東露天原煤提運(yùn)系統(tǒng)提升產(chǎn)能的探索與實(shí)踐

張國強(qiáng)，孫 浩

(中煤平朔集團(tuán)公司 東露天煤礦，山西 朔州 036000)

1 東露天原煤提運(yùn)系統(tǒng)概述

東露天礦是特大型露天煤礦，隸屬于中煤平朔集團(tuán)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力20.00 Mt/a 。原煤提運(yùn)系統(tǒng)是東露天礦的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，主要負(fù)責(zé)運(yùn)輸露天煤礦原煤。

露天礦原煤經(jīng)破碎后由刮板機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到膠帶輸送機(jī)，再由膠帶輸送機(jī)從礦坑運(yùn)出。原煤提運(yùn)系統(tǒng)由2個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，分別運(yùn)輸?shù)V坑生產(chǎn)的4號(hào)煤和9號(hào)、11號(hào)煤，總提運(yùn)能力為20.00 Mt/a，主要包括刮板運(yùn)輸機(jī)、破碎機(jī)、膠帶輸送機(jī)等大型設(shè)備。原煤經(jīng)坑下刮板運(yùn)輸至半移動(dòng)式破碎站破碎后，再由巷道內(nèi)主運(yùn)膠帶機(jī)運(yùn)輸至原煤筒倉，筒倉頂部每套系統(tǒng)配置有3臺(tái)SGB1600/355B型刮板輸送機(jī)，單臺(tái)輸送能力為2 000 t/h。

隨著東露天礦開采的加速推進(jìn)，原煤提運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)輸量逐年增加，東露天礦方對(duì)原煤提運(yùn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力提出了很高的標(biāo)準(zhǔn)，既包括保障生產(chǎn)連續(xù)性的要求，又包括提升小時(shí)處理能力的要求，而這些要求難以通過常規(guī)的組織生產(chǎn)、人員培訓(xùn)加以解決，迫切需要開展技術(shù)改造，研究完善更高水平的生產(chǎn)工藝。

2 存在問題及制約因素

2.1 端幫刮板機(jī)斷鏈制約生產(chǎn)能力

東露天礦端幫刮板機(jī)(401/901)原使用邊雙鏈型鏈條布置方式，由于采用礦車卸料，2條鏈子極易受力不均，刮杠易歪斜且中間受力較大易彎曲；而且由于鏈環(huán)與連接環(huán)在槽幫內(nèi)運(yùn)行，空間受限，只能選取強(qiáng)度較低的圓環(huán)鏈(直徑38 mm)，導(dǎo)致鏈條整體強(qiáng)度欠缺，斷鏈時(shí)有發(fā)生，致使故障率高，生產(chǎn)能力不能滿足需要。

2.2 端幫刮板機(jī)鏈條拉緊設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致檢修時(shí)間增長

通過對(duì)幾次設(shè)備檢修分析發(fā)現(xiàn)，刮板機(jī)檢修時(shí)間主要集中在處理鏈條拉緊這一環(huán)節(jié)上。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，造成這一現(xiàn)象的主要原因是刮板機(jī)拉緊設(shè)計(jì)不合理，具體表現(xiàn)在：一是刮板機(jī)原設(shè)計(jì)為井工礦使用型，必須采用重型機(jī)械來輔助人工拉緊；二是東露天礦為巨型露天礦，采用礦車卸料，機(jī)尾積煤嚴(yán)重，而該拉緊必須先清理積煤后，方可調(diào)整；三是其重要部件絲杠極易生銹，生銹后拆卸維修極為困難。

2.3 原煤倉利用刮板機(jī)配倉，故障率高

原煤倉上設(shè)計(jì)4臺(tái)刮板輸送機(jī)，分別為4煤系統(tǒng)和9煤系統(tǒng)，單套系統(tǒng)帶量為3 000 t/h。由于運(yùn)量較大，加之刮板輸送機(jī)易發(fā)生跳鏈、斷鏈?zhǔn)鹿剩S護(hù)工作繁重，嚴(yán)重制約原煤生產(chǎn)。

2.4 露天礦搬家倒面時(shí)間長，影響生產(chǎn)時(shí)間

東露天礦搬家倒面(即開采工作面安裝和前伸)是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，隨著開采的加速推進(jìn)，東露天原煤提運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)輸量逐年增加，工作面變化加快，搬家倒面周期顯著縮短，相應(yīng)地每年搬家倒面頻次也由開采初期的2次增加至4次以上，按照原有工藝每次搬家倒面耗時(shí)7 d，嚴(yán)重制約原煤提運(yùn)系統(tǒng)生產(chǎn)能力。因此，快速、高標(biāo)準(zhǔn)地完成搬家倒面是創(chuàng)建高產(chǎn)高效原煤提運(yùn)系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

3 主要技改措施和方案

3.1 端幫刮板機(jī)鏈條改造

為解決端幫刮板機(jī)斷鏈的問題，引入了一種中雙鏈型鏈條布置方式，將2條圓環(huán)鏈在刮板中部采用E型螺栓固定，鏈條中心距小于20 cm，由于鏈條不在槽幫內(nèi)運(yùn)行，連環(huán)直徑不受限，可以選用48 mm的圓環(huán)鏈，從而加強(qiáng)鏈條強(qiáng)度；同時(shí)，該布置具有鏈條受力均勻、彎曲性能較好、處理更換方便的特點(diǎn)，使用該布置方式后，鏈條斷裂帶來的延誤明顯降低。

3.2 重新設(shè)計(jì)安裝端幫刮板機(jī)鏈條拉緊裝置

自主研發(fā)了一種新型刮板機(jī)拉緊裝置，因地制宜地將刮板機(jī)拉緊裝置從原位置(中部)改至刮板機(jī)機(jī)尾，減少了拉緊主體質(zhì)量，并通過機(jī)尾液壓桿與鏈輪組連接且與機(jī)尾分開，通過箱體兩側(cè)液壓桿調(diào)整后，用頂絲對(duì)鏈輪組加以固定；改變?cè)厝℃湕l的方式(因截取鏈條為單節(jié)鏈節(jié)的整數(shù)倍，因而不可能松緊非常適宜)為抽插式調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)“無極”調(diào)節(jié)。

當(dāng)需要時(shí)，僅需利用液壓拉緊裝置即可調(diào)節(jié)，而不需要因銹蝕、堆積物料等再借助大功率輔助設(shè)備調(diào)節(jié)，拉緊作業(yè)也僅需開啟液壓閥和拔插定位銷，可在設(shè)備運(yùn)行中調(diào)節(jié)，省去停車、清煤等環(huán)節(jié)造成的生產(chǎn)延誤。

3.3 將原煤倉配倉的刮板機(jī)改造為膠帶輸送機(jī)

通過利用機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)以及力學(xué)、材料學(xué)等學(xué)科的知識(shí)應(yīng)用，研究最終決定將4煤系統(tǒng)201B、9煤系統(tǒng)202B號(hào)刮板輸送機(jī)拆除，改造為膠帶輸送機(jī)+筒倉中心卸料溜槽，以解決目前存在的問題。膠帶輸送機(jī)布置在原刮板的位置，卸料溜槽布置在原刮板機(jī)2號(hào)卸料點(diǎn)(同時(shí)也是筒倉中心卸料點(diǎn))，土建工程量小，且不易偏倉；利用原有刮板機(jī)線纜加以拉伸后重新鋪設(shè)成膠帶輸送機(jī)電氣系統(tǒng)，新膠帶輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置利用原刮板機(jī)的電機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器，減少了工程投入；為保證輸送能力達(dá)到3 000 t/h，選用帶寬為1 600 mm的膠帶，并配套設(shè)計(jì)安裝了膠帶輸送機(jī)絲杠拉緊系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)滾筒、機(jī)架、溜槽、閘板等裝置。

3.4 設(shè)計(jì)并制作“移動(dòng)式端幫膠帶機(jī)架”

通過多次現(xiàn)場(chǎng)考察和探討，從增加搬家倒面便攜性角度出發(fā)，決定自行研究一種輕型堅(jiān)固、模塊化的新型膠帶輸送機(jī)架。為實(shí)現(xiàn)該效果，設(shè)計(jì)將膠帶機(jī)架由原先分節(jié)拼接構(gòu)成改為驅(qū)動(dòng)裝置平臺(tái)兩側(cè)各延伸出12 m角鋼桁架的整模塊式機(jī)架，托輥架固定在桁架上，該裝置可作為一段膠帶輸送機(jī)模塊，整體向新工作面延伸，省去將膠帶架和托輥架拆卸和至新工作面重新組裝流程；主機(jī)架由原先必須由膨脹螺絲固定地面改為可移動(dòng)模塊式膠帶機(jī)架，驅(qū)動(dòng)固定方式由耗時(shí)長的混凝土表面連接固定改為安裝固定在膠帶輸送機(jī)架中心角鋼架平臺(tái)內(nèi)，成為移動(dòng)式膠帶輸送機(jī)架設(shè)備的一部分，省去機(jī)架和地表驅(qū)動(dòng)裝置固定流程；膠帶機(jī)架由原先必須每隔2.4 m鋪設(shè)1組下斜托輥用于調(diào)偏改為通過設(shè)計(jì)角鋼桁架自身角度調(diào)偏，省去下斜托輥。此改造使平均每次搬家倒面工程用時(shí)顯著減少，在平均延伸300 m端幫膠帶近乎不變的情況下，工程用時(shí)由7 d壓縮至5 d。

4 效果評(píng)估

4.1 端幫刮板機(jī)鏈條和液壓拉緊裝置改造

自主研發(fā)的機(jī)尾液壓拉緊系統(tǒng)，并將原鏈條直徑為38 mm的邊雙鏈布置改為鏈條直徑48 mm的中雙鏈布置，使刮板機(jī)故障率大幅降低，原煤提運(yùn)故障率總體平穩(wěn)降低了3%。設(shè)備經(jīng)過改造投入后，系統(tǒng)故障率大大降低，獲得集團(tuán)公司的一致認(rèn)可，不僅降低了工作難度，生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)輸能力也得到了提升，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析，端幫刮板機(jī)平均運(yùn)量由改造以前的2 040 t/h提升至2 510 t/h。同時(shí)該裝置已在張家口煤機(jī)廠推廣投入生產(chǎn)。

4.2 原煤倉配倉改為膠帶輸送機(jī)

該技術(shù)改造在東露天原煤提運(yùn)系統(tǒng)原煤倉上應(yīng)用后，效果明顯，減少人工巡視及檢修工崗位3個(gè)，一年可節(jié)約費(fèi)用27.225萬元；改造后減少更換刮杠、地板、鏈條、馬蹄環(huán)、油脂等備件費(fèi)用121.74萬元；能耗由改造前啟動(dòng)2臺(tái)刮板機(jī)改為用僅1臺(tái)膠帶輸送機(jī)，每年可降低成本270萬元。綜上所述，該項(xiàng)目每年可節(jié)約費(fèi)用419萬余元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

同時(shí)，減少了機(jī)械維修量，經(jīng)過一個(gè)月的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，原煤倉配倉設(shè)備每月停機(jī)故障延誤時(shí)間由以前16 h降低至2 h，有效提升了生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)輸效率。

4.3 “移動(dòng)式端幫膠帶機(jī)架”的應(yīng)用

該技術(shù)改造在東露天原煤提運(yùn)系統(tǒng)所有搬家倒面工程中運(yùn)用后，效果明顯，東露天端幫膠帶機(jī)每次搬家倒面可節(jié)約2 d時(shí)間。預(yù)計(jì)平均每年4次計(jì)算，一年可節(jié)約8 d，按照每天生產(chǎn)16 h，膠帶輸送機(jī)運(yùn)量為2 500 t/h計(jì)算，每年可多生產(chǎn)32 萬t原煤。

5 結(jié) 語

通過以上技術(shù)改造后，極大地提升了東露天礦原煤提運(yùn)系統(tǒng)生產(chǎn)能力，并且有效降低了設(shè)備故障率和生產(chǎn)成本。改造方式簡單且容易實(shí)施，效果明顯，切實(shí)解決了生產(chǎn)過程出現(xiàn)的問題，達(dá)到了預(yù)期的效果。