在人們印象當中,煤礦就是高聳的煤倉,轟隆的車間,其實這只是煤礦的標志性建筑之一洗選廠。通常洗選廠是設(shè)立在地面以上的,可是在山東新汶礦區(qū)協(xié)莊煤礦,一座年產(chǎn)量有60萬噸的洗選廠卻逆行其道建在了煤礦—300米的井下,這種“創(chuàng)意”在全國乃至世界范圍內(nèi)還是第一家。
“綠色開采”思維 成就井下洗礦傳奇
新礦集團為了延長老礦開采年限,提高資源回收率,減少矸占地與污染,從2005年便開始研發(fā)、推廣了“以矸換煤”技術(shù),每年通過矸石井下充填,置換出煤炭200多萬噸,增加經(jīng)濟效益12億元,協(xié)莊礦采用“以矸換煤”技術(shù),年消化矸石40多萬噸,經(jīng)濟效益也十分可觀。
在“以矸換煤”技術(shù)推廣過程中,新礦集團董事長郎慶田等領(lǐng)導一致認為,“以矸換煤”基本解決了“矸石不升井”的問題,但地面煤炭洗選仍會產(chǎn)生大量的矸石。于是一個大膽的設(shè)想被提了出來,如果把洗選廠轉(zhuǎn)移到煤礦井下建設(shè),實現(xiàn)原煤井下洗選,矸石就地充填,不就可以解決洗選中的矸石占地、污染問題了嗎?同時又能降低井下運輸提升成本,不就能實現(xiàn)真正意義上的“綠色開采”了嗎?說干就干,在上級領(lǐng)導的幫助下,技術(shù)部門迅速開展了“井下洗選廠”的研究,并在協(xié)莊礦、趙官礦等單位開展了試驗性工程,
其中協(xié)莊煤礦1958年開始建井,1962年12月25日正式投產(chǎn),設(shè)計生產(chǎn)能力為120萬噸/年,1997年改擴建生產(chǎn)能力為180萬噸/年,2002年礦井核定生產(chǎn)能力為200萬噸/年,是一個采深達到—1100米的老礦。該礦—300水平十五層煤七采區(qū)原煤含矸率高達31%,煤炭質(zhì)量較差,需要進行煤、矸分離,提高原煤質(zhì)量。因此,新礦集團決定在該礦建立井下洗選廠,協(xié)莊礦也因此成為井下洗煤廠施工建設(shè)最早的一個。對井下含矸率較高的原煤進行機械化選煤,把分離出來的矸石直接用于井下充填。
按照新礦集團的設(shè)計、要求,協(xié)莊礦于2008年12月開始了井下洗煤廠的施工建設(shè)。
井下洗煤廠是如何建設(shè)的
選煤峒室設(shè)計三個主要峒室,分別為:篩分峒室、皮帶機運輸通道、機械動篩跳汰機峒室。安裝選煤設(shè)備的主要峒室寬6米,高8米,長26米。
井下洗選廠的主要設(shè)備,叫動篩跳汰機。動篩跳汰機直接靠外力驅(qū)動篩板在水介質(zhì)中作上下運動,造成物料周期性松散,實現(xiàn)按密度分層。該工藝根據(jù)煤與矸石的密度不同,使煤與矸石的混合物在上、下交變的介質(zhì)水流脈動中,按密度大小分層。密度小的上層原煤由水流帶走后,排至原煤運輸皮帶,密度大的矸石沉到下層,再排至矸石運輸皮帶機。
在煤礦井下建設(shè)洗選廠,進行機械化洗煤,到目前,國內(nèi)外都沒有先例,也沒有適于井下的選煤設(shè)備。新礦集團與協(xié)莊礦工程技術(shù)人員共同研究,提出了選煤設(shè)備的選型與設(shè)計方案,由沈陽天安礦山機械科技公司研制了WDT型井下機械式動篩跳汰機。2009年3月份,選煤設(shè)備進入安裝階段。在設(shè)備安裝過程中,技術(shù)人員克服了井下峒室空間與基礎(chǔ)條件的局限,對設(shè)備外形進行了適當改進與處理,終于將選煤設(shè)備安裝到了峒室。
井下洗選廠的特異功能
奔流的鋼纜皮帶攜帶著從—300水平7采區(qū)開采出來的原煤,進入洗選廠動篩跳汰機,在機器水槽中震動篩選后,矸石通過左面的溜子運到矸石充填作業(yè)區(qū),煤炭通過右面的溜子運到煤倉井上,運行中實現(xiàn)了矸石與煤炭的分離。
首先,大大降低了成本,節(jié)約了資金。這座井下洗選廠年處理能力60萬噸,按照分離31%的矸石計算,年分離矸石18萬噸,這些矸石就地充填在井下,每噸可以降低提升運輸成本20元錢,全年共節(jié)約生產(chǎn)成本360萬元。這18萬噸矸石充填在井下,又可以置換出煤炭,增加收入數(shù)千萬元。
其次減少矸石地面占地,節(jié)約用水,有效避免環(huán)境污染和資源浪費。從2009年7月到2010年4月,七采區(qū)十五層采煤工作面共生產(chǎn)原煤49.56萬噸,原煤經(jīng)過洗選加工后,共選出矸石14.87萬噸,原煤矸石含量由31.1%降低到4.63%,灰分由47.07%降低到14.52%,大大減輕了地面洗選廠的洗選壓力。井下洗選廠就地使用礦井水,礦井水經(jīng)過濾去除煤泥,可循環(huán)利用,每年的用水量為5000立方米。
再就是優(yōu)化了人力組合,降低了用工成本,提高了工作效率。每班只要2名職工值班,加上維修人員全部用工不過10人,而地面同等能力的洗選廠一般需要40人左右。
“協(xié)莊礦井下洗選廠總投資520萬元,其中設(shè)備投資450萬元。2009年7月份,井下選煤設(shè)備正式運行,至今整個系統(tǒng)運行正常,矸石分選率在96%以上,完全實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),同時技術(shù)也在完善中走向成熟,為以后的發(fā)展積累了豐富的經(jīng)驗。
WDT型井下機械式動篩跳汰機研發(fā)商:沈陽天安礦山機械科技公司簡介
沈陽天安礦山機械科技有限公司是沈陽煤炭科學研究所按照國家科研事業(yè)單位轉(zhuǎn)軌變型的企業(yè)。公司專業(yè)從事煤炭采掘支護機械和洗選設(shè)備的設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)制造和銷售服務(wù)。公司總部座落于遼寧省沈陽市東陵區(qū),生產(chǎn)基地建于毗鄰的撫順市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū),占地面積84畝,擁有現(xiàn)代化廠房3.6萬平方米,下設(shè)全資子公司-遼寧天安礦山科技有限公司。
天安公司擁有完善的質(zhì)量管理體系,通過了ISO9001質(zhì)量體系認證。公司秉承以科技為先導、質(zhì)量為生命、用戶為中心、市場為龍頭、服務(wù)為依托的企業(yè)宗旨,以全新的面貌、不斷創(chuàng)新的技術(shù)、專業(yè)服務(wù)竭誠為廣大用戶提供設(shè)計、研發(fā)、制造、安裝、調(diào)試、培訓、工程總承包等服務(wù)。
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GDT系列機械動篩跳汰機
詳細介紹:
我國開發(fā)研究動篩跳汰機始于80年代末期,意在解決塊煤機械排矸問題,是由沈陽煤炭研究所副所長、現(xiàn)天安公司總經(jīng)理、教授級高工曹樹祥帶領(lǐng)科技人員在借鑒德國液壓動篩跳汰機的工藝先進、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點的基礎(chǔ)上研制開發(fā)的GDT系列機械動篩跳汰機。目前國內(nèi)已成功應(yīng)用近80臺,產(chǎn)品遍布全國60多個礦區(qū)和使用單位。產(chǎn)品先后通過多次省部級科技成果鑒定,獲原煤炭工業(yè)部“科學技術(shù)進步三等獎”、“國家重點新產(chǎn)品”、“煤炭工業(yè)優(yōu)秀科技成果”等獎項。此外公司分別于2004年、2005年對用戶使用的國產(chǎn)液壓動篩跳汰機和德國進口液壓動篩跳汰機各一臺進行了技術(shù)改造,改型為機械動篩跳汰機,運行效果良好,并已通過省級技術(shù)鑒定。
2006年公司又研制開發(fā)了特大型高可靠智能化機械動篩跳汰機,跳汰面積和處理量為目前世界最大,并已通過行業(yè)技術(shù)鑒定,認定為世界先進水平。
為解決煤礦井下排矸、根治矸石對環(huán)境的污染源,同時解決井下用矸石自動回填、提高礦井采煤效率、降低礦井采煤能源消耗,2007年公司又研制開發(fā)了井下機械動篩成套技術(shù)設(shè)備。
主要特點:
1、動篩機械的頻率、振幅及升降速度比均可連續(xù)調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)的寬度與液壓動篩跳汰機一樣,且同樣簡便。
2、通過電信號反饋主驅(qū)動電機的運行情況來監(jiān)測篩體負荷的變化,即矸石層的厚度,從而控制排矸輪轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)自動排矸,信號比傳統(tǒng)的各種傳感器穩(wěn)定精確,系統(tǒng)響應(yīng)更迅速、可靠。
3、篩下物通過封閉脫水斗式提升機排放,故障率低、可靠性高、易于管理。
4、機械驅(qū)動機構(gòu)簡單、可靠,適合目前國內(nèi)礦業(yè)工人的操作和管理水平,便于維護、保養(yǎng),使用壽命長,故障率低。
5、控制系統(tǒng)簡單、便于全廠集中控制。
6、設(shè)備投資少,運行與維護成本低,對場地、環(huán)境的適應(yīng)性強。
機械動篩跳汰機設(shè)備簡單、投資少,對環(huán)境的要求不苛刻,跳汰面積2.2--4.6平方米,入洗粒25--350mm*,應(yīng)用范圍廣泛:
- 用于大型選煤廠準備車間的塊煤排矸,代替手選、避免塊煤的全部破碎選并顯著降低重介等后續(xù)洗選工藝的壓力和成本;
- 作為簡易動力煤選煤廠的主洗設(shè)備,洗選塊煤;
- 和空氣式跳汰機配合,在大型選煤廠用于洗選大粒級煤炭,而空氣式跳汰機洗小粒級煤;
- 用于露天次雜煤和廢棄矸石等處的塊煤回收。