煤礦動篩跳汰機的原理與使用

劉利軍+高娟

摘要：“綜采放頂煤”這種采煤技術(shù)被很多的大型煤礦所應(yīng)用，這種采煤方式和采煤技術(shù)可以大大的提高原煤產(chǎn)量，盡管如此，在這種采煤技術(shù)下，不斷加大的矸石含量和煤炭粒度，使得原本的滾筒式選擇性破碎機，不能夠很好的處理相關(guān)的技術(shù)問題，再加上老化的設(shè)備，就明顯增加了事故率，對礦井提升產(chǎn)生了很大的影響，對原煤生產(chǎn)也是很大的制約。動篩跳汰機的使用，可以較為理想的實現(xiàn)塊煤排矸的分選。本文對煤礦動篩跳汰機的原理及其使用進行了研究。

關(guān)鍵詞：動篩跳汰機；原理；使用

1.動篩跳汰機的原理

動篩跳汰機作為諸多跳汰機中的一種，它是將經(jīng)破碎機初破碎之后的煤矸混合物料在水中根據(jù)煤和矸子的密度不同進行煤矸分離的，如圖1所示

動篩跳汰機和空氣式跳汰機的區(qū)別為：空氣式跳汰機需要在分選過程中進行空氣壓縮、頂水、沖水；而動篩跳汰機靠運動的動篩在水中將煤矸混合物料托起，由于煤和矸石的密度不同，所以在水中自由下落的速度不同，從而實現(xiàn)煤矸分層。經(jīng)過水中分層后的煤和矸石，在動力驅(qū)動下運動到動篩前段的溢流出口。由于矸石的密度比煤要大，所以下面的矸石會進入排矸輪，通過排矸口進入提升輪后翻入矸石料斗；上面的煤經(jīng)過溢流口溢入到提升輪，最后進入煤料斗。進入料斗并脫水后的煤和矸石會通過各自的溜槽排出跳臺機。動篩跳汰機一共有3個動力驅(qū)動部分：第1部分為主驅(qū)動系統(tǒng)，負(fù)責(zé)動篩的驅(qū)動；第2部分為提升系統(tǒng)，負(fù)責(zé)提升輪的反復(fù)工作；第3部分為排矸驅(qū)動系統(tǒng)，負(fù)責(zé)為矸石的排出機構(gòu)提供動力。

（1）主驅(qū)動系統(tǒng)

主驅(qū)動系統(tǒng)提供動篩的反復(fù)上下運動的動力，內(nèi)置主驅(qū)動電機。通過減速機調(diào)整之后的動力輸出到擺軸總成和曲柄輪總成，曲柄運動轉(zhuǎn)換為擺軸的反復(fù)運動，然后擺軸將動力傳給動篩的調(diào)節(jié)桿，完成動篩的反復(fù)運動。

曲柄連桿傳動機構(gòu)的設(shè)計，只需要變頻電機就可以實現(xiàn)動篩的運動，機械結(jié)構(gòu)比較簡單，保證了動篩運動的可靠、穩(wěn)定性，而且在實際生產(chǎn)中可以根據(jù)煤矸混合體的塊大小，調(diào)整振幅和篩動頻率。

（2）提升系統(tǒng)提升輪、驅(qū)動電機和減速機構(gòu)成了整個提升系統(tǒng)

提升輪由前后兩部分組成，分別提升分離出的矸石和煤。提升驅(qū)動電機提供動力，經(jīng)減速機進行速度校正后傳輸給提升輪，從而達(dá)到將分離后的煤、矸石從跳汰機內(nèi)提升出來的目的。提升物料的速度是通過變頻電機進行控制的，可以根據(jù)煤、矸石的入料條件和混合體中煤和矸石的比例進行設(shè)定。為了避免提升輪內(nèi)部的煤、矸石再次混合，動篩達(dá)到分選能力上限時，可以通過提高提升輪轉(zhuǎn)速來達(dá)到分選的目的。

（3）排矸驅(qū)動系統(tǒng)

影響跳汰機分選效果的一個主要因素就是排矸系統(tǒng)的好壞。SQT系列跳汰機可以根據(jù)主驅(qū)動總成的符合檢測來計算動篩內(nèi)的矸石含量，然后通過PLC對電機進行變頻控制，從而實現(xiàn)對矸石層厚度的控制。

2.使用動篩跳汰機的相關(guān)問題及系列解決對策

2.1改變透篩物料排放的方式

在原設(shè)計中，兩個Φ250mm的液壓插板閥是某煤礦選煤廠使用的動篩跳汰機的物料排放裝置，在這兩個液壓插板閥中間，銜接一個Φ250mm的鋼管，交替開閉閥板，排出篩下物。這種設(shè)備有以下幾個方面的缺點：（1）液壓缸拖動雙閘門，使得控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性被增加；（2）異常雜物如果被混入篩下物中，閥門就容易被卡住，發(fā)生較高的故障率；（3）雙閥排料的采用，使得排水量被大大的提升和增加，增大了整個系統(tǒng)的水循環(huán)量，使得洗水難以開展；（4）雙閥排料的采用，使得物料必須經(jīng)由脫水篩處理這一環(huán)節(jié)，水泵和篩下水池成為兩個必須設(shè)計的設(shè)施。在這些問題之下，某煤礦選煤廠予以了創(chuàng)新，將雙閥排料去除，在斗式提升機上直接接上篩下排料口，由斗式提升機撈出篩下的末煤，對這些末煤進行自動的脫水，而后，與二次篩的篩下物進行混合處理，因為二次篩的篩下物數(shù)量多，重量大，同時非常的干燥，但是斗式提升機的排料是非常的少的，大約為篩下物量的10%作用，少量濕煤與大量干煤的摻雜使得不需要再進行其他的處理操作。但是比對觀察這些設(shè)備的投資，一臺斗式提升機需要的成本等同于雙液壓閥及相應(yīng)的液壓系統(tǒng)，所以采用這種方法，在節(jié)省了很多工藝環(huán)節(jié)的同時，省去了水泵、水池、脫水篩等設(shè)備。

2.2除雜功能的增強

原設(shè)計的動篩跳汰機的溢流口位于槽池的一邊，伴隨著水流，木片從一側(cè)溢出，可以發(fā)現(xiàn)排除效果并不是很理想，因為木片積聚在出料口的兩翼。改造后，溢流口開到了排料溜槽的兩側(cè)，這樣將所有的木片幾乎后可以去除，使得除雜效果被增強。

2.3改造煤泥水系統(tǒng)

按照原本的設(shè)計，主廠房煤泥水處理系統(tǒng)與動篩排矸系統(tǒng)的煤泥水是共用的，但是因為動篩的煤泥水含有較大的煤泥顆粒，同時不能夠進行連續(xù)的排水，這樣就會使得主廠房煤泥水系統(tǒng)洗水的質(zhì)量慢慢的變化，使得主廠房煤泥水系統(tǒng)洗水的濃度慢慢的增大，將整個管路堵塞，影響到主洗系統(tǒng)的平衡洗水作業(yè)。有鑒于此，對其進行改造，讓動篩煤泥水成為一個獨立的系統(tǒng)，增加安裝設(shè)置煤泥分級旋流器，煤泥脫篩等，在經(jīng)過這些改進之后，將原來對主洗系統(tǒng)帶來系列負(fù)面消極影響予以了控制，改善了動篩排矸系統(tǒng)的煤泥水系統(tǒng)，降低了洗水濃度，提高了洗選效果。

3.結(jié)論

總而言之，運用動篩跳汰機，可以使得人工分選塊煤和選矸的工作被慢慢的取代，動篩跳汰機粒度的分選上限能夠達(dá)到300mm，處理能力非常大，洗選的效果相比于人工而言也非常好，同時耗水量比較低、比較少，所以非常值得不斷地將這種機器予以推廣應(yīng)用。

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作者簡介：劉利軍（1979-）男，漢族，山西省呂梁離石人，助理工程師職稱，選煤廠動篩跳汰機方面。