吉日格勒

（神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司選煤廠，內(nèi)蒙古鄂爾多斯010300）

選礦工程

弛張篩在哈爾烏素選煤廠的應(yīng)用

吉日格勒

（神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司選煤廠，內(nèi)蒙古鄂爾多斯010300）

通過工業(yè)化篩分試驗(yàn)分析，對(duì)比篩分效率，測算限上率、限下率等有關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)果表明：弛張篩應(yīng)用后能提高了精煤、塊煤的產(chǎn)率，并取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

弛張篩；塊煤產(chǎn)率；篩分效率；經(jīng)濟(jì)效益

0 引言

中國神華能源股份有限公司哈爾烏素露天煤礦選煤廠位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗薛家灣鎮(zhèn)，于2008年建成投產(chǎn)，屬動(dòng)力煤選煤廠。入選原煤屬低灰-中灰、低硫-中硫、特低磷、中高發(fā)熱量的長焰煤。原選煤工藝為原煤13 mm分級(jí)，200-13 mm塊煤重介淺槽分選，-13 mm末煤不入選。自哈爾烏素露天煤礦選煤廠生產(chǎn)調(diào)試以來，一直以滿負(fù)荷生產(chǎn)。投產(chǎn)以來，由于受原煤含矸量大，泥化嚴(yán)重，水分高等問題困擾，產(chǎn)品質(zhì)量無法得到保障。由于入洗比例低，精煤回收率低，選煤廠經(jīng)濟(jì)效益無法滿足日益嚴(yán)峻的煤炭市場。為提高選煤廠經(jīng)濟(jì)效益，從2015年開始，研究對(duì)選煤廠原煤篩分系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，原煤細(xì)顆粒遇水極易粘附，經(jīng)香蕉篩篩分后容易造成篩孔堵塞，使篩分效率降低，影響篩分分級(jí)的連續(xù)性。而具有弛張運(yùn)動(dòng)的弛張篩能有效克服篩孔堵塞，顯著提高篩板處理能力，從而實(shí)現(xiàn)了入選比例大幅提高和精煤產(chǎn)率及產(chǎn)品發(fā)熱量的提升，增加了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[1]。

1 國內(nèi)外篩分設(shè)備

早在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)研制成功了電動(dòng)振動(dòng)篩，但是由于其壽命、安全、成本等諸多因素的存在，阻礙了其應(yīng)用于推廣。近幾十年，對(duì)于-13 mm的篩分設(shè)備的研制有了很大的發(fā)展，主要有旋轉(zhuǎn)概率篩、螺旋輥軸篩、立式圓筒篩、概率篩、等厚篩、節(jié)肢振動(dòng)篩、弛張篩、琴弦細(xì)粒分級(jí)篩等等。

盡管國內(nèi)外篩機(jī)種類繁多，但是由于篩分效率低、使用壽命短、安全技術(shù)不達(dá)標(biāo)等原因使得大部分篩機(jī)不能令人十分滿意。進(jìn)一步開發(fā)和研制新型篩機(jī)及篩分理論日趨迫切。目前，作為能夠滿生產(chǎn)工藝的高要求，出色完成潮濕細(xì)粒煤炭篩分的有效設(shè)備，弛張篩在發(fā)展?jié)崈裘禾考夹g(shù)中起著舉足輕重的作用[2]。

2 弛張篩工作原理及特點(diǎn)

弛張篩采用聚氨酯橡膠篩面，在雙質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)控制下，支承篩面的任意兩根相鄰橫梁分別屬于兩個(gè)振動(dòng)質(zhì)體，其中一個(gè)質(zhì)體是篩箱，另一個(gè)質(zhì)體是配重。當(dāng)兩質(zhì)體相差w相位振動(dòng)時(shí)，任意兩根相鄰橫梁時(shí)而相互靠近，時(shí)而相互遠(yuǎn)離，彈性篩面也相應(yīng)時(shí)而松弛，時(shí)而張緊，即篩面隨篩箱作牽連運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還相對(duì)篩箱作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這種弛張運(yùn)動(dòng)不僅使篩孔不斷變形，也增加了篩面的振動(dòng)強(qiáng)度，從而有效克服了篩孔堵塞現(xiàn)象，顯著提高篩機(jī)處理能力[3]。篩機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1，相鄰橫梁馳張情況如圖2。

圖2 相鄰橫梁馳張情況

2.1 弛張篩特點(diǎn)

1）弛張篩采用亞共振的原理來實(shí)現(xiàn)振動(dòng)，所以設(shè)備需要的動(dòng)力需求較小。弛張篩沒有復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)裝置切結(jié)構(gòu)緊湊，雖然篩面的表面加速度可以達(dá)50 g，但篩體振動(dòng)對(duì)基礎(chǔ)的沖擊載荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)篩機(jī)的沖擊，其他的一層或多層的浮床曲張利用橢圓振動(dòng)帶動(dòng)，并且弛張篩的浮床曲張振動(dòng)的振幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)振動(dòng)設(shè)備的振幅，有效地解決了篩板篩孔堵塞、篩分效率低的問題，可高效處理6 mm以下的黏性難篩分的物料。

2）弛張篩入料端物料速度快、料層薄，使得物料透篩率高，處理量高。由于排料端篩面傾角低，物料運(yùn)動(dòng)速度較慢，剩余篩下物可以在此過程徹底透篩，從而達(dá)到非常高的篩分效率。根據(jù)料群運(yùn)動(dòng)自身的規(guī)律性，弛張篩可有效地使?jié)耩の锪蠈铀缮?、分層和透篩。弛張篩結(jié)構(gòu)簡單，只需要一臺(tái)電機(jī)即可驅(qū)動(dòng)，篩機(jī)整體質(zhì)量輕，耗能低、能夠平穩(wěn)可靠運(yùn)行，故障率低，日常維護(hù)少，運(yùn)行過程中噪音低，使用壽命長。

3）箱式激振器運(yùn)動(dòng)方式為線性運(yùn)動(dòng)，可靠性高，日常維護(hù)簡單，耗費(fèi)低。

4）篩分機(jī)側(cè)部利用U形設(shè)計(jì)形成密封環(huán)境，側(cè)板磨損率降低，可有效防止篩上物進(jìn)入篩下。

5）篩板利用楔形橡膠條固定，不需要任何螺栓，檢修時(shí)拆裝方便、快捷[4]。

2.2 弛張篩與其他篩機(jī)的區(qū)別和優(yōu)勢

普通振動(dòng)篩采用的驅(qū)動(dòng)方式為激振器帶動(dòng)篩機(jī)運(yùn)動(dòng)，弛張篩則采用機(jī)械式驅(qū)動(dòng)方式，從而保證在不同工況下振幅的穩(wěn)定性?，F(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行情況表明，雖然在臨時(shí)增加處理量的情況下弛張篩仍然可以平穩(wěn)運(yùn)行，處理量增加造成弛張篩無振幅的情況得到有效避免。由于運(yùn)動(dòng)方式未曲軸傳動(dòng)，使弛張篩變?yōu)樵诤Y面方向上的“擺動(dòng)”，相對(duì)于由激振器驅(qū)動(dòng)的篩機(jī)側(cè)板容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的情況，弛張篩的側(cè)板和橫梁受力更為均勻，因此可從根本上降低篩機(jī)出現(xiàn)側(cè)板或橫梁開裂的現(xiàn)象，提高弛張篩運(yùn)行的可靠性。

3 弛張篩篩分效果的影響因素

3.1 弛張篩的振幅

較難篩的物料運(yùn)動(dòng)規(guī)律表明，只有具備足夠大的振幅和震動(dòng)強(qiáng)度，才能保證獲得良好的篩分效果，但是并不是振幅越大越好[5]，為了獲得良好的篩分效果，當(dāng)需要篩分難篩物料或者粗篩時(shí)，應(yīng)選用較大振幅，小粒度或者粉狀物料應(yīng)該選用較小的振幅。雖然弛張篩具有較大的振幅，但其傳動(dòng)部件以及篩箱依然工作在較低的振動(dòng)下，由于特殊的設(shè)計(jì)，使得弛張篩的零部件比常規(guī)零部件壽命長。

3.2 弛張篩的篩面寬度

由篩機(jī)篩面動(dòng)力學(xué)分析表明，篩面的寬度會(huì)直接影響弛張篩的篩分過程。篩面寬度的增加幾乎不影響篩面的運(yùn)動(dòng)速度，但是卻能使篩面振幅提高，有利于充分篩透物料，但當(dāng)篩面寬度達(dá)到一定程度時(shí)，篩面的加速度反而會(huì)有所降低，不利于物料徹底篩分，可能造成“兜礦”現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)，增加篩面寬度，可以減少篩分過程中篩面的應(yīng)力，降低由于應(yīng)力的集中對(duì)篩面產(chǎn)生的損耗。

3.3 篩面張緊量

弛張篩篩面張緊量。篩面張緊量是指篩面兩端橫梁間的最大距離與篩板長度的差值[6-7]。隨著張緊量的減小，篩面速度的平均值降低，篩面運(yùn)動(dòng)逐漸緩慢，阻礙篩面和物料之間的運(yùn)動(dòng)的傳遞，對(duì)物料層的松散與分離產(chǎn)生影響，降低了篩分效率，但是過大的張緊量會(huì)使篩面的負(fù)擔(dān)加重，降低篩面的使用壽命。

3.4 弛張篩的轉(zhuǎn)速

研究表明，被篩物的拋射情況受弛張篩角速度的大小直接影響。角速度增大，篩面彈動(dòng)加快，使得潮濕粘性物料更容易被拋起，能夠促進(jìn)物料分散和透篩。通過分析運(yùn)動(dòng)過程中弛張篩篩面物料運(yùn)動(dòng)軌跡方程可知，當(dāng)弛張篩轉(zhuǎn)速一定時(shí)，物料拋射1次所用的時(shí)間等于篩面轉(zhuǎn)動(dòng)1次所用的時(shí)間，這樣物料在拋射1次后仍可回到之前的拋射狀態(tài)，此時(shí)篩分效果較好，該轉(zhuǎn)速即為第一臨界速度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，當(dāng)其他條件一定、弛張篩轉(zhuǎn)速越接近第一臨界速度時(shí)，篩分效果越好[5－6]。

4 弛張篩的應(yīng)用

根據(jù)GB/T15716—2005煤用篩分設(shè)備工藝性能評(píng)定方法，弛張篩的篩分效率為：

式中：E為篩分效率，%；α為入料中小于6 mm的物料含量，%；β為篩下物中小于6mm的物料含量，%；θ為篩上物中小于6 mm的物料含量，%。

由此可計(jì)算物料篩分效率，見表1。

表1 哈爾烏素選煤廠分級(jí)篩改造試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比

5 結(jié)果分析

通過以上實(shí)驗(yàn)可以證明，弛張篩結(jié)構(gòu)可靠性高，運(yùn)行平穩(wěn)，設(shè)備坐落在彈簧上，設(shè)備噪音小且故障低，因?yàn)楹Y面工作時(shí)做弛張運(yùn)動(dòng)，在篩分過程中可以徹底避免潮濕細(xì)煤堵孔現(xiàn)象，同時(shí)在進(jìn)行6、13 mm篩分時(shí)，篩分效率保持在93%以上。與之前的普通振動(dòng)篩篩分效率75%相比，提高了18%。由于特殊的工作原理，可以減少進(jìn)入洗選系統(tǒng)煤泥，同時(shí)粒級(jí)大于6、13 mm的煤炭入洗量得到很大程度的提高[7－8]。

6 經(jīng)濟(jì)效益

哈爾烏素選煤廠上半年完成一套系統(tǒng)原煤分級(jí)篩改造弛張篩工作，使入洗下限降到6 mm。截止2016年6月30日，入選毛煤量41萬t，入洗比例較改造前增加12.39%，精煤產(chǎn)率增加6.72%，混煤產(chǎn)率降低了10%，準(zhǔn)2煤增加4.94萬t，入選毛煤量多增加0.73萬t，增加綜合經(jīng)濟(jì)效益110.13萬元。弛張篩改造費(fèi)用為131.04萬元，預(yù)計(jì)入選49萬t（40 d）毛煤就可收回改造費(fèi)用；下半年改造系統(tǒng)計(jì)劃入選毛煤量246萬t，扣除改造費(fèi)用預(yù)計(jì)增加經(jīng)濟(jì)效益640萬元。

根據(jù)以上經(jīng)濟(jì)效益推算，按照哈爾烏素選煤廠全年外運(yùn)2 340萬t計(jì)算，全年可增加效益6 000萬元，同時(shí)為今后出售塊煤打下良好基礎(chǔ)。

7 結(jié)論

1）物料通過弛張篩，物料在柔性篩面上進(jìn)行篩分，使得容易粘附在篩板的顆粒可被迅速揉碎并立即彈離篩面，大大降低了由于物料過濕導(dǎo)致篩孔堵塞現(xiàn)象發(fā)生，同時(shí)由于應(yīng)用大振幅的設(shè)計(jì)和弛張篩的特殊結(jié)構(gòu)，因此弛張篩可在解決潮濕細(xì)煤深度篩分的同時(shí)保持較長的使用壽命。弛張篩的傳動(dòng)部件較少，日常運(yùn)行可靠性高，使得維護(hù)工作量小，利用率高。

2）由于采用特殊篩板，使得物料不粘篩面，并有自動(dòng)清潔的功能，崗位職工勞動(dòng)強(qiáng)度得到有效的降低，由于弛張篩分選效率高，篩分效果好，使的進(jìn)入洗煤系統(tǒng)的末煤量減少，從而大大減輕了煤泥水處理的負(fù)擔(dān)，相應(yīng)節(jié)約了煤泥水處理過程中的材料成本消耗，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

3）弛張篩在哈爾烏素選煤廠的應(yīng)用使用結(jié)果表明，在對(duì)物料進(jìn)行6 mm分級(jí)時(shí)，篩分效率在90%以上，使得選煤廠精煤產(chǎn)率提高6.72%，有效提高了選煤廠經(jīng)濟(jì)效益。在潔凈煤技術(shù)中弛張篩起著重要的作用。

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【責(zé)任編輯：解連江】

表5 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

綜上所述，研究推薦1#原煤破碎站移設(shè)位置方案1。

4 結(jié)論

通過3方案對(duì)比分析，以經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出移設(shè)步距隨各敏感指標(biāo)的函數(shù)關(guān)系，通過進(jìn)一步分析，給出1#原煤破碎站最優(yōu)布設(shè)的方案位置，實(shí)地坐標(biāo)坐標(biāo)為（X=482 795，Y=5 471 205，Z =+665）。綜合對(duì)照現(xiàn)有勘探資料，該位置未發(fā)現(xiàn)采空區(qū)，破碎站地基基礎(chǔ)穩(wěn)定，位于理論最優(yōu)經(jīng)濟(jì)位置西南方向約300 m處，符合礦山生產(chǎn)要求，生產(chǎn)安全可以得到更好的保證。

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【責(zé)任編輯：張東旭】

Application of relaxation sieve in Har'erwusu coal preparation plant

Jirigele
(Coal Preparation Plant,Shenhua Zhunge'er Energy Co.,Ltd.,Ordos 010300,China)

Through the screening test analysis of industrialization,the article compares the screening efficiency,measures the limit on the rate and limit the rate and other relevant data.The results show that the application of relaxation sieve can improve the yield of the clean coal and lump coal,and achieve the obvious economic benefits.

relaxation sieve;lump coal yield;screening efficiency;economic benefit

TD94

B

1671－9816（2017）02－0053－04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.02.015

吉日格勒.弛張篩在哈爾烏素選煤廠的應(yīng)用［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（2）：53-56.

2016-08-07

吉日格勒（1986—），男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，蒙古族，工程師，主要從事煤質(zhì)檢測工作。