陶能进大师解析安家岭选煤厂的“重大技术创新”
编者按
伴随着煤炭工业的现代化发展，煤炭勘察设计水平不断提升，在洗选加工领域涌现出了一批具有突出贡献的设计人员，其中有4位获得了“中国工程设计大师”荣誉称号。为进一步发挥煤炭勘察设计大师的作用，近年来，中国煤炭建设协会又组织评选了首届全国煤炭行业勘察设计大师，其中洗选加工5位。这9位大师是我国煤炭洗选设计领域先进生产力的代表，是煤炭洗选设计队伍中最优秀的人才，是煤炭建设行业技术进步的带头人，是引领和推动煤炭资源科学开发与规划建设的重要力量。
为了在全国选煤战线宣传设计大师的敬业精神和敢于技术创新、善于技术创新的拼搏精神，五六选煤特开辟【致敬】系列，详细介绍9位大师的先进事迹和主要业绩，宣传大师们在设计专业技术方面的造诣。希望本系列能起到激励和引导作用，并祝愿大师们再创辉煌！
陶能进
男，1966年11月生人，安徽枞阳人，教授级高级工程师，1987年毕业于淮南矿业学院选煤专业，一直从事选煤厂工程设计和管理工作，现任北京华宇工程有限公司副总工程师。
2015年获“中国煤炭行业工程设计大师”称号
先进事迹及主要业绩
陶能进大师参加工作30年来，主持了选煤厂工程设计多项，并获得国家、煤炭行业（部级）优秀工程设计奖多项，具有坚实的专业理论知识和丰富的实践经验，在选煤工程设计领域取得了突出成绩。主持了70多个选煤厂项目的设计工作，担任了10多个大型、特大型选煤厂项目设计的项目负责人。
作为项目助理、执行项目负责人主持平朔煤炭工业公司安家岭露天矿选煤厂，获得2006年全国优秀工程设计银奖；作为项目负责人主持平朔煤炭工业公司一、二号井选煤厂项目，均获得煤炭行业（部级）第十四届优秀工程设计一等奖，二号井选煤厂可行性研究报告获得2005年全国优秀工程咨询成果三等奖；作为项目负责人主持的中煤平朔煤业公司木瓜界选煤厂项目，获得煤炭行业第十六届优秀工程设计一等奖、2010年煤炭行业优秀工程咨询成果二等奖；作为项目助理、执行项目负责人主持的安家岭露天矿选煤厂，获得煤炭行业第十二届优秀工程设计一等奖；作为审定人，参与的新汶矿业集团巨野龙固矿井选煤厂，获得煤炭行业第十五届优秀工程设计一等奖；作为审定人，参与的河北金牛能源东庞选煤厂技改工程，获得煤炭行业第十二届优秀工程设计二等奖；作为项目负责人主持的平朔煤炭工业公司一、二号井选煤厂可行性研究报告，分别获得2006年度煤炭行业优秀工程咨询成果一等奖、2005年度煤炭行业优秀工程咨询成果一等奖。作为项目负责人主持的山西平朔小回沟选煤厂可行性研究报告，获得2012年度煤炭行业优秀工程咨询成果一等奖。
陶能进大师在《煤炭工程》、《煤炭加工与综合利用》等杂志发表多篇论文，出版著作《选煤厂管道、阀门与泵的安装使用与维护》（中国矿业大学出版社出版）。作为主编编制国家标准《煤炭洗选工程节能设计规范》、《煤炭工业洗选工程建设标准》，作为副主编修订国家标准《煤炭洗选工程设计规范》，参与编制了国家标准《煤炭工业选煤厂工程建设项目设计文件编制标准》、《煤炭工业选煤厂工程建设项目可行性研究报告编制标准》。
代表性论著
陶能进大师2004发表了《平朔安家岭煤矿特大型高效选煤厂设计特点》，主要有以下观点：
一、概述
平朔煤炭工业公司安家岭露天煤矿选煤厂是国家“九五”期间煤炭工业重点建设项目,年处理原煤15.00Mt,是我国自行设计、施工、管理的国内规模最大的高效、现代化选煤厂。
针对安家岭选煤厂原料煤的煤质特征,结合露天开采的煤质特点以及市场的需求,设计了出口煤选煤系统和内销煤排矸系统。出口煤选煤系统采用分级重介主再选工艺,150～13mm块煤采用重介浅槽分选机主再选,13～0.15mm末煤采用重介旋流器主再选;内销煤排矸系统采用分级重介排矸工艺,150～13mm块煤采用重介浅槽分选机排矸,13～0.5mm采用末煤重介旋流器排矸。产品结构为:精煤(Ad≤14%,St.d≤1%,Mt≤8.5%,Qgr.v.d≥28.47MJ/kg,主供出口),洗混煤(Ad<37%、Qnet,ar≥16.84MJ/kg,供国内电厂),混煤(Ad<24%、Qnet,ar≥22.09MJ/kg,供国内电厂)和矸石(Ad>67.5%,弃至露天矿排土场)。
安家岭选煤厂是我国首次自行设计的特大型高效选煤厂,该项目在设计中,充分吸收我国现有选煤厂设计实践经验,并结合国内外选煤技术的新成果,敢于创新,充分体现了先进、可靠、灵活、实用的特点。是国内外先进技术及工艺融合的代表作。
二、设计特点及重大技术创新
1先进性
1.1先进工艺
自行设计年处理原煤15.00Mt的选煤厂为国内首次,因此采用先进的工艺,对保证选煤厂的正常生产尤为重要。为此,在多次认真分析煤质和市场基础上,选煤厂设置了煤洗选系统和内销煤洗煤系统。并结合露天开采块煤量大的煤质特点,采用了分级重介洗选工艺,一方面充分利用块煤系统处理能力大、介耗低、生产成本低的优点,另一方面减少了块煤的过粉碎,减轻了煤泥水系统的压力,对保证煤泥的有效回收意义重大。
出口煤选煤系统采用分级重介主再选工艺,这样既可以利用主选保证精煤的质量,又可以利用再选保证排纯矸,分选精度高。内销煤排矸系统采用块末煤分级重介排矸,分选精度高,系统简单,与选煤系统的选煤方法一致,便于管理。选煤方法和工艺流程先进合理,系统完善灵活,对煤质及产品质量变化的适应性强,产品质量稳定,最大限度地回收了精煤、混煤产品,保证了企业的经济效益。
1.2先进设备
为了满足现代企业高科技、高效率、高效益的要求,关键设备均采用国外先进设备。如浅槽分选机、重介旋流器等。有些设备核心部分、关键部分、技术含量高的部分引进国外的先进技术,其余部分国产,这样既保证设备的先进性、可靠性,又可以节省投资。如装车站、浓缩机、脱介筛、给料机等;有些国产设备达到国际先进水平的就采用国产设备,如渣浆泵等。
1.3新材料
洗选系统的生产管道、运输系统的非标板材(包括内衬)分别采用国内最先进的耐磨钢管、耐磨钢板等耐磨材料,寿命长,维修量小;厂房围护材料采用双层保温彩板,美观实用。
1.4新技术
特大型选煤厂的设计对选煤厂设计人员是一个极大的挑战。由于洗选能力的加大,与工艺配套的相关技术,包括各种建构筑物设计、供配电设计、控制设计及其它辅助生产设施等的设计就成为广大设计人员中的又一难点,为此大胆地采用新技术,对提升我国选煤厂的设计水平,保证选煤厂的正常生产十分重要。
1.4.1土建结构
作为选煤厂的“脊梁”,科学、合理、美观、经济的进行结构设计一直是结构设计工程师的追求。“傻、大、笨”也一直是许多人送给煤炭工程的雅号。为此,在设计中,我们科学的计算,大胆的创新,做出了突破性的贡献。
1)主厂房通过全方位的合理优化,和同类型选煤厂相比避免了“肥梁胖柱”,又不产生共振,节约了材料,降低了造价,缩短了工期。
2)半地下式槽仓(精煤仓)采用中间圆筒、两端框架加方筒的支承形式,受力明确,支承可靠,避免了加筋土沉降和仓侧压对主体结构的影响,装满系数大,并设置了独特的地下水防排水工程。
3)煤泥浓缩机采用大直径装配式预应力浓缩池,受力好,造价低,施工速度快,抗渗性能好。该浓缩池为国内煤炭系统落地式最大的装配式预应力浓缩池。
4)储煤场返煤地道根据不同位置受力大小的不同顶板厚薄合理,受力好,投资省。
5)百米大跨度带式输送机拱桥填补了选煤厂栈桥空白,既安全,又省钱,更美观。
6)带式输送机栈桥与铁路路基下交叉采用顶进式涵洞,既方便施工,又避免了对铁路行车的影响。
7)介质库采用轻钢结构厂房,新颖、美观。
8)57m大跨度无下弦钢桁架在国内选煤厂首次采用。
9)新颖的围护:建筑物采用蓝、白、红三色彩板围护,靓丽、整洁、美观。
10)钢支承加斜位绳的管桥结构,简单、美观、实用。
1.4.2自动控制
选煤厂的控制系统一般包括集控系统、调度监控系统和管理监控系统。先进的控制系统是选煤厂正常高效生产的保证,因此在设计中:①首次大规模应用Plantscape控制系统;②采用分级分布式,主分站结合;③集中控制、过程控制、信息控制三控一体。这种控制系统,设备先进、系统完善、自动化水平高。同时还能完成自动化项目的调控,如重介悬浮液密度的自动调控、入选原煤量的自动控制、按硫分要求的配煤自动控制等。这些都为选煤厂的现化化管理创造了优越的条件,取得了良好的效果。
1.4.3供配电
考虑到选煤厂负荷大、生产密集等特点,在供配电设计中,供配电系统采用35kV深入负荷中心,向车间室外组合变电站直接供电方式,该供电系统供电容量大,系统可靠,环节简单,投资省。
1.4.4其它
在其它生产环节的设计中,为了保证系统的高效运转,也创新性的采用了许多有利于生产的措施。包括:
1)储煤场、产品仓地道采用通风、除尘、采暖综合技术。
2)产品仓下采用给料机煤水自动分离技术。
3)胶带清扫技术采用消化国外先进方式的二段胶带清扫器。
4)冬季采暖采用水暖、电暖、设备局部取暖相结合的新型采暖方式。
5)万吨列车配煤装车技术,铁路站场采用双环线,装车采用两套快速定量装车系统,装车过程中还可根据用户的要求将不同的产品进行配煤装车。
6)自动取样技术,在精煤、混煤产品及装车带式输送机上均设有先进的自动取样系统。
7)串介分流技术,考虑主选系统不可避免地要将部分介质带到再洗系统,设计中再选分流部分返回主选系统,以保证各系统的介质平衡。
2可靠性
随着选煤厂生产能力的不断扩大,对系统各方面的要求也在由量变到质变,特大型选煤厂可靠性尤为重要。
1)设备的可靠性。主要洗选设备,都选用当今世界上最先进的设备,确保了选煤厂超大规模系统的连续正常运行。
2)工艺系统的可靠性。采用分级重介主再选工艺,先进可靠,分选精度高,对煤质及产品质量变化的适应性强;同时为了成功地实现各工艺环节对特大型选煤厂处理能力的适应性,洗选工艺系统采用单元式布置,各单元之间相互独立,增加了系统的可靠性,方便了管理。
3)控制的可靠性。控制系统按三个层次和两级网络由集控系统、调度监控系统及管理监控系统组成的管控合一系统。实时化,实现以最大经济效益为目的的集约型生产方式。
4)系统运转的可靠性。为了保证系统的顺利运转。在设计中,非标设备如带式输送机采用国外的注油托辊,减速器采用国外的减速器或软起动装置,溜槽根据输送物料的不同分别采用耐磨钢板、内衬耐磨钢板、内衬铸石或耐磨磁砖等,洗选系统的生产管道及阀门分别采用耐磨钢管及耐磨阀门,以确保系统的可靠连续运行。
3灵活性
为了满足市场的需求和生产的需要,生产适应市场变化的产品及方便的组织生产,洗选工艺和地面工艺系统设计中极大程度地贯穿了“灵活”的原则。
1)灵活的三级配煤系统可保证出口精煤的最大产率和生产适销对路的产品。
2)灵活的末煤分选切换系统,可使末煤直接作为产品,降低生产成本,减少系统的煤泥量。
3)灵活的双环线装车系统,可实现任一环线的自动快速装车。
4实用性
选煤厂设计除了要先进、可靠、灵活外,实用也特别重要。华而不实是设计之大忌。因此在此项目设计中,我们特别注重采用技术的实用性。具体体现在:
1)合理设置变频器:泵不采用变频调速,而采用皮带轮联接;但配煤给料机采用变频调速,既实用又节约了投资。
2)大功率带式输送机采用CST软起动,降低电网冲击荷载,延长带式输送机使用寿命。
3)车间布置合理,便于操作,方便检修。
4)设备型号尽可能统一,减少备品备件。
5)本务机装车,减少作业时间,并方便管理。
（编辑：安安）
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