洗煤廠重介淺槽分選機改造及應用效果分析

李軍文

（沁和能源集團有限公司端氏煤礦，山西 沁水 048205）

1 永紅煤礦洗煤廠工程概況

沁和能源集團永紅煤礦位于山西省沁水縣嘉峰鎮(zhèn)嘉峰村，井田面積9.339 8 km2，地質(zhì)儲量11401.1萬t，井田內(nèi)有3 號、9 號、15 號三個可采煤層，總厚度5.98 m 左右，年產(chǎn)原煤120 萬t，主提升采用國內(nèi)先進的大傾角皮帶運輸，煤炭自井下開采不落地，直接由皮帶輸送到年入洗能力60 萬t 的永紅煤礦洗煤廠，洗選加工后直接上專用線外運。

原煤運輸至洗煤車間后進行破碎、分級作業(yè)，-13 mm 原煤直接出售，而200～50 mm 之間的塊煤進入重介淺槽分選機進行排矸，50～13 mm 末煤進行入無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選。因此，塊煤重介淺槽分選工藝在該煤礦的分選作業(yè)中占有重要地位。

2 重介淺槽分選機及應用現(xiàn)狀分析

2.1 重介淺槽分選機

重介淺槽分選機是一種塊煤重介質(zhì)分選設(shè)備[1-2]。隨著市場對煤炭產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高和國家環(huán)保法規(guī)的嚴格執(zhí)行，我國動力煤入洗率明顯提髙。近年來，淺槽分選機在我國洗煤廠尤其是動力煤洗煤廠得到廣泛應用，不僅用于塊煤分選，還用于大型洗煤廠塊煤預排矸以提高后續(xù)分選系統(tǒng)生產(chǎn)能力和效率。重介淺槽分選機設(shè)備具有以下特點：分選上限高、分選粒級寬、單臺設(shè)備處理能力大、工藝環(huán)節(jié)少；對入選原煤量及粒度適應性強；分選時間短、次生煤泥量少；結(jié)構(gòu)簡單，在新建洗煤廠已得到廣泛的應用[3-6]。

2.1.1 結(jié)構(gòu)

永紅煤礦洗煤廠采用的是QG 型淺槽分選機，該分選機分選粒度范圍一般為200～13 mm，入料粒度上限可達300 mm，分選粒度下限可達6 mm，分選密度為1.3～1.9 g/cm3，可能偏差（E 值）為0.02～0.04 g/cm3。QG 型淺槽分選機主要由驅(qū)動部分、排矸部分、槽體、入介部分組成，如圖1 所示。

圖1 QG 型淺槽分選機結(jié)構(gòu)示意圖

1）驅(qū)動部分。驅(qū)動部分由電動機、減速機、聯(lián)軸器、傳動皮帶或傳動鏈組成，為淺槽分選機提供動力。

2）槽體。槽體設(shè)計為鋼槽式結(jié)構(gòu)，在其底部鋪設(shè)一定數(shù)量小孔耐磨襯板，在排矸滑道的槽體側(cè)壁布置耐磨桿，位于入料側(cè)有入料調(diào)整板及入料口。同時在槽體尾部設(shè)置精煤和矸石擋板，可有效防止物料進入。

3）排矸部分。排矸部分主要由排矸刮板、刮板鏈、頭輪總成、托輪總成、尾輪總成、排矸滑道以及尾部的鏈輪張緊裝置組成。

4）入介部分。入介部分分為水平介質(zhì)槽和上升介質(zhì)漏斗，上升介質(zhì)流用于保持槽內(nèi)懸浮液的穩(wěn)定，以免介質(zhì)在槽體內(nèi)沉淀；水平介質(zhì)流用于維持液面高度并隨溢流排出輕產(chǎn)物。

2.1.2 特點

1）根據(jù)原煤粒度級別和分選槽內(nèi)部流場特性，可設(shè)計合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)及工藝方案可保證分選槽內(nèi)流場的最優(yōu)狀態(tài)。

2）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，處理能力大，淺槽分選機槽寬決定處理能力，每米槽寬處理能力達100 t/h，最大處理能力達900 t/h，一般只需1 臺分選設(shè)備即可滿足塊煤分選需要。

3）分選精度高，對煤質(zhì)波動和原煤可選性適應能力強。在實踐應用中，塊煤分選排矸可能偏差平均在0.03 g/cm3左右，數(shù)量效率在98%以上。

4）分選時間短，產(chǎn)生的煤泥量少。分選試驗證明，50～13 mm 粒級的矸石在重分懸浮液中下沉及被排出的平均時間20 s，該粒級精煤上浮并被排出溢流堰的平均時間為12 s。

2.2 應用現(xiàn)狀

永紅煤礦洗煤廠QG 型淺槽分選機工作參數(shù)為：洗選煤種為貧煤，粒度為200～50 mm，重介懸浮液密度為1.7 g/mL，排矸密度為1.7 g/mL，上升流流量為478.5 L/h，水平流流量為1 435.5 L/h。對該洗煤廠QG 型淺槽分選機發(fā)生的故障進行分析總結(jié)，主要分為以下類型：

1）介質(zhì)系統(tǒng)故障：主要表現(xiàn)為重介懸浮液密度高于設(shè)定數(shù)值；重介懸浮液密度低于設(shè)定數(shù)值；上升流、水平流流動波動。

2）刮板輸送機故障：主要表現(xiàn)為刮板鏈出現(xiàn)斷鏈、卡鏈問題；設(shè)備驅(qū)動裝置故障，電機、減速器等零部件表現(xiàn)出的異常、高溫等問題。

3）雜質(zhì)問題導致的故障：在原煤中常常伴隨有大型鐵器、鋼線繩、電纜皮帶扣等異常物件，會影響到分選機的正常運行。

4）電氣裝置故障：主要表現(xiàn)為失速保護裝置的誤動作；變頻器過電保護動作。

重介淺槽分選機基于以上問題導致故障頻發(fā)，常需停機檢修，嚴重影響洗煤廠的洗煤效率，必須要進行針對性的改造。

3 重介淺槽分選機的優(yōu)化改造設(shè)計

針對永紅煤礦洗煤廠QG 型淺槽分選機故障頻發(fā)問題，該洗煤廠購置2 臺SSC800 分級破碎機從而提高大塊煤矸石破碎能力的措施，該措施在一定程度上減少了大塊煤和矸石進入QG 型淺槽分選機，但是經(jīng)SSC800 分級破碎機破碎的片狀矸石增加，會增加刮板鏈與淺槽底板的卡阻現(xiàn)象，從整體上來看，對QG 型淺槽分選機的故障改善效果不佳，必須進一步設(shè)計改造優(yōu)化方案。

3.1 改造優(yōu)化方案

1）安裝傾斜擋板。經(jīng)破碎機破碎的片狀矸石如果大量進入到托架下方，就會導致刮板運輸故障，可以考慮設(shè)置一個傾斜擋板將片狀矸石擋到托架外即可避免刮板運輸事故的發(fā)生。在給料溜槽位置加裝傾斜擋板，厚度×寬度=8 mm×400 mm，此時掉落的片狀矸石全部下落在傾斜擋板上，其無法與托架間發(fā)生接觸，較好地避免了刮板運輸故障的發(fā)生。

2）合理地控制刮板與底板間距。為了減少刮板與底板間間距，避免刮板與底板間隙在運行時出現(xiàn)較大變化，在刮板輸送機的起弧段和爬坡段的底板位置區(qū)域加裝一層耐磨層，可以減少刮板與底板間間距，如圖2 所示。水平段刮板與底板間間距為20 mm；而起弧段刮板與底板間間距為為42 mm，加裝一層14 mm 的耐磨層；而爬坡段刮板與底板間間距為34 mm，加裝一層16 mm 的耐磨層。加裝后，刮板與底板間的間隙間距調(diào)整為20 mm、28 mm、18 mm，該間隙間距較為合理，可以大幅度降低片裝矸石對刮板運輸機正常工作的影響，降低設(shè)備的故障率。

圖2 刮板與底板間距合理控制示意圖

3）加裝斷鏈保護裝置。設(shè)備以往的失速保護裝置性能不佳，無法及時有效地保障設(shè)備的安裝，新增設(shè)一個新型斷鏈保護裝置，同時在刮板機頭輪距離刮板鏈30 mm 位置處安裝兩個接近開關(guān)，實現(xiàn)對刮板鏈的監(jiān)測，如圖3 所示。

圖3 新型斷鏈保護裝置結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 應用效果

按上述改造優(yōu)化方案對永紅煤礦洗煤廠原QG型淺槽分選機進行改造安裝和調(diào)試后，進行了實踐應用，效果理想。改造后，重介淺槽分選機刮板鏈卡鏈故障發(fā)生較少，對比之前故障率降低了85%，設(shè)備故障維修時間降低至1 h/月以下；改造后設(shè)備未發(fā)生一起斷軸、聯(lián)軸器聯(lián)軸螺栓故障、驅(qū)動裝置故障等其故障。因此，改造后的重介淺槽分選機故障率大幅度降低，運行效率大幅度提高，同時降低了洗煤生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的安全經(jīng)濟效益。