郭建斌

陽(yáng)泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司二礦選煤廠

陽(yáng)煤二礦選煤廠儲(chǔ)煤系統(tǒng)的優(yōu)化與應(yīng)用

郭建斌

陽(yáng)泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司二礦選煤廠

對(duì)陽(yáng)煤二礦選煤廠儲(chǔ)煤系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，總結(jié)出制約選煤廠正常生產(chǎn)的問(wèn)題，提出了儲(chǔ)煤系統(tǒng)具體的改造方案，并進(jìn)行了投產(chǎn)后的效益分析。

儲(chǔ)煤系統(tǒng)；優(yōu)化；應(yīng)用

coal storage system；optimization；applications

引言

陽(yáng)煤二礦選煤廠是一座年生產(chǎn)能力為8.0Mt/a的大型礦井型選煤廠，主要洗選產(chǎn)品有洗中塊（80mm～25mm）、洗小塊（25mm～13mm）、末精煤（-13mm）、混末煤（-13mm）、中煤、矸石、煤泥等。洗塊煤、末精煤、混末煤（電煤）、煤泥鐵路外運(yùn)，其中有部分混末煤需要汽車外運(yùn)；中煤倉(cāng)儲(chǔ)后汽車外運(yùn)，矸石倉(cāng)儲(chǔ)后由絞車和汽車運(yùn)至矸山，煤泥晾干火車或汽車外運(yùn)。由于生產(chǎn)能力逐步加大、石太線鐵路運(yùn)輸能力有限和供車不均衡，產(chǎn)品運(yùn)輸環(huán)節(jié)和儲(chǔ)存緩沖能力不足制約著選煤廠正常生產(chǎn)。隨著近年來(lái)選煤廠產(chǎn)量的逐步增加，鐵路運(yùn)輸能力更加緊張，選煤廠儲(chǔ)煤系統(tǒng)的改造勢(shì)在必行。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

1.1 陽(yáng)煤二礦選煤廠儲(chǔ)煤系統(tǒng)原煤儲(chǔ)存能力及緩沖時(shí)間

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)煤二礦選煤廠儲(chǔ)煤系統(tǒng)中原煤儲(chǔ)存能力不足，各儲(chǔ)煤倉(cāng)（場(chǎng)）緩沖時(shí)間較短，對(duì)選煤廠品種煤的均衡生產(chǎn)有較大的影響。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1和表2。

表1 選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)能力計(jì)算表（8.0Mt/a）

表2 原煤及產(chǎn)品倉(cāng)（場(chǎng)）緩沖時(shí)間表

1.2 陽(yáng)煤二礦選煤廠制約生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有：

1.2.1 原煤儲(chǔ)存能力，只有兩天多的緩沖時(shí)間，較3～7天的儲(chǔ)存要求明顯太短。

1.2.2 末煤只有8.34小時(shí)的緩存時(shí)間，需增加末煤儲(chǔ)存能力或加快裝車速度。

1.2.3 末精煤現(xiàn)有3個(gè)倉(cāng)，緩存時(shí)間15小時(shí)，需把預(yù)留煤倉(cāng)盡快建起，緩存時(shí)間可增至1.25天。

1.2.4 限下末煤理論計(jì)算有7.11小時(shí)的緩存，實(shí)際生產(chǎn)中限下末煤可出可不出，不出時(shí)與小塊和在一起，對(duì)選煤廠生產(chǎn)影響不大。

2 系統(tǒng)優(yōu)化

為改善儲(chǔ)煤系統(tǒng)不適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的狀況，新建末原煤儲(chǔ)煤場(chǎng)，增大末原煤儲(chǔ)存能力，陽(yáng)煤二礦選煤廠對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)各流程、設(shè)備和環(huán)節(jié)等進(jìn)行摸底、分析，綜合所有利弊后確定了在地形地貌和取堆煤俱佳的思漢溝新建儲(chǔ)煤場(chǎng)。從選煤廠原有十四號(hào)轉(zhuǎn)載點(diǎn)（233機(jī)頭）開(kāi)始經(jīng)新建儲(chǔ)煤場(chǎng)、原煤經(jīng)運(yùn)輸轉(zhuǎn)載到末煤系統(tǒng)（2208機(jī)尾）為止，并將儲(chǔ)煤場(chǎng)設(shè)計(jì)為既可以存儲(chǔ)末煤又可以堆放原煤以適應(yīng)生產(chǎn)需要。

3 實(shí)施要點(diǎn)

3.1 儲(chǔ)煤場(chǎng)

合理利用思漢溝地形新建末煤儲(chǔ)煤場(chǎng)，平面長(zhǎng)軸方向?yàn)槟媳毕?，自北向南呈喇叭口形狀，長(zhǎng)度260m，北側(cè)寬度32m，南側(cè)寬度100m。由于儲(chǔ)煤場(chǎng)所在位置地形南北高差較大，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)為求做到在滿足使用功能的基礎(chǔ)上，盡量利用自然地形條件，選擇適宜的豎向布置，使平面布置緊湊合理，節(jié)約用地；同時(shí)在豎向布置在采用臺(tái)階式布置，設(shè)置兩個(gè)平臺(tái)，上部南平臺(tái)標(biāo)高752m～756m，下部北平臺(tái)標(biāo)高為728.5m～732.5m，順地形走向，爭(zhēng)取減少填挖方工程量，使場(chǎng)區(qū)內(nèi)填挖方工程量基本平衡。

儲(chǔ)煤場(chǎng)由落煤棧橋和返煤地道組成。落煤棧橋采用兩條，上部南平臺(tái)一條，下部北平臺(tái)一條，均采用水平布置，卸料小車卸料。上、下部?jī)善脚_(tái)落煤棧橋，各棧橋高度設(shè)置合理，不高不低，儲(chǔ)煤儲(chǔ)量大。上煤臺(tái)由落煤筒一、落煤筒二及兩節(jié)高架鋼棧橋構(gòu)成落煤棧橋一；下煤臺(tái)由落煤筒三、落煤筒四及兩節(jié)高架鋼棧橋構(gòu)成落煤棧橋二；上下煤臺(tái)各設(shè)一條返煤地道，兩條返煤地道串聯(lián)布置。在上煤臺(tái)設(shè)置兩個(gè)通風(fēng)地道和通風(fēng)房，在下煤臺(tái)設(shè)置一條通風(fēng)地道和通風(fēng)房。在儲(chǔ)煤場(chǎng)上下煤臺(tái)之間新建24號(hào)轉(zhuǎn)載點(diǎn)，24號(hào)轉(zhuǎn)載點(diǎn)地面上和地面下均能溝通儲(chǔ)煤場(chǎng)的上下煤臺(tái)。

3.2 儲(chǔ)煤

儲(chǔ)煤場(chǎng)末煤接自原十四號(hào)轉(zhuǎn)載點(diǎn)233機(jī)頭溜槽。經(jīng)輸送機(jī)（2210）把末煤轉(zhuǎn)載至24號(hào)轉(zhuǎn)載點(diǎn)（儲(chǔ)煤場(chǎng)上下煤臺(tái)之間位置），然后通過(guò)分岔溜槽分別給到上下兩個(gè)煤臺(tái)的落煤棧橋2211、2212輸送機(jī)，2211、2212輸送機(jī)通過(guò)卸料小車進(jìn)行卸料，卸后的末煤分別堆入上下兩個(gè)煤臺(tái)內(nèi)，上煤臺(tái)（南）可堆放18×10kt，下煤臺(tái)（北）可堆放12×10kt，整個(gè)煤場(chǎng)至少有30×10kt儲(chǔ)量。

3.3 返煤

儲(chǔ)煤場(chǎng)利用受煤坑、返煤地道返煤。上下煤臺(tái)各設(shè)一條返煤地道，兩條返煤地道串聯(lián)布置。每個(gè)地道設(shè)有上受煤漏斗，配有振動(dòng)給煤機(jī)給料，給煤機(jī)單臺(tái)給料能力為500t/h～800t/h，每?jī)膳_(tái)聯(lián)合工作。上煤臺(tái)返煤地道設(shè)有6臺(tái)給煤機(jī)，下煤臺(tái)返煤地道設(shè)有8臺(tái)給煤機(jī)。上煤臺(tái)返煤地道內(nèi)輸送機(jī)2227上的煤在24號(hào)轉(zhuǎn)載點(diǎn)跌落到下煤臺(tái)返煤地道內(nèi)輸送機(jī)2228上，2228輸送機(jī)上的煤給下煤臺(tái)北端25號(hào)轉(zhuǎn)載點(diǎn)內(nèi)2236輸送機(jī)送至2208G皮帶機(jī)上，經(jīng)分叉漏斗可以進(jìn)入末煤裝車系統(tǒng)也可以進(jìn)入原煤系統(tǒng)返煤入洗。

3.4 工藝系統(tǒng)設(shè)備的控制

思漢溝儲(chǔ)煤系統(tǒng)的所有設(shè)備都納入集控系統(tǒng)，由控制室集控工實(shí)施集中控制。按工藝流程特點(diǎn)，在新建低壓配電室內(nèi)設(shè)PLC站，選用GE系列PLC可編程控制器通過(guò)以太網(wǎng)與原有集控室內(nèi)PLC主站連接，實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)集中控制，完成全廠信號(hào)采集、設(shè)備控制、工藝參數(shù)調(diào)控等功能。該集控系統(tǒng)具有集中和就地控制兩種控制方式，兩種控制方式可實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)轉(zhuǎn)換。集控具有自動(dòng)集控（按程序自動(dòng)發(fā)信號(hào)、起停車）和手動(dòng)集控（手動(dòng)發(fā)信號(hào)、起停車）兩種方式。手動(dòng)集控方式可以按需要隨時(shí)開(kāi)、停任一設(shè)備，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和人工干預(yù)可調(diào)控參數(shù)。就地控制方式用于檢修、試車，也是保證生產(chǎn)的最基本后備。為保證人身及設(shè)備安全，設(shè)有起、停車預(yù)告信號(hào)、禁起和設(shè)備故障報(bào)警信號(hào)及緊急停車信號(hào)。自動(dòng)集控、手動(dòng)集控以不同頻率的聲光信號(hào)予以預(yù)告。集控程序設(shè)計(jì)按逆煤流起車和順煤流停車的原則，即保證了最短起、停車時(shí)間，又防止壓煤等事故。調(diào)度人員和巡檢工人都可以解除設(shè)備的運(yùn)行，以免造成人員傷亡及減少故障損失。起車過(guò)程、運(yùn)行過(guò)程和停車過(guò)程原則上設(shè)備間按逆煤流閉鎖，凡因存料可能造成設(shè)備跑料使車間環(huán)境惡化的設(shè)備，具有跳轉(zhuǎn)功能。通過(guò)對(duì)采集的工藝參數(shù)進(jìn)行處理，自動(dòng)形成工藝參數(shù)的工況歷史曲線，與控制指標(biāo)所做出的報(bào)警線相比較，如遇“超限”則實(shí)時(shí)報(bào)警，及時(shí)實(shí)調(diào)控有關(guān)參數(shù)，使選煤廠的工藝數(shù)量、質(zhì)量關(guān)系嚴(yán)格控制在預(yù)定范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)以最大經(jīng)濟(jì)效益為目的的生產(chǎn)控制，并已達(dá)到國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的領(lǐng)先水平。

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

儲(chǔ)煤系統(tǒng)的優(yōu)化與改造使得上煤臺(tái)堆原煤增加18×10kt的原煤儲(chǔ)存場(chǎng)，原煤緩沖時(shí)間增加到8.89天，下煤臺(tái)堆末煤增加12×10kt的末煤儲(chǔ)存場(chǎng)，緩沖時(shí)間增加了8.53天。

圖1 儲(chǔ)煤系統(tǒng)設(shè)備流程圖

圖2 儲(chǔ)煤系統(tǒng)平面布置圖

由于鐵路供車不均衡與礦井原煤生產(chǎn)不平衡的問(wèn)題，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年因鐵路供車不均衡造成停產(chǎn)14.87個(gè)工作日，影響產(chǎn)量438960噸，除去洗耗，洗選產(chǎn)品355557.6噸，每噸按平均價(jià)200元計(jì)算，全年損失355557.6噸×200元/噸=71，111，520元，每年影響7111萬(wàn)元的收入。整項(xiàng)工程概算約3000萬(wàn)元，而每年增加7111萬(wàn)元的收入，3000÷（7111÷12）=5.06月，六個(gè)月即收回投資，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

4.2 社會(huì)效益

由于儲(chǔ)煤場(chǎng)建在兩山夾一溝內(nèi)，陽(yáng)煤二礦選煤廠在其北邊一側(cè)建了540m2的擋風(fēng)抑塵墻，在西側(cè)修建了520m2的圍墻，并增加了灑水裝置，以達(dá)到加強(qiáng)煤場(chǎng)表面固化、防止粉塵飛揚(yáng)的效果，因此，新儲(chǔ)煤場(chǎng)的修建既不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成影響，又減少了其它儲(chǔ)煤場(chǎng)的堆煤量，使局部的環(huán)境污染得到了有效的控制和明顯的改善，促進(jìn)了二礦地區(qū)和陽(yáng)泉市的環(huán)境質(zhì)量的進(jìn)一步好轉(zhuǎn)、推進(jìn)園林化城市環(huán)境建設(shè)。

5 結(jié)語(yǔ)

陽(yáng)煤二礦選煤廠儲(chǔ)煤系統(tǒng)的優(yōu)化與改造項(xiàng)目平面布置緊湊合理，利用自然地形條件，選擇適宜的豎向布置，減少土石方量，在有效滿足生產(chǎn)需要的同時(shí)注重環(huán)境綠化，避免環(huán)境污染，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)其它儲(chǔ)煤能力不足的礦井具有重要的借鑒作用，應(yīng)用前景較為廣闊。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.22.024