管状带式输送机在七星选煤厂的应用实践

张龙鑫，乔金昌

(1．中国煤炭科工集团 北京华宇工程有限公司，河南 平顶山 467000；2.平顶山天安煤业股份有限公司 七星选煤厂，河南 平顶山 467000)

管状带式输送机在七星选煤厂的应用实践

张龙鑫1，乔金昌2

(1．中国煤炭科工集团 北京华宇工程有限公司，河南 平顶山 467000；2.平顶山天安煤业股份有限公司 七星选煤厂，河南 平顶山 467000)

针对七星选煤厂中煤、煤泥产品销售不便，火车运输成本高的问题，采用管状带式输送机输送的方式，将中煤、煤泥运输至中平煤电公司，有效地降低了选煤厂运输成本，缓解了铁路运输系统的压力，提高了选煤厂的生产效率。

煤炭运输；管状带式输送机；选线设计；运输成本

在目前煤炭行业形势整体低迷的情况下[1]，如何降低煤炭运输成本也是煤炭生产企业需要考虑的重要问题。目前，煤炭从选煤厂到用户企业常用的输送方式主要是火车、汽车运输。然而，在短距离煤炭输送过程中，火车、汽车运输不但污染大，而且运输成本较高，已不适合当前的形势。近些年，管状带式输送机以工程造价省、建设工期短、适应复杂地形、安全环保、运行稳定且成本低的优点逐渐被煤炭企业所认可[2]。

1 概述

七星选煤厂隶属于平顶山天安煤业股份有限公司，原煤处理能力为3.60 Mt/a，采用三产品重介旋流器+TBS+浮选+压滤工艺，主要产品是灰分为10.50%的炼焦精煤。生产的中煤、煤泥(干燥后)目前通过集团铁路运输供应给中平煤电公司。由于七星选煤厂与中平煤电公司距离较近，共用一个铁路站场，采用火车短途倒运的运输方式经常导致铁路调车时间紧张，工作强度过大，并影响到其他厂矿向中平煤电公司输煤，严重制约了两个单位的产能；并且火车短途倒运运输费用较高，为13.76元/t，相比之下，管状带式输送机运输成本则低得多，约为2.17元/t。鉴于此，中国平煤神马集团决定，在七星选煤厂与中平煤电公司两下属单位间建设一条管状带式输送机运输通道，以缓解集团铁路运输系统的压力，降低运输成本。

2 管状带式输送机系统设计

建设的管状带式输送机运量按300 t/h设计，管径为250 mm，带速为2.5 m/s，水平机长868 m，提升高度-4.1 m(输送起点比终点高4.1 m)，采用机头驱动，垂直拉紧+绞车张紧方式。

设计运输路线为：在七星选煤厂厂区内，煤泥通过双侧犁式卸料器从煤泥装车栈桥卸入水平转弯胶带，沿12号转载点至原主厂房原煤缓冲仓栈桥运至原煤缓冲仓上，运输距离约230 m；之后通过溜槽卸入沿铁路南侧空地走向布置的管状带式输送机进行运输，最终运抵中平煤电公司储煤场，运输距离约940 m。中煤可通过装车仓下转载胶带，转载卸入管状带式输送机中部，此外还预留了精煤运输接口。中平煤电公司储煤场内设返煤胶带，煤流可延伸至中平煤电公司5号转载点上部，与返煤系统搭接。

七星选煤厂与中平煤电公司直线距离约1 km，两者之间通过铁路站场东西向连接，外围较远处可通过公路环形连通。铁路站场为平煤集团七矿站场，铁路线为平煤矿区煤炭运输专用线，运力繁忙；铁路站场沿途有七矿站场信号房、两架人行天桥、铁路列检站、若干信号灯架、调车绞车系统、棚户区及各类线杆。经历几次技改后，七星选煤厂工业场地内条件复杂，建构筑物繁杂，管状带式输送机线路沿途有居民近20户，且场地西段及中平煤电工业场地内有6 kV高压线穿过，并有泄洪管道通过。上述各种因素造成该项目建设场地十分复杂的局面，因此在建设时必须考虑周全。

3 管状带式输送机设计线路分析

3.1 尾部敞开段选线设计

管状带式输送机尾部敞开段处于七星选煤厂内，根据工艺要求，干燥煤泥、中煤都需转载进入输送机通道，其敞开段需57.40 m。

设计时考虑了两种选线方案，其中：A方案是将输送机-2.3°(与水平面角度)精确布置，依次通过七星选煤厂重介二车间主厂房原煤缓冲仓(废弃)改造后的+4.20 m平面、中煤上仓栈桥支腿柱、七矿站人行栈桥步梯及支腿柱；B方案是输送机直线通过中煤上仓栈桥支腿柱，水平转弯后绕过人行栈桥步梯通过其下部，不需穿越人行栈桥步梯及支腿柱，以减少拆除作业。

由于管状带式输送机水平转弯半径≥400D(D为管状带式输送机直径)[3]，在空间布置“S”弯较难实现。因此，为避开铁路限界难度高、成本大等因素后，否定了方案B的设计，采用了方案A布置。管状带式输送机机尾示意图如图1所示，管状带式输送机通过人行栈桥的结构示意图如图2所示。

图1 管状带式输送机机尾结构示意图

图2 管状带式输送机通过人行栈桥的结构示意图

3.2 管状带式输送机沿途跨越障碍物选线设计

3.2.1 铁路股道沿线及跨越铁路股道

管状带式输送机穿越七星选煤厂内的建构物后，进入棚户区围墙与铁路专用线1号股道中间约1.50 m宽的狭窄空间(南侧有3 m高的石砌围墙，北侧为1号股道)。选线方案A：输送机桁架底面至铁路轨面大于5 500 mm(5 500 mm为铁轨正上方各种建筑物基本限界)[4]，桁架采用单钢管立柱支撑，立柱在铁路水平限界之外(距铁轨中心线2 440 mm外)[4]，此段距离水平布置约125 m；方案B：输送机整体近地面布置，距轨道顶面高300 mm，桁架避开铁路限界，棚户区围墙侧尽可能留有检修空间。方案A虽有检修空间加大的优点，但输送机整体架高后投资增加，同时上部桁架会与棚户区房屋有交叉，存在拆迁协调等不利因素；此外，输送机架高后噪声传导较强，不利于环保。相比之下，方案B在此段布置中更有优势，故在靠近棚户区处，输送机在满足铁路限界的情况下接近地面布置。

管状带式输送机沿途布置需跨越机车列检站股道，此处需满足铁路轨面上部建筑物限界，此列检站是平煤集团内部专用的内燃机车检修站，故检修股道的上部建筑限界为距轨面5 500 mm高度即可。为保障未来电力机车通行的发展，本次输送机桁架通过铁道时桁架下部距铁路轨面的设计高度大于6 550 mm[5](6 550 mm适用于电力牵引区段的跨线桥、天桥、雨棚等建筑物)。

3.2.2 管状带式输送机穿越钢制天桥

管状带式输送机跨越检修股道后，“S”形水平转弯沿铁路线继续向西布置，需跨越南北走向的铁路专用线钢制天桥。输送机需-3°布置穿越天桥支腿柱上框架高度部位，且避开天桥支腿柱。经与平煤集团铁运处协商，对钢制天桥支腿柱进行加固设计，既可使输送机顺利通过，又确保了天桥支腿柱结构改变后天桥的安全性。管状带式输送机通过钢制天桥的平面图与剖面图如图3所示。

图3 管状带式输送机通过钢制天桥的平面图与剖面图Fig.3 Sketch showing the passing of the conveyor through a steel overhead walkway

3.2.3 管状带式输送机跨越泄洪道及高压线

根据现场实际勘测地形，管状带式输送机布置需设计支柱54处。在地面无障碍物且输送机直线布置时，立柱间距选择标准间距15 m；输送机水平弧形布置时，支柱间距需单独计算设计，需满足桁架强度。在本次选线过程中，输送机需通过地面两处泄洪管道，要求水平弧形布置，桁架立柱间距设计为25 m，以保证立柱基础在泄洪道区域以外。

当管状带式输送机桁架通过6 kV高压线时，据相关设计规范，导线与建筑物间的最小垂直距离为3 m，导线与建筑物的最小水平距离为1.5 m[6](两条件不需同时满足)。此处6 kV高压线最低处距地面10 m，为保证输送机桁架从下方通过时的安全性，同时考虑桁架检修过人高度2 m，此范围内桁架上顶面高度控制在4 m内。

机头拉紧装置布置在高压线附近，其拉紧形式采用垂直拉紧+绞车张紧方式。由于重锤塔架高度超越高压线且水平临近高压线，需用钢丝绳牵引至高压线外侧布置塔架，以保证塔架和高压线的最小水平间距为1.50 m且避开高压线。

3.3 管状带式输送机头部敞开段设计

管状带式输送机头部段为卸煤区域，该输送机不同时输送中煤和煤泥，卸煤区域需布置两个落煤点，故其敞开段需具有较长距离，约53.10 m。在机头设置一个落煤点，在输送机敞开段中部设置一个犁式卸料器，其下为一个落煤点。由于输送机跨越一个落煤点，机头段需设计一品长30 m、宽3 200 mm、高2 900 mm的钢桁架，以满足设计要求。管状带式输送机卸料点示意图如图4所示。

图4 管状带式输送机卸料点示意图

4 效果分析

考虑到未来发展的需求，通过计算，选用管径为300 mm、带速为2.50 m/s的管状带式输送机。其技术参数为：水平段机长868 m，电机功率160 kW，最大运输能力为450 t/h。

在建设时，将管状带式输送机两端敞开段、过渡段的钢桁架设置为封闭形式，以防止雨水进入产品煤中；钢桁架两侧走道板(有条件铺设的)净宽定为700 mm，两侧栏杆高1.2 m；围墙附近，离铁路限界较近处，钢桁架支柱采用单钢管，其它位置采用2根、4根支柱；输送带采用具有良好的弹性、纵向柔性、横向刚性及抗疲劳性能的管带专用阻燃性聚酯带，胶带上层胶厚度为6 mm，下层胶厚度为3 mm；电动机采用低压风冷型三相鼠笼感应电机[7]，电机电压为380 V，防护等级为IP55。

本工程通过总投资概算控制，总运行成本分析(包括建筑、设备折旧等)，得出吨煤运输成本为2.17元，远远低于火车短途倒运13.76元/t的运输成本。按照每年运输1.50 Mt产品煤计算，每年可为公司节省运输成本1 738.5万元。

5 结语

管状带式输送机具有清洁环保、输送线可沿空间曲线灵活布置、输送倾角大、单机运输距离长等特点，与普通带式输送机比较，具有占用空间小，布置可随地形起伏弯曲，建设成本低，建设周期短，安装维护方便，运行安全可靠，胶带不易跑偏等优点。生产实践表明，管状带式输送机在七星选煤厂至中平煤电公司的运输通道建设中发挥了巨大作用，不仅缓解了铁路运力的紧张，并且大幅降低了运输成本。

[1] 张 月.浅谈当前煤炭形势下加强财务管理的几点建议[J]. 商 , 2015(45)：18.

[2] 王 鹰,杜群贵，韩 刚，等. 环保型连续输送设备——圆管状带式输送机[J]. 机械工程学报, 2003,39(1).

[3] 张 钺. 新型带式输送机设计手册[M].北京:冶金工业出版社, 2007：616-617.

[4] 田葆栓. 对铁路限界的分析与思考[J]. 铁道货运, 2010, 28(8).

[5] 张成森.铁路机车车辆限界及机车车辆限界的检查方法[J].铁道技术监督, 2010(4).

[6] 黄连壮,寿祝昌,鲍星辉,等. 66 kV以下架空电力线路设计规范[M].北京：中国计划出版社, 2010: 32-34.

[7] 包振龙. 管状带式输送机的特点及应用[J]. 大科技，2014(15).

The technical approaches for application of the tubular belt conveyor at Qixing Coal Preparation Plant

ZHANG Long-xin1, QIAO Jin-chang2

(1. Beijing Huayu Engineering Co., Ltd., China Coal Technology & Engineering Group, Pingdingshan, Henan 467000, China;2. Qixing Coal Preparation Plant of Pingdingshan Tian'an Coal Co., Ltd., Pingdingshan, Henan 467000, China)

In view of the sluggish market of the middlings and slime products of Qixing plant and the high railway transport cost, use is made, instead of the tubular belt conveyor for the delivery of these products to Zhongping Coal & Electricity Co., Ltd. The use of the tubular best conveyor has led to effective reduction of transportation cost, lessened strain on railway transport system and improved coal cleaning performance of the plant.

transport of coal; tubular belt conveyor; routing design; transportation cost

1001-3571(2016)05-0040-04

TD948.2

B

2016-10-05

10.16447/j.cnki.cpt.2016.05.010

张龙鑫(1988—)，男，山西省运城市人，工程师，从事选煤工艺研究与选煤厂设计工作。

E-mail:huayuzlx@126.com Tel:15225022826

张龙鑫. 管状带式输送机在七星选煤厂的技术实践[J]. 选煤技术，2016(5)：40-43.