無(wú)煙煤塊煤主要用于合成氨造氣、工業(yè)燃氣等行業(yè)，其售價(jià)長(cháng)期以來(lái)高出末煤和混煤許多，提高塊煤產(chǎn)率可直接增加企業(yè)效益，大多無(wú)煙煤生產(chǎn)企業(yè)都在積極探索塊煤防破碎的有效途徑。筆者結合煤炭生產(chǎn)與加工工藝特點(diǎn)，從技術(shù)管理方面入手，詳細分析了煤礦井下提高塊煤產(chǎn)率的有效途徑，以及選煤廠(chǎng)可采取的防破碎技術(shù)手段。

一、礦井塊煤防破碎措施

1.1通過(guò)控制煤質(zhì)提高塊煤率

1)實(shí)現合理配采。煤流中混入較多矸石不僅增大運輸成本、損壞設備、降低毛煤質(zhì)量，給洗選帶來(lái)不便，還會(huì )在運輸、轉載、入倉、加工等環(huán)節相互撞擊造成塊煤破碎，所以合理控制煤質(zhì)可提高塊煤產(chǎn)量和產(chǎn)率。礦井應根據工作面具體情況，做到不同條件、不同煤質(zhì)的工作面合理配采，并合理安排工作面推進(jìn)度，做到所采毛煤質(zhì)量不出現較大波動(dòng)，各項指標均質(zhì)穩定。在編制采、掘工作面規程時(shí)，還要對各工藝環(huán)節制定塊煤防破碎的針對性措施。

2)回采工作面采取煤矸分采分運措施。有條件的采區要設單獨的排矸倉，過(guò)斷層時(shí)加強煤矸分采分運，避免煤矸混裝混運，嚴禁300mm以上的矸石進(jìn)入煤流。凡是有過(guò)斷層、陷落柱、夾矸、火成巖的回采工作面，首先考慮改造，否則應有單獨的煤矸分流設施，并首選連續性分流的煤矸分流設施。工作面過(guò)斷層和薄煤帶時(shí)合理控制采高，全巖段矸石全部用煤矸分流系統分離，半煤巖段300mm以上矸石要在工作面或煤矸分流處全部分出。

3)掘進(jìn)工作面采取煤矸分流措施。遇半煤巖或過(guò)斷層的掘進(jìn)工作面，要做到煤巖分次爆破、分裝分運，并采取措施，減少偽頂掉落。條件正常的炮采工作面要做到不打頂、不打底、不打矸石。特殊情況無(wú)排矸系統時(shí)必須采取定時(shí)排矸、挖矸石窖或開(kāi)幫充填等方式及時(shí)處理矸石。

1.2采掘頭面防破碎

1)選擇合適采煤工藝、增大煤炭自然下落比例。對綜采工藝，根據采煤機的過(guò)煤空間，對單向割煤、雙向割煤進(jìn)行對比，選擇合適的割煤方法和落煤方式。鑒于采煤機截齒對塊煤具有較大的破碎性，采煤工作面應優(yōu)先選擇單向割底煤方法，使上部煤層自然跨落，防止塊煤在采煤機截割作用下二次破碎;同時(shí)視工作面出煤粒度大小，保持破碎機最大過(guò)煤高度，降低塊煤通過(guò)破碎機時(shí)的破碎程度。

2)采用先放松動(dòng)炮再割煤的辦法。根據綜采工作面的具體情況，可研究采用先放松動(dòng)炮再割煤的方法，合理設置影響工作面爆破效果的爆破參數，如炮眼布置方式、深度、直徑、炮眼間距、炮眼角度、起爆順序、裝藥量、以及一次起爆長(cháng)度等，可明顯提高塊煤率。對煤巷炮掘掘進(jìn)頭(煤巷開(kāi)口)要多打眼、打斜眼，少裝藥，對炸藥消耗量進(jìn)行嚴格控制;為減少爆破影響，可采用風(fēng)鎬落煤，降低爆破單位耗藥量，甚至采取不放炮等方式。永煤集團新橋煤礦在綜采工作面采用微差爆破技術(shù)進(jìn)行松動(dòng)爆破，使綜采工作面塊煤率相對提高了5%。

3)合理選用采煤機滾筒和截齒。綜采工作面要根據地質(zhì)情況，選用合適的采煤機塊煤滾筒，并對塊煤滾筒進(jìn)行優(yōu)化改造，及時(shí)更換最佳長(cháng)度的采煤機塊煤截齒，避免使用破損截齒，除過(guò)斷層時(shí)允許使用短截齒，正常情況下需采用加長(cháng)型塊煤截齒，以降低割煤時(shí)對塊煤的沖擊破碎。

4)優(yōu)化采煤機工作參數。選擇合適的采煤機工作參數，如采煤機牽引速度、滾筒轉速、截割深度、截齒排列方式，對提高塊煤率也有積極的作用。李曉豁和高健通過(guò)建立采煤機塊煤產(chǎn)量的數學(xué)模型并計算得出，當滾筒轉速在15-30r/min、牽引速度在15-30m/min時(shí)，粒度為5-15mm、15-25mm、25-50mm的塊煤產(chǎn)量均最高。鄂爾多斯市盛鑫煤業(yè)有限責任公司通過(guò)實(shí)驗證明，當采煤機滾筒轉速在14-26r/min、牽引速度在15-25m/min、截割深度在50-100mm時(shí)，各種尺寸塊煤產(chǎn)率都達到最大;同時(shí)截齒交叉式排列時(shí)，后螺旋葉片截齒高度大于前螺旋葉截齒截線(xiàn)，沿2個(gè)截齒的空檔進(jìn)行切割，具有提高塊煤率、降低粉塵的功效。

5)根據工作面頂板情況調整拉架方法。綜采工作面頂板破損段，需采用帶壓拉架、超前移架，防止頂板脫落，減少前方煤層受壓變酥;頂板較好煤墻較硬時(shí)，可適當延長(cháng)拉支架空頂時(shí)間，利用頂板下沉給煤墻一定壓力，也能有效提高塊煤率。

6)及時(shí)掌握礦壓情況。與生產(chǎn)科結合，分析工作面周期來(lái)壓規律，及時(shí)調整各工作面進(jìn)度，合理避讓來(lái)壓，減少周期來(lái)壓對塊煤的影響。

1.3煤流系統防破碎

1)安裝使用防破碎裝置。根據各個(gè)轉載點(diǎn)搭接方式安裝防破碎裝置，帶式輸送機與帶式輸送機、帶式輸送機與刮板搭接可安裝導流煤槽(簸箕嘴)，使煤流平滑過(guò)渡;刮板與帶式輸送機、刮板與刮板搭接可安裝防破碎緩沖膠帶，減少塊煤沖擊破損量。煤流系統各轉載點(diǎn)盡可能設計成平面轉載，有落差的轉載點(diǎn)均需安裝塊煤防破碎裝置，各轉載點(diǎn)搭接高度原則上不得高于0.5m，否則必須加設條狀柔性緩沖防破碎裝置，并保持其完好正常使用;搭接高度較高時(shí)，必須安裝導流煤槽降低落差，防止塊煤撞擊破碎。

2)選擇合適的運輸設備。煤由工作面到井底煤倉，需經(jīng)過(guò)刮板輸送機、帶式輸送機等運輸環(huán)節，每個(gè)轉載點(diǎn)的跌落沖擊力都會(huì )造成塊煤損失，且刮板輸送機內受到刮板與鏈條擠壓也會(huì )造成塊煤破碎，因此在設計煤流線(xiàn)路時(shí)應盡量減少轉載環(huán)節，要注重設備選型，能用帶式輸送機的不用刮板輸送機，并在帶式輸送機各落料點(diǎn)使用橡膠緩沖托輥、緩沖床或其他緩沖裝置，減少轉載點(diǎn)處塊煤破碎。

1.4煤倉防破碎

1)井下煤倉防破碎控制。井下各煤倉要加設緩沖裝置，新施工煤倉必須設計成傾斜或螺旋直立式，導流螺旋溜槽可大大減小塊煤入倉時(shí)的沖擊力，降低入倉時(shí)撞擊破碎程度;煤倉要保持一定倉位，并超過(guò)煤倉螺旋溜槽尾部2m以上，采區倉位高度要控制在50%以上，具備條件的可安裝自動(dòng)限位控制裝置。

2)主井煤倉防破碎控制。礦、廠(chǎng)密切結合，保證提煤盡可能連續與煤倉持續留有一定存煤，倉位嚴格控制在30%以上，減少原煤入倉落差，降低跌落碰撞破碎比率。

二、選煤廠(chǎng)塊煤防破碎措施

2.1工藝設備選擇

1)洗選工藝及設備選擇。設計具有一定規模的重介選煤廠(chǎng)，優(yōu)先進(jìn)行分級入洗，選用重介淺槽作為塊煤分選設備;由于規模小選擇混合入洗工藝時(shí)，應采用無(wú)壓給料重介質(zhì)旋流器，避免塊煤在泵與管道輸送過(guò)程中的摩擦撞擊造成破碎。采用跳汰工藝時(shí)，分級入洗比混合入洗多一道選前篩分環(huán)節會(huì )破碎塊煤，且分級后塊煤進(jìn)入跳汰緩沖倉時(shí)，缺少末煤緩沖作用，塊煤入倉也會(huì )撞擊破碎。同時(shí)設計時(shí)，要具備礦井出煤由選煤廠(chǎng)直接入洗的功能，避免入倉轉載等增加破碎環(huán)節。

2)運輸設備選擇。為避免塊煤受擠壓和撞擊破碎，原煤、塊煤、混煤運輸設備應優(yōu)先考慮帶式輸送機，盡量避免使用刮板輸送機。

3)廠(chǎng)房設備布置。選煤廠(chǎng)設計時(shí)要最大限度壓縮廠(chǎng)房高度，采取各種措施減小轉載點(diǎn)處塊煤落差，上下游設備盡可能布置在同一層，轉載溜槽或漏斗在盡量帶一定傾角，例如塊煤分級脫水(脫介)篩與下游塊煤運輸設備盡量設置于同一層，條件不允許也要壓縮分級篩與輸送機之間高差。塊精煤分級系統布置在塊煤入倉前，可保證中間轉載運輸環(huán)節塊與塊之間有小顆粒作緩沖，減少碰撞破碎機會(huì )。

2.2防破碎溜槽設計

1)固定溜槽。溜槽作為產(chǎn)品轉載、運輸的重要環(huán)節，無(wú)動(dòng)力部件，但對塊煤防破碎起著(zhù)非常關(guān)鍵的作用。溜槽內物料直接沖擊面需增加橡膠襯板或其他彈性襯板，并及時(shí)檢查磨損程度和更換;也可設置三角緩沖段或緩沖箱，使物料由高處落下先堆積在溜槽的緩沖箱內，待物料填滿(mǎn)后從緩沖箱溢流至后續溜槽段，可大大降低塊煤對溜槽母體沖擊;落差溜槽盡設置三角沖或緩沖箱，逐級緩沖和降低煤流速度，起到最大限度的堆煤防碎作用;條件允許還可改變溜槽角度，優(yōu)化溜槽過(guò)流斷面，減緩物料下落速度，使物料滑動(dòng)下落。

2)自動(dòng)伸縮溜槽。自動(dòng)伸縮溜槽安裝于塊煤倉內產(chǎn)品落料點(diǎn)處，工作機理是料位計檢測溜槽內煤位高度，由驅動(dòng)系統控制伸縮溜槽在倉內的伸縮長(cháng)度，使落煤點(diǎn)高差始終保持在一定范圍內，避免塊煤高落差摔碎。

3)螺旋溜槽。螺旋溜槽的工作原理是通過(guò)螺旋溜槽的導向作用，將煤炭入倉過(guò)程中的自由落體運動(dòng)轉變?yōu)閯蛩俾菪\動(dòng)，降低煤流運行速度，減緩煤炭入倉過(guò)程中的相互沖擊，防止破碎，從而提高塊煤率。螺旋溜槽分內螺旋溜槽和外螺旋溜槽。內螺旋溜槽由于受煤泥黏槽、滿(mǎn)倉靜壓及放煤動(dòng)壓壓跨支柱等問(wèn)題制約已基本不用;外螺旋溜槽分內嵌式和壁掛式，受煤流影響小，維護量小，應用較為廣泛。外螺旋溜槽一般安裝于原煤倉、塊煤倉，以及井下煤倉中，需要在礦廠(chǎng)籌建過(guò)程中設計和安裝，投產(chǎn)時(shí)直接投入使用。由于螺旋溜槽受安裝難度、倉內存煤、粉塵、瓦斯等影響，維護存在一定難度，設計安裝時(shí)一定要保證溜槽具有足夠的厚度和耐磨性。

2.3溜槽防破碎裝置設計

1)重錘限位防破碎裝置。溜槽出口處設計一可翻轉擋煤板，一端焊接在溜槽一側的轉動(dòng)軸上，轉動(dòng)軸的一端(或兩端)安裝配重，利用杠桿原理，溜槽內塊煤重量小于配重時(shí)，翻板處于關(guān)閉狀態(tài)，反之溜槽內塊煤重量大于配重時(shí)，翻板轉動(dòng)，塊煤下落，從而減小溜槽內塊煤落差，避免高速碰撞和破碎。

2)自動(dòng)限位防破碎裝置。自動(dòng)控制防破碎裝置一般安裝于塊煤轉載溜槽或漏斗內。具體做法是溜槽或漏斗入口安裝自動(dòng)限位開(kāi)關(guān)，溜槽出口安裝電動(dòng)機制動(dòng)閘板、翻板或撥輪放料裝置，電動(dòng)機運行受限位開(kāi)關(guān)控制，當漏斗或溜槽內塊煤量上升到上限位開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)打開(kāi)電動(dòng)機運行，溜槽出口閘板、翻板開(kāi)啟或撥輪轉動(dòng)，溜槽內物料蠕動(dòng)下滑，當溜槽或漏斗內物料下滑到下限位開(kāi)關(guān)，電動(dòng)機停止運行，放料終止，這樣可終保持溜槽和漏斗內物料處于一定高度，避煤塊煤直接下落造成的沖擊破碎。

2.4塊煤入倉控制

采用伸縮溜槽控制塊煤入倉存在故障率高、維修難度大、倉容實(shí)際利用率低等弊病;且安裝螺旋溜槽施工難度大，溜槽磨損后維護成本高，更換時(shí)安全隱患大。由于塊煤倉多跨鐵路線(xiàn)建造，一般為方形，選煤廠(chǎng)可以在塊煤倉轉載帶式輸送機上方，設計安裝沿輸送帶前后移動(dòng)的卸料小車(chē)，通過(guò)控制卸料小車(chē)位置，使物料在煤倉不同位置下落，當下落點(diǎn)處倉內料位上升到落差范圍內時(shí)，卸料小車(chē)前后微移物料繼續下落，直至達到落差范圍內。整個(gè)過(guò)程中物料落差保持穩定，在倉內錐狀堆積成蠕動(dòng)下滑狀態(tài)，可有效提高倉容利用率和降低塊煤落差。同時(shí)將塊煤入倉口的安全防護篦子去掉，在落煤口外側加設防護欄桿，不僅可避免塊煤入倉時(shí)與篦子碰撞造成二次破碎，還可保證人員安全。永煤集團本部五個(gè)選煤廠(chǎng)全部采用此方法控制，原煤倉倉位高度始終保持在煤倉高度的一半以上，塊煤倉落料點(diǎn)高度控制在1m以?xún)?，取得了良好的效果?/p>

2.5裝車(chē)落差控制

塊煤裝車(chē)要采取有效的防破碎措施，在裝車(chē)溜槽處安裝如升降式溜槽(簸箕嘴)等防破碎裝置，使物料滑動(dòng)下落，避免塊煤與車(chē)幫及車(chē)底之間大落差撞擊;及時(shí)掌握倉存情況，均衡控制給料，提高裝車(chē)速度，減少裝車(chē)過(guò)程中塊煤之間沖擊力。非特殊情況盡量避免塊煤落地，以免車(chē)輛裝卸碾壓等造成破碎。

三、結語(yǔ)

對于塊煤效益好的煤炭企業(yè)，不單指無(wú)煙煤，也包括生產(chǎn)長(cháng)焰煤、弱粘煤等煙塊產(chǎn)品的企業(yè)，結合市場(chǎng)需求，只要生產(chǎn)銷(xiāo)售塊煤優(yōu)于末煤時(shí)，就應綜合考慮在各個(gè)環(huán)節采取有效防止塊煤破碎的措施，特別是在新建礦廠(chǎng)時(shí)就要進(jìn)行必要論證與設計配置，保證投產(chǎn)后可直接投入使用，并保證防碎設施具備足夠耐磨性和可靠性。在井上下生產(chǎn)過(guò)程中要加強管理與設施維護，確保技術(shù)操作到位、設施有效運行，并大膽創(chuàng )新逐步實(shí)施防破碎自動(dòng)化控制，從達到增加經(jīng)濟效益、提高企業(yè)競爭力的目的。