豐 瑜

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)大友選煤（大同）有限責(zé)任公司，山西 大同 037003）

引言

我國(guó)的煤炭生產(chǎn)及使用量具世界前列，煤炭的使用為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展提供了重要的能源支撐，同時(shí)由于煤炭的使用會(huì)產(chǎn)生一定的廢棄物，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的污染，不利于環(huán)保型社會(huì)的構(gòu)建。在煤炭的使用過(guò)程中，洗選煤可以去除煤炭中的雜質(zhì)，減少煤炭中的硫含量，減少對(duì)環(huán)境的污染[1]，同時(shí)可以提高煤炭的質(zhì)量，提高熱效率。在動(dòng)力煤的洗選中，不同粒級(jí)的煤炭采用不同的設(shè)備進(jìn)行洗選，提高洗選的效率及有效性。隨著采煤作業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的提高，煤樣中含有的細(xì)粒顆粒逐漸增加[2]，且煤炭在進(jìn)行存放的過(guò)程中，由于風(fēng)化等原因，也使得細(xì)粒煤泥的含量增加，細(xì)煤泥的增加使得煤泥的水分含量增加，黏性較大，不利于煤炭的洗選且降低了煤炭的熱值[3]。弛張篩是進(jìn)行細(xì)粒泥煤洗選的主要設(shè)備，采用雙質(zhì)量的振動(dòng)系統(tǒng)具有較大的拋射強(qiáng)度，可以有效的解決篩孔堵塞的問(wèn)題，從而保證弛張篩的對(duì)細(xì)粒泥煤的篩分效率[4]。針對(duì)弛張篩進(jìn)行3 mm 細(xì)粒煤泥篩分過(guò)程中的工藝參數(shù)進(jìn)行效果分析，對(duì)篩分的工藝進(jìn)行優(yōu)化，提高細(xì)粒泥煤的篩分效率，從而提高煤炭的質(zhì)量。

1 細(xì)粒泥煤篩分工藝效果實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

針對(duì)弛張篩對(duì)細(xì)粒煤泥的篩分效果進(jìn)行分析，選用某煤礦原煤作為實(shí)驗(yàn)煤樣，對(duì)煤樣中的各粒級(jí)煤炭的產(chǎn)率及灰分特征進(jìn)行測(cè)定[5]，得到其粒度特性如圖1 所示。選用的煤樣中水分含量為24.7%，灰分為24.2%，3 mm 細(xì)粒煤泥含量為22.4%，煤樣中的矸石存在嚴(yán)重的泥化現(xiàn)象。煤樣中原煤在水分及黏土的作用下極易形成塊狀團(tuán)煤[6]，在篩分過(guò)程中造成分層困難，不利于煤炭的篩分。

圖1 原煤粒度特性分布

采用3 m×10.8 m 的弛張篩進(jìn)行煤樣的篩分實(shí)驗(yàn)，篩孔的尺寸為3 mm×10 mm，對(duì)篩分的效率及錯(cuò)配物的含量進(jìn)行篩分效果的評(píng)價(jià)分析。首先對(duì)煤樣進(jìn)行初始的篩分實(shí)驗(yàn)測(cè)試，對(duì)篩分完成后的篩入料、篩上物及篩下物進(jìn)行采樣統(tǒng)計(jì)[7]，計(jì)算出初始篩分工藝條件下的3 mm 細(xì)粒煤泥的篩分效率為81.6%，錯(cuò)配物的含量為7.7%，實(shí)際的分級(jí)粒度為4 mm。從初始的篩分效果可以看出，弛張篩的篩分效率偏低，實(shí)際的分級(jí)粒度比規(guī)定的分級(jí)粒度要大。這是由于在進(jìn)行篩分過(guò)程中，篩面的振動(dòng)強(qiáng)度較大，使得煤樣的運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快，減少了煤樣顆粒在篩面上的停留時(shí)間[8]，造成部分煤樣在篩面上沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分的篩分而細(xì)小的顆粒留在了篩上物中，使得細(xì)顆粒的篩分效率較低，篩分效果不佳。

篩分工藝過(guò)程中，造成煤樣振動(dòng)速度不同的工藝條件主要是弛張篩的工作頻率及處理能力，工作頻率的大小直接決定了篩面的振動(dòng)頻率[9]，處理能力的大小決定了不同煤樣在篩面上存在的時(shí)間，從而對(duì)篩分的效果產(chǎn)生不同的影響。針對(duì)篩分工藝過(guò)程中不同工作頻率及處理能力產(chǎn)生的效果進(jìn)行分析，從而選擇合理的工作參數(shù)，優(yōu)化篩分的工藝過(guò)程，提高篩分的效果。

2 細(xì)粒泥煤篩分不同工藝參數(shù)的效果分析

2.1 篩分工作頻率的影響作用分析

工作頻率對(duì)弛張篩的跳動(dòng)頻率及拋射的強(qiáng)度具有決定性的作用，從而對(duì)煤樣的振動(dòng)、分層、篩選產(chǎn)生影響。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作頻率進(jìn)行調(diào)整，選擇不同的工作頻率進(jìn)行煤樣的篩分工作。選擇弛張篩的處理能力為400 t/h，工作頻率分別為6.67 Hz、8 Hz、9.33 Hz、10.67 Hz 及12 Hz，對(duì)不同工作頻率下煤樣篩分效率、煤泥脫除率及錯(cuò)配物的含量分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，得到不同工作頻率對(duì)細(xì)煤泥的篩分效率作用曲線，如圖2 所示。

圖2 工作頻率對(duì)篩分效率的影響曲線

從圖2 中可以看出，細(xì)粒煤泥的篩分效率及煤泥的脫除率隨工作頻率的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，錯(cuò)配物的含量呈先減小后增加的趨勢(shì)。在工作頻率為9.33 Hz 時(shí)，弛張篩進(jìn)行篩選的效果最佳，此時(shí)的篩分效率及煤泥的脫除率最高[10]，最大值分別為92.8%及95.6%，錯(cuò)配的含量值最低為3.4%。工作頻率的增加使得篩面的加速度隨之增加，對(duì)煤樣的松散及分層起到促進(jìn)作用，在相互碰撞的過(guò)程中，細(xì)粒煤泥從大顆粒的表面脫除，提高了煤樣整體的篩分效果[11]。當(dāng)篩分工作頻率增加9.33 Hz 以上時(shí)，繼續(xù)增加工作頻率會(huì)造成煤樣的運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快，篩分的時(shí)間不夠充分[12]，從而降低了細(xì)粒煤泥的篩分效率，降低了整體的篩分效果。

2.2 篩分處理能力的影響作用分析

處理能力是對(duì)篩分效果進(jìn)行評(píng)價(jià)分析的重要參數(shù)，對(duì)篩選的效率具有重要的影響。設(shè)定篩分的工作頻率為9.33 Hz，選擇處理能力分別為360 t/h、400 t/h及440 t/h 進(jìn)行煤樣的篩選實(shí)驗(yàn)，得到不同處理能力對(duì)細(xì)煤泥的篩分效率作用曲線，如圖3 所示。

圖3 處理能力對(duì)篩分效率的影響曲線

從圖3 中可以看出，細(xì)粒煤泥進(jìn)行篩分的效率及煤泥的脫除率隨處理的增加而逐漸減小，錯(cuò)配物的含量隨之增加。處理能力為360t/h 時(shí)的篩分效率及煤泥脫除率最高，最大值分別為94.2%及95.8%，錯(cuò)配物的含量最低為2.8%。隨著處理能力的增加，篩分效率呈基本線性變化的趨勢(shì)減小，煤泥的脫除率呈拋物線的形式下降，下降值較大。處理能力的增加使得進(jìn)行篩選過(guò)程中的煤樣篩上物的厚度增加，對(duì)煤樣的松散分層作用造成影響，細(xì)粒泥煤顆粒難以在較短的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)到篩孔的位置形成篩下物，從而降低了細(xì)顆粒的篩分效率。

通過(guò)上述的分析可知，在進(jìn)行煤樣的篩選過(guò)程中，工作頻率及處理能力均對(duì)細(xì)粒煤泥的篩分效果具有重要的影響，依據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，可以對(duì)弛張篩的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，選擇工作頻率為9.33 Hz，處理能力為360 t/h，進(jìn)行優(yōu)化后的篩分實(shí)驗(yàn)，得到此時(shí)3 mm煤泥顆粒的分配曲線，如圖4 所示。從圖4 中可以看出，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的篩分工藝與初始的篩分效果相比，篩分效率為92.8%，相對(duì)提高11%，實(shí)際的分級(jí)粒度也近似3 mm，具有較好的篩分效果。

圖4 3mm 細(xì)粒泥煤優(yōu)化后的篩分分配曲線

3 結(jié)語(yǔ)

煤炭的洗選對(duì)提高煤炭的質(zhì)量及熱量效率具有重要的作用，由于細(xì)粒煤泥的存在，對(duì)煤炭的洗選造成影響，不利于煤炭的提優(yōu)。采用弛張篩的形式對(duì)煤炭進(jìn)行篩分，從而提高洗選煤的質(zhì)量。在進(jìn)行篩分的過(guò)程中，不同的工藝參數(shù)對(duì)篩分的效果具有重要的影響作用。采用弛張篩進(jìn)行細(xì)粒泥煤的篩分實(shí)驗(yàn)，在不同的工作頻率及處理能力時(shí)進(jìn)行篩分實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，篩分的效率隨工作頻率的增加而先增加后減小，隨處理的能力的增加而減小。優(yōu)化弛張篩的工藝參數(shù)為工作頻率9.33 Hz，處理能力為360 t/h，此時(shí)進(jìn)行篩分的效果最佳，篩分效率為92.8%，實(shí)際分級(jí)粒度也接近規(guī)定的3 mm 粒度，提高了細(xì)粒煤泥篩分的效果。