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如何提高块煤产率

放大字体  缩小字体 发布日期: 2017-06-19 08:51:44  浏览次数:33
我的煤炭网【Mycoal.cn】整理发布:
 无烟煤块煤主要用于合成氨造气、工业燃气等行业,其售价长期以来高出末煤和混煤许多,提高块煤产率可直接增加企业效益,大多无烟煤生产企业都在积极探索块煤防破碎的有效途径。笔者结合煤炭生产与加工工艺特点,从技术管理方面入手,详细分析了煤矿井下提高块煤产率的有效途径,以及选煤厂可采取的防破碎技术手段。

一、矿井块煤防破碎措施

1.1通过控制煤质提高块煤率

1)实现合理配采。煤流中混入较多矸石不仅增大运输成本、损坏设备、降低毛煤质量,给洗选带来不便,还会在运输、转载、入仓、加工等环节相互撞击造成块煤破碎,所以合理控制煤质可提高块煤产量和产率。矿井应根据工作面具体情况,做到不同条件、不同煤质的工作面合理配采,并合理安排工作面推进度,做到所采毛煤质量不出现较大波动,各项指标均质稳定。在编制采、掘工作面规程时,还要对各工艺环节制定块煤防破碎的针对性措施。

2)回采工作面采取煤矸分采分运措施。有条件的采区要设单独的排矸仓,过断层时加强煤矸分采分运,避免煤矸混装混运,严禁300mm以上的矸石进入煤流。凡是有过断层、陷落柱、夹矸、火成岩的回采工作面,首先考虑改造,否则应有单独的煤矸分流设施,并首选连续性分流的煤矸分流设施。工作面过断层和薄煤带时合理控制采高,全岩段矸石全部用煤矸分流系统分离,半煤岩段300mm以上矸石要在工作面或煤矸分流处全部分出。

3)掘进工作面采取煤矸分流措施。遇半煤岩或过断层的掘进工作面,要做到煤岩分次爆破、分装分运,并采取措施,减少伪顶掉落。条件正常的炮采工作面要做到不打顶、不打底、不打矸石。特殊情况无排矸系统时必须采取定时排矸、挖矸石窖或开帮充填等方式及时处理矸石。

1.2采掘头面防破碎

1)选择合适采煤工艺、增大煤炭自然下落比例。对综采工艺,根据采煤机的过煤空间,对单向割煤、双向割煤进行对比,选择合适的割煤方法和落煤方式。鉴于采煤机截齿对块煤具有较大的破碎性,采煤工作面应优先选择单向割底煤方法,使上部煤层自然跨落,防止块煤在采煤机截割作用下二次破碎;同时视工作面出煤粒度大小,保持破碎机最大过煤高度,降低块煤通过破碎机时的破碎程度。

2)采用先放松动炮再割煤的办法。根据综采工作面的具体情况,可研究采用先放松动炮再割煤的方法,合理设置影响工作面爆破效果的爆破参数,如炮眼布置方式、深度、直径、炮眼间距、炮眼角度、起爆顺序、装药量、以及一次起爆长度等,可明显提高块煤率。对煤巷炮掘掘进头(煤巷开口)要多打眼、打斜眼,少装药,对炸药消耗量进行严格控制;为减少爆破影响,可采用风镐落煤,降低爆破单位耗药量,甚至采取不放炮等方式。永煤集团新桥煤矿在综采工作面采用微差爆破技术进行松动爆破,使综采工作面块煤率相对提高了5%。

3)合理选用采煤机滚筒和截齿。综采工作面要根据地质情况,选用合适的采煤机块煤滚筒,并对块煤滚筒进行优化改造,及时更换最佳长度的采煤机块煤截齿,避免使用破损截齿,除过断层时允许使用短截齿,正常情况下需采用加长型块煤截齿,以降低割煤时对块煤的冲击破碎。

4)优化采煤机工作参数。选择合适的采煤机工作参数,如采煤机牵引速度、滚筒转速、截割深度、截齿排列方式,对提高块煤率也有积极的作用。李晓豁和高健通过建立采煤机块煤产量的数学模型并计算得出,当滚筒转速在15-30r/min、牵引速度在15-30m/min时,粒度为5-15mm、15-25mm、25-50mm的块煤产量均最高。鄂尔多斯市盛鑫煤业有限责任公司通过实验证明,当采煤机滚筒转速在14-26r/min、牵引速度在15-25m/min、截割深度在50-100mm时,各种尺寸块煤产率都达到最大;同时截齿交叉式排列时,后螺旋叶片截齿高度大于前螺旋叶截齿截线,沿2个截齿的空档进行切割,具有提高块煤率、降低粉尘的功效。

5)根据工作面顶板情况调整拉架方法。综采工作面顶板破损段,需采用带压拉架、超前移架,防止顶板脱落,减少前方煤层受压变酥;顶板较好煤墙较硬时,可适当延长拉支架空顶时间,利用顶板下沉给煤墙一定压力,也能有效提高块煤率。

6)及时掌握矿压情况。与生产科结合,分析工作面周期来压规律,及时调整各工作面进度,合理避让来压,减少周期来压对块煤的影响。

1.3煤流系统防破碎

1)安装使用防破碎装置。根据各个转载点搭接方式安装防破碎装置,带式输送机与带式输送机、带式输送机与刮板搭接可安装导流煤槽(簸箕嘴),使煤流平滑过渡;刮板与带式输送机、刮板与刮板搭接可安装防破碎缓冲胶带,减少块煤冲击破损量。煤流系统各转载点尽可能设计成平面转载,有落差的转载点均需安装块煤防破碎装置,各转载点搭接高度原则上不得高于0.5m,否则必须加设条状柔性缓冲防破碎装置,并保持其完好正常使用;搭接高度较高时,必须安装导流煤槽降低落差,防止块煤撞击破碎。

2)选择合适的运输设备。煤由工作面到井底煤仓,需经过刮板输送机、带式输送机等运输环节,每个转载点的跌落冲击力都会造成块煤损失,且刮板输送机内受到刮板与链条挤压也会造成块煤破碎,因此在设计煤流线路时应尽量减少转载环节,要注重设备选型,能用带式输送机的不用刮板输送机,并在带式输送机各落料点使用橡胶缓冲托辊、缓冲床或其他缓冲装置,减少转载点处块煤破碎。

1.4煤仓防破碎

1)井下煤仓防破碎控制。井下各煤仓要加设缓冲装置,新施工煤仓必须设计成倾斜或螺旋直立式,导流螺旋溜槽可大大减小块煤入仓时的冲击力,降低入仓时撞击破碎程度;煤仓要保持一定仓位,并超过煤仓螺旋溜槽尾部2m以上,采区仓位高度要控制在50%以上,具备条件的可安装自动限位控制装置。

2)主井煤仓防破碎控制。矿、厂密切结合,保证提煤尽可能连续与煤仓持续留有一定存煤,仓位严格控制在30%以上,减少原煤入仓落差,降低跌落碰撞破碎比率。

二、选煤厂块煤防破碎措施

2.1工艺设备选择

1)洗选工艺及设备选择。设计具有一定规模的重介选煤厂,优先进行分级入洗,选用重介浅槽作为块煤分选设备;由于规模小选择混合入洗工艺时,应采用无压给料重介质旋流器,避免块煤在泵与管道输送过程中的摩擦撞击造成破碎。采用跳汰工艺时,分级入洗比混合入洗多一道选前筛分环节会破碎块煤,且分级后块煤进入跳汰缓冲仓时,缺少末煤缓冲作用,块煤入仓也会撞击破碎。同时设计时,要具备矿井出煤由选煤厂直接入洗的功能,避免入仓转载等增加破碎环节。

2)运输设备选择。为避免块煤受挤压和撞击破碎,原煤、块煤、混煤运输设备应优先考虑带式输送机,尽量避免使用刮板输送机。

3)厂房设备布置。选煤厂设计时要最大限度压缩厂房高度,采取各种措施减小转载点处块煤落差,上下游设备尽可能布置在同一层,转载溜槽或漏斗在尽量带一定倾角,例如块煤分级脱水(脱介)筛与下游块煤运输设备尽量设置于同一层,条件不允许也要压缩分级筛与输送机之间高差。块精煤分级系统布置在块煤入仓前,可保证中间转载运输环节块与块之间有小颗粒作缓冲,减少碰撞破碎机会。

2.2防破碎溜槽设计

1)固定溜槽。溜槽作为产品转载、运输的重要环节,无动力部件,但对块煤防破碎起着非常关键的作用。溜槽内物料直接冲击面需增加橡胶衬板或其他弹性衬板,并及时检查磨损程度和更换;也可设置三角缓冲段或缓冲箱,使物料由高处落下先堆积在溜槽的缓冲箱内,待物料填满后从缓冲箱溢流至后续溜槽段,可大大降低块煤对溜槽母体冲击;落差溜槽尽设置三角冲或缓冲箱,逐级缓冲和降低煤流速度,起到最大限度的堆煤防碎作用;条件允许还可改变溜槽角度,优化溜槽过流断面,减缓物料下落速度,使物料滑动下落。

2)自动伸缩溜槽。自动伸缩溜槽安装于块煤仓内产品落料点处,工作机理是料位计检测溜槽内煤位高度,由驱动系统控制伸缩溜槽在仓内的伸缩长度,使落煤点高差始终保持在一定范围内,避免块煤高落差摔碎。

3)螺旋溜槽。螺旋溜槽的工作原理是通过螺旋溜槽的导向作用,将煤炭入仓过程中的自由落体运动转变为匀速螺旋运动,降低煤流运行速度,减缓煤炭入仓过程中的相互冲击,防止破碎,从而提高块煤率。螺旋溜槽分内螺旋溜槽和外螺旋溜槽。内螺旋溜槽由于受煤泥黏槽、满仓静压及放煤动压压跨支柱等问题制约已基本不用;外螺旋溜槽分内嵌式和壁挂式,受煤流影响小,维护量小,应用较为广泛。外螺旋溜槽一般安装于原煤仓、块煤仓,以及井下煤仓中,需要在矿厂筹建过程中设计和安装,投产时直接投入使用。由于螺旋溜槽受安装难度、仓内存煤、粉尘、瓦斯等影响,维护存在一定难度,设计安装时一定要保证溜槽具有足够的厚度和耐磨性。

2.3溜槽防破碎装置设计

1)重锤限位防破碎装置。溜槽出口处设计一可翻转挡煤板,一端焊接在溜槽一侧的转动轴上,转动轴的一端(或两端)安装配重,利用杠杆原理,溜槽内块煤重量小于配重时,翻板处于关闭状态,反之溜槽内块煤重量大于配重时,翻板转动,块煤下落,从而减小溜槽内块煤落差,避免高速碰撞和破碎。

2)自动限位防破碎装置。自动控制防破碎装置一般安装于块煤转载溜槽或漏斗内。具体做法是溜槽或漏斗入口安装自动限位开关,溜槽出口安装电动机制动闸板、翻板或拨轮放料装置,电动机运行受限位开关控制,当漏斗或溜槽内块煤量上升到上限位开关,开关打开电动机运行,溜槽出口闸板、翻板开启或拨轮转动,溜槽内物料蠕动下滑,当溜槽或漏斗内物料下滑到下限位开关,电动机停止运行,放料终止,这样可终保持溜槽和漏斗内物料处于一定高度,避煤块煤直接下落造成的冲击破碎。

2.4块煤入仓控制

采用伸缩溜槽控制块煤入仓存在故障率高、维修难度大、仓容实际利用率低等弊病;且安装螺旋溜槽施工难度大,溜槽磨损后维护成本高,更换时安全隐患大。由于块煤仓多跨铁路线建造,一般为方形,选煤厂可以在块煤仓转载带式输送机上方,设计安装沿输送带前后移动的卸料小车,通过控制卸料小车位置,使物料在煤仓不同位置下落,当下落点处仓内料位上升到落差范围内时,卸料小车前后微移物料继续下落,直至达到落差范围内。整个过程中物料落差保持稳定,在仓内锥状堆积成蠕动下滑状态,可有效提高仓容利用率和降低块煤落差。同时将块煤入仓口的安全防护篦子去掉,在落煤口外侧加设防护栏杆,不仅可避免块煤入仓时与篦子碰撞造成二次破碎,还可保证人员安全。永煤集团本部五个选煤厂全部采用此方法控制,原煤仓仓位高度始终保持在煤仓高度的一半以上,块煤仓落料点高度控制在1m以内,取得了良好的效果。

2.5装车落差控制

块煤装车要采取有效的防破碎措施,在装车溜槽处安装如升降式溜槽(簸箕嘴)等防破碎装置,使物料滑动下落,避免块煤与车帮及车底之间大落差撞击;及时掌握仓存情况,均衡控制给料,提高装车速度,减少装车过程中块煤之间冲击力。非特殊情况尽量避免块煤落地,以免车辆装卸碾压等造成破碎。

三、结语

对于块煤效益好的煤炭企业,不单指无烟煤,也包括生产长焰煤、弱粘煤等烟块产品的企业,结合市场需求,只要生产销售块煤优于末煤时,就应综合考虑在各个环节采取有效防止块煤破碎的措施,特别是在新建矿厂时就要进行必要论证与设计配置,保证投产后可直接投入使用,并保证防碎设施具备足够耐磨性和可靠性。在井上下生产过程中要加强管理与设施维护,确保技术操作到位、设施有效运行,并大胆创新逐步实施防破碎自动化控制,从达到增加经济效益、提高企业竞争力的目的。
 
原文标题:如何提高块煤产率
 
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