煤矸石自動分選機(jī)在淮北選煤廠的應(yīng)用探討

張恒 宋維萍

摘 要：淮北選煤廠南區(qū)采用無壓給料三產(chǎn)品重介旋流器進(jìn)行原煤分選，經(jīng)常會出現(xiàn)旋流器一、二段聯(lián)結(jié)管和矸石明渠堵塞現(xiàn)象，主要是由于塊矸石尺寸過大所致。文章通過對淮北選煤廠南區(qū)的工藝系統(tǒng)進(jìn)行分析，找出了塊矸石較大的主要原因，提出了煤矸石自動分選機(jī)代替人工揀矸想法，同時對煤矸石自動分選機(jī)分選系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹以及對煤矸石自動分選機(jī)分選系統(tǒng)在淮北選煤廠南區(qū)的應(yīng)用改造的可行性進(jìn)行了判斷，并對改造后的效益進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：煤矸石；人工揀矸；除雜；介質(zhì)消耗

中圖分類號：TD942.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）08-0041-02

淮北選煤廠南、北區(qū)均是采用無壓給料三產(chǎn)品重介旋流器，在不同程度上均出現(xiàn)過旋流器一、二段聯(lián)結(jié)管和矸石明渠堵塞的現(xiàn)象。經(jīng)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，通常是由于原煤含塊矸較多、雜物堵塞（如細(xì)鐵絲，長木棍，編織袋等）、處理能力過大、給煤不勻、旋流器入口原煤潤濕不夠、旋流器矸石口堵塞并積料以及旋流器操作人員應(yīng)變能力差等原因造成的?；幢边x煤廠南區(qū)出現(xiàn)這種情況基本上是原煤量過大以及塊矸石較大導(dǎo)致的，因此找出南區(qū)整個系統(tǒng)中造成塊矸石較大的環(huán)節(jié)是解決問題的關(guān)鍵。

1 煤矸石自動分選機(jī)構(gòu)造分析與工作原理

1.1 分選機(jī)的構(gòu)造

分選機(jī)的構(gòu)造，如圖1所示，煤矸石自動分選機(jī)主要由原煤進(jìn)料斗、煤和矸石出料斗、皮帶傳輸機(jī)以及識別與分選控制系統(tǒng)幾部分組成。皮帶上設(shè)有若干個物料排隊通道，每一通道獨(dú)立地配置一套由雙能γ射線源，射線傳感器，氣動執(zhí)行器和測控儀表組成的識別與分選系統(tǒng)。各通道獨(dú)立工作，互不影響，各種參數(shù)隨機(jī)可調(diào)，適用于不同的煤質(zhì)。

1.2 分選機(jī)的原理

原煤經(jīng)過篩分系統(tǒng)后， 某種規(guī)格（例如25～50 mm） 的煤（矸石） 塊落到傳送皮帶上，在排隊機(jī)構(gòu)的作用下按順序穿過由射線源和射線傳感器構(gòu)成的具有上下對應(yīng)幾何通道結(jié)構(gòu)通道，經(jīng)過判選系統(tǒng)， 實(shí)時結(jié)果送入信息處理系統(tǒng)，經(jīng)過與設(shè)定值進(jìn)行比較，若判斷為矸石時， 經(jīng)過適當(dāng)時間延遲后， 發(fā)送一個擊打信號， 驅(qū)動高頻氣動電磁閥， 將正好運(yùn)行到擊打處的矸石吹入矸石倉， 從而達(dá)到將塊煤和塊矸石分離的目的。

2 煤矸石自動分選機(jī)代替人工揀矸想法的提出

2.1 手選系統(tǒng)存在的問題

隨著礦井采煤機(jī)械化程度的提高，割頂拉底、斷層、無炭柱影響，同時掘進(jìn)煤量的增加提高了原煤中含矸率。我廠現(xiàn)在采用的是人工手選矸石，其帶有較大的人為因素，且工人勞動強(qiáng)度大，分選率不穩(wěn)定。造成入洗原煤矸石含量提高，同時加大了破碎機(jī)的磨損，破碎效率達(dá)不到要求。大塊矸石進(jìn)入分選系統(tǒng)限制了三產(chǎn)品重介旋流器能力的發(fā)揮，旋流器二段經(jīng)常出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，無法保證生產(chǎn)的連續(xù)性，頻繁開停車，造成介耗、電耗增高等，從而增加了洗煤成本。手選動態(tài)選矸率只能達(dá)到70%左右，即有30%矸石選不出，而且15%左右的煤被含在矸石中。

2.2 煤矸石自動分選機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

用煤矸石自動分選機(jī)替代人工選矸，適用于洗煤廠的物料前期預(yù)處理，其投資少、見效快，生產(chǎn)效率高、降低設(shè)備損耗，被分選的煤種范圍廣，不受濕度、可選性影響，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，不消耗水資源，無需處理廢水，無需設(shè)置廢水尾庫，大大降低了選煤廠對周圍環(huán)境的破壞，使矸石中煤的含量可降至2%～5%。其運(yùn)用雙能γ射線透射法將礦物識別和分選，能高效分選出30～150 mm塊煤中的矸石。經(jīng)過工業(yè)性的試驗(yàn)，其排矸率能達(dá)到94.7%，因此采用煤矸石自動分選機(jī)代替人工揀矸將是一個很好的選擇，提高我廠機(jī)械化和自動化程度，進(jìn)一步提高我廠“青龍山”牌瘦精煤和“九神”牌焦精煤產(chǎn)品質(zhì)量和信譽(yù)度，增強(qiáng)市場競爭力。經(jīng)過煤矸石自動分選機(jī)分選出的塊煤經(jīng)破碎后摻入分級篩篩下物進(jìn)入原煤倉，分選出的塊矸石進(jìn)入矸石料斗然后排出，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，只需將兩條手選皮帶2005#和2006#更換成煤矸石自動分選機(jī)分選系統(tǒng)即可。

3 煤矸石自動分選機(jī)分選系統(tǒng)在南區(qū)布置的可行性 分析

隨著南區(qū)技改系統(tǒng)更加完善，增大臺時處理量是增加效益的又一舉措，但隨著淮北礦區(qū)煤炭資源經(jīng)過幾十年的開采，煤炭資源日益枯竭，煤矸石含量越來越大，然而煤炭過度的破碎會給煤泥水系統(tǒng)造成更大的負(fù)擔(dān)，造成選煤系統(tǒng)紊亂，因此可以考慮由煤矸石自動分選機(jī)代替人工選矸，一方面可以降低工人勞動強(qiáng)度，減少安全事故的發(fā)生；另一方面，經(jīng)過自動分選機(jī)有效分選，可以有效降低進(jìn)入旋流器中的塊矸含量，減少由于旋流器阻塞而造成的臺時事故和介質(zhì)損耗，提高選煤廠整體效益。

在淮北選煤廠南區(qū)選煤工藝中，原煤經(jīng)皮帶從受煤坑拉到準(zhǔn)備車間進(jìn)行分級破碎。

首先原煤經(jīng)分級篩2003#和分級篩2004#分成大于50 mm和小于50 mm的物料，然后大于50 mm的物料經(jīng)過兩條手選皮帶2005#和2006#進(jìn)行手選，排除大塊矸石。手選過的矸石進(jìn)破碎機(jī)2007#和2008#進(jìn)行破碎。

查閱最近六個月入廠原煤篩分資料，統(tǒng)計結(jié)果，見表1。

查閱最近六個月入廠原煤浮沉資料，統(tǒng)計結(jié)果，見表2。

經(jīng)統(tǒng)計，最近六個月+13 mm原煤平均產(chǎn)率為20.09%，+1.8 g/cm3平均產(chǎn)率為40.65%，可見原煤中高密度矸石含量和+13 mm物料含量適中，非常適合煤矸石自動分選機(jī)分選。原煤中含有許多狹長的塊矸，現(xiàn)有工藝中，人工揀矸是揀大塊狹長的矸石，稍不注意就會漏揀，且撿矸效率低，矸石量大還會導(dǎo)致矸石明渠流動不暢堵塞，影響正常生產(chǎn)。

經(jīng)現(xiàn)場實(shí)地考察，手選場地有充足的空間布置兩臺煤矸石自動分選機(jī)，各項指標(biāo)都符合安全生產(chǎn)的要求。因此考慮采用10通道的煤矸石自動分選機(jī)，皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)速0.8 m/s，帶寬 1200 mm，分選粒度達(dá)到25～80 mm，該煤矸自動分選系統(tǒng)每通道的處理能力約為6 t/h左右，可依據(jù)具體需求在系統(tǒng)中設(shè)計配置相應(yīng)的通道數(shù)量，這樣可以有效去除原煤分級篩篩上的塊矸，徹底杜絕重介旋流器阻塞，保證精煤產(chǎn)品質(zhì)量，提高精煤產(chǎn)率。

4 輔助設(shè)備

我廠手選工的主要任務(wù)是揀去手選皮帶上的大塊矸石和長條棍、編織袋等雜物。而我們大家都知道精煤密度一般為1.35～1.50 g/cm3，煤矸石密度一般是大于1.8 g/cm3，而查閱資料，所有木材密度幾乎相同，一般約為0.44～0.57 g/cm3，平均值為0.54 g/cm3，其小于精煤密度，煤矸石自動分選機(jī)對精煤和木棍識別較難，因此，考慮在選前進(jìn)行除雜，而我廠目前情況是，金屬雜物經(jīng)除鐵器能夠有效去除，而長木棍和編織袋還是人工手選，因此考慮采用下面設(shè)備進(jìn)行機(jī)械除雜。

該清掃裝置是將鋸齒成排排列，每排鉤齒間隔120 mm，這樣可以避免卡堵物料，又能把長條棍和編織袋清掃掉，同時也為煤矸石智能分選機(jī)組成排隊機(jī)構(gòu)歸整煤流，鉤齒分離裝置是將10排鉤齒成排的鉤齒鑲嵌在一個筒狀驅(qū)動軸上。當(dāng)煤流通過物料導(dǎo)流裝置后，煤流將在規(guī)整成扁平狀通過鉤齒分離裝置，旋轉(zhuǎn)的鉤齒便將煤流中的木塊、石塊、破布、麻繩、炮線等雜物勾出，并帶到另一側(cè)棄掉，清掃裝置的清掃鋼絲則將掛在鉤齒上不能自己掉落的雜物掃除，以保證鉤齒再次進(jìn)入煤流中時，鉤齒不掛雜物，鉤齒及清掃裝置的轉(zhuǎn)速根據(jù)煤流量、濕度、雜物量的程度自動進(jìn)行信號反饋，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，以達(dá)到最佳的除雜效果。

5 效益分析

①可縮減現(xiàn)場工作人員，提高選煤廠自動化、機(jī)械化程度，以一個班4名工人計算，三個班是12人，如果把工資、補(bǔ)貼、福利、餐費(fèi)、工裝以及勞保等等加在一起，平均按照40 000元/年/人計算，一年就節(jié)省36萬元；

②減少誤揀，杜絕故意誤揀，人工揀矸往往有誤把煤炭當(dāng)矸石，一般約為矸量的5%，這還不包括因種種原因，故意誤揀煤帶來的損失。查閱近期原煤篩分資料，我廠原煤分級篩篩上物大約占原煤處理量的10%左右，篩上物中塊煤率30%左右，我廠今年計劃入洗原煤436.6萬t，那么誤撿造成的損失為432.6*10%*30%*5%=0.65萬t，如果篩上產(chǎn)品價格為400元/t，那么一年下來將節(jié)省0.65*400=260萬元。

③介質(zhì)消耗方面，每次旋流器阻塞緊急停車都要造成重介質(zhì)損耗，而介質(zhì)損耗是選煤廠的主要經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)。

④在精煤質(zhì)量方面，可能由于旋流器阻塞發(fā)現(xiàn)不及時，造成精煤污染而返倉重新洗選，增加選煤成本。

另外，煤矸石自動分選機(jī)各個通道獨(dú)立工作，操作簡單，維修方便，每年的保養(yǎng)費(fèi)用也很少?？梢姡妹喉肥詣臃诌x機(jī)代替人工選矸可為選煤廠帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益。

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