李月英

(西山煤電股份有限公司 西銘礦選煤廠，山西　太原　030053)

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西銘礦選煤廠原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)技術(shù)改造

李月英

(西山煤電股份有限公司 西銘礦選煤廠，山西太原030053)

摘要西銘礦選煤廠原來(lái)的原煤篩分破碎系統(tǒng)不能滿足現(xiàn)有選煤廠的生產(chǎn)需要，因此，對(duì)其進(jìn)行了技術(shù)改造。新系統(tǒng)采用以重介質(zhì)淺槽分選機(jī)為核心設(shè)備的淺槽系統(tǒng)入洗原煤，闡述了新舊原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)的工藝流程及重介淺槽分選機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，分析了新系統(tǒng)在使用中的優(yōu)勢(shì)。生產(chǎn)實(shí)踐表明，重介淺槽分選系統(tǒng)在該選煤廠運(yùn)行良好，滿足了生產(chǎn)的需要，減少了煤炭資源的浪費(fèi)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞原煤；準(zhǔn)備系統(tǒng)；重介淺槽分選機(jī)；分選；排矸

1原煤準(zhǔn)備篩分破碎系統(tǒng)現(xiàn)狀

西山煤電股份公司西銘礦選煤廠原煤篩分破碎系統(tǒng)始建于20世紀(jì)70年代，系統(tǒng)分為新篩分樓系統(tǒng)和舊篩分樓系統(tǒng)。系統(tǒng)工藝流程圖見圖1，圖2. 新篩分樓系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)8#、9#毛煤的篩分破碎。毛煤經(jīng)分級(jí)篩(篩孔50 mm)分級(jí)后，篩上物進(jìn)入選擇性破碎機(jī)，破碎后篩下物與分級(jí)篩篩下物合并進(jìn)入原煤倉(cāng)(入洗倉(cāng)和新原煤倉(cāng))，篩上物矸石進(jìn)入矸石皮帶排出。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于選擇性破碎機(jī)設(shè)備陳舊，故障多，發(fā)生故障時(shí)，篩上物(+50 mm)直接進(jìn)入排矸皮帶，造成+50 mm以上的煤直接進(jìn)入矸石系統(tǒng)。舊篩分樓系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)2#毛煤和部分8#、9#毛煤的篩分，系統(tǒng)無(wú)破碎設(shè)施。毛煤經(jīng)固定篩(篩縫50 mm)分級(jí)后，篩上物經(jīng)手選后與新篩分樓系統(tǒng)、重介系統(tǒng)矸石合并排出，由于是人工手選，大部分+50 mm的煤排入了矸石系統(tǒng)。固定篩篩下物經(jīng)皮帶轉(zhuǎn)載進(jìn)入舊原煤倉(cāng)裝車調(diào)入太原選煤廠洗選瘦精煤或進(jìn)入入洗倉(cāng)和新原煤倉(cāng)。

2系統(tǒng)優(yōu)化的必要性

現(xiàn)有舊篩分樓系統(tǒng)沒(méi)有破碎設(shè)備，僅為簡(jiǎn)單的人工手選，+50 mm的大塊毛煤未做處理直接排入矸石系統(tǒng)。新篩分樓系統(tǒng)雖然有選擇性破碎機(jī)處理大塊物料，但設(shè)備陳舊，運(yùn)行故障多，且為選煤淘汰設(shè)備，塊煤破碎率低下。為不影響礦井生產(chǎn)，在選擇性破碎機(jī)發(fā)生故障時(shí)，塊煤不經(jīng)破碎選擇直接進(jìn)入矸石系統(tǒng)，造成了煤炭資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

圖1　新篩分樓系統(tǒng)工藝流程圖

圖2　舊篩分樓系統(tǒng)工藝流程圖

隨著礦井開采機(jī)械化程度的不斷提高和采煤工藝的變化，原煤含矸量增大，煤質(zhì)變差，現(xiàn)有的原煤篩分破碎工藝已不適應(yīng)礦井發(fā)展的需求；設(shè)備和工藝落后，尤其是人工揀選效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大；現(xiàn)有系統(tǒng)多且復(fù)雜，造成配備崗位人員多，日常運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高，不符合優(yōu)質(zhì)高效選煤廠建設(shè)的要求。因此，對(duì)舊原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)進(jìn)行改造。

3采用重介淺槽分選的技術(shù)改造

原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)采用以重介淺槽分選機(jī)為核心設(shè)備的淺槽系統(tǒng)進(jìn)行改造。

3.1重介淺槽分選機(jī)的結(jié)構(gòu)

1—機(jī)頭輪組　2—電機(jī)及減速機(jī)　3—刮板鏈條　4—托輪(隨動(dòng)輪)　5—機(jī)尾輪組6—機(jī)尾拉緊裝置　7—主選槽體　8—上升流介質(zhì)漏斗　9—水平流介質(zhì)槽圖3　重介淺槽分選機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

重介淺槽分選機(jī)的結(jié)構(gòu)見圖3. 淺槽分選機(jī)主要由主選槽體、水平流介質(zhì)槽、上升流介質(zhì)漏斗、刮板式傳送帶(包括滑道、鏈條、托輪、刮板)、驅(qū)動(dòng)裝置等部件組成。

槽體是鋼外殼的槽式結(jié)構(gòu)，槽底鋪設(shè)1層帶孔的耐磨襯板，槽體的機(jī)頭下端為矸石出料口，機(jī)頭主要是由驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)減速機(jī)帶動(dòng)鏈條刮板，沿滑道作循環(huán)運(yùn)動(dòng)，其主要作用是將沉降的矸石從機(jī)頭下端的出料口卸出。入料端一側(cè)設(shè)有水平介質(zhì)槽，提供水平流，以保證物料層向排料方向運(yùn)行速度并維持液面高度。上升流介質(zhì)斗安裝于主選槽體的底部，主要負(fù)責(zé)介質(zhì)噴淋使煤在液體中浮起，將煤與矸石分離。

排矸刮板由驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)頭輪組、隨動(dòng)輪組、機(jī)尾輪組、刮板鏈組成。驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)及傳動(dòng)鏈組成，用于驅(qū)動(dòng)排矸刮板將沉入底部的矸石提升至排料口排出。機(jī)頭輪組采用滾動(dòng)軸承支撐，阻力小、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。隨動(dòng)輪組和機(jī)尾輪組分別用軸承固定在槽體側(cè)板上。由于鏈輪的輪齒部分磨損較快，所以設(shè)計(jì)成中開式半圓齒片，可以不用拆除輪轂和輪軸即可方便更換(見圖4). 為防止刮板鏈垂度過(guò)大，尾部還設(shè)有拉緊裝置。

圖4　鏈輪結(jié)構(gòu)及裝配結(jié)構(gòu)示意圖

3.2重介淺槽分選機(jī)工作原理及分選過(guò)程

重介質(zhì)淺槽分選機(jī)的工作原理見圖5.該分選機(jī)選煤的基本原理是阿基米德原理，即將被分選原煤在一定密度的懸浮液中按密度差異進(jìn)行分層和分離。小于介質(zhì)密度的輕產(chǎn)物會(huì)漂浮在上方并隨流動(dòng)的介質(zhì)流過(guò)溢流堰，成為精煤產(chǎn)品；大于介質(zhì)密度的物料會(huì)沉到重介分選槽的底部，由低速度的鏈刮板運(yùn)出淺槽，成為矸石(重產(chǎn)物)。西銘礦選煤廠采用磁鐵粉作為重介質(zhì)，合格重介質(zhì)懸浮液分2股給入分選槽體內(nèi)，分別為上升流和水平流。上升流通過(guò)帶孔的布水板進(jìn)入分選機(jī)內(nèi)，其作用是使懸浮液分散均勻、分散入料，最終保持懸浮液穩(wěn)定。水平流從側(cè)面沿全寬均勻地給入分選槽體中，使槽體上部懸浮液密度穩(wěn)定，同時(shí)形成由入料端向排料端的水平介質(zhì)流，對(duì)上浮精煤起運(yùn)輸?shù)淖饔谩?/p>

圖5　重介質(zhì)淺槽分選機(jī)工作原理圖

分選過(guò)程：當(dāng)入選原煤經(jīng)脫泥篩脫泥后由入料口進(jìn)入淺槽，在調(diào)節(jié)擋板的作用下全部浸入懸浮液中，此時(shí)在浮力的作用下開始出現(xiàn)分層。精煤等低密度物料浮在上層，矸石等高密度物料下沉到槽體底部。物料在下沉的過(guò)程中，與矸石混雜的低密度物料由于上升流的作用而充分分散后繼續(xù)上浮。在水平流的作用下，浮在懸浮液上部的低密度物料由排料溢流口排出成為精煤產(chǎn)品。下沉到槽底的高密度物料在刮板的作用下，被刮送到機(jī)頭溜槽排出成為矸石產(chǎn)品，從而完成入選原煤的分選過(guò)程。

3.3重介淺槽分選機(jī)排矸工藝流程

淺槽系統(tǒng)工藝流程圖見圖6. 井下原煤首先進(jìn)入篩孔為150 mm的分級(jí)篩，分級(jí)篩篩上物料直接進(jìn)入破碎機(jī)，破碎后的物料，直接運(yùn)至矸石倉(cāng)。分級(jí)篩下的物料直接進(jìn)入淺槽車間，首先進(jìn)入上層篩孔為50 mm，下層篩孔為13 mm的雙層分級(jí)篩，分級(jí)篩的篩上物即+50 mm粒級(jí)物料進(jìn)入淺槽分選機(jī)，淺槽分選的精煤進(jìn)入精煤脫介篩，脫介篩的篩上物進(jìn)入破碎機(jī)，破碎后進(jìn)入末原煤系統(tǒng)。淺槽分選的矸石經(jīng)過(guò)矸石脫介篩脫介后，進(jìn)入矸石系統(tǒng)。分級(jí)篩的篩下物50～13 mm粒級(jí)物料，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)載后進(jìn)入原煤系統(tǒng)，-13 mm粒級(jí)物料經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)載后可進(jìn)入原煤系統(tǒng)也可進(jìn)入精煤系統(tǒng)。

圖6　淺槽系統(tǒng)工藝流程圖

4經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

根據(jù)資料，+50 mm粒級(jí)物料含煤約4%，現(xiàn)有系統(tǒng)僅能回收約1%，剩余的3%全部進(jìn)入了矸石系統(tǒng)。改造后，該部分塊煤可全部回收，按照礦井360萬(wàn) t/a計(jì)，年可回收10.8萬(wàn) t，直接經(jīng)濟(jì)效益約為4 050萬(wàn)元(按噸煤375元計(jì)算)；系統(tǒng)改造后，可減少崗位人員60人左右(改造前112人，改造后52人)；改造后系統(tǒng)較現(xiàn)有系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)備運(yùn)行臺(tái)數(shù)少，改造后設(shè)備數(shù)為42臺(tái)，改造前為59臺(tái)，運(yùn)行負(fù)荷大幅降低，材料、配件費(fèi)用減少，電耗也大幅降低(改造前功率為2 193 kW，改造后功率為1 580 kW)；改造前原煤準(zhǔn)備篩分破碎系統(tǒng)點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣，存在較大的安全隱患，特別是2#煤130巷道皮帶屬于井下巷道，瓦斯和煤塵積聚不易治理，8#煤、9#煤116、117地下皮帶走廊瓦斯和煤塵大，改造后，除與主洗共用的3部排矸皮帶外，其余可全部拆除，為安全生產(chǎn)提供了有力的保障。

參考文獻(xiàn)

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Technological Transformation of Raw Coal Preparation System in Ximing Coal Mine Preparation Plant

LI Yueying

AbstractThe original raw coal screening and crushing system of Ximing coal mine preparation plant has been unable to meet the production needs of the existing coal preparation plant. Therefore, the technological transformation is carried through. The new system uses heavy medium shallow slot separator as the core equipment to wash the raw coal. The technological process of the old and new coal preparation system and the structure and work principle of the heavy medium shallow slot separator are described. The advantages of the new system in use are analyzed. Production practice shows that the heavy medium shallow slot separation system runs well in the coal preparation plant, meets the production needs, reduces the waste of coal resources, and achieves good economic and social benefits.

Key wordsRaw coal；Preparation system；Heavy medium shallow slot separator；Separation; Gangue discharge

中圖分類號(hào)：TD921

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-0652(2016)01-0008-03