选煤厂物料缓冲装置的设计与应用.pdf

收稿日期２０２０􀆽 ０１􀆽 ０３作者简介武磊１９８３－ ꎬ男ꎬ山西襄垣人ꎬ硕士ꎬ工程师ꎬ从事选煤技术工作ꎮ ｄｏｉ１０. ３９６９/ ｊ. ｉｓｓｎ. １００５－２７９８. ２０２０. ０５. ００６选煤厂物料缓冲装置的设计与应用武磊潞安集团李村煤矿ꎬ山西长治０４６６００摘要针对李村选煤厂物料在转载运输过程中出现的问题ꎬ通过对异形溜槽、溜槽缓冲箱、块状物料阶梯溜槽、脱介筛筛面减速装置、旋流器排料箱等几种物料缓冲装置的改进设计ꎬ取得了良好的应用效果ꎮ 关键词选煤厂ꎻ物料缓冲ꎻ溜槽中图分类号ＴＨ２２２文献标识码Ａ文章编号１００５􀆽 ２７９８２０２００５􀆽 ００１９􀆽 ０２ＭａｔｅｒｉａｌＢｕｆｆｅｒｉｎｇＤｅｖｉｃｅｉｎＣｏａｌＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎＰｌａｎｔＷＵＬｅｉＬｉｃｕｎＣｏａｌＭｉｎｅｏｆＬｕａｎＭｉｎｉｎｇＧｒｏｕｐꎬＣｈａｎｇｚｈｉ０４６６００ꎬＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓａｒｉｓｉｎｇｄｕｒｉｎｇｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓａｔＬｉｃｕｎＣｏａｌＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｐｌａｎｔꎬｔｈｅｉｍ￣ｐｒｏｖｅｄｄｅｓｉｇｎｏｆｓｅｖｅｒａｌｋｉｎｄｓｏｆｍａｔｅｒｉａｌｂｕｆｆｅｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓꎬｓｕｃｈａｓＨｅｔｅｒｏｍｏｒｐｈｉｃＣｌａｙＧｒｏｏｖｅꎬｃｌａｙｇｒｏｏｖｅｂｕｆｆｅｒｂｏｘꎬｓｔｅｐｐｅｄｃｌａｙｇｒｏｏｖｅｏｆｂｌｏｃｋｍａｔｅｒｉａｌꎬｒｅｄｕｃｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｏｆｓｅｐａｒａｔｉｎｇｍｅｄｉｕｍｓｃｒｅｅｎｓｕｒｆａｃｅꎬｃｙｃｌｏｎｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｂｏｘ. Ｋｅｙｗｏｒｄｓｃｏａｌｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｐｌａｎｔꎻｍａｔｅｒｉａｌｂｕｆｆｅｒꎻｃｌａｙｔｒｏｕｇｈ物料缓冲是选煤厂在设计与生产过程中的重要环节ꎮ 选煤厂传统设计物料转载部分一般套用设计手册中的非标件设计标准ꎬ多以“能用”为主ꎬ缺乏考虑各个转运点的位置、落差、角度、速度、物料颗粒大小等因素ꎮ 在使用过程中经常出现非标件磨损严重、维护量大、物料过粉碎、胶带加载跑偏等问题ꎬ影响正常生产ꎻ同时转载岗位起尘大、噪音大等问题对岗位工人职业卫生健康造成危害ꎮ 解决上述问题的关键在于物料转载运输过程中的缓冲ꎬ笔者通过李村选煤厂的生产实践经验ꎬ总结出一套行之有效的方法ꎮ １异形溜槽设计溜槽集运输、密封、分配、集中以及调节工艺等功能于一体ꎬ是选煤厂运输设备及生产设备之间相连接的重要组成ꎮ 如果溜槽设计不合理ꎬ会导致溜槽衬板磨损严重ꎬ物料过粉碎ꎬ转载点起尘大ꎬ噪音大等问题ꎬ严重时甚至会出现堵塞溜槽、致使设备无法运转ꎮ 在选煤厂设计中ꎬ除了在转载中尽量降低落差ꎬ减小物料下落时的冲击速度之外ꎻ可以通过设计异形溜槽的方法进行物料缓冲ꎮ 通过采用数值软件对散状物料运动进行模拟ꎬ 从而掌握物料流的形状和运动轨迹ꎬ为异形溜槽的优化及设计提供依据ꎬ图１为散状物料输送计算机模拟和设计图ꎮ 根据散状物料模拟轨迹及溜槽设计图ꎬ在原煤胶带转载点处对原溜槽进行了结构优化ꎮ 优化了溜槽的方向及角度ꎬ使溜槽角度与物料走向基本一致ꎬ 使煤块自然滑下ꎬ物料到达下一级带式输送机带面的运动方向和速度与下级输送带大致相似ꎬ从而减少了物料对溜槽及胶带的冲击磨损ꎬ延长了使用寿命ꎬ同时也降低了物料在转载过程中的噪音及扬尘ꎮ 图１散状物料运动轨迹模拟及异形溜槽设计２溜槽缓冲装置设计及应用２. １溜槽缓冲箱的设计及应用根据物料运动轨迹ꎬ在原溜槽冲击面、改向转点等位置增设缓冲箱ꎬ图２为溜槽缓冲箱设计及现场９１成成果果应应用用总第２４９期应用ꎮ 缓冲箱内积存末煤形成堆积“缓冲垫”ꎬ物料落下不会直接冲击溜槽衬板ꎬ而是冲击堆积在溜槽内的“缓冲垫”ꎬ减少了物料与溜槽之间“硬碰硬”ꎬ 降低了物料对衬板的冲击磨损ꎬ同时可降低转载点物料破碎起尘ꎬ降低岗位噪音ꎮ 落差较大的溜槽ꎬ设计多级缓冲ꎬ降低最终落料点的冲击速度ꎮ 图２溜槽缓冲箱设计及现场应用２. ２块状物料阶梯溜槽的设计及应用块状物料的缓冲问题一直是选煤厂生产的难题ꎮ 在块精煤转载过程中粉碎现象严重ꎮ 据筛分试验数据ꎬ李村选煤厂块精煤产品装车时限下率达到２９％ꎬ大量的粉末严重影响客户使用ꎬ使块煤批合格率下降ꎮ 块矸石在转载过程中直接冲击下方的胶带输送机胶面和刮板输送机底板ꎬ致使岗位噪音增大ꎬ 起尘严重ꎬ不规则的块矸石的直接冲击使胶带胶面及刮板机底板损坏严重ꎬ材料费用加大ꎬ维修量增加ꎮ 经研究块状物料的运动轨迹ꎬ设计了倾角为３５的４段阶梯溜槽ꎬ每一段溜槽由厚度为１２ｍｍ的耐磨钢板焊接而成的三角支撑ꎬ长度与溜槽过煤面宽度相等ꎬ宽度为溜槽纵向宽度的１/２ꎮ 设计前后物料在溜槽内的运动轨迹如图３所示ꎬ 改造前物料由机头滚筒抛出后沿抛物线落在下方设备上ꎬ而改造后物料则沿阶梯缓冲板经多次减速后落入下方设备ꎮ 图３块状物料阶梯溜槽设计前后物料流动轨迹对比以２ｍ高的溜槽计算ꎬｍｇｈ＝１/２ｍｖ２ꎬ物料落至最低处时速度为６. ４ｍ/ ｓꎬ经４级阶梯溜槽后ꎬ速度可减至１. ６ｍ/ ｓꎬ物料的冲击动能降低９４％ꎮ 经块精煤筛分试验数据得知５０ｍｍ限下率由２９％将低至８％ꎮ 块矸石转载过程中对下方的带式输送机胶面及刮板输送机底板冲击明显降低ꎬ减少了岗位噪音及扬尘ꎮ ３脱介筛筛面减速装置的设计及应用脱介筛是以脱除物料表面分选介质的振动筛ꎬ 李村选煤厂共有不同类型的脱介筛６台ꎮ 其中矸石脱介筛为２４６１型的香蕉筛ꎬ安装２ｍｍ的不锈钢条缝筛板ꎮ 李村矿矸石粒度为５０１５０ｍｍꎬ密度为１. ８３. ２ｇ/ ｃｍ３ꎬ当脱介筛工作时振幅为１１ｍｍꎬ抛角为４５ꎬ当工作时高密度大粒级的矸石在筛面上翻滚ꎬ高速冲击筛板和横压条ꎬ使筛面寿命只有３０ｄꎬ 横压条寿命只有１５ｄꎬ同时高速运动的矸石通过筛面的时间只有８ｓꎬ脱介时间短ꎬ介耗较大ꎮ 在筛面入料端第一排横压板处设计一排重型缓冲挡链ꎬ在第二排横压板处设计一排活动缓冲挡板ꎮ 图４为脱介筛筛面减速装置的设计与现场应用示例ꎬ当矸石给入振动筛后ꎬ在自然倾角及振动筛抛角的共同作用下加速到第一排横压板处时由重型缓冲挡链对其进行一次减速ꎬ当运动到第二排横压板处时由缓冲挡板对其进行二次减速ꎬ使矸石在筛面的运动速度明显降低ꎬ从而降低矸石对筛面及横压板的高速冲击ꎮ 图４脱介筛筛面减速装置的设计与现场应用改造后ꎬ可使矸石经过第二段横压板时的速度由０. ７５ｍ/ ｓ降低至０. ３ｍ/ ｓꎬ极大降低矸石在筛面的速度ꎬ使矸石通过筛面的时间延长至２０ｓꎬ可使筛板寿命延长至８０ｄꎬ横压条寿命延长至４０ｄꎻ同时增强了脱介效果ꎬ使块煤系统介耗由原来０. ７ｋｇ/ ｔ降低至０. ５５ｋｇ/ ｔꎮ ４旋流器排料箱内物料缓冲旋流器是重介质选煤厂重要的分选设备ꎬ旋流器在分选过程中分选压力高ꎬ溢流从旋流器中结束分选后排出速度快、压力大且含有大量介质ꎬ需要先经过排料箱缓冲、卸压、降速后方可进入脱介筛脱介ꎬ由于溢流中含有大量介质ꎬ导致排料箱箱体磨损严重ꎬ检修工作量大ꎬ增加了材料消耗和检修维护工作量ꎮ 为降低磨损和减轻职工检修维护工作量ꎬ特在内部增设可定期拆卸式马鞍型下转第２４页０２２０２０年５月武磊选煤厂物料缓冲装置的设计与应用第２９卷第５期４技术特点１钢轨固定装置的改进就是增加一个钢轨固定盘ꎬ钢轨固定盘采用正方形钢板加工ꎬ为中空圆形ꎬ并焊接钢轨固定筋ꎮ ２钢轨固定装置起承上启下的作用ꎬ上面连接卸料漏斗钢轨ꎬ下面连接槽钢框架及给煤机ꎬ钢轨固定盘保护了槽钢框架ꎬ避免了受原煤及矸石的冲击ꎮ ３钢轨固定盘适用于煤矿井下圆筒仓ꎬ下部卸料漏斗型式为圆锥型或双曲线型收口煤仓ꎮ ４钢轨固定盘的改进ꎬ解决了煤仓漏斗口由原矩形变为圆形ꎬ配合钢轨覆面漏斗仓ꎬ具有防冲击力、防变形破坏、防堵塞ꎬ溜煤更畅通等优势ꎬ在井下煤仓中得到广泛应用ꎮ ５应用效果煤矿井下煤仓下锁口钢轨固定装置改进后ꎬ从以下两个方面进行了验证ꎮ 一是将钢轨固定装置应用于马蹄沟煤矿二采区双曲线型漏斗锁口煤仓ꎬ设计直径４. ０ｍꎬ深度２５ｍꎬ垂直圆筒仓ꎻ二是将钢轨固定装置应用于马蹄沟煤矿三采区锥型漏斗锁口煤仓ꎬ设计直径４. ０ｍꎬ深度３５ｍꎬ垂直圆筒仓ꎮ 二采区煤仓服务采区内９个采煤工作面ꎬ共计转载原煤１０００万ｔ以上ꎻ 三采区可采储量１１０６. ８万ｔꎬ三采区煤仓已服务采区内２个采煤工作面ꎬ已转载原煤２６０万ｔ以上ꎮ 两个煤仓运行正常ꎬ下锁口钢轨固定装置均未出现变形损坏、更换维护、影响生产等现象ꎬ证明效果明显ꎬ钢轨固定装置的改进达到了预期目的ꎮ [责任编辑路方] 􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒 上接第２０页防护板ꎮ 利用排料出口落点处的马鞍形可拆卸式耐磨板ꎬ使介质和物料经过耐磨马鞍卸压减速ꎬ同时改善了底流口介质流走向ꎬ使介质流由扩散型“扇形”分料转变为紧凑型束状分料ꎬ图５为旋流器排料箱安装缓冲装置前后物料分布图ꎬ可避免对箱体结构直接磨损ꎬ减轻维护箱体的工作量和难度ꎮ 图５旋流器排料箱安装缓冲装置前后物料分布综上所述物料缓冲装置可在选煤厂物料的运输转载过程中大幅降低非标件磨损ꎬ解决材料消耗大ꎬ 物料过粉碎ꎬ岗位起尘ꎬ岗位噪音大等问题ꎮ 笔者总结的选煤厂异形溜槽、溜槽缓冲箱、块状物料阶梯溜槽、脱介筛筛面减速装置、旋流器排料箱等几种物料缓冲装置的设计及应用取得较好的实践效果ꎮ [责任编辑路方] ４２２０２０年５月刘雪煤矿井下煤仓下锁口钢轨固定盘装置改进方法第２９卷第５期