關(guān)于呂家坨礦洗煤廠塊精煤機(jī)選除雜工藝的研究

楊春宇

（開(kāi)灤股份煤炭洗選加工中心呂家坨礦選煤廠，河北 唐山 063100）

呂家坨礦洗煤廠是依托于呂家坨礦業(yè)分公司的礦井型選煤廠。該廠分選工藝為塊煤（大于13 mm）重介立輪主再選、末煤（13～2 mm）無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介旋流器分選、粗煤泥（2.0～0.5 mm）三錐水介質(zhì)旋流器分選、細(xì)煤泥（小于0.5 mm）浮選的聯(lián)合選煤工藝。其中，塊煤重介主再選系統(tǒng)中主洗立輪選出矸石和粗精煤，再洗立輪分選出塊精煤和塊中煤。主要產(chǎn)品有煉焦精煤、塊中煤、末中煤、塊矸石、末矸石和煤泥。

呂家坨礦業(yè)分公司巷道掘進(jìn)、毛煤開(kāi)采等采用架棚支護(hù)、錨網(wǎng)固定方式。礦井提升原煤中含有大量的廢舊劈柴、編制網(wǎng)等生產(chǎn)廢舊物資。此外，井下作業(yè)產(chǎn)生的生活垃圾（如塑料瓶、塑料袋等）也會(huì)混入到提升原煤中。該部分輕質(zhì)雜物經(jīng)原煤分級(jí)后進(jìn)入塊煤重介立輪主再選系統(tǒng)。因雜物密度明顯低于再洗立輪的分選比重，分選過(guò)程雜物會(huì)隨著塊精煤隨水平流排出混入精煤產(chǎn)品[1]。這會(huì)造成精煤質(zhì)量下降、輸送溜槽堵塞、放倉(cāng)困難等問(wèn)題。為解決該問(wèn)題，呂家坨礦洗煤廠一直采用員工手選挑揀除雜（在塊精煤脫介篩篩口）的方式，其存在小塊雜物挑揀率低、員工勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全系數(shù)低等問(wèn)題。

隨著企業(yè)自動(dòng)化水平的提高和減人提效的發(fā)展，呂家坨礦洗煤廠急需解決人工挑揀的作業(yè)模式，決定對(duì)塊精煤水介質(zhì)淺槽分選機(jī)除雜工藝進(jìn)行研究并在呂家坨礦洗煤廠應(yīng)用。

1 總體思路

機(jī)選除雜過(guò)程決定以循環(huán)水為介質(zhì)，利用雜物與塊精煤密度上的差異實(shí)現(xiàn)有效分層并分別排出，最終實(shí)現(xiàn)雜物與塊精煤的有效分離；采用淺槽分選機(jī)作為除雜設(shè)備，并對(duì)雜物易纏繞傳動(dòng)鏈問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性研究；將脫介篩出口篩板篩縫由原來(lái)的0.5 mm，增加至13 mm，實(shí)現(xiàn)脫介分級(jí)功能，減少進(jìn)入淺槽分選機(jī)的細(xì)粒級(jí)物料含量；水源利用現(xiàn)有的循環(huán)水系統(tǒng)排水水源，自壓給入，不增加循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備；利用脫介篩篩口下方空間位置安裝設(shè)備，減少對(duì)生產(chǎn)的影響。

2 技術(shù)方案

2.1 淺槽分選機(jī)工作原理

通過(guò)多方的調(diào)研、論證，呂家坨礦業(yè)分公司決定采用QG 型水介質(zhì)淺槽分選機(jī)作為塊精煤機(jī)選除雜設(shè)備。循環(huán)水以水平流和上升流兩種形式給至淺槽分選機(jī)分選槽內(nèi)部；含有雜物的塊精煤通過(guò)溜槽給入分選槽內(nèi)部。密度低于1.0 g/cm3的劈柴、編織網(wǎng)、塑料瓶等雜物在分選槽內(nèi)上浮，在水平流的作用下運(yùn)動(dòng)到分選槽另一側(cè)并由撥料輪排出；密度高于1.0 g/cm3的塊精煤下沉到分選槽底部并由提升刮板排出。排出的雜物、塊精煤分別進(jìn)入淺槽分選機(jī)出料口附帶的固定式脫水篩進(jìn)行脫水，最后經(jīng)溜槽分別給至對(duì)應(yīng)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)。

2.2 淺槽分選機(jī)局部?jī)?yōu)化

針對(duì)雜物易卷入淺槽分選機(jī)傳動(dòng)鏈、鏈輪之間縫隙造成落鏈、鏈斜問(wèn)題，呂家坨礦洗煤廠做了針對(duì)性改造。一是優(yōu)化鏈條結(jié)構(gòu)，選用滾珠式鏈條代替普通鏈環(huán)式鏈條，縮小與軌道的間隙，避免雜物插入軌道影響運(yùn)行。二是改進(jìn)雜物排出口刮板形式，由間隔180°布置的兩條刮板改為間隔90°布置的4 條刮板，在轉(zhuǎn)速不變的情況下排料效率增加1 倍；同時(shí)刮板料端增加凹槽設(shè)計(jì)，更好地卡住物料，保證有效刮出。

2.3 改造方案

2.3.1 工藝對(duì)比

改造前后，精煤除雜環(huán)節(jié)工藝對(duì)比如圖1、圖2所示。

圖1 改造前工藝

圖2 改造后工藝

2.3.2 改造項(xiàng)目

（1）在重介車間三層特定位置安裝QG1516 型水介質(zhì)淺槽分選機(jī)1 臺(tái)，設(shè)備編號(hào)定為358。對(duì)357塊精煤脫介篩篩板及篩箱進(jìn)行優(yōu)化。其中，出料口第一排篩板由原來(lái)的0.5 mm 篩縫篩板更換為13 mm 篩孔篩板，更換后的13 mm 篩孔篩板位置起分級(jí)作用；篩箱由合格段、稀介段兩段改為合格段、稀介段、13～0.5 mm 末煤集料三段。另外13～0.5 mm 末煤集料箱下配備有溜煤槽與511 帶式輸送機(jī)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)末精煤的轉(zhuǎn)運(yùn)[2]。

（2）在357 脫介篩、358 淺槽分選機(jī)間安裝溜煤槽實(shí)現(xiàn)對(duì)接。敷設(shè)358 淺槽分選機(jī)給水管路。水源為無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介旋流器系統(tǒng)精煤磁尾經(jīng)濃縮旋流器處理后的部分溢流水。該溢流水從358 分選槽上端水平和底部垂直給入，在使物料充分分散的同時(shí)快速地將雜物沖擊至出料口。

（3）敷設(shè)358 淺槽分選機(jī)排水管路。該淺槽分選機(jī)煤流、雜物流出口分別附帶固定式脫水篩，篩下水自流至原有383 集水倉(cāng)，最終經(jīng)泵打至浮選系統(tǒng)，回收精煤泥。制作安裝358 煤流脫水篩至511 帶式輸送機(jī)間溜煤槽。安裝359 帶式輸送機(jī)1 臺(tái)，用于運(yùn)輸經(jīng)脫水后的雜物。完成供配電及控制相關(guān)改造，最終實(shí)現(xiàn)集控室遠(yuǎn)程集中開(kāi)停車。

3 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)雜物與塊精煤密度的差異，以循環(huán)水為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)分選；解決淺槽分選機(jī)除雜過(guò)程雜物對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)的影響；357 塊精煤脫介篩出口篩板篩孔放大，控制進(jìn)入淺槽分選機(jī)的煤泥量，防止塊精煤夾帶粗粒煤泥進(jìn)入浮選系統(tǒng)無(wú)法有效回收；合理調(diào)控358 淺槽分選機(jī)除雜系統(tǒng)給水量、雜物流脫水篩安裝角度及篩孔尺寸，在降低雜物夾帶水量的同時(shí)保證能沿脫水篩順利下滑。

3.2 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）淺槽分選機(jī)給水采用從設(shè)備底部垂直給入、給料端水平給入兩種方式。循環(huán)水從底部垂直給入可使分選槽內(nèi)形成上升流，有利于物料的充分分散；循環(huán)水從給料端水平給入有利于雜物的快速排出，防止雜物聚集對(duì)鏈條、鏈輪等運(yùn)轉(zhuǎn)造成影響。

（2）采用淺槽分選機(jī)進(jìn)行塊精煤除雜，分選原理成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間，維護(hù)工作量?。粌?yōu)化了傳動(dòng)鏈條、排雜刮板的結(jié)構(gòu)，可將雜物快速排出，解決因雜物纏繞造成的傳動(dòng)鏈斜、落鏈等問(wèn)題；采用機(jī)選塊精煤除雜工藝代替原有的人工挑揀作業(yè)方式，提高了除雜精度，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度；利用現(xiàn)場(chǎng)空間合理布置設(shè)備，采用精煤磁尾濃縮旋流器自流水作為淺槽分選機(jī)給水，不需要增加循環(huán)水桶和泵，減少了基礎(chǔ)投資，同時(shí)后期不涉及相關(guān)電力費(fèi)用。

4 實(shí)施效果

塊精煤淺槽分選機(jī)機(jī)選除雜工藝投產(chǎn)后，精煤質(zhì)量明顯提升，混雜率降至零，用戶反饋良好；原有的人員挑揀雜物作業(yè)方式取消，減少崗位人員配置2人/班，共計(jì)8 人，可節(jié)約勞務(wù)成本約38 萬(wàn)元/a。

呂家坨礦洗煤廠塊精煤淺槽分選機(jī)機(jī)選除雜改造投入設(shè)備、材料及使用費(fèi)用共計(jì)83.80 萬(wàn)元。另外，增加運(yùn)行功率24 kW，增加電力費(fèi)用5.7 萬(wàn)元/a。

系統(tǒng)投產(chǎn)后,每年可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值32.3 萬(wàn)元，投資回收期為2.59 a。

除上述直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值外，系統(tǒng)投產(chǎn)后精煤混雜率降至0，精煤質(zhì)量提高，溜煤槽堵塞、放倉(cāng)困難得到有效解決，同時(shí)員工作業(yè)環(huán)境改善、勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低，得到產(chǎn)品用戶和企業(yè)員工的一致認(rèn)可。

5 結(jié)論

當(dāng)前，客戶對(duì)精煤質(zhì)量的要求不斷提高，為了實(shí)現(xiàn)減人提效，洗煤廠需逐步淘汰落后作業(yè)方式，提高機(jī)械化、自動(dòng)化水平。利用塊精煤、雜物密度上的差異，呂家坨礦洗煤廠塊精煤除雜采用淺槽分選機(jī)機(jī)選代替人工挑揀的工藝研究取得成功，投產(chǎn)后精煤質(zhì)量提高、勞務(wù)成本降低，具有一定的推廣意義。