淺槽分選機(jī)在除雜系統(tǒng)中的應(yīng)用

方 鵬

（開灤錢家營礦業(yè)公司選煤廠，河北 唐山 063301）

1 洗煤廠介紹

開灤（集團(tuán)）錢家營選煤廠是一座隸屬于錢家營礦業(yè)分公司的大型現(xiàn)代化礦井型選煤廠，1983年開始委托波蘭設(shè)計(jì)，年設(shè)計(jì)處理原煤能力為4.0Mt。選煤廠于1989年11月投產(chǎn)，1992年4月達(dá)產(chǎn)，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝為：150～13mm塊煤采用重介立輪主再選，13～0.5mm末煤采用重介旋流器主再選，0.5～0mm煤泥浮選，尾煤濃縮壓濾，并設(shè)有干燥車間。主要生產(chǎn)產(chǎn)品為14級(jí)精煤，精煤做煉焦用煤，中煤供電廠做燃料用煤，產(chǎn)品采用鐵路外運(yùn)；1993年至1998年由于國內(nèi)煤炭行業(yè)形勢的不景氣以及其他種種原因，錢家營礦洗煤廠被迫停產(chǎn)。1998年煤炭形勢好轉(zhuǎn)，基于市場需要，選煤廠對工藝系統(tǒng)進(jìn)行了部分改造，由原煉焦煤洗選工藝改為動(dòng)力煤洗選工藝，主要生產(chǎn)4800～5500kcal/kg的動(dòng)力煤，1999年6月對主廠房Ⅱ系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步改造，改造后可生產(chǎn)5500kcal/kg以上的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤；2003年2月，北京華宇工程有限公司作了錢家營選煤廠技術(shù)改造設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)規(guī)模為4.0Mt/a，生產(chǎn)工藝為+13mm原煤采用重介立輪分選機(jī)主再選，13～0.5mm末煤采用重介兩產(chǎn)品旋流器主再選，-0.5mm煤泥直接浮選，2003年工程開工建設(shè)并于年底投產(chǎn)。2011年洗煤廠浮選系統(tǒng)改造升級(jí)，主要是將浮選精煤脫水由圓盤過濾機(jī)變更為臥式沉降過濾離心機(jī)與快開壓濾機(jī)聯(lián)合脫水工藝，主要產(chǎn)品為：12級(jí)和15級(jí)煉焦精煤、洗混塊煤、洗末煤、煤泥及矸石。

2 項(xiàng)目背景

煤炭在井下開采過程中混入大量的鐵器、木材、膠皮和編織袋等雜物，同時(shí)在煤炭轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，工人隨手丟棄的塑料瓶、塑料袋等雜物也混入到煤炭中。原煤經(jīng)過除鐵器、篩分、重介分選等工藝環(huán)節(jié)，已經(jīng)將磁性雜物（主要是鐵器）和重質(zhì)雜物（主要是煤矸石）基本除去，而輕質(zhì)雜物主要集中到塊精煤中。由于目前該部分輕質(zhì)雜物的量較多并已經(jīng)影響到塊精煤質(zhì)量，選煤廠不得不安排專人對該部分雜物進(jìn)行清理，采取人工選垃圾的生產(chǎn)方式，導(dǎo)致工人勞動(dòng)強(qiáng)度較高，選別效率低，生產(chǎn)方式已經(jīng)相對滯后，不符合當(dāng)前煤礦發(fā)展的需要。為此，通過塊精煤除雜方案設(shè)計(jì)改造，采用一臺(tái)以淺槽分選機(jī)為除雜設(shè)備代替人工除雜，既提高了除雜效率，保證精煤質(zhì)量，同時(shí)也減少了作業(yè)人員。

3 重介淺槽分選機(jī)原理

重介淺槽分選機(jī)是利用阿基米德原理在重力場中實(shí)現(xiàn)分選的，入洗煤進(jìn)入一定密度的懸浮液中，煤根據(jù)自身密度差異實(shí)現(xiàn)分層和分離的設(shè)備。其分選過程是：泵將預(yù)先配好的懸浮液打入給料口和槽體底部漏斗，在給料口的水平介質(zhì)槽形成一個(gè)全斷面的介質(zhì)水平流，輸送物料的同時(shí)向分選槽內(nèi)補(bǔ)充懸浮液，分選槽底部的介質(zhì)漏斗可形成一個(gè)介質(zhì)上升流，通過電動(dòng)閘板調(diào)節(jié)流速和量的大小，以此保持分選槽內(nèi)懸浮液密度的穩(wěn)定性，對分選過程的實(shí)現(xiàn)具有促進(jìn)作用。入洗煤從給料口進(jìn)入分選槽后，在水平流和上升流共同作用下進(jìn)行分選，輕產(chǎn)物從溢流口由排煤輪排出，重產(chǎn)物下沉由槽內(nèi)刮板沿脫水段經(jīng)排料口運(yùn)往下一道工序。重介淺槽分選機(jī)具有處理量大、分選粒級(jí)寬、泥化程度低、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。

4 淺槽分選機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

重介淺槽分選機(jī)由槽體、排矸刮板及其驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成。重介分選機(jī)的槽體是一個(gè)長條形槽式金屬結(jié)構(gòu)件。槽體長邊兩側(cè)分別設(shè)有入料箱和溢流堰。入料箱底部設(shè)有水平流介質(zhì)管，為淺槽分選機(jī)提供水平介質(zhì)流[1]，水平介質(zhì)流用于維持液面高度和物料運(yùn)輸速度。從槽體底部的介質(zhì)漏斗將介質(zhì)打入槽體，形成介質(zhì)上升流，用于保持流場的穩(wěn)定。在槽體底部鋪設(shè)具有一定數(shù)量小孔的耐磨襯板，槽體長邊方向兩側(cè)各有一條刮板鏈導(dǎo)向軌道，側(cè)壁布置耐磨板，刮板沿軌道移動(dòng)，將重產(chǎn)物從槽體窄邊一端排出。

排料部分由驅(qū)動(dòng)總成、從動(dòng)總成、改向總成、刮板鏈及尾部拉緊裝置組成。驅(qū)動(dòng)總成的軸承采用滾動(dòng)軸承支撐，阻力小，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，從動(dòng)總成和改向總成的軸承分別采用軸承固定在槽體的側(cè)板上；尾部的絲杠拉緊裝置是為了調(diào)整鏈條張緊程度；驅(qū)動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器和傳動(dòng)帶三部分組成，驅(qū)動(dòng)電機(jī)是正反轉(zhuǎn)電機(jī)，用來適合檢修維護(hù)需要。

5 工藝方案

選用一臺(tái)淺槽分選機(jī)排除雜物，混有輕質(zhì)雜物的塊精煤從原塊精煤脫介篩經(jīng)入料溜槽進(jìn)入到淺槽分選機(jī)槽體內(nèi)，輕質(zhì)雜物上浮，由溢流堰處的刮板將其運(yùn)至溢流溜槽，溢流溜槽內(nèi)設(shè)有固定篩脫水，雜物通過篩面直接落入垃圾池內(nèi)，篩下水流向零米地坑泵，塊精煤被刮板運(yùn)至淺槽分選機(jī)機(jī)頭，通過機(jī)頭溜槽（前段嵌帶固定篩脫水）直接到達(dá)精煤皮帶，篩下水同樣進(jìn)入地坑泵。由于水的密度在雜物與塊精煤之間，雜物與塊精煤帶走的水量較少，因此只需向淺槽分選機(jī)補(bǔ)加循環(huán)水就可以滿足生產(chǎn)要求。工藝聯(lián)系圖見圖1：

6 改進(jìn)措施

圖1 工藝流程圖

1）由于采取水作為分選介質(zhì)就可滿足除雜要求，因此取消介質(zhì)循環(huán)泵系統(tǒng)，在淺槽入料口補(bǔ)加系統(tǒng)所需要的水。

2）水的密度具有均勻性，取消淺槽分選機(jī)槽體底部的上升漏斗，并將放料方式更換位置，在槽體的側(cè)面低位加裝放料孔。

3）為了減少塊煤帶水，重物刮板更換為孔徑為5mm的多孔刮板。

7 實(shí)施效果

使用淺槽分選機(jī)進(jìn)行除雜，是在分選槽內(nèi)注入循環(huán)水，利用木材、塑料瓶、塑料袋等輕雜物與塊精煤之間密度的差異，通過阿基米德原理將塊精煤與輕質(zhì)雜物進(jìn)行分離，從而達(dá)到凈化精煤產(chǎn)品的目的。

投入使用后混入塊精煤中的輕質(zhì)雜物全部排出，除雜率達(dá)到了100%，效果明顯優(yōu)于人工手選效果，降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度和企業(yè)用工成本，保證了精煤質(zhì)量，提高了企業(yè)形象。

8 運(yùn)行要點(diǎn)

1）保證塊精煤振動(dòng)篩的脫介能力。塊精煤是由重介立輪分選機(jī)分選后的產(chǎn)品，假若振動(dòng)篩脫介能力達(dá)不到要求，介質(zhì)就會(huì)隨塊精煤一同進(jìn)入淺槽分選機(jī)內(nèi)，淺槽分選機(jī)內(nèi)的水變成了混有介質(zhì)的懸浮液，部分塊精煤再次分選進(jìn)入到雜物池內(nèi)，因此必須保證塊精煤振動(dòng)篩的脫介能力。

2）保持淺槽分選機(jī)內(nèi)液位穩(wěn)定，系統(tǒng)補(bǔ)加水適量。補(bǔ)加水是從塊精煤脫介篩篩口加入的，是水平流的動(dòng)力來源，如果補(bǔ)加水量過小，淺槽分選機(jī)內(nèi)液位下降，溢流堰處刮板不能將雜物及時(shí)排出，雜物將在槽內(nèi)堆積造成停車事故；如果補(bǔ)加水量過大，水平流流速就將大，在淺槽內(nèi)塊精煤與雜物分選時(shí)間短，部分精煤將進(jìn)入雜物溜槽內(nèi)。

3）生產(chǎn)準(zhǔn)備要做細(xì)。原煤中雜物有大量編織袋、塑料袋等具有纏繞性的雜物，在淺槽除雜過程中，這些具有纏繞性的雜物纏繞在驅(qū)動(dòng)軸、改向軸、從動(dòng)軸上，可能造成跳鏈?zhǔn)鹿实陌l(fā)生，同時(shí)纏繞在溢流堰處的排雜刮板上降低除雜能力，導(dǎo)致雜物堆積在槽體內(nèi)，易造成停車事故。

此外，為保證淺槽分選機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行、良好的分選效果，采用自控軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控淺槽分選機(jī)工作狀況。如對淺槽刮板電機(jī)電流進(jìn)行在線監(jiān)測，從其讀數(shù)中判斷淺槽的運(yùn)行狀態(tài)，如是否存在刮板跳鏈，是否存在壓刮板等現(xiàn)象。在正常啟停車洗煤時(shí)，與洗選系統(tǒng)并入流程開車，設(shè)定設(shè)備之間啟停順序與時(shí)間間隔，緊急停車時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的閉鎖關(guān)系，保證整個(gè)洗選系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。

9 結(jié)束語

隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷完善和發(fā)展，以及燃煤工藝水平和自動(dòng)化程度的不斷提高，用戶對煤炭產(chǎn)品潔凈度的要求越來越高，雜物含量逐漸成為商品煤重要的外在質(zhì)量指標(biāo)。開灤錢家營洗煤廠使用淺槽分選機(jī)進(jìn)行除雜后，工藝系統(tǒng)可靠，投資少，成本低，除雜效果顯著，提高了精煤產(chǎn)品在市場中的聲譽(yù)，為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。