源于梅花井煤礦[2]。該分廠主廠房由三個獨立的處理能力均為4 Mt/a的塊煤淺槽重介質(zhì)洗選模塊組成，原煤洗選工藝為200～13 mm粒級淺槽重介質(zhì)分選機分選[3]，<13 mm粒級不分選，粗煤泥由煤泥離心機回收，細煤泥由沉降離心機、板框壓濾機回收的聯(lián)合工藝，實現(xiàn)洗水一級閉路循環(huán)[4]。梅花井分廠具有獨立的塊煤、末煤外排落地系統(tǒng)和裝車系統(tǒng)，末煤采用快速定量裝車系統(tǒng)實現(xiàn)裝車，自動化程度高，裝車速度快，一節(jié)火車箱只需45 s即可裝滿[5]。

該分廠每天的原煤處理量為3.6萬t，隨著煤礦的不斷發(fā)展，礦井生產(chǎn)能力得到釋放，加之生產(chǎn)的不均衡性，礦井年底的日均產(chǎn)量在4萬t左右，最高日產(chǎn)量達到4.8萬t，導致分廠的洗選能力無法滿足實際生產(chǎn)需要。由此看來，洗選能力不足已成為制約分廠和煤礦發(fā)展的障礙，必須對系統(tǒng)內(nèi)制約生產(chǎn)的設備進行改造。

1 存在問題及原因分析

由于梅花井分廠每天的洗選能力小于當日的礦井產(chǎn)能，導致選煤廠的原煤倉頻繁頂倉，進而使礦井無法連續(xù)生產(chǎn)，給井下安全生產(chǎn)工作帶來嚴重影響。為了完成生產(chǎn)任務，該分廠被迫犧牲停機檢修時間來提高處理量，設備連續(xù)在高強度、超負荷的情況下運轉(zhuǎn)，運行工況越來越差，且形成惡性循環(huán)，導致其故障頻發(fā)，不利于生產(chǎn)工作的順利進行。此外，由于該分廠洗選能力不足，無法滿足火車裝車的需要，火車在快速裝車倉下停車等待的情況時有發(fā)生。

就2012年11月的統(tǒng)計情況(表1)來看，梅花井煤礦當天的產(chǎn)能超過分廠洗選能力的天數(shù)有18天，同年年底其他月份的生產(chǎn)情況與之相似，甚至更嚴重。梅花井分廠洗選能力不足的問題嚴重影響洗煤廠和煤礦的正常生產(chǎn)及火車裝運，迫切需要對系統(tǒng)內(nèi)限制生產(chǎn)能力提升的設備進行改造。

表1 2012年11月生產(chǎn)情況統(tǒng)計結(jié)果Table 1 Statistical results of production in November 2012 萬t

2 改造方案與實施

2.1 改造目標

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，確定系統(tǒng)每小時的原煤處理量，將其作為改造目標。通過對梅花井煤礦2012年10—12月的日產(chǎn)量數(shù)據(jù)分析，結(jié)合梅花井煤礦未來三年的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，確定梅花井分廠平均處理量需要達到4.3萬t/天。

該分廠煤質(zhì)資料顯示，入選原煤煤質(zhì)波動較大，塊煤處理量極限值可達40%，末煤處理量極限值可達80%。經(jīng)計算，系統(tǒng)原煤處理量為2 687.5 t/h，末煤系統(tǒng)處理量為2 150 t/h，塊煤系統(tǒng)處理量為1 075 t/h。實際生產(chǎn)過程中，需要考慮不均衡系數(shù)[6]。當不均衡系數(shù)取1.15時[7]，系統(tǒng)原煤處理量應為3 091 t/h，塊煤系統(tǒng)處理量應為1 236 t/h，末煤系統(tǒng)處理量應為2 473 t/h。

2.2 改造原則

根據(jù)改造目標，將系統(tǒng)內(nèi)各設備每小時的計算處理量與實際處理量進行對比，即設備每小時的計算處理量減去實際處理量得到每小時的物料增量，通過物料增量確定需要改造的設備。設備技術改造過程中應遵循以下原則：

(1)單臺設備每小時的物料增量小于300 t時，不需要對設備進行技術改造，通過合理組織生產(chǎn)即可完成任務；單臺設備每小時的物料增量大于300 t時，需要對設備進行技術改造，以提高其處理能力。對原煤運輸設備，洗選系統(tǒng)淺槽重介質(zhì)分選機、篩機、排矸設備，煤泥水處理系統(tǒng)設備等進行系統(tǒng)分析，確定需要進行技術改造的設備。

(2)303原煤刮板輸送機是生產(chǎn)系統(tǒng)的關鍵設備之一，該設備出現(xiàn)故障必將影響正常生產(chǎn)。由于原煤中存在大塊矸石、錨桿、鐵器等雜物，運輸過程中易發(fā)生卡堵而使設備損壞，而刮板輸送機維護成本較高，改造時應使其不均衡系數(shù)偏大。

(3)由于梅花井分廠的生產(chǎn)任務重，采取邊生產(chǎn)邊改造的方法對設備進行技術改造，將改造對生產(chǎn)的影響降低到最小。

2.3 改造方案的實施

確定需要改造的設備后，按照設備每小時的物料增量對其技術參數(shù)重新計算。設備改造前后的技術參數(shù)對比結(jié)果如表2所示。

表2 設備改造前后的技術參數(shù)對比結(jié)果

(1)303原煤刮板輸送機改造?？紤]到刮板輸送機整機更換時間長，且受現(xiàn)場空間限制，因此采用提高鏈速的方式來增加輸送量。將303原煤配篩刮板輸送機的鏈速由0.96 m/s提高到1.08 m/s，因此輸送量由2 272 t/h增加到3 091 t/h，完全滿足生產(chǎn)要求，且改造比較簡單，通過降低減速器的速比即可實現(xiàn)。在降低減速器速比的同時，更換相應的電動機、液力偶合器、減速器、低速軸聯(lián)軸器、機頭鏈輪組件、機尾鏈輪組件、刮板鏈條組件[8]。

(2)384、385末煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機改造。由于原煤篩分設備博后篩前后篩面的透篩效率存在一定差異，384、385末煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機的輸送量按末煤量的70%計算，故將384、385帶式輸送機的帶速由2.5 m/s提高到4 m/s即可滿足要求，此時單臺設備的輸送量為1 731 t/h。降低減速器的速比即可提高帶式輸送機的帶速，同時需要更換配套的電動機、液力偶合器、減速器、低速軸聯(lián)軸器、傳動滾筒、機尾改向滾筒。

(3)323末煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機改造。通過降低減速器的速比，將323末煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機的帶速由3.15 m/s提高到4 m/s，并更換配套的電動機、液力偶合器、減速器、低速軸聯(lián)軸器、傳動滾筒、托輥及托輥架。

(4)702末煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機改造。通過加大滾筒直徑的方式，將702末煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機的帶速由3.5 m/s提高到4.18 m/s，并更換配套的電動機、液力偶合器、低速軸聯(lián)軸器、傳動滾筒、托輥及托輥架。

(5)703末煤上倉帶式輸送機改造。加大滾筒直徑使703末煤上倉帶式輸送機的帶速由3.5 m/s提高到4.4 m/s。經(jīng)核算，電動機、減速器均滿足要求，只需更換低速軸聯(lián)軸器、傳動滾筒、托輥及托輥架。此外，針對703帶式輸送機在運行中經(jīng)常跑偏的問題，將單缸液壓張緊裝置更換為雙缸液壓張緊裝置，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況優(yōu)化布置。

(6)743、744刮板輸送機改造。將743、744兩臺刮板輸送機更換成一臺寬度為1 600 mm、帶速為2.5 m/s的帶式輸送機，該輸送機通過機尾雙缸液壓張緊。1#混煤倉通過703末煤轉(zhuǎn)載上倉帶式輸送機機頭溜槽進料，4#混煤倉通過改造后的743帶式輸送機機頭進料；2#、3#混煤倉通過犁式卸料器進料，使用犁式卸料器時要充分考慮卸料器下層膠帶的防護，避免卸料時末煤落在下層膠帶上[9]。

在2013年年底至2014年5月，通過合理組織生產(chǎn)，利用白天停機檢修時間對設備進行技術改造，既沒有影響正常生產(chǎn)，又達到了提升系統(tǒng)洗選能力的目的，實現(xiàn)了技術改造和正常生產(chǎn)的雙贏。技術改造后的設備聯(lián)系如圖1所示。

圖1 設備聯(lián)系圖

3 改造效果

梅花井分廠設備技術改造工作于2014年1月20日完成，改造后洗煤廠洗選能力達到15 Mt/a，凈增3.0 Mt/a。運行近一年來，生產(chǎn)系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，每天處理能力高達4.7萬t，實際處理量在2 650 t/h左右，完全滿足礦井生產(chǎn)和火車裝車的需要。

將743、744兩臺刮板輸送機更換成一臺膠帶輸送機后，設備故障率大大降低，維護費用和能耗下降。就維護成本和能耗來看，每年可節(jié)約283萬元的成本。此外，系統(tǒng)開車時間較改造前縮短5 h左右，有利于設備維護保養(yǎng)，系統(tǒng)運行的可靠性進一步提高[10]。

4 結(jié)語

針對寧東洗煤廠梅花井分廠生產(chǎn)中存在的問題，確定改造目標，制定改造方案，對限制生產(chǎn)能力提升的設備進行技術改造，以滿足生產(chǎn)需要。實踐證明：對設備進行技術改造可有效提高其處理能力，減少生產(chǎn)時間，增加設備維護保養(yǎng)時間，使生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)成本降低。2014年下半年，梅花井礦井產(chǎn)能得到釋放，日均產(chǎn)量超過5萬t，而分廠的洗選能力達到了4.7萬t，有效緩解了生產(chǎn)壓力，并保證了每天8至10列火車的裝運需求。

[1] 李少華，仇學功，穆成偉，等.寧東洗煤廠梅花井分廠煤泥水系統(tǒng)生產(chǎn)管理實踐[J].選煤技術，2014(2):35-41.

[2] 穆成偉，劉金倉.寧東洗煤廠梅花井分廠塊精煤生產(chǎn)工藝改造及優(yōu)化[J].選煤技術，2013(5):75-77.

[3] 韓 亮，劉 斌，李少華，等.梅花井洗煤廠提高塊煤產(chǎn)率技術改造[J].煤炭工程，2014(2):64-66.

[4] 李偉岐，吳曉明.弛張篩在寧東洗煤廠的實際應用[J].中國煤炭，2013(2):32-34.

[5] 齊 玫.快速定量裝車站料倉耐磨技術研究[J].煤炭技術，2013(1):22-23.

[6] 匡亞莉.選煤工藝設計與管理[M]. 徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2006:277-300.

[7] 戴少康.選煤工藝設計實用技術手冊 [M]. 北京：煤炭工業(yè)出版社，2010:300-370.

[8] 陳建中，沈麗娟，趙躍民.選礦機械 [M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2012:514-530.

[9] 謝廣元.選礦學[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2001:12-50.

[10] 中國煤炭加工利用協(xié)會. 選煤實用技術手冊[M]. 徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2008:1000-1500.

Practice of technological modification in Ningdong coal preparation plant Meihuajing branch

LI Fa-ke，XIE Jia-yong，QIU Xue-gong

(Ningdong Coal Preparation Plant, Shen Hua Ningxia Coal Industry Group，Yinchuan，Ningxia 750411，China )

To improve throughput capacity of Ningdong coal preparation plant Meihuajing branch, technological modification on equipment that are undersized is carried out on the basis of upgrade criteria and aim. The result shows that throughput capacity of the plant is increased by 3.0 Mt/a and reaches 15 Mt/a, the whole process system runs steadily and reliably, power consumption is lowered, breakdown of equipment rarely occurs, and that underground mine production and train loading can be satisfied completely.

throughput capacity; capacity of underground mine production; technical parameters;

1001-3571(2015)01-0048-04

TD94

B

2015-02-04

10.16447/j.cnki.cpt.2015.01.014

李發(fā)科(1964—)，男，寧夏回族自治區(qū)平羅縣人，工程師，從事洗煤廠管理和技術研究工作。

E-mail：lifake@nxmy.com Tel：13519590166