一、立项背

洗选中心太西洗煤厂原煤准备系统原有4台破碎机，分别为145、146颚式破碎机和155、156齿辊破碎机，145、146用于处理+80mm以上的粒级的原煤，为一级破碎机，155、156用于处理145、146破碎机破碎后的原煤，为二级破碎机，在设备运行过程中，存在以下问题

（1）由于145、146、155、156破碎机破碎后入洗原煤中仍然含有10%以上的+80mm的大块煤，影响洗煤的正常生产，同时造成生产系统出现卡堵，还有由于破碎力度不够，无法进行有效的洗选，造成产品超灰

（2）155、156破碎机已经运行了21年，设备故障率高，齿辊和齿板需要经常进行更换，平均每周要检修两次破碎机，每月要更换一次齿板，半年更换一次齿辊，使人工成本和材料成本提高

二、内涵和主要做

1.将145、146、155、156破碎机整体拆除，通过技术方案及专家论证，可以用一台破碎机替换四台破碎机，并达到四台破碎机的运行效果

将4台旧破碎机拆除，安装两台新破碎机，其中145破碎机由原来的进口MMD破碎机进行改造，将破碎机的齿辊、齿板全部按太西煤的硬度要求配置了专业的合金破碎齿，并全部安装的国产的齿辊和齿板，145破碎机在原有的基础上对主要部件进行了国产化改造。另一台146破碎机为泰伯克公司新研制的TCC-A型破碎机，互为备用，每次开机只开一台，另一台随时可以拉至下料口处，与溜槽连接即可投入使用，达到一开一备的目的

将143、144手选皮带的下料溜槽进行个改造由原来的一一对应关系，改成两条皮带的料通过收集溜槽进行新破碎机

在破碎机下方安装一个分叉溜槽，将破碎后的煤送入201、202转载皮带后入原煤仓

2.对破碎机的电控系统进行了改造，同时对集控程序进行编译，加入破碎机超温、超幅、综保、进铁、失速报警

（1）由于破碎机的电机功率较大，145破碎机为两台132KW的电机，146破碎机为两台160KW的电机，起动时对电网的冲击非常大，所以采用软启动器一台一台电机分开起动的方式来减少对电网的冲击，保证用电安全

（2）对准备集控的起停车程序进行了改造，由于原破碎机起车时间短为2秒，而新破碎机两台电机逐台采用软启动器起动，因此起动时间较长需要30秒，车间按照新破碎机的起车时间对原程序进行修订，并改变原来的起停车设备闭锁关系

（3）新破碎机加装了超温、超幅、进铁等保护，使设备运行更为可靠

三、创新亮

1.将ZTA复合耐磨材料应用到分级破碎设

陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料除具备具有硬质陶瓷的高耐磨性和钢铁基体的高强韧性，还有良好的可设计性。将陶瓷颗粒融合进齿板，提高了破碎机齿板的耐磨性，解决了进口MMD的齿板易断裂、瓣齿、固定齿板螺栓易松动等问题。而且齿板的寿命明显延长，比原破碎机的齿板寿命延长1倍

2.从技术研究、模型分析、实际考证研究分级破碎设备的齿形设计、粒度分布与真实破碎比选

本次通过建立粒度分布与传递数学模型、研究不同齿形的设备（MMD625、PCC5030、MMD500）对应原煤、精煤破碎的真实破碎比的定量研究，为破碎设备选型行业规范的完善做准备。由于新破碎机的齿板采用了粒级分布及传递数学等研究成果，使得块煤的成块率提高了6%

3.将在线监测、大数据化与互联网+等人工智能技术用于分级破碎系统

大数据与互联网技术是目前工业4.0发展的典型技术手段，破碎设备的智能化运行管理也是当今分级破碎设备技术与破碎系统管理发展的趋势所在，项目研究中构建基于大数据分析的破碎设备的故障诊断模型，为实现大型破碎设备的智能控制与全生命周期管理做基础

4.为解决破碎腔进铁器等杂物导致的减速器损坏等问题，首次将音频检测、频谱识别技术用于分级破碎设备的进铁器设备保护中

5.对破碎机电缆的吊挂装置进行安装，使检修人员的劳动强度大为降低，由原来更换备用破碎机需要2小时缩减到10分钟，即可完成破碎机的更换工作，同时也为检修工作节约了时间

四、实施效

（一）取得的效

1.新145、146破碎机投入使用后，处理能力大幅提升，原来卸一列22节车皮的原煤需要2.5小时，更换145、146破碎机后，只要1.5小时即可完成原煤的卸车工作，减少了准备系统的开机时间

2.新破碎机的齿板寿命比原破碎机的齿板寿命延长2倍，节约了材料费

3.新破碎机破碎后的粒级达到入洗原煤的要求，超限块不超过5%，使洗煤生产能够顺利进行，不影响生产，同时也不会造成产品超灰

4.新破碎机使块煤的成块率提高了6%，提高了块煤的回收率

5.新破碎机的保护功能更为齐全，老破碎机只有失速和综保两种保护，新破碎机还有破碎机机体振幅大、电机温度高、破碎机内进入铁器、杂物都会报警停机，避免了对设备的损坏

6.新破碎机安装了两台，能够一用一备，避免了当破碎机需要进行检查或检修时，影响生产系统的正常生产

（二）实施应用前后效果（益）情

1.将145、146破碎机改造后，增加了煤块的处理量。原来卸一列22节车皮的原煤需要2.5小时，更换145、146破碎机后，只要1.5小时即可完成原煤的卸车工作，减少了开机时间，节约了电费。原煤准备平均每天卸5组原煤，每组减少1小时开机时间，全年按330天计算，可节约

（1160KW-320KW）×1H×0.353元/度×5×330=48.926万元

2.155、156破碎机齿板原来每月更换一次齿板，每年更换一次齿辊，全年维修费用为

齿板：2120元/块×12块×12个月×2台=61.056万

齿辊：14.56万元/个×2个×2台=58.24万

合计：61.056＋58.24=119.296万

166破碎机采用的进口配件，每季度更换一次齿板，每两年更换一次齿辊，全年维修费用为

齿板：3975元/块×8块×4次/年=12.72万

齿辊：31.75万

合计：12.72＋31.75=44.47万

旧破碎机每年检修费用为：119.296万元＋44.47万元=163.766万

新破碎机一个季度更换一次齿板，两年更换一次齿辊，而且新破碎机配件全部采用国产配件，配件价格明显比进口配件价格低，每年使用材料费用为

齿板：2998元/块×12块×4次/年=14.39万

齿辊：24.56万

合计：14.39万元＋24.56万元=38.95万

每年可节约材料费用：163.766万元-38.95万元=124.816万

新破碎机使块煤成块率提高6%，平均每天多生产块煤183吨，每吨块煤比末精煤售价高496元，全年按330天计算，可提高收入

496元/吨×183吨×330天=2995.344万

通过对破碎机的改造，全年可减少费用支出173.742万元，增加收入2995.344万元，共计3169.086万元

五、可推广应用范围

太西洗煤厂安装的破碎机，由于其齿板硬度高，齿板分布为破碎设备选型行业规范的完善，因此此破碎机可以进行推广使用，由于在煤矿和冶金领域