白晉杰

（山西王家?guī)X煤業(yè)有限公司， 山西 忻州 036700）

1 項(xiàng)目概況

王家?guī)X煤礦選煤廠隸屬于王家?guī)X煤業(yè)有限公司，原設(shè)計(jì)處理能力5.00 Mt/a，選煤廠的煤源來(lái)自王家?guī)X礦井。王家?guī)X礦井目前開采煤層為4 號(hào)煤層，該煤層剩余原煤可采儲(chǔ)量15 965.26 萬(wàn)t，按年產(chǎn)量800 萬(wàn)t 計(jì)劃可生產(chǎn)約20 年。井田開采原煤煤種為氣煤，且硫分較低（原煤硫分＜0.50%）。王家?guī)X選煤廠采用分級(jí)重介分選，200～13/8 mm 塊煤采用重介淺槽分選機(jī)分選，13/8～8/1.5 mm 末煤采用有壓二產(chǎn)品重介旋流器分選，8～0 mm 粉煤可旁路可入洗，1.5～0.25 mm 粗煤泥采用螺旋分選機(jī)分選，-0.25 mm 細(xì)煤泥采用加壓過(guò)濾機(jī)和壓濾機(jī)聯(lián)合回收。該選煤廠原煤倉(cāng)前系統(tǒng)小時(shí)能力通過(guò)與礦井匹配為2 000 t，原煤倉(cāng)后系統(tǒng)小時(shí)通過(guò)能力按1 100 t 設(shè)計(jì)，洗選系統(tǒng)小時(shí)處理能力為946.97 t[1-2]。

王家?guī)X礦井于2019 年11 月提升能力，至2020年8 月底，礦井日均提煤量可達(dá)到2.8 萬(wàn)t。目前選煤廠日均全粒級(jí)處理能力1.7 萬(wàn)t，遠(yuǎn)低于礦井提能后的能力。為平衡生產(chǎn)系統(tǒng)，保證王家?guī)X選煤廠通過(guò)較小的改造快速達(dá)到連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)選煤廠輸送系統(tǒng)進(jìn)行提能改造的實(shí)踐研究。

2 輸送系統(tǒng)提能改造方案分析

通過(guò)較少的改造快速實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能力的提升，投資少，見(jiàn)效快；改造方案要采用先進(jìn)、可靠、節(jié)能的新工藝，新技術(shù)；改造要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況，要減少對(duì)礦井生產(chǎn)的影響。本次改造方案在基本不影響礦井正常生產(chǎn)的情況下，通過(guò)篩末煤旁路實(shí)現(xiàn)王家?guī)X選煤廠能力由5.00 Mt/a 提能到10.00 Mt/a。本次提能改造主要通過(guò)輸送系統(tǒng)的提能實(shí)現(xiàn)選煤廠快速提能改造，基本不涉及其他系統(tǒng)提能。本次輸送系統(tǒng)提能改造將能力不足的帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)更換為永磁電動(dòng)滾筒，實(shí)現(xiàn)輸送系統(tǒng)能力的提升。通過(guò)對(duì)王家?guī)X選煤廠進(jìn)行全面梳理，選煤廠輸送系統(tǒng)提能改造的內(nèi)容如下。

2.1 135 號(hào)原煤收集帶式輸送機(jī)改造

135 號(hào)原煤收集帶式輸送機(jī)原參數(shù)為：帶寬B=1 600 mm，輸送量Q=1100 t/h，運(yùn)輸距離L=115.5 m，運(yùn)輸速度v=3.15 m/s，傾角α=0°；改造目的為將運(yùn)量提高到Q=2 200 t/h；經(jīng)計(jì)算，需要功率162 kW，建議選擇200 kW，滿足要求。

改造方案如下：頭部增加一臺(tái)永磁滾筒，直徑1 000 mm；將原有驅(qū)動(dòng)滾筒、機(jī)頭架、驅(qū)動(dòng)裝置及驅(qū)動(dòng)裝置架拆除；更換為永磁滾筒，機(jī)頭架的強(qiáng)度不足，需要更換機(jī)頭架；修改相關(guān)的安裝地腳，加強(qiáng)土建梁；需要進(jìn)行拉緊裝置改造，加大重錘箱，增加重錘塊，加固機(jī)尾架。為了便于驅(qū)動(dòng)滾筒的安裝需要增加膠帶，現(xiàn)場(chǎng)截?cái)喟惭b后再硫化；對(duì)機(jī)頭溜槽局部改造[3-4]。

2.2 3101 號(hào)原煤帶式輸送機(jī)改造

3101 號(hào)原煤帶式輸送機(jī)原參數(shù)為：帶寬B=1 600 mm，輸送量Q=1 100 t/h，運(yùn)輸距離L=107 m，運(yùn)輸速度 v=3.15 m/s，傾角 α=17.45°～（-1）°；改造目的為將運(yùn)量提高到Q=2 200 t/h，經(jīng)計(jì)算，需要功率260 kW，建議選擇315 kW，滿足要求。

改造方案如下：頭部增加一臺(tái)永磁滾筒，直徑1 000 mm；增加逆止器一臺(tái)；將原有驅(qū)動(dòng)滾筒、機(jī)頭架、驅(qū)動(dòng)裝置及驅(qū)動(dòng)裝置架拆除；更換為永磁滾筒，機(jī)頭架的強(qiáng)度不足，逆止器只能裝在永磁滾筒一端，會(huì)加長(zhǎng)兩個(gè)固定座之間的距離，導(dǎo)致機(jī)頭架一側(cè)會(huì)變寬，機(jī)頭架需要更換；修改相關(guān)的安裝地腳，加強(qiáng)土建梁；垂拉處兩個(gè)直徑為630 mm 的改向滾筒及支架需要更換，拉緊裝置需要進(jìn)行改造，加大重錘箱，增加重錘塊，拉緊架加固，加強(qiáng)土建梁。

2.3 201 號(hào)原煤帶式輸送機(jī)改造

201 號(hào)原煤帶式輸送機(jī)原參數(shù)為：帶寬B=1 600mm，輸送量Q=1 100 t/h，運(yùn)輸距離L=157 m，運(yùn)輸速度 v=3.15 m/s，傾角 α= 18°～9°；改造目的為將運(yùn)量提高到Q=2 200 t/h；經(jīng)計(jì)算，需要功率413 kW，選擇2×315 kW（雙驅(qū)），滿足要求。

改造方案如下：頭部和尾部各增加一臺(tái)永磁滾筒，直徑1 000 mm；增加逆止器一臺(tái)；

原有驅(qū)動(dòng)滾筒、機(jī)頭架、驅(qū)動(dòng)裝置及驅(qū)動(dòng)裝置架拆除；更換為永磁滾筒，機(jī)頭架的強(qiáng)度不足，逆止器只能裝在永磁滾筒一端，會(huì)加長(zhǎng)兩個(gè)固定座之間的距離，導(dǎo)致機(jī)頭架一側(cè)會(huì)變寬，機(jī)頭架需要更換；修改相關(guān)的安裝地腳，土建梁需要加強(qiáng)；原有機(jī)尾改向滾筒、機(jī)尾架拆除；機(jī)尾驅(qū)動(dòng)滾筒旁需增加一臺(tái)直徑為630 mm 的改向滾筒，增大圍包角，機(jī)尾架重新更換；垂拉處一個(gè)直徑為800 mm，兩個(gè)直徑為630 mm的改向滾筒及支架需要拆除、更換，拉緊裝置需要進(jìn)行改造，加大重錘箱，增加重錘塊，加固拉緊架，加強(qiáng)土建梁；對(duì)機(jī)頭溜槽局部改造[5-6]。

尾部驅(qū)動(dòng)滾筒不開或者故障時(shí)，為了增加產(chǎn)能，機(jī)頭驅(qū)動(dòng)滾筒功率選型為315 kW；為了機(jī)頭和機(jī)尾驅(qū)動(dòng)滾筒功率匹配，機(jī)尾驅(qū)動(dòng)滾筒功率選型為315 kW。此方案僅適用于正常生產(chǎn)，若機(jī)尾驅(qū)動(dòng)滾筒故障，皮帶機(jī)可以減量生產(chǎn)；若機(jī)頭驅(qū)動(dòng)滾筒故障，單靠尾部驅(qū)動(dòng)滾筒運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致尾部驅(qū)動(dòng)滾筒打滑，不能實(shí)現(xiàn)減量生產(chǎn)。

2.4 3102 原煤配篩刮板輸送機(jī)（重型）改造

3102 原煤配篩刮板輸送機(jī)原參數(shù)為：B=1 800 mm，Q=1 100 t/h，L=7.8 m，v=0.97 m/s，α=0°。改造目的為將運(yùn)量提高到Q=2 200 t/h。經(jīng)計(jì)算，需要功率31 kW，建議選擇37 kW，滿足要求。

改造涉及到的內(nèi)容：更換驅(qū)動(dòng)裝置及驅(qū)動(dòng)裝置架。

2.5 3103、3104 原煤分級(jí)脫泥篩改造

原參數(shù)為：ABS3073 單層香蕉篩，距出料端3 m處篩縫為Φ6 mm，其余篩孔為Φ13 mm；改造目的為提高篩分能力。

改造方案：將13 mm 篩板更換為50 mm 篩板。

2.6 配電控制改造

本次改造設(shè)計(jì)需在現(xiàn)有主廠房低壓配電室增加新配電柜，對(duì)3101G 改造設(shè)備進(jìn)行配電；在篩分車間配電室增加新配電柜，為201G 原煤帶式輸送機(jī)和原煤收集帶式輸送機(jī)135 進(jìn)行供電。目前篩分車間設(shè)置2 臺(tái)1 000 kVA 變壓器，負(fù)荷率分別為45%、40%左右；改造后，兩臺(tái)變壓器負(fù)荷率約75%左右，滿足本次改造要求。

本次改造的設(shè)備均納入集中控制系統(tǒng)，重新修改控制程序，對(duì)四臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)的設(shè)備進(jìn)行控制，在篩分車間控制分站增加相應(yīng)模擬量控制模塊。

3 建設(shè)工期與投資估算

王家?guī)X選煤廠輸送系統(tǒng)提能改造工程的建設(shè)經(jīng)過(guò)勘察設(shè)計(jì)、施工準(zhǔn)備、施工建設(shè)、聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)及竣工驗(yàn)收等階段的實(shí)施，項(xiàng)目總工期60 d。其中：設(shè)計(jì)、設(shè)備訂貨、設(shè)備招標(biāo)、與設(shè)備廠家簽訂設(shè)備采購(gòu)合同需要10 d，設(shè)備加工周期45 d，設(shè)備安裝3 d，設(shè)備調(diào)試2 d。影響礦井生產(chǎn)的時(shí)間為設(shè)備安裝和設(shè)備調(diào)試5 d，其他時(shí)間不影響礦井生產(chǎn)。王家?guī)X選煤廠增效技術(shù)改造項(xiàng)目估算靜態(tài)投資925.68 萬(wàn)元。其中：土建工程30.34 萬(wàn)元，設(shè)備及工器具購(gòu)置費(fèi)694.60 萬(wàn)元，安裝工程148.78 萬(wàn)元，工程建設(shè)其他費(fèi)用25 萬(wàn)元，工程預(yù)備費(fèi)26.96 萬(wàn)元。

4 效果分析

王家?guī)X選煤廠輸送系統(tǒng)提能改造項(xiàng)目已完成改造建設(shè)，從聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)的情況來(lái)看，輸送系統(tǒng)運(yùn)輸情況穩(wěn)定，能達(dá)到選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)輸要求，對(duì)于輸送系統(tǒng)提能改造項(xiàng)目的建設(shè)是成功的。當(dāng)前，改造后的輸送系統(tǒng)已投入到生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中。生產(chǎn)實(shí)踐表明，通過(guò)改造后，輸送能力完全滿足選煤廠10.00 Mt/a的處理能力。同時(shí)改造后，輸送系統(tǒng)設(shè)備故障率大大降低，設(shè)備維修量明顯下降，同時(shí)設(shè)備電耗及設(shè)備配件的更換也相對(duì)減少，降低了設(shè)備維護(hù)成本。王家?guī)X選煤廠輸送系統(tǒng)提能改造項(xiàng)目為企業(yè)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)和安全效益。