聂其英

(焦作煤业(集团)有限责任公司，河南焦作454002)

摘要：介绍了无烟块煤煤仓防破碎用外螺旋溜槽的设计原理、结构特点以及实际应用效果。关键词：无烟块煤；防破碎；外螺旋溜槽

中图分类号：TD948．7    文献标识码：A

 

l  概况

    焦作煤业(集团)古汉山矿生产能力为150万t/a，生产优质无烟煤，产品销路良好，其铁路装车有洗中块仓2座，为防止块煤跌落破碎，为煤矿增加效益，需要对其进行改造。首先，拟改造特优块煤装车仓，采用的是外螺旋溜槽防破碎技术。

2外螺旋溜槽原理和形式

    外螺旋溜槽可将煤流的自由落体运动转化为匀速螺旋运动，以降低煤流速度，减缓煤流冲击，达到提高块率增加效益的目的。

    外螺旋溜槽一般由导料槽、非标准段螺旋溜槽和标准段螺旋溜槽组成(图1)。

    导料槽主要起集料作用；非标准段螺旋溜槽是将煤流运动从直线运动导为匀速螺旋运动，在非标准段中加速过快，煤流会在标准段溜槽飞出，加速过慢，会在标准段溜槽中掉落，故非标准段参数的计算是外螺旋溜槽成功使用的关键；标准段为煤流恒速运动段，煤流速度不随煤仓深度变化，是螺旋溜槽主体段。

3  煤仓改造

    古汉山煤矿煤质为无烟煤，其原煤特性如表l所示。

表1  古汉山煤矿煤质特性

    古汉山矿选煤厂特优块煤装车为7m×7m方仓，仓身高10.822m，人仓胶带输送机宽500mm，带速2m/s，最大运量200t/h。根据以上情况和煤质特性，确定使用的外螺旋溜槽参数见表2。该种螺旋溜槽煤流碰撞力小于lm垂高自由落体的碰撞力，1m垂高是根据古汉山煤矿洗块煤做自由落体实验得出，在这个高度跌落块煤不会粉碎，只有一些零星煤溅出。

 

表2外螺旋溜槽参数表

    古汉山矿选煤厂特优块煤装车仓改造采用外螺旋壁挂式外螺旋溜槽，由于其悬于煤仓中，将承受强大的仓压，对于高12m、φ6m的煤仓，底部仓压达15t／m²(包括放仓动压)。为了抵抗强大仓压，溜槽采用钢蜂窝结构，为了便于更换，溜槽采用模块化设计，井底煤仓一个圆周分为12节。

    古汉山煤矿选煤厂特优块煤装车仓为7m×7m方仓，仓身高10.822m，据此确定整套螺旋溜槽由13节组成，其中非标准段2节，标准段ll节，制作吨位12.6t；其他构件包括支架9个，支撑钢梁1根，导料槽l节，制作吨位4t。

4施工安装情况

    外螺旋溜槽于2000年8月26日设计完成并进行加工制造，于2000年9月24日制造完成，2000年10月26日运达现场进行产品验收，产品加工精度良好，每段溜槽尺寸误差在5mm以内，均达到设计要求，外观焊缝完整，产品力学结构合理，符合安装要求。

    原设计是在古汉山煤矿选煤厂特优块煤装车仓的中间仓安装螺旋溜槽，采用胶带输送机人料。后因其原入仓方式为斜坡人仓，块煤无法达到端头仓，端头人仓需胶带输送机逆行，块煤跌落损失大，胶带输送机逆行增加操作环节，据此，提出将螺旋溜槽安装到端头仓的方案，并进行了方案比较。

    比较认为将螺旋溜槽安装到端头仓，溜槽直接人煤有较为明显的特点：①不仅可装满端头仓，而且通过堆煤流动中间仓可装半仓，剩余通过斜坡装满，解决了入料小车不能沿皮带通长运行，煤仓装满率低的问题；②胶带输送机不需要逆行，减少了装仓环节；③3/5的煤通过溜槽直接入仓，胶带输送机开机时间缩短，运营费减少。

    因此，决定将螺旋溜槽安装在端头仓。它较安装在中间仓少了l根支撑钢梁，但多了一段3m长的导料槽，其工程量基本相抵。

    整套溜槽采用由上向下施工，利用可升降平台进行安装，仓壁螺栓安装孔采用工程取芯钻施工。充分保证了原体结构的完整，整个安装方式安全可靠，并采取了有效措施保证了安装精度，接缝处错台在2mm以内，位置误差<2cm。

    改造工程于2000年l 1月18日安装完工，其后进行了调整，达到良好的运行状况后，于2000年l 1月19日正式使用。

5使用测试情况

    安装使用后，在运行期间对外螺旋溜槽使用效果进行了跟踪测定。改造前、后块煤平均限下率见表3。改造后煤流能顺利下滑仓底，块煤限下率能保证装车时不超8％。

表3  改造前、后装车平均限下率对比    ％

6技术经济分析

    外螺旋溜槽是目前较为先进的直立筒仓防块煤破碎技术，还可以防堵仓，与其他防止块煤破碎技术相比，是靠煤的重力下滑，不会受操作因素影响，无机械故障，运营费用低，降低块煤损失恒定。古汉山矿年产特优块煤约20万t，入仓煤含块率约95％，根据多次实测数据，古汉山铁路装车仓特优块仓损失率约为产量的20％，块煤限下率12％，贝Q_块损=95％×(20％-12％)×20=1.52万t/a。

    据计算，古汉山煤矿采用螺旋溜槽与直接落煤相比块煤损失可降低80％左右，块煤与末煤差价为70元/t，那么，古汉山煤矿使用螺旋溜槽的直接经济效益M=80％×70×1.52=85.12万元／a。

古汉山煤矿螺旋溜槽投资按22万元计，则投资回收期A=22/85.12=0.25a，即投资在3～4个月就可以收回，如果按产量为设计产量的一半计算，投资将在7个月内收回。因此，投资效益良好。

7  存在问题

    (1)由于溜槽是钢板焊接而成，溜槽面为钢板，无耐磨材料，有可能长时间使用出现钢板凹凸不平现象，影响使用效果，甚至造成钢板磨穿需重新制作更换，维护不便。建议溜槽面使用耐磨喷涂材料，以保护钢板不被磨损。

    (2)因螺旋仓单口入料，故用螺旋溜槽装满仓后，另一侧仍有4～5m空间无煤，比原设计仓储减小90t左右。

    (3)煤仓底部锥体部分的螺旋溜槽技术问题尚未解决。

8  结论

    古汉山铁路装车仓特优块仓外螺旋溜槽工程设计合理，制作安装质量优良，采用独特的钢蜂窝壁挂外螺旋溜槽技术，很好地解决了仓储块煤破碎率高的难题，经过多年的运行情况证明，该技术相对于其他煤仓块煤防破碎技术，具有防破碎效果更好，无动力，无需维护(使用5年来未更换过一段溜槽)，无运行成本，经济效益好的特点。