煤矿地面筛分系统改造的设计与研究-矿机之家

对下水道煤矿地面筛分系统存在矿井产量逐年下降、移动体系统维护成本过高、系统出弹率低的问题，拆除2号移动体层双层分级体和跳汰机，清除2号移动体层系统。在1号机身楼安装了1台双层分级筛和1台强力筛粉碎机，介绍了两种设备的选型、安装和优化措施，并对相关漏斗和溜槽进行了改造，完成了筛粉和粉碎系统的重叠。系统改造后，在满足矿山正常生产的同时，简化了生产系统，节省了设备维护费用，降低了人力成本。

煤矿地面筛分系统是煤炭分选的第一步，也是原煤清洗、分级、深加工的前提条件。下水道煤矿作为生产矿山，已经进入开采后期，产能大幅减少，地面设备设施老化腐蚀等因素导致生产系统运行维护成本高、人工浪费大、安全风险大等现象突出。为了提高矿山的经营水平，减少安全风险，在满足矿山正常生产的前提下，对现有的旧生产系统进行了简化和改造。

1 地面筛分系统概况

下水道煤矿隶属于陕西华彬煤业股份有限公司，位于陕西省滨江矿区东南部，原设计生产能力为450万t/a。通过与北京煤炭和本院、上海煤炭科院的合作，该矿完成了3次技术改造，产能提高到300万t/a。目前矿山已进入回收资源的后期开采阶段，实际生产能力为200万~ 250万t/a。

原煤通过主运带式输送机运到主油井原煤仓内，通过103带式输送机运到1号体层。在1号体别楼安装双向漏斗，正常生产时，煤炭通过漏斗分成211带式输送机，运到2号体别楼进行体质和跳跃。分级筛选用二层体支将原煤分为一层体200毫米、二层体200 ~ 13毫米块煤、13 ~ 0毫米末煤。200毫米团进入213水线杂物带式输送机，人工采集后进入214跳汰机分类，将跳跃亭团和矸石分开，经过215带式输送机运到1号体层大仓库，矸石直接进入对质仓库。200 ~ 13毫米块煤通过217带式输送机运到1号体层原煤仓，仓库下经过石炭机运到203带式输送机运到下水道矿块煤洗涤厂。13 ~ 0毫米的末煤经过216皮带输送机运到1号体层，通过217刮板转载到天桥末煤皮带输送机上，然后运到末煤洗涤厂清洗。

主油井原煤仓是煤矿改造前建造的，由于仓库储存能力有限，不能起到缓冲作用，所以在原煤场中新建了仓库容量为8,000T的原煤缓冲仓。地面生产系统停车维修时，1号体别楼内的双向漏斗可以打到另一边，原弹通过101、102皮带输送机运到原弹缓冲窗内准备。地面生产系统运行时，原煤通过仓库下的石炭机，将带式输送机转载到113，113传送带将103带式输送机叠加后进入筛分系统。地面筛分系统如图1所示，图中的箭头显示了煤流的流动。

煤矿地面筛分系统改造的设计与研究

图1地面筛选系统示意图

2 目前运行存在的问题

(1)地面筛分系统设施、设备经过多年运行，维修、维护期间、系统故障、设备维护成本较高。

(2)矿山进入资源回收期后，地质条件发生了一定的变化。开采综采工作面，为了提高煤炭资源回收率，增加了洞穴回收率，增加了原煤中的大块石头。据统计，200毫米以上原煤中的矸石含量已达到90%左右。跳汰机运行状态不好，分类效率低，由于跳弹工艺的原因，正弹损失很大。

(3)系统经过三次改造后，设施和设备多，工种增加，占用了矿山的大量人力、物力和财力。

(4)设备、设施陈旧老化，存在各种安全隐患，给矿山的安全管理和生产带来很大压力。

3 系统简化改造方案

地面筛分系统存在的问题，根据目前的筛分系统布置形式，制定了3种改造方案。

(1)方案1维修现有设施和设备，不改变现有系统，更新ZIG，以确保ZIG系统正常工作。

(2)方案2拆除跳机及相关辅助系统，在原跳机位置安装1台大型磨煤机，破碎后利用原运输系统运到块状洗煤厂清洗。

(3)方案3拆除2号同层2层等级体和跳跃机，移除2号同层系统。对1号东楼进行土建改造，安装了1台2层等级体(原2号建筑设备)和1台强力筛粉碎机。大块煤破碎后，混合在二层筛中的块状煤利用漏斗和中部桶形成云煤系统，原煤和原末煤分别被运到块煤洗涤厂和末煤洗涤厂选举。

表1所示的三种转换方案的优点和缺点。

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从表1可以看出，在各项比较中，方案3具有明显的优点，因此此次改造优先选择方案3。

下面重点介绍方案3的主要设备选择、安装调试、优化和改进。

4 改造方案 3

4.1 设备拆除

方案3总体要求，拆除设备包括：

(1)整体拆除2号机身楼的生产系统，并将拆除的原弹等级体安装在1号机身层。2号机身楼的其他设备在改造后不会影响系统运行，因此为了节省工期，拆除原弹等级体，将其存放在指定的安装区域，2号机身层内的其余设施和设备暂时不动。

(2)拆除和密封1号和2号移动体楼之间连接的3座输送机栈桥(安装4台内部皮带输送机)。

(3)拆除1号东座楼原低压配电室设备，根据需要，将设备电源从洗煤厂的低压配电柜吸引过来。

4.2 改造后系统布置

改造方案，原煤通过主井皮带输送机运到主井原煤仓库，通过103皮带输送机运到1号体层。在1号体别楼安装双向漏斗，一侧流向原煤缓冲仓库系统(不变)，另一侧流向安装的原煤分级体。等级体一楼有200毫米的大块进入新添加的强力破碎机，碎成-200毫米，进入3号原煤仓库。第二层体相200 ~ 13毫米块煤通过漏斗直接进入3号原煤仓，第二层将13 ~ 0毫米的最后一批煤通过原来的217刮板移至天桥最后一个煤炭皮带输送机，运到最后一个洗煤厂清洗。其中，原煤等级屏幕将安装在2层原配电室位置。破碎机安装在分层屏幕下。改造前后系统布局，如图2、3所示。改造后，清除了2号移动体楼、3个传送带栈桥及相关设备，使设备布置更加紧凑，简化了生产系统。

煤矿地面筛分系统改造的设计与研究

图2改造前生产系统的布置

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图3改造后生产系统的布置

4.3 设备选型及安装

4.3.1原煤级筛

系统改造后，整个生产系统的能力不变，为了减少投资，将等级定为原来2号移动体楼的原煤等级体。通过现场测量，可以确定拆除1号移动屏建筑原有配电室后的空间，以满足分级屏的安装要求。原煤级筛为2YAH2148型双层圆形振动筛，主要参数见表2。

表2煤分级筛的主要参数

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4.3.2破碎机

(1)粉碎能力矿山批准生产能力为300万t/a。根据近几年筛选系统产品统计，大煤矸石约占9%，按每天生产16 h计算，产能为51.14 t/h，破碎机供应能力应大于51.14 t/h。

(2)与该煤矿井下破碎机相比，粒度为-300 mm，煤厂块状重质浅罐分级机的处理粒度上限为200 mm，因此破碎机材料要求为300 mm，材料粒度要求为-200 mm。破碎率i=1.5。

(3)破碎型煤矿主要使用乔破碎机、圆锥破碎机、辊破碎机、冲击破碎机等多种重型破碎设备。该矿破碎材料主要考虑硬度一般的煤、设备安装尺寸不能过大、材料不能过度破碎等因素，选择分体式双齿辊破碎机。选择一台GSGPX-100型分体式双齿辊粉碎机，具体参数见表3。

表3筛选双齿辊破碎机的主要参数

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(4)其他事项原煤分级体、破碎机等主要改造设备安装完毕后，根据煤炭流量的流向加工非标漏斗，在103运输机机头焊接安装原煤分级体漏斗，在1楼焊接安装原煤仓漏斗，在2楼焊接安装到最后一个原煤漏斗漏斗。为了提高非标准漏斗的使用年限，在内部焊接10 mm厚的NM360钢板。

4.4 设备特点及优化措施

4.4.1原煤级筛

(1)由于矸石比例不均等因素，设备负荷大，原体机刺激器经常出现发热现象。为此，在原冲击器加油口安装散热器，提高冷却效果。

(2)为了减少体气设备的负荷，及时调整冲击器偏心块数，减少体振幅，在满足体分粒度和能力的条件下延长体保、体测方的寿命。

(3)由于筛子和煤矸石碰撞、打击、摩擦等因素，经常发生筛板固定螺栓脱落和破损的现象。优化时，在每个屏幕内的固定螺栓上添加保护盖，保护螺栓不受损坏。

(4)原煤分级体采用干法分级，煤炭质量不好的情况下分级效果不好，滞空堵塞严重。为此，用弹性杆体板替换部分冲压体板，以缓解湿弹、粘弹造成的堵塞现象。

4.4.2筛选破碎机

(1)使用体分式破碎机，利用设备供应侧面板和齿辊间距及两个齿辊之间的间隙，不打破小于150毫米的粒度，直接进入材料漏斗，降低设备磨损速度，减少破碎粉煤灰量。

(2)破碎机主要由于破碎硬度大的煤矸石，牙齿滚子磨损严重。为了减少机械师的工作量，将齿辊从整体安装型改造为单板连接型，采用高强度螺栓固定，拆卸方便。

(3)可以调整两个破碎齿辊之间的间距，根据破碎齿磨损量调整间距大小，以保持材料的粒度稳定。

(4)破碎机具有主轴实时监控功能、过载阻塞发生和报警停机时间三种保护功能。轴承温度实时监测功能、温度过高时停机、轴承保护、轴承寿命延长设备超过铁保护功能，在铁超标时实现自动报警停机。

5 经济效益分析

系统改造时，获得改造项目主要设备(破碎机)费用为85万韩元，拆除安装设备工程费用为62万韩元，配电系统改造费用为3万韩元，总费用为150万韩元。

改造后，地面筛分生产系统大大简化，相应各项的经济效益都有所提高。

(1)去掉5台皮带输送机，减少1台跳汰机，每班3人，每班共9人，工资待遇福利为8万元/a，每年节省人力成本72万元。

(2)设备和设施的维护量减少，尤其是跳跃机的维护，每年节省约150万韩元的材料成本。

(3)去除跳跃式系统后，所有煤炭进入中、浅槽系统分类，正煤回收率提高约3%。矿山的实际产量为240万t/a，块煤率为9%，块煤中跳汰机出弹率为10%，按此计算，每年还回收正煤648 t。正煤的综合售价以600元/t计算，每年收获大量正煤，收益约为38.88万元，每年可以给矿山带来约110.88万元的经济效益。