选煤厂中螺旋溜槽重选技术应用与改造_时盆青.pdf

江西煤炭科技2023年第1期摘要：为了提高煤炭洗选质量，获得更优质的块煤产品，大阳煤矿洗煤厂结合本厂实际情况对落差较大的物料转载处加装了重选螺旋溜槽，并进行了设备改良。通过延长溜槽距离、加装缓冲溜槽长度，使块煤率提高了2.6%、中小块煤限下率最高下降3.4%与2.8%。关键词：选煤厂；螺旋溜槽；技术改造中图分类号：TD4 5 5文献标识码：B文章编号：1 0 0 6-2 5 7 2（2 0 2 3）0 1-0 1 9 4-0 2Application and Transformation of Spiral Chute for Gravity Separation in Coal Preparation PlantShi Penqing(Dayang Colliery,Shanxi Lanhua Science and Technology Venture Co.，Ltd.,Jingcheng,Shanxi,048000）Abstract:To improve the coal preparation quality and yield high-quality lump coal,the author proposes the installation of thespiral chute for gravity separation at large-fall material transfer point in Dayang Coal Preparation Plant and makes atransformation on equipment,which can increase the average lump coal rate by 2.6%and reduce the average lower limit of rate inmiddle and small coal by 3.4%and 2.8%respectively by the selection of preparation equipment get a good special optimization.Through measurements,the average lower limit of rate in middle/small coal is reduced 3.4%and 2.8%respectively.Key words:coal preparation plant;spiral chute;technical transformation选煤厂中螺旋溜槽重选技术应用与改造时盆青（山西兰花科技创业股份有限公司大阳煤矿分公司，山西晋城0 4 8 0 0 0）1概述由于用煤企业对煤质的要求日益提高，提高块煤产品的洗选率和回收率成了当下煤炭洗选加工企业的重点工作1-2。大阳煤矿洗煤厂主要产品为化工用无烟煤，通过与周边企业对比发现，本厂大多数产品普遍存在块煤破损率高、限下率超标的问题。为避免企业经济利益受损，拟定从洗选工艺和设备选型两方面进行洗选改造升级，最大程度改善块煤产品的产出率和限下率。洗煤厂主要负责毛煤破碎筛分、块煤洗选和煤泥水处理3。大阳洗煤厂年设计洗选能力为0.9 0M t，待选煤炭在运输过程中需要经过多重设备的转载，转载设备间的落差较大，物料在通过上游设备时会摔落至溜槽，同样块煤间也会发生相互碰撞，导致产品破碎，降低块煤产出率，制约企业经济效益3-4。重选螺旋溜槽是选煤厂重力洗选的重要设备之一，其结构简单、维护费用低、初期投资小，又可以很好的减小产品的冲击力。2螺旋溜槽的工作原理及应用2.1螺旋溜槽的组成重选螺旋溜槽是一种为洗选煤炭转载而设计的缓冲、过渡设备，其结构主要由导入段、非标准螺旋段及标准螺旋段三部分组成，设备俯视和剖面如图1所示4。螺旋溜槽的导入段在运煤过程中承接煤块，起着保护、缓冲煤块的作用。非标准螺旋段主要作用是调整、控制煤块流入，煤块进入非标准螺旋段后，可以通过改变螺旋截面面积和角度，对煤块的流速和方向进行控制。最后阶段为标准段，煤块经过调整后在标准螺旋段达到流速与方向的平衡，这一阶段的转载无明显加速度和横向摆动，以匀速定向平稳转载入下游设备。（a）正立面（b）俯视图1重选螺旋溜槽2.2螺旋溜槽的特点重选螺旋溜槽的底板与侧板由3 0 4不锈钢材质结合加强筋加工而成，设备底部的三角支撑架采用高强度材料的H型钢加工而成，可以确保设备运行安全不易发生形变，具有较长的使用寿命。在安装螺旋溜槽时，螺旋溜槽与仓壁之间使用高强度螺栓进行连接，并对螺栓表面进行了防1 9 4江西煤炭科技2023年第1期氧化和腐蚀处理，确保螺旋溜槽能在特定的环境条件下长期、安全、可靠、平稳运行，并能满足连续或间断运行等各种工况要求。螺旋溜槽在制造和安装过程中，均采取了必要的防腐措施采用加强筋加固构成，以确保螺旋溜槽的整体寿命无故障运行不少于3年。3改造措施大阳煤矿洗煤厂入洗本矿3号煤，本煤层煤质具有泥化程度高、较易破碎的特点。原煤车间块煤缓冲仓落差约为1 0m，块煤与块煤之间、块煤与仓壁之间的撞击较为频繁，破碎率超过3%。由于煤炭洗选过程中碰撞频繁，对仓底壁衬板有一定的损伤，影响生产。3.1螺旋溜槽的设计普通的重选螺旋溜槽一般为直底板螺旋溜槽，但当煤量较大时会出现块煤堆积的现象，影响企业生产。为解决此问题，决定采用斜底板螺旋溜槽，并延长加速段与匀速段之间的距离，防止煤炭堆积。非标准螺旋段具有物料运载加速的特点，在设计整个加速段时，应该确保物料在整个螺旋溜槽中的运行平稳，根据物料落入煤仓的高度、物料的重量体积等关键数据设置合理的溜槽螺旋角度和底板倾角。同时为避免物料中途不慎摔落，还应调整底板与侧板的高度。在设备优化的过程中，不同的外螺旋溜槽角度也会产生不同的加速度5-7。经过对大阳煤矿洗煤厂煤质（湿度、粒度、体积）、煤仓（直径、物流落差）的研究，设定本次重选溜槽螺旋角在3 0 4 0 之间调整，底板倾角在2 5 4 5 之间调整，底板宽度设为3 5 0m m、侧板高度设为6 0 0m m，可以基本保证物流在运载过程中平稳运行。3.2增加缓冲溜槽为减弱煤炭颗粒在最终出口的流速，降低破碎概率，在螺旋溜槽的标准导入段增设缓冲溜槽8。如图2所示，两种方案的速度在前1 0s内几乎保持一致，但未加缓冲槽时的煤炭出口处的速度为4.5m/s；增加缓冲溜槽后，煤炭出口处速度降至3.2m/s。加入缓冲槽后的颗粒的出口速度有了明显降低。3.3改造流程螺旋溜槽的转载器安装在胶带输送机与原煤仓、胶带输送机与产品仓之间。溜槽入口处采用高位接煤设备，煤炭物流将沿溜槽做螺旋运动，匀速通过碗状收料器送至另一条胶带上，改造后的洗选流程如图3所示。图3改造螺旋溜槽后洗选流程4应用情况结合现场实际情况，在同等洗选产量的前提下对加装螺旋溜槽前后中、小块煤的块煤变化率和限下率进行了比较，数据如表1、表2所示。加装螺旋溜槽后，虽然仍有不可避免的碰撞存在，块煤限下率明显降低，增大值最高可达3.4%，小块可达2.8%；同样块煤率也有了一定的提高，整体块煤率提高1.9%，防破损效果明显。表1改良螺旋溜槽前后块煤限下率对比洗选环节洗选产品块煤限下率增大值/%加装前加装后变化率转载中块1.80.90.9小块1.30.80.5入仓中块7.54.13.4小块6.23.42.8装车中块2.81.51.3小块2.21.11.1表2改良螺旋溜槽前后块煤率对比洗选产品加装前/%加装后/%变化率/%中块1 2.51 4.62.1小块8.69.10.5合计2 1.12 3.72.6图2增设缓冲溜槽前后煤炭出口速度变化情况（下转1 9 8页）1 9 5江西煤炭科技2023年第1期5结语在落差较大的转载环节处加装螺旋溜槽可以有效防止块煤破损，大阳洗煤厂经过延长溜槽加速段与匀速段的距离并加装缓冲溜槽后，中、小块煤的限下率得到了显著下降，提高块煤产出量，块煤回收率基本保持3 5%4 0%。在加装后的实践中还发现，螺旋溜槽仍存在部分易堵塞区域，对此需加装自动冲水疏通装置后，通过气动控制单元的冲水作用可以实现自动疏通，防止物料堆积。参考文献：1 王俊红.降低块煤限下率初探J.北京：煤质技术，2 0 1 4（5）：5 6-5 8.2 伊钟玉.选煤厂设计中的块煤防碎专项研究J.北京：煤炭工程，2 0 1 8，5 0（7）：2 3-2 5.3 韩龙.选煤厂设备智能故障诊断系统设计J.江西煤炭科技，2 0 2 1（3）：2 0 5-2 0 7.4 孔德刚，吕建军.新型螺旋溜槽在储煤仓中的应用J.唐山：选煤技术，2 0 1 0（5）：3 2-3 3.5 马富平，王和平.浅析寺家庄选煤厂全入洗技术改造实践的体会J.江西煤炭科技，2 0 2 1（2）：2 1 9-2 2 1.6 李炳才，杨世龙.螺旋溜槽在块煤防破碎中的应用J.北京：煤炭工程，2 0 0 5（2）：5 9-6 0.7 李广，肖琴，李春鸥，等.新型高效螺旋溜槽的设计及应用J.洛阳：矿山机械，2 0 1 6，4 4（5）：6 3-6 6.8 于腾飞.螺旋溜槽在块煤防破碎中的设计及应用J.哈尔滨：煤矿机械，2 0 1 4，3 5（1 1）：2 0 7-2 0 9.作者简介：时盆青（1 9 8 8），男，山西晋城人，2 0 0 6年毕业于山西省煤炭职业技术学院，煤炭综合利用专业，中专学历，助理工程师，现从事煤炭洗选加工技术管理工作收稿日期：2 0 2 2-0 5-0 9编辑：许敦昂调度连锁。在同一矿井巷道中的轨道段，可能存在多辆电机车同时运行，这就涉及车辆调度的问题，原先的调度系统可通过电机车定位系统对各电机车进行位置显示，通过调度人员和司机进行联系实现车辆调度，这种方式调度效率不高，可能存在安全隐患，发生局部地区堵车，甚至车速过快而追尾的事件。采用永磁电机对电机车调速系统进行改造以后，可通过电机车速度采样装置反馈电机车的速度和实时位置，调度系统根据各电机车的状态制定合适的调度策略，控制不同车辆的提速、减速等，实现车辆的最优调度。视频监控。传统的地面监控中心可通过传感器回传电机车的速度、电压等信息，用于安全监测，在此基础上可在机机车车头和巷道关键位置增加高清摄像头，用于地面人员对电机车的监控，增加安全系数。功能拓展。在上述功能基础上，该系统未来可以进一步实现遥控控制、无人驾驶和能量回收等功能。由于增加了视频监控，工作人员可通过监控设备查看电机车的装煤状态，通过遥控对电机车的装煤和卸煤等动作进行远程控制。遥控控制是无人驾驶的技术基础，为了彻底解放司机人员的劳动，可通过无人驾驶技术实现全过程无人干预。通过设计实现制动时能量回馈，将电机车动能转化为电能储存在蓄电池中，实现节能减排的作用。6结语基于矢量控制的永磁同步电机控制系统能够提高电机车的调速性能，在实现电机车启动、调速、制动等功能的基础上，还能实现调度连锁、视频监控等功能，未来还可以实现制动能量回馈、遥控控制和无人驾驶等高级功能，有利于企业实现节能减排、减员增效，是未来煤矿电机车的发展方向。参考文献：1 杨晶，赵敏.矿用运输机车驱动用永磁电动机设计关键技术J.上海：煤矿机电，2 0 1 9，4 0（5）：1-4.2 周保生.基于永磁电机的矿用电机车自动化控制设计研究J.重庆：自动化应用，2 0 1 9（7）：1 5-1 6.3 李建.永磁同步电动机在矿用蓄电池电机车上的应用J.安徽科技，2 0 1 7（1 0）：5 5-5 6.4 耿宇翔，徐美华，郑昌陆.矿用蓄电池电机车永磁同步电机调速器的应用研究J.上海：仪表技术，2 0 1 5（3）：4-7，4 0.5 张俊卿，梅奕，黄友锐，等.基于永磁同步电动机的矿用电机车调速系统设计J.常州：工矿自动化，2 0 1 4，4 0（2）：4 5-4 8.6 戚小颖，刘晓鹏，李伟.永磁同步电动机在蓄电池电机车中的应用J.郑州：中州煤炭，2 0 1 2（8）：8 5-8 7.作者简介：王 超（1 9 9 2），男，山西平遥人，2 0 1 6年毕业于太原科技大学矿山机电专业，大专学历，研究方向：煤矿机电，现从事煤矿机电相关工作。收稿日期：2 0 2 2-0 5-0 2编辑：许敦昂（上接1 9 5页）1 9 8