塔山煤礦2PLF 型分級破碎機應用研究

劇江濤

（山西省能源發(fā)展中心，山西 太原 030006）

塔山煤礦作為同煤集團核心低硫煤生產(chǎn)礦，隨著“智慧礦山”理念的提出，近年來逐步向現(xiàn)代化高產(chǎn)煤礦轉型，目前已經(jīng)完成了井下現(xiàn)代化設備的更換。2020 年，塔山煤礦開始提產(chǎn)，碎煤機處理能力由6 Mt/a 提升到了8.5 Mt/a，將大于13 mm 塊煤采用脫泥處理后，運輸?shù)街亟榉诌x機進行煤塊分選，小于13 mm 塊煤和粉末煤則作為混煤產(chǎn)品，采用篩網(wǎng)沉降離心機回收。隨著2114 工作面3 號煤組的開采，原煤煤質(zhì)粒度差別變大，含煤矸石的比例增加，經(jīng)過統(tǒng)計，大于150 mm 的煤塊達到了45%，原采用的SCB8015 型破碎機無法完成上述煤質(zhì)的破碎，采用2PLF 型分級破碎機替換。

1 2PLF 型破碎機組成與技術特征

（1）2PLF 型分級破碎機結構組成

2PLF 型分級破碎機的結構組成見圖1。2PLF型破碎機破碎輥采用雙齒輪設計，進入破碎機的原煤塊在兩組齒輥上通過破碎齒旋轉將其旋入到齒輥嚙合區(qū)，粒徑大于碎煤標準的煤塊在齒輪運動下不斷減小粒徑，一旦達到破碎標準，則強行破碎；粒度小于碎煤標準的原煤則從破碎齒間掉落，即實現(xiàn)了煤塊破碎，也實現(xiàn)了煤塊分級。為了防止電動機轉速過快出現(xiàn)故障，限矩形液力耦合器通過液體作為傳遞介質(zhì)，實現(xiàn)電機和主動輸入軸端的連接，改變輸出軸的轉速，保護電動機；減速器可以實現(xiàn)降低轉速增加扭矩的作用，保證破碎機輸出扭矩；鼓型齒聯(lián)軸器在實現(xiàn)扭矩傳遞的情況下，最大程度地降低齒面的磨損，使得設備運行時噪音可控，且設備壽命增加。

圖1 2PLF 型分級破碎機的結構組成

（2）技術特征

2PLF 型分級破碎機工作原理是通過雙齒輥結構的破碎輥產(chǎn)生扭矩，使原煤在剪切力和拉伸力共同作用下實現(xiàn)破碎，破碎輥齒形依照原煤的組分可以更換。2PLF 型分級破碎機的參數(shù)見表1。

表1 2PLF 型分級破碎機技術參數(shù)表

2PLF 型分級破碎機雙破碎輥平行安裝，破碎齒沿軸向布置在破碎輥外部，啟動后，雙破碎輥會在電動機動力加持下進行內(nèi)向和外向的相對旋轉，加入到破碎機中的原煤的抗壓強度大于其抗拉強度，會在相對內(nèi)旋運動中由雙破碎輥進行拉裂、破碎。破碎齒型和結構布置形式需結合分級破碎需求進行特殊設計，粒度150～500 mm 的原煤進入破碎輥后幾乎不會發(fā)生打滑、外吐等現(xiàn)象，小于破碎標準原煤則直接通過破碎齒避免了二次破碎，提升破碎能力。另外，低轉速高扭矩的設計降低了破碎過程中破碎齒對原煤的刮削幾率，保證了過粉碎率控制在6%之間，原煤損失率降低。雙破碎輥是分級破碎機最為核心的組件，其齒型采用鷹嘴式，材料選用高錳合金鋼，具有很強的耐磨性和強度，對原煤破碎效果明顯。其工作示意圖見圖2。

圖2 2PLF 型破碎機雙破碎輥運行示意圖

2 2PLF 型分級破碎機在塔山煤礦應用效果

塔山煤礦采用的2PLF 型分級破碎機安裝在原煤破碎篩分車間，是塔山煤礦原煤洗選的核心設備，主要用于對粒徑大于150 mm的原煤進行破碎篩分。塔山煤礦將開采的3 號煤通過帶式輸送機運送到破碎篩分車間，再由篩分設備將粒徑大于150 mm 和小于150 mm 的原煤分離，大粒徑原煤直接被輸送到2PLF 型分級破碎機，破碎后的原煤與小于150 mm 的原煤混合，共同進入到主選淺槽重介分選機進行分選。

2PLF 型分級破碎機于2020 年5 月31 日正式安裝調(diào)試完畢，后即投入使用。通過自動化系統(tǒng)的搭建，2PLF 型分級破碎機具有自動調(diào)速、故障報警停機以及故障信息記錄等功能。運行過程中，2PLF型分級破碎機出煤粒徑保持在120～150 mm 之間，原煤粉化率非常低，約在5%左右。通過設備控制，出煤粒度可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。截至2021 年1月15 日，設備運轉正常，破碎效果達到設計要求。為了驗證2PLF 型分級破碎機的實際破碎效果，對原煤破碎前后進行了采樣分析，粒度組成對比結果見表2 和圖3。

表2 2PLF 型分級破碎機原煤破碎前后粒度組成統(tǒng)計表

圖3 原煤粒徑破碎前后對比圖

通過表1 分析結果可以看出，塔山煤礦要達到2PLF 型分級破碎機的入料粒徑要求，需要提升破碎約60%的大粒徑原煤，而經(jīng)過2PLF 型分級破碎機破碎后，符合粒徑要求的達到95%。通過對破碎后的煤塊進行抽樣檢查，之所以會有大于150 mm粒徑的煤塊出現(xiàn)在破碎機出口，是因為這類原煤呈片狀或薄條狀，能夠順利從雙破碎輥之間滑落。由于該類煤塊的抗壓強度和抗拉強度都較弱，不會對后續(xù)原煤加工產(chǎn)生影響，因此可以忽略不計。通過檢驗分析，2PLF 型分級破碎機的處理能力達到煤礦破碎煤要求，滿足生產(chǎn)需求。

3 結語

自2PLF 型分級破碎機在塔山煤礦投入使用以來，150～500 mm 粒徑的原煤和矸石的破碎效果和效率得到了極大提升，且破碎時原煤粉化程度控制在6%以下，保證了原煤的有效利用。2PLF 型分級破碎機采用自動化控制系統(tǒng)，運行穩(wěn)定性和安全性達到塔山煤礦“智慧礦山”改造需求。