自動化配煤技術(shù)在陳四樓選煤廠的應用

1、自動化配煤技術(shù)在陳四樓選煤廠的應用2011年第5期中州煤炭總第185期自動化配煤技術(shù)在陳四樓選煤廠的應用凌麗偉(1.中國礦業(yè)大學化工學院,江蘇徐州221000;2.河南煤業(yè)化工集團銷售公司,河南鄭州450016)摘要:為了有效解決永煤公司陳四樓選煤廠實際生產(chǎn)中末原煤配煤不均,操作頻繁等問題,通過對現(xiàn)場實際情況和配煤過程的研究分析,提出了改造配煤溜槽和利用PLC自動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)配煤的均質(zhì)化及自動化的方法.對該措施實施前后產(chǎn)品質(zhì)量進行了對比分析,結(jié)果表明,該法不但提高了商品煤生產(chǎn)質(zhì)量的準確度,而且確保了商品煤質(zhì)量的穩(wěn)定性.關(guān)鍵詞:自動化配煤;選煤廠;末原煤中圖分類號:TD928.9文獻標識碼:B

2、文章編號:10030506(2Ol1)05007902河南煤業(yè)化工集團永煤公司陳四樓煤礦選煤廠是設(shè)計能力240萬t/a的大型現(xiàn)代化選煤廠,經(jīng)過多次改造,現(xiàn)在洗選能力已經(jīng)達到400萬t/a,其主要商品煤品種為:一,二級末原,洗精煤,洗中塊,洗小塊.其中洗精煤是陳四樓選煤廠的主要洗選產(chǎn)品,要求灰分11.O%;另一種主產(chǎn)品末原煤分為一級末原和二級末原,一級末原發(fā)熱量在24.28kJ/g以上,二級末原發(fā)熱量在23.02kJ/g以上.當?shù)V井提煤煤質(zhì)不好時,生產(chǎn)二級末原;當?shù)V井提煤煤質(zhì)較好時,生產(chǎn)一級末原.1問題提出當?shù)V井提煤煤質(zhì)好時,經(jīng)過篩分的末原產(chǎn)品發(fā)熱量能達到25.53kJ/g以上,產(chǎn)生了質(zhì)量過剩.

3、為了提高產(chǎn)品的回收率,增加經(jīng)濟效益,經(jīng)過對洗選工藝的研究,增加了末原煤配煤系統(tǒng).在原煤煤質(zhì)較好時,篩末原發(fā)熱量在25.11kJ/g以上時,對末原煤產(chǎn)品進行配煤,將洗煤過程中的一部分副產(chǎn)品沸騰煤摻配到末原煤中.但配煤過程中必須保證末原煤質(zhì)量,使其達到標準熱量值,以滿足用戶要求.在陳四樓選煤廠現(xiàn)有的配煤工藝中,912插板是配煤主要環(huán)節(jié)之一,也是配煤是否均勻的關(guān)鍵.沸騰煤是經(jīng)過912刮板溜槽落到末原煤701膠帶上,然后進入商品煤倉,裝車外運.目前912插板配煤環(huán)節(jié)存在問題:配煤不均勻,灰分儀不能準確收稿日期:20110320作者簡介:凌麗偉(1978一),男,河南南陽人,工程師,中國礦業(yè)大學化lT學

4、院丁程碩士在讀,2002年畢業(yè)于焦作工學院,現(xiàn)從事煤質(zhì)管理工作.顯示末煤質(zhì)量.912插板溜槽是固定傾斜的,配煤順著插板下落,不能均勻分布,量大時偏左,量小時偏右.插板極易磨損,磨損之后配煤總是成堆地落在膠帶的一側(cè),量大時還容易造成膠帶跑偏,灰分儀已不能準確顯示末原灰分及末煤質(zhì)量.得不到及時調(diào)控.912插板配煤是崗位司機調(diào)整最頻繁的環(huán)節(jié),也是調(diào)度最關(guān)注的關(guān)鍵崗位,由于崗位司機兼管調(diào)整插板,司機大部分時間都在巡崗和清掃崗位衛(wèi)生,因此調(diào)整不及時現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn),既影響質(zhì)量,又影響數(shù)量.介于上述原因,要想既達到配煤均勻度又保證質(zhì)量,同時減輕崗位司機的勞動強度,使插板得到及時合理控制,實現(xiàn)陳四樓選煤煤廠的經(jīng)

5、濟效益最大化,必須對配煤系統(tǒng)進行改造.2自動化配煤改造2.1改造方案改造設(shè)計思路:在701膠帶上方溜槽加一斜頭插板,插板垂直于溜槽,溜槽外有可旋轉(zhuǎn)手柄,可通過該手柄自由控制插板在溜槽中的伸入程度(圖1).當沸騰煤落到溜槽插板上時,起到一定的緩沖作用,當落滿后沸騰煤就開始沿著斜頭插板下落.改造后,配煤可呈散狀均勻地散落在膠帶上,使灰分儀準確地顯示末原灰分.經(jīng)過上述改造后還需人工手動操作,不能夠?qū)崿F(xiàn)全自動化配煤.生產(chǎn)中配煤由912插板來控制,根據(jù)末原煤灰分儀顯示的灰分,人工調(diào)節(jié)912插板開啟程度.人工調(diào)節(jié)插板存在著很大的不確定性,為了確保配煤的均質(zhì)化,提出自動化配煤方案,即由末原煤灰分儀信號來控制

6、912插板的執(zhí)行機構(gòu),決.79.2011年第5期中州煤炭總第185期定插板的開啟程度.一701膠帶改造插配煤fH圖1配煤插板改造示意2.2改造原理利用末原煤膠帶上的在線測灰儀自動檢測末煤產(chǎn)品灰分,根據(jù)灰分測量值與灰分給定值的差值調(diào)節(jié)末矸配料插板的開度,達到調(diào)節(jié)末煤產(chǎn)品灰分的目的.設(shè)想思路:在912插板上安裝電動閘板或液控閘板;從701灰分儀上取灰分值信號,由編好的程序進行識別,再與事先設(shè)置好的灰分范圍參數(shù)值相比較.如果灰分儀灰分在事先設(shè)置的參數(shù)范圍內(nèi),則計算機不做出反應;如果超出該參數(shù)范圍,偏大則給插板執(zhí)行機構(gòu)一個關(guān)插板的信號,偏小就發(fā)出打開插板的信號,具體關(guān)閉或開啟的程度可以根據(jù)灰分儀數(shù)值與

7、參數(shù)差值來設(shè)定;插板的執(zhí)行機構(gòu)就根據(jù)接tt:N的信號來決定插板運行狀態(tài).系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示.觸摸屏l笙圭墊IE囫圃測灰儀lI料閘板lI操作控制箱(1)觸摸屏作為人機操作界面,也可執(zhí)行修改控制參數(shù)和控制操作.(2)PLC作為系統(tǒng)核心,負責信號采集,處理,實現(xiàn)控制功能.(3)信號隔離裝置保護控制核心設(shè)備,提高系統(tǒng)可靠性.(4)PLC采集末煤在線測灰儀信號,與從觸摸?80.屏輸入的控制目標灰分進行比較,根據(jù)比較結(jié)果確定末矸配料插板的動作,決定加大配矸量還是減少配矸量.(5)通過現(xiàn)場就地控制箱實現(xiàn)末矸放料閘板的就地顯示與操作.2.3系統(tǒng)說明(1)操作箱面板.就地操作箱面板上設(shè)有灰分顯示,插板開度顯

8、示,轉(zhuǎn)換開關(guān),操作按鈕和指示燈.當轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至”自動”位置時,配煤插板的操作由集控室的觸摸屏操作.(2)觸摸屏.觸摸屏操作界面中設(shè)計有灰分給定值,灰分測量值,插板給定值,插板測量值的數(shù)字顯示和光柱顯示.同時,設(shè)有插板控制的”手動/自動”轉(zhuǎn)換按鈕和設(shè)定值增減鍵.當”手動/自動”轉(zhuǎn)換按鈕在”自動”狀態(tài)時,插板開度給定值由計算機根據(jù)灰分的給定值和測量值自動確定,計算機再根據(jù)插板開度的給定值和實際值判斷控制插板的正反向動作.當”手動/自動”轉(zhuǎn)換按鈕在手動狀態(tài)時,插板開度給定值不受灰分值大小的影響,僅由操作者通過增減鍵改變其給定值,計算機再根據(jù)插板開度的給定值和實際值判斷控制插板的正反向動作.(3)灰分

9、給定值.灰分給定值增減鍵設(shè)置4個,上方2個為快速增減鍵,每觸摸1次其灰分給定值增減1.0%,下方2個為慢速增減鍵,每觸摸1次其灰分給定值增減0.1%.插板開度給定值增減鍵設(shè)置2個,每觸摸1次插板開度給定值增減5mm(最大值為500mm).(4)控制參數(shù)的修改.當配煤系統(tǒng)在”自動”狀態(tài)時,其控制效果取決于其控制參數(shù).可通過觸摸操作界面右上角進入控制參數(shù)修改界面.控制周期設(shè)定值范圍為06000,對應為0600s.控制周期值應根據(jù)系統(tǒng)測量滯后的時間確定,要略大于測灰儀顯示周期與配煤點到測灰點膠帶運行的時間之和.(5)比例系數(shù).比例系數(shù)決定插板動作幅度.設(shè)置范圍為0999.3改造后效果分析自從插板改造

10、后,末原發(fā)車灰分與灰分儀顯示灰分的差值變小,而且發(fā)車末原灰分也很穩(wěn)定.改造前,2009年6月514日發(fā)車,灰分與灰分儀顯示灰分平均相差I(lǐng).159%(表I);改造后,6月l521日發(fā)車,灰分與灰分儀顯示(下轉(zhuǎn)第82頁)2011年第5期中州煤炭總第185期年生產(chǎn)接替安排,采一隊需搬家2次,采二隊需搬家1次.較多的搬家倒面次數(shù)對產(chǎn)量影響很大.(2)工作面地質(zhì)條件復雜,采面范圍內(nèi)斷層及次生斷層較多,煤炭儲量賦存減少,如33041工作面,在距切眼走向150m處有1個面積約7200tTfl的無煤帶,不得不另開中切眼,該工作面被迫分成里,外兩段,在回采里外兩段的邊界處時需花費1個半月時間進行中切眼懸移支架的

11、安裝;另外,在地質(zhì)條件上,頂分層揭露大落差斷層有2條,小斷層有2條,給回采帶來困難,直接影響單產(chǎn).(3)包括目前正在回采的l105煤柱在內(nèi),五礦現(xiàn)有煤柱面均為開采期間遺留的邊角煤柱,斷層多,老巷交錯,煤厚極不穩(wěn)定,可采儲量較少,部分巷道位于采空區(qū)內(nèi),安全上防火形勢嚴峻,再加上運輸線路長,環(huán)節(jié)多,且多為礦車出煤,工作面單產(chǎn)受到很大限制.(4)五礦屬衰老礦井,進,回風失修巷道較多,失修巷道維修任務量大,尤其是北翼回風巷,給三水平延深地區(qū)回采面,掘進面的通風造成很大困難,一定程度上制約了該地區(qū)的生產(chǎn).4緩解接替緊張的方法(1)抓接替保產(chǎn)量,利用煤柱采面緩解接替緊張局面.根據(jù)2個采煤隊的力量,確保主力

12、隊(采二隊)的接替,輔助隊(采一隊)回收煤柱,盡量使2個采煤隊相互協(xié)調(diào),均衡生產(chǎn).(2)三水平33采區(qū)由于埋藏深,地壓大,巷道失修嚴重,通風線路長,阻力高,配風困難.為此,2011年將在2010年的基礎(chǔ)上全力擴修南,北兩翼主要回風巷,擴大巷道斷面,降低阻力,增加風量,使33采區(qū)穩(wěn)定生產(chǎn),掘進,為工作面接替打下基礎(chǔ).(3)為緩解接替緊張問題,把3301工作面分層采改為全層放頂煤采,降低原煤萬噸煤巷掘進率;全力做好3301工作面運輸巷,回風巷的煤巷掘進工作,采取得力措施,提高該面煤巷單進,爭取采面早日貫通,為該工作面進行采前預抽和正?；夭蓜?chuàng)造有利條件.(4)繼續(xù)進行一,二水平老區(qū)找煤,采煤,通過一定技術(shù)手段,查清地質(zhì)資料,把一些偏遠邊角煤柱解放出來,進一步減輕接替壓力.(5)增加采區(qū)疏放水力度,尤其在33采區(qū),解決”帶壓”采掘問題,為33采區(qū)掘進創(chuàng)造安全條件.5結(jié)語鶴煤公司五礦屬衰老礦井,采掘接替緊張在所難免,要從采,掘,修,機運,抽放等方面進行綜合管理,能夠做到巖巷超前,預留抽放時間,提高煤巷單進,促使采掘平衡,進而緩解接替緊張.(責任編輯:劉光雨)(上接第8O頁)灰分平均相差0.109%(表2).從數(shù)據(jù)分析可以看出,改造后,灰分儀