重介淺槽分選機(jī)在哈爾烏素選煤廠的應(yīng)用

楊 靜

(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)

哈爾烏素選煤廠屬于特大型動(dòng)力煤選煤廠，是哈爾烏素露天煤礦的配套項(xiàng)目，于2008年建成投產(chǎn)，最初設(shè)計(jì)處理原煤20 Mt/a，主要采用重介淺槽洗選工藝系統(tǒng)。2011年進(jìn)行擴(kuò)能改造，新增10 Mt/a，2012年12月正式投產(chǎn)。主洗設(shè)備選用W26F60型彼得斯重介刮板分選機(jī)(俗稱淺槽)，選煤工藝為“塊煤重介淺槽分選+煤泥加壓過濾機(jī)回收”聯(lián)合生產(chǎn)工藝流程。13～200 mm部分進(jìn)入重介淺槽刮板機(jī)分選，分選量占入洗量的50%左右；小于13 mm粒級(jí)不入洗，直接由膠帶輸送機(jī)運(yùn)至產(chǎn)品倉(cāng)配煤。

1 重介淺槽分選機(jī)工作原理

重介淺槽分選機(jī)利用重介質(zhì)分選原理使不同密度的礦物在兩相流體中沉降，密度低于重介質(zhì)的物料浮于上方并隨流動(dòng)的重介質(zhì)流過溢流堰，作為精煤；密度高于重介質(zhì)的產(chǎn)品會(huì)降沉至分選槽的底層，由刮板刮出淺槽槽體，作為矸石排出(重產(chǎn)物)。為了保證物料在重介淺槽分選機(jī)中正常分選，分選機(jī)槽體內(nèi)必須有密度穩(wěn)定并分布均勻的重介質(zhì)懸浮液，重介質(zhì)懸浮液由泵分兩部分送入淺槽分選機(jī)內(nèi)[1-3]。

2 分選工藝流程

原煤經(jīng)篩分破碎后，準(zhǔn)備至200 mm以下，再以13 mm分級(jí)，200～13 mm級(jí)塊煤采用重介淺槽分選后，將精煤破碎至50 mm以下，生產(chǎn)出合格精煤；-13 mm級(jí)末煤直接入倉(cāng)，最終配煤銷售。

3 淺槽分選機(jī)主要技術(shù)參數(shù)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3.1 主要技術(shù)參數(shù)

淺槽分選機(jī)外型尺寸為11 890(長(zhǎng)) ×3 160(寬) ×3 086(高) mm，重量為20 729 kg，處理量為800 t/h，排矸量為400 t/h，入料粒度范圍為6(13)～200 mm。

3.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

淺槽分選機(jī)主要由主選槽體、水平流分配箱、上升流介質(zhì)斗、刮板式傳送帶(包括滑道、鏈條、刮板)、驅(qū)動(dòng)裝置、潤(rùn)滑系統(tǒng)、欠速保護(hù)開關(guān)等部件組成。

(1)主選槽為鋼板焊接而成的鋼結(jié)構(gòu)體，在關(guān)鍵部位用角鋼、槽鋼加強(qiáng)。淺槽槽體機(jī)頭下方為矸石排料口，機(jī)頭部分主要是通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)，減速機(jī)帶動(dòng)鏈條刮板，刮板沿著滑道作往復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，其主要功能是將沉降的矸石物料從機(jī)頭下端的排料口排出。

(2)水平流箱是重介質(zhì)的水平噴淋箱，同時(shí)也是分選物料的入料口。它由六角螺栓與分選機(jī)主體連接成一體(可裝在主選槽兩側(cè)的任一側(cè)均可，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自定)。

(3)上升流介質(zhì)斗由螺栓連接，安裝于分選機(jī)主體的底部，主要作用是噴淋介質(zhì)，使煤在分選液中浮起，達(dá)到將煤與矸石分離的目的。

(4)傳動(dòng)部分由電機(jī)通過皮帶輪帶動(dòng)減速機(jī)，再通過減速機(jī)輸出軸上的齒輪驅(qū)動(dòng)鏈輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)刮板機(jī)工作。如果需要改變刮板機(jī)運(yùn)行速度，可采用變頻器調(diào)控裝置控制，可使淺槽分選機(jī)在不同入洗量的情況下獲得不同的運(yùn)行速度。

(5)所有潤(rùn)滑部位采用集中自動(dòng)潤(rùn)滑(美國(guó)林肯)。對(duì)槽體傳動(dòng)部分所有軸承部位加油，用戶可根據(jù)實(shí)際情況自行設(shè)定供油時(shí)段和給油時(shí)間。淺槽潤(rùn)滑點(diǎn)為：頭軸2個(gè)、從動(dòng)軸6個(gè)、拉緊軸2個(gè)；各潤(rùn)滑點(diǎn)加注油脂牌號(hào)為2號(hào)鋰基油脂，加油量每10周為85 g。

(6))刮板速度變頻調(diào)速系統(tǒng)。由ABB變頻電機(jī)組成，速度可調(diào)最大20.7 m/min。設(shè)備自帶一個(gè)失速開關(guān)，具有失速保護(hù)功能[4-6]。

4 淺槽分選機(jī)運(yùn)行中注意事項(xiàng)

(1)運(yùn)行過程中，要重視上下游設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，按照煤流流向，在下游設(shè)備出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)，要及時(shí)停止煤流，通知集控人員停機(jī)并安排檢修人員處理。

(2)要觀察上游原煤的上煤情況和煤質(zhì)情況及浮于介質(zhì)中的煤的運(yùn)動(dòng)情況，并及時(shí)調(diào)整上升流及水平流的大小，如有必要及時(shí)聯(lián)系集控人員調(diào)整給料量。

(3)要觀察矸石排棄物中夾帶產(chǎn)品煤和精煤物料中夾帶矸石的情況，如有必要及時(shí)聯(lián)系集控人員調(diào)整重介質(zhì)濃度。

(4)定期用測(cè)溫儀測(cè)量電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)等轉(zhuǎn)動(dòng)部件軸承溫度，利用測(cè)振儀測(cè)量各轉(zhuǎn)動(dòng)部件的振動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)匯報(bào)集控人員及車間主任，并安排檢修人員對(duì)異常情況進(jìn)行處理。

(5)每天點(diǎn)檢刮板是否出現(xiàn)彎曲、斷裂等變形情況或出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，觀察刮板鏈條是否發(fā)生跳鏈、斷鏈等故障，出現(xiàn)故障及時(shí)聯(lián)系檢修人員進(jìn)行處理。

(6)對(duì)箱體及緊固件進(jìn)行防松檢查，并核實(shí)有無漏液現(xiàn)象。

(7)當(dāng)出現(xiàn)大塊物料堵塞淺槽排料溢流堰的情況時(shí)，運(yùn)行人員需立即使用現(xiàn)場(chǎng)制作的鐵耙子在淺槽外側(cè)進(jìn)行排除。工作人員在清除雜物時(shí)，要注意個(gè)人防護(hù)，站穩(wěn)抓牢。在任何狀況下，都嚴(yán)禁將工具或人員身體探入轉(zhuǎn)動(dòng)的淺槽槽體內(nèi)。

(8)當(dāng)設(shè)備正常停機(jī)時(shí)，首先將淺槽底部物料和沉淀的介質(zhì)全部排出后，設(shè)備方可正常停機(jī)。槽體底部有物料或介質(zhì)堆積時(shí)，操作人員嚴(yán)禁反轉(zhuǎn)刮板，避免機(jī)尾擋板卡阻和物料輸送至機(jī)尾卡死刮板的故障發(fā)生。當(dāng)淺槽箱體內(nèi)未打滿循環(huán)介質(zhì)水，且淺槽底部有物料或介質(zhì)堆積時(shí)，嚴(yán)禁正轉(zhuǎn)刮板，避免出現(xiàn)介質(zhì)或物料排入矸石脫介篩，堵塞篩下漏斗的情況。

5 淺槽分選系統(tǒng)常見問題

5.1 介質(zhì)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障

當(dāng)重介質(zhì)淺槽分選系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)重介質(zhì)密度不符合設(shè)定值的問題。當(dāng)重介質(zhì)密度小于設(shè)定值時(shí)，會(huì)出現(xiàn)大量的精煤產(chǎn)品作為矸石廢棄物外排，同時(shí)可能出現(xiàn)淺槽刮板機(jī)鏈條壓死和矸石堵塞排料溜槽的事故。發(fā)生上述事故時(shí)，重介質(zhì)和精煤產(chǎn)品沉積在一起，處理耗時(shí)耗力；當(dāng)重介質(zhì)密度高于設(shè)定值時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)精煤系統(tǒng)進(jìn)入大量的中煤或矸石，影響精煤質(zhì)量。另外，如果給料時(shí)介質(zhì)桶的液位過低，會(huì)導(dǎo)致淺槽中的煤與介質(zhì)積壓，壓死刮板及鏈條。

5.2 合格介質(zhì)泵和稀介質(zhì)泵的電流變化

在淺槽分選系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，要重點(diǎn)關(guān)注合格介質(zhì)泵和稀介質(zhì)泵的電流變化。當(dāng)介質(zhì)泵電流低于設(shè)備正常生產(chǎn)的電流時(shí)，則說明介質(zhì)液的流量存在問題。正常生產(chǎn)過程中，極易有如下情況發(fā)生：

(1)電流值低于正常電流。設(shè)備剛啟機(jī)時(shí)，介質(zhì)桶的液位如果正常，介質(zhì)泵電機(jī)電流會(huì)緩慢提高，即使低于正常生產(chǎn)的電流值，也會(huì)相當(dāng)接近。如果介質(zhì)液位處于正常水平，電機(jī)電流正常情況下會(huì)很快達(dá)到正常生產(chǎn)時(shí)的電流值。

(2)電流不穩(wěn)定，發(fā)生波動(dòng)。當(dāng)電流波動(dòng)時(shí)極有可能出現(xiàn)介質(zhì)桶中的液位低于正常值，介質(zhì)泵吸入的介質(zhì)液不足，同時(shí)將空氣抽入介質(zhì)桶。這種情況下原煤進(jìn)入淺槽后，會(huì)導(dǎo)致淺槽中物料堆積，壓死刮板。

6 解決淺槽分選系統(tǒng)問題的主要措施

當(dāng)出現(xiàn)合格介質(zhì)系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題時(shí)，首先要進(jìn)行原因分析，再結(jié)合故障原因制定相應(yīng)的管控措施。如果盲目處理，會(huì)導(dǎo)致故障擴(kuò)大，產(chǎn)生更加嚴(yán)重的后果。重介淺槽分選系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，重介質(zhì)密度的設(shè)定值應(yīng)當(dāng)在±0.01范圍內(nèi)波動(dòng)。如果波動(dòng)范圍高于該數(shù)值，需及時(shí)聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)崗位人員檢查。

當(dāng)重介質(zhì)密度高于系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)，首先應(yīng)系統(tǒng)檢查自動(dòng)進(jìn)水密度調(diào)節(jié)閥運(yùn)行是否正常，檢查調(diào)節(jié)閥門動(dòng)作是否正常。當(dāng)重介質(zhì)密度低于設(shè)定值時(shí)，要對(duì)以下部位進(jìn)行重點(diǎn)檢查：

(1)檢查磁選機(jī)運(yùn)行情況。檢查磁選機(jī)入料端篩網(wǎng)是否堵塞。發(fā)生篩網(wǎng)堵塞時(shí)，合格介質(zhì)桶內(nèi)會(huì)有稀介液沿精礦粉管路進(jìn)入，其密度會(huì)逐漸下降。運(yùn)行人員要檢查入料端篩前的煤塊粒度，當(dāng)有大塊煤出現(xiàn)時(shí)，可能是上游篩機(jī)篩板磨損或損壞，篩孔變大使粒度過大的物料在脫介過程中進(jìn)入合格介質(zhì)系統(tǒng)。這種情況下，首先要及時(shí)將磁選機(jī)入料端篩前的堵塞物清理；其次檢查精煤脫介篩和矸石脫介篩的篩板，檢查篩板是否有磨損或損壞，如有損壞需要對(duì)篩板進(jìn)行補(bǔ)焊，必要時(shí)更換新篩板；若磁選機(jī)前的煤塊粒度屬于正常，而是由于物料供應(yīng)量過大而引起的堵塞，可以將篩網(wǎng)直接提起，待設(shè)備運(yùn)行正常后重新插入即可。

(2)分流管如果出現(xiàn)堵塞時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致重介質(zhì)密度下降。重介質(zhì)淺槽正常運(yùn)行時(shí)，部分介質(zhì)會(huì)隨著精煤產(chǎn)品流走，集中控制系統(tǒng)畫面就會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)桶液位降低。

(3)一般情況下，介質(zhì)桶液位要穩(wěn)定在30%～45%。嚴(yán)格禁止為了保持介質(zhì)桶液位穩(wěn)定，而無視重介質(zhì)密度。

(4)嚴(yán)禁為了減少時(shí)間而從稀介泵加介。要按照工藝要求，通過加介磁選機(jī)加入。加入介質(zhì)時(shí)，要確保介質(zhì)均勻添加，同時(shí)按要求加水。單純的添加干介質(zhì)粉，不能通過介質(zhì)泵添加，否則會(huì)將介質(zhì)泵堵塞。加介磁選機(jī)的入料端要確保未堵塞，處理后的尾礦水能夠從兩邊流出，同時(shí)要保證尾礦水液位高于兩端檔板。

(5)當(dāng)淺槽分選機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)，介質(zhì)桶內(nèi)的介質(zhì)會(huì)出現(xiàn)沉積嚴(yán)重的現(xiàn)象，此時(shí)，必須逐步?jīng)_擊攪動(dòng)沉淀的介質(zhì)，逐步提高介質(zhì)密度，當(dāng)密度提高至正常值后方可帶料上煤。切忌在設(shè)備剛啟機(jī)后，無視介質(zhì)密度大小就帶料上煤。

(6)做好懸浮液的凈化、回收和質(zhì)量保證。可以利用篩前加水進(jìn)行篩分來減少分選前煤流帶入的煤泥量；入選塊煤的脫泥效果可以用有壓噴水來保障；通過利用淺槽上游處理煤泥的脫泥篩，大大降低淺槽懸浮液中的煤泥含量；合理布置噴頭噴水的位置，可提高重介質(zhì)回收率；盡可能增加脫介篩工作面積，同時(shí)脫介段長(zhǎng)度要適當(dāng)，并利用固定篩篩板進(jìn)行分級(jí)分段雙層脫介；預(yù)先脫介固定篩和振動(dòng)篩的預(yù)脫介效果決定第一噴水點(diǎn)的安裝位置；在第一噴水點(diǎn)與排料端中間布置第二噴水點(diǎn)；可以通過將膠皮清掃器設(shè)置在滾筒上部，將粘在滾筒上的介質(zhì)清理干凈，提高粘附在滾筒上的介質(zhì)回收率。安裝膠皮清掃器時(shí)，要避免與滾筒貼合過緊，導(dǎo)致滾筒筒皮磨損；還可以將高壓沖洗水針設(shè)置在沿著磁選機(jī)的精礦排放口上部，沿滾筒長(zhǎng)度的方向，將剝離的介質(zhì)脫離滾筒進(jìn)入精礦中；同理，也可以將高壓氣流沿著磁選機(jī)的精礦排放口上部沿滾筒的長(zhǎng)度方向設(shè)置，剝離介質(zhì)脫離滾筒進(jìn)入精礦中。該措施在運(yùn)行過程中不用水，可以避免影響懸浮液密度，保障懸浮液密度的穩(wěn)定性。當(dāng)介質(zhì)密度高于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，主要對(duì)合格介質(zhì)泵入料管上補(bǔ)加水管的電動(dòng)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過電控閥在線密度檢測(cè)儀來控制添加水量。

需要重點(diǎn)注意的是，當(dāng)原煤入選量過大且穩(wěn)定控制懸浮液密度時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)重介質(zhì)淺槽壓死故障，主要是由于液位過高所導(dǎo)致，這樣就會(huì)影響生產(chǎn)且導(dǎo)致高負(fù)荷的檢修任務(wù)；當(dāng)液位穩(wěn)定處于正常范圍內(nèi)時(shí)，如果密度上線偏移，無法保證穩(wěn)定，會(huì)直接影響入選物料的分選效率，導(dǎo)致分選效率降低、產(chǎn)品煤中夾帶矸石明顯增多，影響產(chǎn)品質(zhì)量。