轿子山煤矿块煤率提升研究与实践

王二虎(贵州豫能投资有限公司，贵州 贵阳 550081)

1 块煤率提升的目的和意义

1.1 安顺地区电煤供应持续紧张

当前，安顺地区电煤供应仍然紧张，地方政府已经通过控制煤炭开票系统来保证电煤供应，市场末煤销售渠道已经被堵死。轿子山煤矿所出产的末煤也只能多数供应电厂，电煤的坑口结算价约为0.7元/卡，坑口结算单价约350元/吨，远远低于市场末煤和粒煤。因此，提升块煤率减少末煤量，很有必要。

1.2 安顺地区粒煤需求旺盛

然而，通过对安顺周边的洗煤厂及货场的调研情况，我们发现安顺市周边洗煤厂10～30mm精煤的出厂价普遍在900元左右。轿子山煤矿出售的粒煤经过周边洗煤厂可以洗出四个品种：5mm以下、5～8mm、8～13mm和13mm以上，其中粒度越大价格越高。安顺周边市场对粒煤需求量大且价格高。

1.3 末煤客户对粒度有一定的要求

(1)安顺煤矿煤炭种类为三号无烟煤，主要作为动力煤销往电厂、水泥厂，少部分末煤经周边洗煤厂洗选后供应钢厂作为高炉喷吹煤，也可以经洗选后发往化工厂作为原料煤。

(2)无论是电厂、水泥厂，还是化工厂、钢厂，对末煤(末精煤)的粒度要求控制在6mm以内，限上率控制在合理范围内。作为动力煤使用时，电厂或水泥厂需要使用磨煤机将末煤磨碎到1mm以内。煤的可磨性与粒度成反比，粒度大影响磨碎效果。

2 块煤率提升实施方案及实施过程

2.1 防破碎螺旋溜槽安装工艺

2.1.1 螺旋溜槽的防破碎原理

所谓破碎是块煤在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：

式中：f为物体所受的力；m为物体的质量；dv为物体的速度变化；dt为作用时间的变化。

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应该从两个方面入手：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。

2.1.2 螺旋溜槽结构

螺旋溜槽的结构类似一个螺纹，从上向下一般分为导入段、加速段、匀速段三部分。导入段即胶带机机头到立煤仓的导料槽，导入段的设计方向必须与卸载方向一致；加速段的角度与方向设计须根据煤的性质、仓的具体情况确定；溜槽的关键在于匀速段，其基本参数为溜槽平面投影半径r、螺旋角a、底面内倾角β、底面宽度b、立面高度h五个参数，溜槽参数需根据煤仓直径、煤质、煤的粒度、煤的含水量、溜槽过煤量及使用的耐磨材料等经计算确定。一般来说，溜槽螺旋角可在25～40°选取，底面内倾角可在20～55°选取，底面宽度和立面高度可为350～600mm。

防破碎原理在结构上应用了降低块煤运动速度和延长颗粒的碰撞时间，同时在颗粒有运动到静止的过程中，具有一个切向分速度，避免了完全非弹性碰撞，有效地防止了块煤的破碎。

2.1.3 安装设备的经济效益

通过对安顺、新田煤矿螺旋溜槽防破碎设施考察，安装螺旋溜槽防破碎设施后，经过现场实测，块煤率提高3～5个百分点，吨煤综合经济效益提高6.6元/吨(3%×当前块煤和末煤综合价差221.61)-11.1元/吨，经济效益提升明显。

经过排查，轿子山矿煤仓需加装螺旋溜槽防破碎设施共1处，施工总费用预计35万元。通过提高块煤率、降低贵州省电煤政策对轿子山矿生产经营的影响、持续挖掘品种煤效益是轿子山矿既定战略之一。为提高项目实施效率，由矿根据煤仓的实际不同参数，与厂家签订每个煤仓具体的项目施工组织合同。

2.1.4 井下煤仓安装螺旋溜槽相关要求

煤仓安装螺旋溜槽需满足瞬间最大出煤量需求，确保螺旋溜槽制造质量、安装性能符合要求，并保证售后服务。

(1)螺旋溜槽系统按煤仓溜槽卸煤方式设置，遵循整个系统上快、中稳、下慢的原则，块煤保护率不低于70%。

(2)依据每个煤仓实际参数设计安装，下一节不高于上一节，不能有戗茬和错台；溜槽流煤必须顺畅，不堵塞，并且让煤沿溜槽下滑，中途不掉落。溜槽连接满足平滑、固定牢固的要求。

(3)螺旋溜槽应允许通过煤块的最大尺寸不小于500mm。最大过煤量不低于600t/h，更换周期不低于两年，过煤总量不少200万吨。

(4)螺旋溜槽采用框架式，框架采用(16～20mm的Q235钢板)作框架，牢固耐用。

(5)导流槽耐磨板采用两层20mm耐磨板(材质NM400耐磨板)，总厚度不得少于40mm、壁挂溜槽用两层20mm耐磨板厚度不得少于40mm，面板平滑、流煤顺畅。

(6)螺旋溜槽与卸载滚筒搭接合理，设计尺寸符合要求。

(7)螺旋溜槽组装紧密、牢固，连接螺栓齐全，满足安全使用需要。

(8)导流槽用槽钢支撑固定于仓口钢梁上；非标溜槽用φ30圆钢吊挂于仓口钢梁上；标准溜槽用φ28×1000mm锚杆+树脂药包锚固于煤仓壁上，每节7～9根。

2.1.5 工程施工组织相关要求

项目部要求设在项目所在地，按照矿井的安全管理、项目管理相关要求配齐各种管理人员，配备相关的安全防护措施；施工组织设计必须由矿井审核后方可实施。

2.1.6 工程项目竣工验收

目前我矿新井井下煤仓螺旋滑槽已顺利安装完毕，正常投入使用。

2.2 轿子山矿筛分系统改造

轿子山矿通过末煤深度筛分加工，来提高块煤率。将平桥井滚筒筛下限孔径由8mm降为6mm，将新井振动筛筛孔孔径由13mm降为8mm。

3 建立健全管理机构，提升考核力度

3.1 建立健全各矿井块煤管理机构

3.1.1 完善管理制度

(1)制定对区队的块煤管理考核办法。

(2)培训采制化人员及煤质检查员，规范采制化管理，采制化结果的审查及煤质资料的统计上报；负责建设规范的采制样及化验场所，做好强检设备的检定。

(3)负责组织制定各区队块煤率、发热量等煤质考核计划，进行块煤率现场实测与考核，监督各区队落实煤质保证措施。定期对煤质、块煤率进行分析、通报，分析查找未完成煤质指标的原因，制定整改措施，并督促落实。

(4)强化现场管控，当工作面出现断层、薄煤带、底板鼓起、出水等特殊地质情况时，煤质检查员跟班落实煤质现场管理措施的执行情况，负责及时指导采掘区队采取有效管控措施；开展矿井运输、筛选系统防破碎设施，各转载点喷雾装置运行情况的日常检查；跟踪落实掘进头及采面的合理配采及分采分运工作。

(5)负责工程设计中保证煤质技术方案的制定、审查，审核煤流系统各转载点和卸煤点落差、缓冲防破碎装置的设计是否合理并指导安装，参与验收。

(6)帮助区队解决煤质管理过程中出现的突出问题，并向矿上提出改进和提高的建议和措施。

(7)根据销售市场的变化，调整产品结构，实现经济效益最大化。

(8)开展煤质、选煤管理质量标准化工作，提升基础管理水平。

3.1.2 强化源头管理，提高毛煤块煤率

(1)采煤工作面执行单向(从机尾向机头方向重刀割煤，从机头向机尾方向返空刀拾煤、清底)割煤工艺，保证重刀割煤时截深不得低于0.6m；不过地质构造情况下采煤机滚筒必须使用块煤截齿；采面使用破碎机的，要严格控制破碎粒度。

(2)原煤仓无特殊情况不准放空，各煤仓应有完善的防破碎设施，减少块煤破碎。

(3)优化煤流系统的设计，减少转载点；无特殊情况原煤必须直接进入洗选系统避免落地返洗造成二次破碎。

(4)运输系统中各转载点高度大于0.5m必须使用防破碎设施，落煤点必须使用缓冲装置。

(5)工作面过地质构造时必须制定专项管理措施，经相关领导、部室、区队会审后执行。

3.1.3 强化洗选管理，多生产高附加值品种煤

(1)原煤必须经过筛分、洗选后销售，严禁销售原煤。

(2)选煤厂要加强产品质量检测与及时调整生产工艺指标，根据销售合同严格控制产品质量指标，确保产品均质稳定。凡出现商品煤质量不符合用户需求的情况，必须立即组织分析查找原因，并研究制定有效措施，杜绝类似情况再次发生。

(3)加强设备检修维护，减少原煤返洗量；煤质管理部门定期组织对筛分系统设备运行情况的检查考核，要备足相关备品备件，风选机、振动筛、运输机等出现损坏时在当天处理完毕，保证正常运转；若当天不能处理的，汇报矿煤质管理中心、机电部。

(4)未经矿领导同意，不得随意调整各产品粒度下限。鼓励降低混粒煤产品下限，混粒煤下限不得超过6mm。

(5)煤质部对负责洗选工作的单位从洗选数量、质量、设备维护等几方面进行月度考核。

3.1.4 加强煤场管理

(1)煤场杜绝不同品种块煤混存现象，必须有明显的分界线。

(2)加强块煤的存储和销售管理，尽量减少块煤库存量和库存时间，避免因风化、污染、短盘导致产品质量不合格，造成经济损失，有块煤仓的单位块煤不得落地。

4 结语

总的来说，在对当前轿子山煤矿块煤率的提高过程中，是需要从整个过程来进行分析与研究，其中首先是需要根据区域来制定出科学合理化的实施方案，并且在具体的实施过程中是需要遵循相关规则，从而来进一步的提高轿子山煤矿块率的数值。同时，还需要建立起对应的完善管理制度，强化源头管理，提高毛煤块煤率，强化洗选管理，多生产高附加值品种煤，加强煤场管理，从而来进一步的提升轿子山可以满足安顺地区出现的电煤供应持续紧张，安顺地区粒煤需求旺盛，末煤客户对粒度的一系列的要求，最终促进轿子山煤矿企业经济的快速发展。