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1、自动化配煤技术在陈四楼选煤厂的应用2011年第5期中州煤炭总第185期自动化配煤技术在陈四楼选煤厂的应用凌丽伟(1.中国矿业大学化工学院,江苏徐州221000;2.河南煤业化工集团销售公司,河南郑州450016)摘要:为了有效解决永煤公司陈四楼选煤厂实际生产中末原煤配煤不均,操作频繁等问题,通过对现场实际情况和配煤过程的研究分析,提出了改造配煤溜槽和利用PLC自动控制系统来实现配煤的均质化及自动化的方法.对该措施实施前后产品质量进行了对比分析,结果表明,该法不但提高了商品煤生产质量的准确度,而且确保了商品煤质量的稳定性.关键词:自动化配煤;选煤厂;末原煤中图分类号:TD928.9文献标识码:B
2、文章编号:10030506(2Ol1)05007902河南煤业化工集团永煤公司陈四楼煤矿选煤厂是设计能力240万t/a的大型现代化选煤厂,经过多次改造,现在洗选能力已经达到400万t/a,其主要商品煤品种为:一,二级末原,洗精煤,洗中块,洗小块.其中洗精煤是陈四楼选煤厂的主要洗选产品,要求灰分11.O%;另一种主产品末原煤分为一级末原和二级末原,一级末原发热量在24.28kJ/g以上,二级末原发热量在23.02kJ/g以上.当矿井提煤煤质不好时,生产二级末原;当矿井提煤煤质较好时,生产一级末原.1问题提出当矿井提煤煤质好时,经过筛分的末原产品发热量能达到25.53kJ/g以上,产生了质量过剩.
3、为了提高产品的回收率,增加经济效益,经过对洗选工艺的研究,增加了末原煤配煤系统.在原煤煤质较好时,筛末原发热量在25.11kJ/g以上时,对末原煤产品进行配煤,将洗煤过程中的一部分副产品沸腾煤掺配到末原煤中.但配煤过程中必须保证末原煤质量,使其达到标准热量值,以满足用户要求.在陈四楼选煤厂现有的配煤工艺中,912插板是配煤主要环节之一,也是配煤是否均匀的关键.沸腾煤是经过912刮板溜槽落到末原煤701胶带上,然后进入商品煤仓,装车外运.目前912插板配煤环节存在问题:配煤不均匀,灰分仪不能准确收稿日期:20110320作者简介:凌丽伟(1978一),男,河南南阳人,工程师,中国矿业大学化lT学
4、院丁程硕士在读,2002年毕业于焦作工学院,现从事煤质管理工作.显示末煤质量.912插板溜槽是固定倾斜的,配煤顺着插板下落,不能均匀分布,量大时偏左,量小时偏右.插板极易磨损,磨损之后配煤总是成堆地落在胶带的一侧,量大时还容易造成胶带跑偏,灰分仪已不能准确显示末原灰分及末煤质量.得不到及时调控.912插板配煤是岗位司机调整最频繁的环节,也是调度最关注的关键岗位,由于岗位司机兼管调整插板,司机大部分时间都在巡岗和清扫岗位卫生,因此调整不及时现象经常出现,既影响质量,又影响数量.介于上述原因,要想既达到配煤均匀度又保证质量,同时减轻岗位司机的劳动强度,使插板得到及时合理控制,实现陈四楼选煤煤厂的经
5、济效益最大化,必须对配煤系统进行改造.2自动化配煤改造2.1改造方案改造设计思路:在701胶带上方溜槽加一斜头插板,插板垂直于溜槽,溜槽外有可旋转手柄,可通过该手柄自由控制插板在溜槽中的伸入程度(图1).当沸腾煤落到溜槽插板上时,起到一定的缓冲作用,当落满后沸腾煤就开始沿着斜头插板下落.改造后,配煤可呈散状均匀地散落在胶带上,使灰分仪准确地显示末原灰分.经过上述改造后还需人工手动操作,不能够实现全自动化配煤.生产中配煤由912插板来控制,根据末原煤灰分仪显示的灰分,人工调节912插板开启程度.人工调节插板存在着很大的不确定性,为了确保配煤的均质化,提出自动化配煤方案,即由末原煤灰分仪信号来控制
6、912插板的执行机构,决.79.2011年第5期中州煤炭总第185期定插板的开启程度.一701胶带改造插配煤fH图1配煤插板改造示意2.2改造原理利用末原煤胶带上的在线测灰仪自动检测末煤产品灰分,根据灰分测量值与灰分给定值的差值调节末矸配料插板的开度,达到调节末煤产品灰分的目的.设想思路:在912插板上安装电动闸板或液控闸板;从701灰分仪上取灰分值信号,由编好的程序进行识别,再与事先设置好的灰分范围参数值相比较.如果灰分仪灰分在事先设置的参数范围内,则计算机不做出反应;如果超出该参数范围,偏大则给插板执行机构一个关插板的信号,偏小就发出打开插板的信号,具体关闭或开启的程度可以根据灰分仪数值与
7、参数差值来设定;插板的执行机构就根据接tt:N的信号来决定插板运行状态.系统结构框图如图2所示.触摸屏l笙圭垫IE囫圃测灰仪lI料闸板lI操作控制箱(1)触摸屏作为人机操作界面,也可执行修改控制参数和控制操作.(2)PLC作为系统核心,负责信号采集,处理,实现控制功能.(3)信号隔离装置保护控制核心设备,提高系统可靠性.(4)PLC采集末煤在线测灰仪信号,与从触摸?80.屏输入的控制目标灰分进行比较,根据比较结果确定末矸配料插板的动作,决定加大配矸量还是减少配矸量.(5)通过现场就地控制箱实现末矸放料闸板的就地显示与操作.2.3系统说明(1)操作箱面板.就地操作箱面板上设有灰分显示,插板开度显
8、示,转换开关,操作按钮和指示灯.当转换开关拨至”自动”位置时,配煤插板的操作由集控室的触摸屏操作.(2)触摸屏.触摸屏操作界面中设计有灰分给定值,灰分测量值,插板给定值,插板测量值的数字显示和光柱显示.同时,设有插板控制的”手动/自动”转换按钮和设定值增减键.当”手动/自动”转换按钮在”自动”状态时,插板开度给定值由计算机根据灰分的给定值和测量值自动确定,计算机再根据插板开度的给定值和实际值判断控制插板的正反向动作.当”手动/自动”转换按钮在手动状态时,插板开度给定值不受灰分值大小的影响,仅由操作者通过增减键改变其给定值,计算机再根据插板开度的给定值和实际值判断控制插板的正反向动作.(3)灰分
9、给定值.灰分给定值增减键设置4个,上方2个为快速增减键,每触摸1次其灰分给定值增减1.0%,下方2个为慢速增减键,每触摸1次其灰分给定值增减0.1%.插板开度给定值增减键设置2个,每触摸1次插板开度给定值增减5mm(最大值为500mm).(4)控制参数的修改.当配煤系统在”自动”状态时,其控制效果取决于其控制参数.可通过触摸操作界面右上角进入控制参数修改界面.控制周期设定值范围为06000,对应为0600s.控制周期值应根据系统测量滞后的时间确定,要略大于测灰仪显示周期与配煤点到测灰点胶带运行的时间之和.(5)比例系数.比例系数决定插板动作幅度.设置范围为0999.3改造后效果分析自从插板改造
10、后,末原发车灰分与灰分仪显示灰分的差值变小,而且发车末原灰分也很稳定.改造前,2009年6月514日发车,灰分与灰分仪显示灰分平均相差I.159%(表I);改造后,6月l521日发车,灰分与灰分仪显示(下转第82页)2011年第5期中州煤炭总第185期年生产接替安排,采一队需搬家2次,采二队需搬家1次.较多的搬家倒面次数对产量影响很大.(2)工作面地质条件复杂,采面范围内断层及次生断层较多,煤炭储量赋存减少,如33041工作面,在距切眼走向150m处有1个面积约7200tTfl的无煤带,不得不另开中切眼,该工作面被迫分成里,外两段,在回采里外两段的边界处时需花费1个半月时间进行中切眼悬移支架的
11、安装;另外,在地质条件上,顶分层揭露大落差断层有2条,小断层有2条,给回采带来困难,直接影响单产.(3)包括目前正在回采的l105煤柱在内,五矿现有煤柱面均为开采期间遗留的边角煤柱,断层多,老巷交错,煤厚极不稳定,可采储量较少,部分巷道位于采空区内,安全上防火形势严峻,再加上运输线路长,环节多,且多为矿车出煤,工作面单产受到很大限制.(4)五矿属衰老矿井,进,回风失修巷道较多,失修巷道维修任务量大,尤其是北翼回风巷,给三水平延深地区回采面,掘进面的通风造成很大困难,一定程度上制约了该地区的生产.4缓解接替紧张的方法(1)抓接替保产量,利用煤柱采面缓解接替紧张局面.根据2个采煤队的力量,确保主力
12、队(采二队)的接替,辅助队(采一队)回收煤柱,尽量使2个采煤队相互协调,均衡生产.(2)三水平33采区由于埋藏深,地压大,巷道失修严重,通风线路长,阻力高,配风困难.为此,2011年将在2010年的基础上全力扩修南,北两翼主要回风巷,扩大巷道断面,降低阻力,增加风量,使33采区稳定生产,掘进,为工作面接替打下基础.(3)为缓解接替紧张问题,把3301工作面分层采改为全层放顶煤采,降低原煤万吨煤巷掘进率;全力做好3301工作面运输巷,回风巷的煤巷掘进工作,采取得力措施,提高该面煤巷单进,争取采面早日贯通,为该工作面进行采前预抽和正常回采创造有利条件.(4)继续进行一,二水平老区找煤,采煤,通过一
13、定技术手段,查清地质资料,把一些偏远边角煤柱解放出来,进一步减轻接替压力.(5)增加采区疏放水力度,尤其在33采区,解决”带压”采掘问题,为33采区掘进创造安全条件.5结语鹤煤公司五矿属衰老矿井,采掘接替紧张在所难免,要从采,掘,修,机运,抽放等方面进行综合管理,能够做到岩巷超前,预留抽放时间,提高煤巷单进,促使采掘平衡,进而缓解接替紧张.(责任编辑:刘光雨)(上接第8O页)灰分平均相差0.109%(表2).从数据分析可以看出,改造后,灰分仪显示数据精确度至少提高了lO倍以上,为调度调节配煤过程中控制末原灰分提供了准确的数据.表1插板改造前末原灰分仪显示与发车灰分对比%?82?表2插板改造后末原灰分仪显示与发车灰分对比%4结语自动化配煤技术的应用,提高了劳动效率,减少了煤炭副产品沸腾煤的外排量,提高了选煤厂综合生产回收率;在保证商品煤质量均质化的同时,减轻了对周边环境的污染,实现了陈四楼选煤厂社会,经济效益的最大化.(责任编辑:郭海霞)