跳汰選煤技術(shù)的應(yīng)用及工藝發(fā)展

黨銳剛 谷林 潘月軍 張曉君

摘 要：隨著市場用煤需求量的不斷加大，煤礦生產(chǎn)中選擇可靠的選煤技術(shù)與設(shè)備，關(guān)系著選煤效率。在此形勢影響下，作為動力煤分選的重要設(shè)備，跳汰機的合理使用為選煤作業(yè)計劃的順利完成帶來了重要的保障作用，增強設(shè)備使用中分選效果的同時降低了煤礦的生產(chǎn)成本。隨著現(xiàn)代化煤礦發(fā)展速度的加快，需要加強對跳汰選煤技術(shù)與設(shè)備的研究，降低設(shè)備能耗，保持選煤技術(shù)使用中的良好經(jīng)濟性及節(jié)能環(huán)保性，全面提高我國煤礦企業(yè)的整體生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：跳汰 選煤 應(yīng)用 發(fā)展

在我國現(xiàn)有的選煤工藝中，跳汰選煤是應(yīng)用最廣泛的選煤工藝之一，其在選煤過程中具備多方面的優(yōu)勢，如技術(shù)成熟、是陰性較強、分選質(zhì)量高、技術(shù)相對簡單、過程控制成本較低等。隨著經(jīng)濟社會的不斷進步，煤炭選煤方式也面臨著新的挑戰(zhàn)，如何對跳汰選煤進行全新認識和再定位成為煤炭行業(yè)重點考慮的問題。

1 跳汰選煤技術(shù)概述

跳汰選煤已有一百多年的歷史，是一種成熟的選煤方法。跳汰選煤在垂直脈動的介質(zhì)中按顆粒密度差別進行的選煤過程，跳汰選煤的介質(zhì)是水或空氣，個別的也用懸浮液。跳汰工藝具有工藝流程簡單、生產(chǎn)能力大、維護管理方便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。適于處理極易選和易選以及中等可選的煤。分選上限可達50～100mm，分選下限為0.3～0.5mm，即可以分級入選也可以不分級入選，跳汰選煤法的分選效率受物料性質(zhì)影響較大，在細粒物料多，可選性差的條件下，分選效率會顯著下降。跳汰機與重介質(zhì)選相當(dāng)，但是在要求出低灰精煤的時候，如果分選密度低于1.4g/cm3，可能由于可選性變難，造成跳汰機難以操作，無法保證正常的分選效果。近年來，隨著新技術(shù)的研究和應(yīng)用，跳汰選煤設(shè)備也有了長足的發(fā)展，主要表現(xiàn)在跳汰機的結(jié)構(gòu)更為科學(xué)合理，自動化水平日趨完善，分選效果進一步提高。如今的跳汰機已從過去的機械化發(fā)展到了自動化、智能化，更加滿足了工藝要求，跳汰選煤的數(shù)量、效率也更貼近了理論值。我國對跳汰機機器自動控制研究做了大量的工作，并取得了多項成果。目前常用的跳汰機有LTX型、LTG型、X型、SKT型。LTX型和LTG型是早期設(shè)計的機型，均采用溢流堰、直閘門、排料輪和護板組成的排料機構(gòu)。由于排料輪距下料口太近，排料輪上的物料易受脈動水流的作用而自行流出，難以控制排料量。此外，排料輪放在排料道內(nèi)容易被大塊物料卡主，因此，這種結(jié)構(gòu)一直未能達到良好的應(yīng)用效果。跳汰選煤的主要矛盾為：按密度分層與松散度、整體托起的松散形式與數(shù)控風(fēng)閥、高處加速度和松散度、寬級別和不分級入洗的矛盾。

2 跳汰選煤技術(shù)的應(yīng)用

跳汰選煤技術(shù)的應(yīng)用主要是依靠跳汰機來完成，因此，跳汰選煤技術(shù)的應(yīng)用及時跳汰機的發(fā)展和應(yīng)用，在我國較早出現(xiàn)的是鮑姆跳汰機，這種機器在上世紀60年代是較為流行的，很多選煤廠都會采用這種跳汰機進行選煤，但是進入新世紀后，經(jīng)濟發(fā)展的速度飛快，使得跳汰選煤技術(shù)遭受到更加嚴峻的挑戰(zhàn)。在本世紀，跳汰機選煤有如下使用：

2.1 動篩跳汰機的應(yīng)用

在跳汰選煤技術(shù)的發(fā)展過程中，人們所使用的跳汰機多數(shù)是指定篩跳汰機。事實上，跳汰機可以分為定篩跳汰機和動篩跳汰機兩類，動篩跳汰機本是一種古老的選煤方式，但是由于其主要應(yīng)用在塊煤而漸漸被定篩跳汰技術(shù)所代替。近些年，隨著煤炭企業(yè)的逐漸發(fā)展，人們對煤炭質(zhì)量的要求越來越高，各種煤炭幾乎都需要經(jīng)過加工處理，在這種社會需求下，動篩跳汰法重新回到了選煤的技術(shù)行列中，且在新形勢下發(fā)生了一定的技術(shù)改變，有效與現(xiàn)代化技術(shù)結(jié)合，賦予了動篩跳汰機選煤技術(shù)新的內(nèi)涵。

我國在前些年的TD系列液壓動篩跳汰機使用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，又開發(fā)出了新型機械驅(qū)動方式，這種方式與傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動式選煤技術(shù)相比結(jié)構(gòu)較為簡單，在運行過程中的可靠性也逐漸增高，且在維護的過程中，為維護工作帶來一定的方便，也正因為如此而受到了行業(yè)的歡迎。

目前，我國唐山煤炭研究院所提出的新型動力急回機構(gòu)動篩跳汰機，具有良好的急回特性，工作中的處理時間基本保持在80t /h～120t /h 的范圍內(nèi)，能夠為選煤作業(yè)計劃的按期完成提供可靠地保障。運用這種新型東流急回機構(gòu)的動篩跳汰機，由于其急回速比保持在1.8左右，使用中具有良好的環(huán)境適用性，分選效果良好，運行狀態(tài)穩(wěn)定，充分滿足了實際作業(yè)計劃的具體要求。

結(jié)合選煤作業(yè)計劃的各種需求，逐漸擴大大型動篩跳汰機的實際應(yīng)用范圍，有利于提高選煤過程中的分選效率，增加不同煤質(zhì)的銷售量，最大限度地滿足用戶的實際需求。在可靠的動篩跳汰機作用下，可以對小于300mm、大于50mm 入料粒度的高硫煤進行針對性地操作，選出符合實際需要的煤炭。通過對大型動篩跳汰機的合理使用，可以使最終得到的精煤灰分含量保持在3.2%，實際的分選效率可到95.3%，基本滿足了選煤的實際要求。因此，未來選煤作業(yè)計劃實施中應(yīng)擴大大型動篩跳汰機的實際應(yīng)用范圍。

此外，動篩跳汰機的開發(fā)工作和推廣工作，是我國近年來選煤技術(shù)的一大成就。動篩跳汰機具備很多優(yōu)點：第一，其結(jié)構(gòu)較為緊湊，在工藝上相對以往的技術(shù)較為簡單；第二，用水量少，為企業(yè)節(jié)省了很大一部分投資費用。動篩跳汰機主要用于預(yù)排矸過程以及動力煤的洗選過程，并由于其具有用水量少的特點而被應(yīng)用于高寒地區(qū)以及缺水地區(qū)。

2.2 定篩跳汰機的應(yīng)用

在與其他選煤技術(shù)競爭發(fā)展的同時，跳汰發(fā)也在發(fā)展中逐漸完善自身的缺點，新時期下，各研究機構(gòu)正積極研究和總結(jié)跳汰機的使用經(jīng)驗，并全身心投入到研制適合社會發(fā)展和市場需求的多元化跳汰機，使其具備高效化和自動化等優(yōu)點，在近些年的跳汰機發(fā)展中，應(yīng)用較為廣泛的是SKT系列、X系列等，其中SKT智能跳汰機篩選煤技術(shù)在市場上已經(jīng)占據(jù)了相當(dāng)大的份額。

SKT跳汰機具備非常多的優(yōu)點：第一，對于篩下空氣室來說，其主要采用的是U型震蕩的模式，使得床層的脈動保持平穩(wěn)；第二，對于風(fēng)閥來說，其采用的是滑動式的數(shù)控風(fēng)閥，這種風(fēng)閥的采用不僅開啟時會省力，而且產(chǎn)生的噪聲較小，在應(yīng)用過程中的可靠性非常強；第三，其采用電腦數(shù)控裝置，操作起來十分方便，且能夠直觀進行觀察，在后期的維修量較??；第四，在自動排料系統(tǒng)中采取了先進的技術(shù)，使得排料量能夠連續(xù)穩(wěn)定；第五，排料輪的設(shè)計較之以往更加科學(xué)合理，將其置于機體的下部，不僅有效減少了輪的長度，還防止了卡堵的現(xiàn)象發(fā)生；第六，機體采取了組合裝配的結(jié)構(gòu)，為安裝和拆卸工作提供了一定方便。在近些年跳汰機的新產(chǎn)品中，都采用了多室共用數(shù)控錐形風(fēng)閥技術(shù)，這種技術(shù)在很大程度上降低了能源的消耗，減輕了設(shè)備的維護量，同時也提高了分選的效率，單位處理能力與過去的跳汰機相比提高了近20%。

在不斷完善的過程中，SKT跳汰機已經(jīng)發(fā)展的越來越好，其中SKTZD-14型跳汰機已經(jīng)實現(xiàn)了自動化控制，其控制的內(nèi)容包括以下幾方面：第一，參數(shù)控制系統(tǒng)，主要是指對風(fēng)、水、排料等方面的參數(shù)控制；第二，關(guān)聯(lián)設(shè)備的自動啟停控制；第三，處理量的自動優(yōu)化控制；第四，自動感知控制，主要是感知入料煤質(zhì)的變化。

3 跳汰選煤技術(shù)未來工藝發(fā)展

新世紀的大背景下，我國選煤廠發(fā)展速度較為迅猛，但是在發(fā)展過程中存在著一定的不平衡現(xiàn)象，即重視煉焦煤洗選，輕視動力煤洗選。我國政府針對這種情況也給予了一定重視，出臺相關(guān)政策積極突進潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，加大力度發(fā)展洗煤、配煤等技術(shù)。潔凈煤技術(shù)是相對較為復(fù)雜且龐大的工程，其依據(jù)的基礎(chǔ)是煤炭的洗選加工。而動力煤由于價格較低、工藝簡單等特點，成為人們關(guān)注的首選選煤技術(shù)，其發(fā)展空間十分廣闊，在新世紀，跳汰選煤技術(shù)應(yīng)當(dāng)遵從以下發(fā)展工藝：

（1）在對原煤進行選煤時，若是原煤灰分不高且塊狀煤較多時，可以單純地采取動篩跳汰機進行洗選，不僅能夠減少投資和加工的費用，同時也能保證工廠的經(jīng)濟效益。在此基礎(chǔ)上，要跟上時代的腳步，看清市場需求，積極組織相關(guān)人員對動篩跳汰選煤技術(shù)進行深度探索，開發(fā)出更加適合時代發(fā)展和市場需求的選煤技術(shù)，以促進我國經(jīng)濟的發(fā)展。

（2）在對原煤進行選煤時，若是原煤的質(zhì)量較為低劣，但是卻對選煤質(zhì)量要求較高時，則可以采取動篩跳汰選煤與定篩跳汰選煤聯(lián)合進行作業(yè)，兩種方式共同使用，可以有效提高選煤作業(yè)的效率，同時也能使這兩種方式分別發(fā)揮自身有點，為工廠帶來更多經(jīng)濟效益。

（3）面對跳汰選煤技術(shù)的現(xiàn)狀，相關(guān)人員必須要繼續(xù)深入研究跳汰分選過程理論，構(gòu)建其分選的數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合自動控制相關(guān)理論，研制出跳汰自適應(yīng)控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)跳汰選煤的智能控制。這種方式的實現(xiàn)需要大量的實戰(zhàn)經(jīng)驗，同時也需要大量的科學(xué)技術(shù)作為依據(jù)，因此，必須要加強相關(guān)人員的培訓(xùn)，逐漸提升自身能力，為跳汰選煤技術(shù)的發(fā)展奠定人力基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

總之，我國在跳汰機技術(shù)方面已經(jīng)逐漸走向了世界發(fā)展的前沿，但是在實際發(fā)展過程中，我國的設(shè)備制造水平、檢測手段、智能控制方面還存在著一定的問題。針對上述問題，選煤工廠在保證跳汰選煤技術(shù)正常發(fā)展的同時要積極改善，結(jié)合實際發(fā)展對跳汰技術(shù)進行重新定位，為我國的經(jīng)濟發(fā)展做好鋪墊。

參考文獻：

[1]模糊控制在跳汰選礦中的應(yīng)用[J]. 秦虎，劉志紅，黃宋魏.？？云南冶金.？2010（06）

[2]跳汰機工藝制度與調(diào)試[J]. 舒豪.？？煤炭工程.？2003（02）

[3]跳汰選煤技術(shù)的應(yīng)用及再定位[J]. 孫明福，李明菊，李峰.？？城市建設(shè)理論研究（電子版）.？2016（30）

[4]關(guān)于跳汰選煤主、再洗合理、有效配合的一些問題[J]. 師工.？？煤質(zhì)技術(shù).？1996（06）

[5]小型跳汰選煤廠設(shè)計建議[J]. 婁德安，朱長勇.？？選煤技術(shù).？2007（03）

[6]我國動篩跳汰選煤技術(shù)與裝備的最新進展[J]. 楊濤.？？內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟.？2017（01）

作者簡介：黨銳剛，（1985-01-18），男，陜西省榆林市神木市大柳塔試驗區(qū)，助理工程師，本科學(xué)歷，現(xiàn)在神東煤炭集團洗選中心調(diào)度指揮中心從事相關(guān)管理工作。