GDT機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)在曙光選煤廠的應(yīng)用研究

【摘要】由于曙光煤礦所輸送的原煤多含大塊矸石，分選時(shí)不易保證煤質(zhì)，因此曙光選煤廠于2009年引進(jìn)了一臺(tái)GDT23/4.6G型機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)。本文介紹了其結(jié)構(gòu)與工作原理，并對(duì)應(yīng)用效果加以說明與分析，實(shí)際表明機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)大幅度提高了精煤質(zhì)量，值得在其他選煤廠中推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】曙光選煤廠；GDT機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)；自動(dòng)排矸工作原理

引言

動(dòng)篩跳汰機(jī)主要用于塊原煤的預(yù)加工、原煤排矸、動(dòng)力煤分選、處理臟雜煤等，其特點(diǎn)是自動(dòng)化程度高，分選精度及數(shù)量效率與重介排矸工藝相近，動(dòng)力消耗低，工藝簡(jiǎn)單，投資省，運(yùn)營(yíng)、維修費(fèi)用較低。與空氣脈動(dòng)跳汰機(jī)相比較，透篩物料能全部回收，且配套的附屬設(shè)備少。由于曙光煤礦煤層賦存條件復(fù)雜，構(gòu)造斷層多，其上組煤屬薄煤層，頂?shù)装寰鶠槟鄮r、泥質(zhì)頁巖，所以原煤中含大塊矸石多（30%以上）、灰分高（50%左右）。為了提高煤質(zhì)，減輕選煤廠的機(jī)械磨損和選煤壓力，曙光選煤廠于2009年引進(jìn)了一臺(tái)GDT23/4.6G型機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)。

1、GDT機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)結(jié)構(gòu)分析

GDT機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)是一種使物料在水中靠密度分選的跳汰機(jī)，它不需要壓縮空氣，也不需要沖水和頂水工序，而是通過活動(dòng)的動(dòng)篩體將物料抬高，此后物料會(huì)在水中自由沉降，這是與空氣式跳汰機(jī)的根本區(qū)別所在。不同物料的密度是不相同的，根據(jù)沉降速率不同GDT機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)成功將物料分層，在篩體前端的溢流堰處形成比重不同的煤與矸石分層。

主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、提升系統(tǒng)和排矸系統(tǒng)構(gòu)成了GDT機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)，分別用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)篩體、提升輪以及排矸機(jī)構(gòu)。

1）主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。主驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心部件，它的功能就是要實(shí)現(xiàn)動(dòng)篩體的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。具體過程為：減速機(jī)總成減速，然后曲柄輪總成和擺軸總成傳動(dòng)，使擺軸往復(fù)擺動(dòng)，連接于擺軸和動(dòng)篩體的可調(diào)連桿再次傳遞，這樣動(dòng)篩體就能將物料成功托起。

2）提升輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電機(jī)、減速機(jī)和提升輪三部件組成了提升輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。它分前、后2段，前段用于盛裝由動(dòng)篩體分離的塊煤，而后段則是用于盛裝分離的矸石。提升機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)減速機(jī)總成傳動(dòng)，與提升輪外圓的銷排嚙合，從而控制其轉(zhuǎn)動(dòng)，將物料從機(jī)體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)提升出來。

3）排矸系統(tǒng)。整機(jī)分選效果主要由動(dòng)篩跳汰機(jī)的排矸效率所影響。動(dòng)篩體內(nèi)矸石量的數(shù)量是通過GDT機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)的控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)負(fù)荷來間接判斷。排矸系統(tǒng)采用PLC控制變頻調(diào)速電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了以電信號(hào)反饋進(jìn)行排矸調(diào)速的自動(dòng)控制，實(shí)時(shí)控制矸石床層的厚度。

2、GDT機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)的自動(dòng)排矸工作原理與電機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)

當(dāng)原煤從入口進(jìn)入篩體后，主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使之在水中振動(dòng)。煤與矸石的比重不盡相同，前者數(shù)值較小，后者相對(duì)較大。當(dāng)兩者懸浮于水中時(shí)，矸石的沉降速度會(huì)大于煤的沉降速度，因此矸石會(huì)先一步落在在篩體出口，而煤層會(huì)落在矸石層上方，矸石層和煤層通過擋板隔離，煤層從擋板上方排出，而下層隔離的矸石則經(jīng)過篩體出口附近的排矸輪排出。如果排矸輪不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，則會(huì)導(dǎo)致矸石層愈積愈厚，甚至能與擋板上方的煤層混合在一起，進(jìn)入排煤通道，出現(xiàn)煤中夾矸現(xiàn)象，達(dá)不到分離效果。正常情況下矸石會(huì)能過排矸輪以一定的速率勻速排出，若排矸輪轉(zhuǎn)速過快，則排矸速度也會(huì)提升，擋板上方煤層可能從矸石通道混入矸石層，與矸石一同排出，產(chǎn)生矸中帶煤現(xiàn)象。因此，應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)排矸輪轉(zhuǎn)速，控制矸石層厚度，煤和矸石就會(huì)按照各自的通道排出，達(dá)到良好的選煤效果。

根據(jù)以上分析結(jié)果，可以將排矸口高度作為排矸輪電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制線，也就是說排矸口高度高于矸石層厚度時(shí)排矸電機(jī)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，低于矸石層厚度時(shí)電機(jī)啟動(dòng)。此外，電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于矸石層的厚度，矸石層越厚電機(jī)轉(zhuǎn)速越快，當(dāng)矸石層厚度達(dá)到擋板上邊沿時(shí)，排矸輪轉(zhuǎn)速達(dá)到最大值，這就是GDT機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)的自動(dòng)排矸工作原理。

為滿足跳汰機(jī)自動(dòng)排矸要求，為排矸電機(jī)設(shè)計(jì)如下工作特性曲線。

其中：Pt為供給變頻器輸出值，Ph為檢測(cè)動(dòng)篩電機(jī)功率的傳感器上限，Pl為檢測(cè)動(dòng)篩電機(jī)功率傳感器的下限位置，F(xiàn)l為電機(jī)正常時(shí)運(yùn)行的下限頻率。

由圖1可知，黑色折線為電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行曲線，當(dāng)GDT機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)內(nèi)無矸石時(shí)，動(dòng)篩電機(jī)功率低于Pl，排矸電機(jī)停止啟動(dòng)，此時(shí)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于圖中所示的OA段。當(dāng)矸石層的高度位于排矸口和擋板之間時(shí)，動(dòng)篩電機(jī)功率處于Pl～Ph，排矸電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)如圖中運(yùn)BC線段所示。當(dāng)矸石層的高度達(dá)到擋板上邊沿時(shí)，動(dòng)篩電機(jī)功率超過Ph，電機(jī)達(dá)到運(yùn)行頻率上線，運(yùn)轉(zhuǎn)速度達(dá)到極限。

至于Ph、Pl、Fl，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行設(shè)定。

3、GDT機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)的應(yīng)用實(shí)踐

曙光選煤廠所采用的機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)產(chǎn)自沈陽天安礦山機(jī)械科技有限公司，其參數(shù)如表示所示：

GDT23/4.6G型機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)分選過程為：經(jīng)過1202毛煤分級(jí)篩分級(jí)后，粒徑小于100mm的篩下物進(jìn)入1206分級(jí)篩，經(jīng)再次分級(jí)后30～100mm的物料進(jìn)入動(dòng)篩。自從曙光選煤廠選用該種型號(hào)的動(dòng)篩跳汰機(jī)以來，產(chǎn)品煤的灰分為29%，矸石灰分74.60%，數(shù)量效率96.10%，不完善度0.091。不難發(fā)現(xiàn)選后精煤灰分得到極為有效的控制，且煤質(zhì)得到顯著提高，煤炭售價(jià)得到充分保障。據(jù)統(tǒng)計(jì)僅在2009年當(dāng)年曙光選煤廠增加的凈收益就達(dá)到2500萬元左右，同時(shí)機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)的成功試用，徹底取代了過去手工撿矸的傳統(tǒng)作業(yè)方式，因此勞動(dòng)環(huán)境得到顯著改善，生產(chǎn)效率得到明顯提高。

4、總結(jié)

針對(duì)曙光煤礦輸送原煤所存在的大塊矸石多、煤質(zhì)不易保證的問題，曙光選煤廠的第一道工序采用機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)進(jìn)行塊煤排矸處理，為塊煤的分選處理提供了極為簡(jiǎn)單、可靠的方法，并創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。由于GDT系列機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少，對(duì)環(huán)境要求不苛刻，因此其應(yīng)用范圍將更廣闊，應(yīng)用前景也會(huì)更好。

參考文獻(xiàn)

[1]郭建斌.動(dòng)篩跳汰機(jī)的應(yīng)用及改進(jìn)措施[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2010（12）.

[2]蘇國(guó)平.漳村煤礦選矸車間機(jī)械動(dòng)篩跳汰機(jī)的技術(shù)改造[J].煤，2014（5）.

[3]柴秀紅.動(dòng)篩跳汰機(jī)在準(zhǔn)備車間的應(yīng)用[J].科技視界，2013（26）.