選煤廠封閉式自動煤矸分選機設(shè)計應(yīng)用

李潤春

（山西煤炭進出口集團左云長春興煤業(yè)有限公司，山西 大同 037100）

由于煤礦原煤回采后在破碎、運輸過程中會產(chǎn)生產(chǎn)不同粒徑的塊狀，在銷售過程中根據(jù)煤矸顆粒大小決定其價格，所以原煤采出后進入選煤廠內(nèi)需進行不同顆粒煤矸篩選。在傳統(tǒng)選煤過程中，煤矸直接進入重介旋流器或跳汰機上進行篩選，但是由于受煤矸石顆粒影響，經(jīng)常出現(xiàn)出料口、篩網(wǎng)堵塞現(xiàn)象。選煤設(shè)備故障率高，不僅降低了選煤效率，而且很容易發(fā)生重大機電事故。本文以山西煤炭進出口集團左云長春興煤業(yè)有限公司選煤廠為例，設(shè)計了一套封閉式自動煤矸分選機，并進行實際應(yīng)用。

1 概述

左云長春興煤業(yè)有限公司是一座設(shè)計能力為6.0Mt/a的現(xiàn)代化選煤廠,建立于2015年，采用重介淺槽分選機進行煤矸篩選。礦井目前回采煤層為石炭系22#煤層，煤層發(fā)育不穩(wěn)定，煤層內(nèi)含多層夾矸，主要以炭質(zhì)泥巖為主。原煤采出后經(jīng)破碎機破碎，原煤中塊狀物較多，主要以矸石為主，最大塊狀直徑達0.75m。原煤運出至選煤廠后，經(jīng)人工篩選后直接進入重介淺槽分選機進行分選。由于人工大塊篩選率相對較低，篩選后原煤中仍含有大量塊狀煤矸，直接進入重介淺槽分選機時很容易造成分選機卡堵現(xiàn)象，并產(chǎn)生高濃度粉塵，不僅降低了選煤廠煤矸分選效率，而且增加了選煤設(shè)備故障率。對此，山西煤炭進出口集團左云長春興煤業(yè)有限公司通過技術(shù)研究，設(shè)計了一套封閉式自動煤矸分選機，并進行實際應(yīng)用。

2 封閉式自動煤矸分選機結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 裝置結(jié)構(gòu)組成

（1）封閉式自動煤矸分選機主要由支柱、分選箱、收集框（共計3個）、吹風(fēng)機構(gòu)、震動發(fā)生器、防護框、分選網(wǎng)、進料口等部分組成，如圖1所示。

（2）支柱安裝在分選箱側(cè)部，分選箱頂部設(shè)有進料口，進料斗固接于分選箱頂部，進料斗與進料口連通，蓋板底部一端鉸接于進料斗頂部。

（3）分選網(wǎng)安裝在分選箱內(nèi)，共計兩個（第一、第二分選網(wǎng)），分選網(wǎng)與箱體以30°斜角安裝，第一分選網(wǎng)底端與第二分選網(wǎng)頂端搭接。

（3）分選箱兩側(cè)設(shè)置兩個出料口，第一出料口位于第一分選網(wǎng)底端，第二出料口位于第二分選網(wǎng)底端，兩個出料孔內(nèi)安裝兩個收集框，主要用于篩選后煤矸分裝。

（4）吹風(fēng)機構(gòu)主要由支撐板、鼓風(fēng)機、管道以及防堵網(wǎng)等部分組成。支撐板位于第一防護框上方，管道一端與鼓風(fēng)機連接，另一端插入分選箱內(nèi)；吹風(fēng)機主要用于對分選網(wǎng)堵塞粉塵進行清除，避免了分選裝置在分選煤炭過程中造成的分選網(wǎng)堵塞現(xiàn)象。

（5）放置板頂部設(shè)有凹槽，第二收集框底部與凹槽插裝配合。凹槽能夠?qū)⒌诙占蚬潭ㄗ?，避免該分選裝置在振動時第二收集框跌落。

（6）震動發(fā)生器主要安裝在分選箱外側(cè)，在進行煤矸分選時通過震動發(fā)生器可使分選網(wǎng)進行震動，從而便于煤矸分選。

圖1 選煤廠封閉式自動煤矸分選機結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 工作原理

（1）在進行煤矸分選時打開蓋板，向進料斗內(nèi)放入破碎后的煤矸，通過進料口進入到分選箱中，及時蓋回蓋板，防止分選過程中粉塵飛揚，造成環(huán)境污染。

（2）煤矸首先經(jīng)第一分選網(wǎng)進行篩分，篩分后能將煤矸分選為大顆粒和中顆粒煤矸。大顆粒煤矸會向第一出料口方向傾斜滾動，直至落入第一收集框中，中顆粒煤矸直接掉落在第二分選網(wǎng)上。

（3）中顆粒煤矸進入第二分選網(wǎng)后，再次分選為中小顆粒和小顆粒煤矸。其中中小顆粒煤矸向第二出料口方向傾斜滾動，直至落入第二收集框中，而小顆粒煤矸直接落入第三收集框中。

（4）在分選過程中控制振動發(fā)生器聯(lián)鎖啟動，振動發(fā)生器能夠振動分選網(wǎng)，從而加速煤矸分選速率。同時吹風(fēng)機構(gòu)啟動后，輸出端能夠?qū)猴L(fēng)送入分選箱內(nèi)，直接吹散分選網(wǎng)堆積的粉塵，避免了分選網(wǎng)堵塞現(xiàn)象。

（5）分選完畢后，振動發(fā)生器、吹風(fēng)機構(gòu)聯(lián)鎖關(guān)閉，然后直接將各收集框取出，從而達到將煤矸以大顆粒、中小顆粒、小顆粒進行分選的目的。

3 封閉式自動煤矸分選機結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點及應(yīng)用效果

3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點

（1）裝置結(jié)構(gòu)簡單。該裝置結(jié)構(gòu)相對簡單，便于操作維護，自動化水平高，無需人工操作，降低了勞動成本費用。整套裝置成本費用為2.3萬元，成本費用低，故障率低。

（2）裝置應(yīng)用效果好。與傳統(tǒng)人工篩選相比，該裝置可利用不同規(guī)格分篩網(wǎng)對不同粒徑煤矸進行篩選，分選效果好，分選效率高，實現(xiàn)了不同粒徑煤矸自動篩選目的，篩選效率高。篩分過程處于全封閉狀態(tài)，解決了傳統(tǒng)篩選時粉塵濃度大、影響篩選環(huán)境的問題。

（3）應(yīng)用區(qū)域廣。該裝置不僅可用于煤礦選煤廠中，還可用于建筑、化工等領(lǐng)域中。

（4）該裝置在使用過程中還存在一些不足。① 由于分選網(wǎng)主要為金屬材質(zhì)，在篩選過程中受煤矸撞擊影響，分選網(wǎng)易出現(xiàn)變形現(xiàn)象，需定期更換，加大了設(shè)備成本費用；② 分選后的煤矸需人工倒運至輸送帶，再進入重介淺槽機進行二次分選，加大了勞動強度，需進一步改進。

3.2 應(yīng)用效果分析

左云長春興煤業(yè)有限公司于2018年9月在選煤廠安裝了封閉式自動煤矸分選機，通過3個月試應(yīng)用，該裝置可對煤矸進行三種粒徑分選，分別為大粒徑（150～300mm）、中小粒徑（150mm）、小粒徑（30～100mm），同時在分選過程中粉塵濃度控制在30mg/m3以下。經(jīng)該裝置分選后的中小粒徑煤矸直接進入重介淺槽分選機進行二次分選，在二次分選過程中未出現(xiàn)因煤矸粒徑大導(dǎo)致分選機堵塞現(xiàn)象，降低了重介淺槽分選機故障率，全年可降低選煤設(shè)備維修費用達42余萬元。

4 結(jié)束語

針對選煤廠選煤過程中因煤矸粒大造成選煤設(shè)備堵塞現(xiàn)象，設(shè)計采用一套封閉式自動煤矸分選機，實現(xiàn)了對煤矸自動化分選，提高了選煤廠選煤效率，降低了選煤設(shè)備故障率，取得顯著成效。