貴州盤江精煤公司 周洪 陳皖寧 朱世明
l 前言
近年來(lái)，煤中細(xì)粒級(jí)物料的含量呈上升趨勢(shì)，再之煤炭在開采出來(lái)后要帶一定水分，在進(jìn)選煤廠后，很容易使原煤貯運(yùn)系統(tǒng)發(fā)生膨倉(cāng)等泄煤不暢問題。盤江精煤公司老屋基選煤廠，是一座年人選原煤1．5 Mt的群礦型煉焦煤選煤廠，分別人選老屋基礦、山腳樹礦和土城礦原煤。該廠的原煤貯運(yùn)系統(tǒng)有3個(gè)貯量各為2000t的原煤罐(1～3#)，老屋基礦的井下原煤直接人內(nèi)；另有8個(gè)貯量各為100t的受煤坑(1～8#)接收外礦原煤，再經(jīng)膠帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)載至原煤罐 (見圖)。
由于各礦原煤煤質(zhì)變化較大，使該廠受煤坑及原煤罐經(jīng)常發(fā)生膨倉(cāng)和堵倉(cāng)事故。處理的辦法是：對(duì)受煤坑，人工手持高壓風(fēng)管捅倉(cāng)；原煤罐，采用空氣炮破拱�？諝馀诓蛔嘈r(shí)，則采用人工放炮破拱。這些辦法，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且易引發(fā)安全事故。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),1990年以來(lái)，共有3人因在原煤罐下放炮受重傷。而且，由于原煤倉(cāng)罐的內(nèi)壁均為鋼筋砼+水泥砂漿壓光壁結(jié)構(gòu)，摩擦力大，煤炭由于經(jīng)年積累，在其內(nèi)部形成了一個(gè)不可滑動(dòng)層。不僅縮小了原煤倉(cāng)罐的有效容積，還會(huì)延長(zhǎng)卸煤時(shí)間，影響正常生產(chǎn)。多年來(lái)，該廠原煤罐的貯存容量只能達(dá)到設(shè)計(jì)容量的50％。為解決這一問題，1997年，該廠在原煤罐2#罐內(nèi)采用高分子聚乙烯材料做內(nèi)襯。這種材料雖然抗沖擊強(qiáng)度和耐磨性能較好，但因采用膨脹螺栓固定，其固定點(diǎn)位先被磨損，使聚乙烯板材翹起或脫落；另外，這種材料不耐高溫。遇到人工放炮時(shí)，所產(chǎn)生的高溫會(huì)使板材產(chǎn)生“鼓包”，反而阻礙煤流。
經(jīng)多方查詢，了解到了安徽一家公司生產(chǎn)的微晶鑄石及微晶陶瓷(白色)新型材料及在我公司有關(guān)單位的使用情況。從今年2月份開始，老屋基選煤廠先對(duì)受煤坑和2#原煤罐粘貼微晶鑄石，約l300m2，取得了良好效果。
2 微晶鑄石的主要性能
微晶鑄石是一種硅酸鹽材料。先經(jīng)1500℃的高溫熔融，并壓延成型，最終受控成核晶化的產(chǎn)物，屬以共價(jià)鍵形成的原子晶體類物質(zhì)。有很高的硬度和耐磨性，熔點(diǎn)很高，晶體的延展性小，有脆性；成型過(guò)程中不易產(chǎn)生微氣孔，且不易導(dǎo)電，是一種很好的耐磨材料。
微晶鑄石的晶體尺寸一般控制在0.1～0.3um，致密均勻，析晶率在65％左右。在微晶鑄石成型過(guò)程中，其內(nèi)部的微晶體周圍充滿玻璃相，在很強(qiáng)的共價(jià)鍵力作用下起到粘接劑作用。這些微小的近乎于納米級(jí)材料的晶體，具有很高的耐磨性和機(jī)械強(qiáng)度。微晶鑄石在與物料(如煤)接觸作用后，其自由表面被研磨拋光，進(jìn)而減小了摩擦系數(shù)。
另外，由于微晶鑄石特殊的晶體構(gòu)成，其內(nèi)部的硅酸鹽晶體與晶體之間、晶體與玻璃相之間，都是由鍵力較強(qiáng)的共價(jià)鍵相互結(jié)合，因此，其表面的共價(jià)鍵，即使因加工、研磨等而發(fā)生斷裂，也仍有較大的殘留共價(jià)鍵力，表現(xiàn)出較強(qiáng)的親水性(水分子也是H—O共價(jià)鍵結(jié)構(gòu))。當(dāng)這種材料表面接觸水時(shí)，會(huì)形成一層附著力很強(qiáng)的“水膜”，而且由于微晶鑄石沒有微氣孔，吸水率為零，因此，這層“水膜”僅僅吸附在微晶鑄石的表面(厚度約100～300um)。由于煤炭的疏水性較強(qiáng)，因此，很明顯，這層薄薄的“水膜”起到了潤(rùn)滑劑作用，保證了煤炭在原煤倉(cāng)罐內(nèi)不發(fā)生阻滯，而且這層水膜的形成與煤炭所含的水分有很大關(guān)系。這一特點(diǎn)在盤江煤電公司盤北選煤廠的尾煤泥濃縮機(jī)粘貼微晶陶瓷后的使用過(guò)程中顯得尤為明顯。
3 在選煤廠應(yīng)用
老屋基廠利用國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)的示范工程的有利時(shí)機(jī)，決定對(duì)原煤罐和受煤坑進(jìn)行粘貼微晶鑄石。因系老廠改造，為不影響生產(chǎn)，先對(duì)2#原煤罐和1～8#受煤坑施工。將微晶鑄石粉(-0.094mm)與水玻璃溶液(Na2SiO3)及固化劑(Na2SiF6)，按1:0.4．1的比例混和成膠泥，然后作為粘接劑將微晶鑄石粘貼于倉(cāng)罐內(nèi)壁上。工程完工后只需24h的養(yǎng)護(hù)期就可投入使用。工程總面積約1300m2。
經(jīng)過(guò)2個(gè)多月使用，已基本上解決了堵、膨倉(cāng)問題。以一般情況下15個(gè)標(biāo)準(zhǔn)車皮900t煤為例，未貼微晶鑄石前的卸煤返煤時(shí)間為2 h以上，而改造后不到l5h，效率提高了25％。2個(gè)多月來(lái)，沒有進(jìn)行人工放炮作業(yè)，貯煤均能經(jīng)給煤機(jī)均勻、連續(xù)地^洗選系統(tǒng)，而且，罐的倉(cāng)貯容量也大幅提高，達(dá)到1600t，較原來(lái)提高了30％。另外，約400t煤是為防止煤中的大塊矸石從高空(H一20m)落下砸壞微晶鑄石板和給煤機(jī)料斗而人為預(yù)留的，并非粘附在罐壁上的滯留煤。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，改造后的原煤貯運(yùn)系統(tǒng)，平均每月可縮短返煤時(shí)間近70 h，全年可節(jié)電29970 kWh。
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