YTG-3跳汰機(jī)在南桐礦業(yè)公司選煤廠南桐廠區(qū)的應(yīng)用

廖海林

(重慶南桐礦業(yè)公司選煤廠，重慶 400802)

南桐礦業(yè)公司選煤廠主要由原南桐選煤廠和原干壩子洗選廠于2014年底合并而成，現(xiàn)分別設(shè)置成干壩子廠區(qū)和南桐廠區(qū)。南桐廠區(qū)(原南桐選煤廠)始建于1938年，建廠以來(lái)實(shí)施過(guò)多次技術(shù)改造，目前洗選能力為1.50 Mt/a；原煤以不脫泥方式入選，主選工藝為末煤由有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器主再選、粗煤泥由重介質(zhì)旋流器分選、細(xì)煤泥浮選的聯(lián)合工藝。主導(dǎo)產(chǎn)品為冶煉精煤，主要供給重鋼等單位。2015年底南桐礦業(yè)公司選煤廠實(shí)施生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化和自動(dòng)化改造工程，根據(jù)南桐廠區(qū)入廠原煤煤質(zhì)變化情況，對(duì)原煤處理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，增加跳汰預(yù)排矸系統(tǒng)。本著“降低投資、利舊設(shè)備”的原則，在對(duì)優(yōu)化方案充分論證的基礎(chǔ)上，決定將干壩子廠區(qū)閑置的YTG-3跳汰機(jī)及其配套設(shè)備作為南桐廠區(qū)原煤預(yù)排矸系統(tǒng)。

YTG-3跳汰機(jī)是用于排除原煤中13～200 mm或25～200 mm矸石的全自動(dòng)跳汰機(jī)，其在南桐廠區(qū)運(yùn)行初期，由于原煤煤質(zhì)的原因，一直不能正常運(yùn)行。在對(duì)其改造后，跳汰機(jī)“水土不服”的問(wèn)題得到解決，且工藝性能完全滿足要求。

1 YTG-3跳汰機(jī)

1.1 結(jié)構(gòu)與工作原理

YTG-3跳汰機(jī)(圖1)主要由機(jī)體部分、風(fēng)閥系統(tǒng)、排料裝置、浮標(biāo)裝置等組成，其中風(fēng)閥系統(tǒng)選用數(shù)控氣動(dòng)風(fēng)閥裝置，通過(guò)兩閥的交替動(dòng)作控制洗水脈動(dòng)；排料裝置采用數(shù)控自動(dòng)排料方式，用于排出機(jī)體內(nèi)的不同物料；浮標(biāo)裝置用于檢測(cè)物料的床層厚度，并將檢測(cè)結(jié)果傳給控制柜。

原煤給入跳汰機(jī)后，在篩板上形成床層；壓縮空氣通過(guò)風(fēng)閥周期性地進(jìn)入空氣室，并通過(guò)空氣室排出。在空氣壓力作用下，在水流周期性地通過(guò)篩孔上升時(shí)，不同顆粒隨之升起，低密度、細(xì)粒度的顆粒快速上升；當(dāng)上升流流速度很小，水流開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，各種顆粒在干擾狀態(tài)下沉降。高密度、粗粒度的顆粒優(yōu)先下沉，密度和粒度居中的顆粒次之，最后是低密度、細(xì)粒度的顆粒。此時(shí)，物料分層過(guò)程完成，矸石和中煤分別通過(guò)矸石段和中煤段的排料閘門(mén)(排料輪)、排料通道排到機(jī)體下部，并分別與透篩的細(xì)顆粒矸石、中煤會(huì)合，再由斗式提升機(jī)排出，精煤通過(guò)溢流堰排出[1]。

圖1 YTG-3跳汰機(jī)結(jié)構(gòu)

1.2 技術(shù)參數(shù)

YTG-3跳汰機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：

跳汰面積/m2

3

入料粒級(jí)/mm

13～200

處理能力/(t·h-1)

80～150

循環(huán)水量/(m3·h-1)

300

篩板傾角/(°)

15

篩孔直徑/mm

11

電機(jī)功率/kW

2.20

壓風(fēng)機(jī)壓力/MPa

1

鼓風(fēng)機(jī)壓力/MPa

0.03

氣缸工作壓力/MPa

0.4～0.6

1.3 技術(shù)特點(diǎn)

(1)采用柔性空氣室代替篩下空氣室，可以有效節(jié)約能源，提高設(shè)備工藝效果和穩(wěn)定性。

(2)跳汰過(guò)程風(fēng)與水不接觸，排出的空氣為純凈空氣，不污染環(huán)境。

(3)采用擺動(dòng)風(fēng)閥技術(shù)，不但可以降低能耗，而且能使脈動(dòng)水流獲得更強(qiáng)的爆發(fā)力，進(jìn)而提高分選效果。

(4)基于電動(dòng)鏈輪的排料裝置，可使排料更及時(shí)，進(jìn)而有效避免矸石污染精煤。

2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

2.1 原煤煤質(zhì)

南桐廠區(qū)的入選原煤來(lái)自南桐煤礦，在對(duì)兩個(gè)廠區(qū)的入選原煤對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，南桐廠區(qū)的原煤粒度組成滿足YTG-3跳汰機(jī)對(duì)入料的要求，其他工藝參數(shù)也符合要求。南桐廠區(qū)的入選原煤粒度組成見(jiàn)表1。

表1 南桐廠區(qū)的入選原煤粒度組成

由表1可知：入選原煤中>25 mm粒級(jí)物料的產(chǎn)率為15.79%，灰分為61.62%，硫含量為6.29%。這說(shuō)明原煤采用跳汰機(jī)分選后，產(chǎn)品質(zhì)量可以滿足要求。

2.2 調(diào)試效果

在將YTG-3跳汰機(jī)安裝完成后，調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，跳汰機(jī)的排矸輪經(jīng)常被卡塞，設(shè)備分選效果不是很理想(表2)。因此，需要對(duì)跳汰機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造。

表2 YTG-3跳汰機(jī)調(diào)試期間的生產(chǎn)數(shù)據(jù)Table 2 Performance of the YTG-3 jig recorded during its commissioning period %

3 技術(shù)改造與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

3.1 方案與實(shí)施

對(duì)兩個(gè)廠區(qū)的入選原煤煤質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，南桐廠區(qū)的入選原煤中>25 mm粒級(jí)的產(chǎn)率高 8.93個(gè)百分點(diǎn)；此外，入選原煤中的不規(guī)則長(zhǎng)方體較多，最長(zhǎng)者達(dá)到230 mm，這是導(dǎo)致跳汰機(jī)排料輪經(jīng)常被卡塞的原因。

由于礦井生產(chǎn)工藝沒(méi)有調(diào)整，南桐廠區(qū)無(wú)法調(diào)整跳汰機(jī)的入料粒度。為此，探索性的采取降低設(shè)備處理量和更換大功率電機(jī)的措施，但是都不能徹底解決跳汰機(jī)排料輪被卡塞的問(wèn)題。綜合考慮，在不破壞配重塊，且不影響固定掛鉤受力的情況下，結(jié)合入選原煤的實(shí)際情況，將活動(dòng)掛板的長(zhǎng)度縮短40 mm，即由原來(lái)的493 mm縮短到453 mm。在活動(dòng)掛板的質(zhì)量減輕后，排料空間增加40 mm，排料輪被卡塞的問(wèn)題得到徹底解決[2-3]。

3.2 應(yīng)用效果

在YTG-3跳汰機(jī)完成技術(shù)改造后，在運(yùn)行正常的情況下，再次對(duì)其分選效果進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)YTG-3跳汰機(jī)的入料(>25 mm粒級(jí)原煤)密度組成(表3)可知：當(dāng)分選密度為2.00 g/cm3時(shí)，浮物產(chǎn)率為31.57%，灰分為18.16%，硫含量為2.11%。

表3 跳汰機(jī)入料的密度組成Table 3 Density consist of the jig′s feed coal %

通過(guò)跳汰機(jī)的輕產(chǎn)物、重產(chǎn)物密度組成(表4、表5)可知：輕產(chǎn)物的灰分為28.71%，硫含量為3.25%；重產(chǎn)物的灰分為74.17%，硫含量為7.87%。

表4 跳汰機(jī)輕產(chǎn)物的密度組成Table 4 Density composition of the jig′s lighter product %

表5 跳汰機(jī)重產(chǎn)物的密度組成Table 5 Density composition of the jig′s heavier product %

3.3 工藝性能評(píng)價(jià)

結(jié)合表3、表4、表5數(shù)據(jù)，采用格式法計(jì)算出的產(chǎn)品實(shí)際產(chǎn)率、產(chǎn)率偏差、重產(chǎn)物分配率數(shù)據(jù)見(jiàn)表6。

表6 產(chǎn)品產(chǎn)率、產(chǎn)率偏差及重產(chǎn)物分配率計(jì)算結(jié)果Table 6 Calculated yields and loss of yields of products and partition coefficient of heavier product %

通過(guò)計(jì)算結(jié)果可知Δ2=4.22，結(jié)合有關(guān)計(jì)算式計(jì)算跳汰機(jī)的分選精度，

式中：σ為均方差；n為計(jì)算時(shí)的密度級(jí)；k為與產(chǎn)品有關(guān)的參數(shù)，兩產(chǎn)品時(shí)取k=0，三產(chǎn)品時(shí)取k=1。

在n=7、k=0的情況下，計(jì)算出的σ=0.84。根據(jù)σ值的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，主選時(shí)σ=1.40，重介再選時(shí)σ=0.80[4]。采用YTG-3跳汰機(jī)作為一段排矸設(shè)備時(shí)，σ符合有關(guān)要求，故表6數(shù)據(jù)有效。在表6數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上繪出沉物分配曲線(圖2)，并計(jì)算跳汰機(jī)的工藝性能指標(biāo)(不完善度)，以評(píng)價(jià)其工藝性能。

圖2 沉物分配曲線

由圖2可知：δ75=1.93 g/cm3，δ25=1.67 g/cm3，δ50=1.81 g/cm3，計(jì)算的I=0.16。由于跳汰機(jī)用于一段排矸，其工藝性能完全滿足生產(chǎn)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，評(píng)定重選設(shè)備工藝性能的指標(biāo)包括三項(xiàng)，即可能偏差或不完善度、數(shù)量效率及總錯(cuò)配物含量。由于跳汰機(jī)僅用于排矸，故未對(duì)數(shù)量效率和總錯(cuò)配物含量進(jìn)行測(cè)算。通過(guò)對(duì)YTG-3跳汰機(jī)的排料輪與活動(dòng)掛板之間寬度的調(diào)整，結(jié)合其在干壩子廠區(qū)、南桐廠區(qū)的運(yùn)行效果，該設(shè)備在兩個(gè)廠區(qū)的工藝性能指標(biāo)(不完善度)均為0.16，說(shuō)明此次技術(shù)改造很成功。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李賢國(guó).跳汰選煤技術(shù)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2006:2,3，37.

[2] 孫玉堂，黃玉梅. 跳汰機(jī)的改造[J]. 選煤技術(shù)，1990(3)：51-53.

[3] 胡 剛，阮明武. 跳汰機(jī)洗選工藝的改造實(shí)踐與效益[J]. 煤炭加工與綜合利用，2002(1)：4-5.

[4] 全國(guó)煤炭技工教材編審委員會(huì).選煤廠技術(shù)檢查與質(zhì)量管理[D].北京：煤炭工業(yè)出版社，2002：175.