永煤公司顺和选煤厂溜槽防破碎缓冲装置的设计与应用
罗和平
中图分类号：TD94 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）35-0077-01
一、行业背景
1.煤炭需求阶段性上升，助推煤价上涨
2016年下半年，受全国大部分地区高温少雨因素影响，水电发电量持续下降，大大刺激了火电用煤需求。2016年6月、7月和8月，6大发电集团（华能、国电、浙电、粤电、大唐、上电）月耗煤总量分别达到1784万吨、2021.3万吨和2182.4万吨，同比增长2.08%、7.13%和8.71%。其中，2016年8月的月耗煤量是自2014年3月以来的最高值。受此影响，2016年第三季度全国煤炭消费由负转正，同比增长约0.5%，这使得煤炭出现了供求偏紧局面，推动了煤价的上涨。
2.社会补库存恢复性增长
2016年上半年，随着国家煤炭行业去产能政策的实施，电厂等用煤大户煤炭库存量和库存可用天数下降很快。9月份以来，随着煤价的上涨和煤炭需求旺季的来临，电厂等用煤大户对煤炭市场预期发生改变，补库存意愿强烈，补库存力度加大，推动了煤价的进一步上升。
二、实施的意义
无烟块煤是我国一种比较稀少的一次性能源，市场价格较高。永煤公司的产品主要有末精煤、末原煤、洗小块和洗中块，其中洗块煤的价位最高，比末精煤高出200元以上。因此，提高块煤产率（包括粒煤），优化块煤产品结构对公司的经济效益至关重要；提高块煤率已经成为选煤厂管理的共识。
本项目的实施单位是永煤集团股份有限公司顺和选煤厂。该厂的主要工艺流程为跳汰-浮选联合流程。顺和选煤厂为顺和煤矿配套建设项目，属矿井型选煤厂，于2014年5月投产，设计规模为100万吨/年。
三、基础理论
所谓破碎是块煤在外力作用下遭到破坏的过程。在重力作用下，煤炭再生产过程中产生的碰撞是块煤破碎的主要表现形式，块煤受到遗体颗粒和其他物体的作用力或反作用力的作用是破碎的重要原因。
根据牛顿运动方程：f=m（dv）/dt
式中f——物体所受的力；m——物体的质量；
dv——物体的速度变化；dt——力的作用时间的变化。
假设（实践中也近似是这种情况）煤炭颗粒间及煤炭颗粒与其他物体间的碰撞为完全非弹性碰撞，碰撞后煤炭颗粒的运动速度为零。从公式不难看出块煤受力与其运动速度成正比，与碰撞时间成反比。因此解决块煤破碎的问题應该从两个方面入手：一是降低块煤的运动速度；二是延长颗粒间及其他物体间的碰撞时间。
四、现场设计实践
1.设计背景
矿井型选煤厂的原料来自于矿井的提煤，其中包括大小不一的煤和矸石。块煤是选煤厂最昂贵的产品，因此在选煤厂各个环节采取块煤防破碎、提高块煤产率已经是选煤厂生产经营的共识。选煤厂一般均设有原煤准备环节（如右图），该环节主要负责原煤的预先筛分、大块煤的破碎、大块矸石和杂物的手选。
顺和选煤厂的203振动筛负责矿井提煤的预先筛分，其筛上产物经过手选后进行破碎，筛下产物作为原煤进入主厂房。
203振动筛安装角度及安装高度较大，带来以下缺点：1.其筛上产物的下落速度较快，筛上产物中块煤经常与矸石及溜槽壁发生强烈碰撞，从而导致块煤的破碎，降低了该厂的块煤率；2.块煤的破碎和飞溅的碎块是对于现场手选作业的工人的安全隐患。
2.主要设计思路
为解决上述问题，生产车间在现场对203振动筛下溜槽的内部尺寸、安装角度及主要落料点位置等情况做了详细测量计算后，决定在溜槽内部加设防破碎缓冲装置。该装置共有两组，均主要由支架（钢筋焊成）、橡胶支座（706/707振动筛换下的橡胶支座）及链条组成。
该缓冲装置如图所示，由两节链条连接溜槽上部和支架，支架通过一个钢筋作为轴将橡胶支座从中心穿过、挂在溜槽内部。安装完成后，203振动筛的筛上产物在此处碰到该缓冲装置并得到减速，从而避免了较严重的破碎，筛上产物中的块煤得到保护。该装置被碰撞后，会在链条的吊挂下前后晃动，从而逐渐卸去冲击力，整个装置得到保护。
3.主要设计特点
1）通过修旧利废，变废为宝：将原先废弃物资重新利用，在块煤的源头上进行防破碎保护，可提高全厂块煤指标。
2）该装置对块煤缓冲的同时，自身也通过滚动和晃动卸去了冲击力，受到的磨损很小，从而使用寿命较长。
3）该装置灵活可靠，安装和拆卸方便，在不同的场合均可以实现缓冲的作用。
4.实施效果
该装置有效避免了块煤与矸石及溜槽壁发生强烈碰撞、导致破碎，以及块煤碎片飞溅现场威胁手选工人的安全的问题。通过一段时间的使用，和以往溜槽进行对比发现：203振动筛下溜槽的出料中块煤的碎片明显减少，从以前的0.6吨左右降低到现在的0.3吨左右，以全年开机300日，明天开机10小时计算，可提高块煤产量900吨，创造27万元的经济效益。同时减少了203振动筛下溜槽的出料对205皮带的磕碰，延长了205皮带使用寿命。
五、结论
选煤厂在煤炭洗选加工和转载运输的过程中，都不可避免的造成煤炭的破碎，降低了煤炭产品的附加值，给企业带来一定经济损失。防止块煤破碎将是选煤厂面临的课题，是一项系统管理工作，目前国内在这方面还没有太多的经验可以借鉴，防止块煤破碎无论在理论上或者实践上都还处于摸索、实践、总结阶段。
通过对块煤防破碎方法的探讨、分析、实践，将给生产企业尤其是选煤厂以有益的启示，在生产的各个环节和工艺中，防止块煤破碎的方法和技术，这都需要技术人员深入一线积累经验、思考、升华，形成适应企业本身的防破碎技术，形成新的生产力。
