块煤防破碎装置在选煤厂中的应用和发展现状

[摘要]通过分析了块煤的破碎原理，采取相应的措施防止块煤的破碎。本文介绍了目前常用的块煤防破碎方法，指出了防止块煤破碎装置的发展方向，为煤炭企业经济效益的增加，提供了极大的参考价值。

[关键词]块煤；破碎；碰撞；螺旋溜槽；伸缩溜槽；拨轮防破碎装置

中图分类号：TD94 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）06-0266-01

随着我国国民经济的飞速发展，市场对优质块煤的需求越来越大，块煤的价格始终保持在一个较高的价位，各选煤厂对块煤防破碎的要求也越来越高。通过提高块煤产量，可以为企业带来更高的经济效益。

一.块煤破碎原理

根据冲量定理，得到碰撞产生的平均接触力Fea=-m1*m2/（m1*m2）*（t1-t2）×（1+e）vl，式中m1和m2分别为两碰撞物体的质量；（t1-t2）为物体碰撞平均接触时间；e为碰撞弹性恢复系数。

块煤洗选过程中的碰撞破碎是块煤破碎的最主要形式，解决办法从降低块煤运动速度、延长块煤碰撞时间、减小块煤碰撞的弹性恢复系数人手。

二、块煤防破碎采用的方法

2.1 螺旋输送防破碎装置：

螺旋输送防破碎技术是通过安装螺旋输送装置来解决转载环节物料落差大、破碎率高、噪声大、粉尘多的问题，主要用于煤仓和落煤塔的块状物料的防碎运输。

螺旋溜槽按照布置形式分为内螺旋溜槽和外螺旋溜槽。内螺旋溜槽安装在仓内中心区域固定在钢结构框架上，由4～6根钢管支撑，主要应用在盆仓或开放式落煤点，不易设置外螺旋溜槽的地方。在邯郸矿业集团陶二煤矿选煤厂缓冲仓和盆仓内的应用，较好的提高块煤产率，创造更高的煤炭附加值。在山东兖矿集团兴隆庄煤矿选煤厂伞13m、高14.7m块煤仓内钢制螺旋溜槽的稳定使用是当前内螺旋溜槽在大型煤仓中应用的成功探索。内螺旋输送技术由于其结构强度低，无法克服其自身重力，特别是在满仓下放时期强大压力的影响，故寿命比较短，更换频繁。

外螺旋溜槽又分为内嵌式和壁挂式。内嵌式是在煤仓壁内按照设计要求，掏凿出螺旋溜槽外缘的轨迹槽，然后再安装螺旋溜槽槽体。壁挂式螺旋溜槽利用锚杆将已加工好的螺旋溜槽分节固定在仓壁上。早期螺旋溜槽采用混凝土砌筑，90年代初采用钢结构形式，大大提高了溜槽的加工和安装精度，同时也满足了现在工业化生产工期紧、工程量大的需要。在螺旋溜槽推广过程中，16Ma钢板便于加工和焊接的特点，使螺旋溜槽得到了广泛的应用。在现有加工材料的基础上加衬耐磨陶瓷或高密度复合耐磨板，减小了其摩擦系数，提高了其耐磨性能，极大的延长了螺旋溜槽的使用寿命。另外，在仓壁侧加衬耐磨橡胶板，其作用在减缓煤块下滑速度的同时延长了煤块的碰撞的时间，从而提高煤块的保块率。目前，螺旋输送防破碎技术已在山西阳煤集团，河南焦作煤业集团、义煤集团、神火集团、永煤集团等全国各煤炭企业得到了广泛应用。

2.2 伸缩溜槽防破碎装置：

通过降低块煤装仓落差、减少煤与煤之间的相互撞击来降低块煤破碎率。该系统主要由伸缩桶机构、检测传感器、自动控制等部分组成。工作时，伸缩溜槽下端紧贴煤仓的煤表面，上端与胶带输送机相接，胶带输送机输送的块煤从伸缩溜槽的上端给入，待溜槽装满以后，碰触煤位电极，伸缩溜槽开始上提，使煤从下端缓缓流出，此时上端的煤位会缓缓下降。控制系统的作用是使桶下端紧贴煤仓煤表面，上端煤位落差维持在一个合适的安全高度，使块煤在存储过程中的破碎程度大幅降低。该装置设计合理、自动化程度高、运行稳定、电耗低等优点在块煤入仓中得到广泛应用，实现了蠕动卸料，使入仓物料落差降为零，防破碎效果良好，但是仓容不能有效的利用、伸缩筒节数较多，容易造成卡死现象、在装仓初期，起不到防破碎的作用。

如何提高仓容利用率和简化控制环节减少检修工作量是伸缩溜槽防破碎装置改进的方向。

2.3 限位放煤拨轮防破碎装置：

本装置原理是降低块煤自由落体运动的高差，减少下降时间，最终达到控制末速度的结果，实现防止煤炭破碎的目的。通过变频调速器可实现电机频率在0～50Hz间任意调节，旋转叶轮装在溜槽下端放煤口，根据料斗内煤量、单位时间内落料的数量来确定叶轮数目和长度，达到控制排料的速度和流量，保证系统的正常运行。

拨轮装置配合闸门的调整，既保证了物料的顺利下落，又使拨轮装置（见图1）

不承受太大的压力，提高限位放煤波轮防破碎装置的寿命。本装置的优点：适合在车间的任何地方布置的溜槽，不影响厂房设备的布局，设计合理、运行稳定、电耗低。缺点是降低了仓体的利用率，且在洗选过程中会掺杂一些电线会将被拨轮装置卡死。

2.4 移动式防破碎装置（见图2）

该装置主要由电控部分和机械部分组成。机械部分由一台主提升绞车牵引卸料斗，副提升绞车牵引卸料斗门，另一提升绞车安装于胶带卸料机头牵引卸料溜槽控制门。工作时使系统处于自动控制状态，主提升绞车牵引卸料斗至仓口与缓冲斗对接，缓冲斗内煤位达到设定高度时打开活动阀门使煤自动下落到卸料斗，当卸料斗在满煤状态下活动阀门关闭，主、副提升绞车再把卸料斗提升到仓口，进入下一工作循环；整个过程信号控制通过煤位传感器和PLC共同完成。

移动防破碎装置在提高块煤率起到了一定的作用，但是运输料斗因用钢丝吊在仓内不能与物料缓冲斗实现良好的对接，出现块煤直接落入煤仓的现象，而且功耗和维护量大。

2.5 斜坡仓法

采用斜坡仓法可有效利用仓体的容积。其作用机理是通过延长块煤运动时间、降低块煤运动的速度，达到防止块煤破碎的作用。但是该方法土建工程量大、施工难度大，细粒煤容易沉积在斜坡上，造成块煤滚动影响防破碎效果。

三、结论

为适应市场需求，块煤防破碎技术得到了快速发展。块煤防破碎装置实现了防破碎技术的自动化和变频控制，伸缩溜槽防破碎装置技术以其低功耗、蠕动卸料、PLC自动控制等优点受到用户的好评。最受用户青睐的是螺旋溜槽防破碎装置，随着材料行业的发展，新型的耐磨材料的出现，螺旋溜槽防破碎装置在防破碎技术上的优势尤为突出。无功耗、维修量小、使用寿命长、投资成本低等优点，使螺旋溜槽防破碎装置近年来在各煤炭企业得到了广泛应用。

低功耗、免维修、高效率、寿命长、易于加工和安装将是块煤防破碎技术未来的发展方向。