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煤矿选煤厂重介浅槽分选机的优化改进张海燕

发表时间：2020/6/19 来源：《基层建设》2020年第5期作者：张海燕

[导读] 摘要：重介浅槽分选机是选煤厂重要机械设备之一，重介浅槽分选机在工作时，主要利用从底部介质口给入的上升介质流，以及从侧部介质口给入的水平介质流共同作用下，使设备内煤矸按矿物质密度不同进行上下分层，质量小的物料悬浮在上，分层为精矿，并在水平介质流作用下从溢流堰排出，而质量大的物料悬浮在下，分层为矸石，最终沉入设备槽体底部，并由输送机排出。

        国家能源集团神东煤炭集团洗选中心陕西省神木市 719315
        摘要：重介浅槽分选机是选煤厂重要机械设备之一，重介浅槽分选机在工作时，主要利用从底部介质口给入的上升介质流，以及从侧部介质口给入的水平介质流共同作用下，使设备内煤矸按矿物质密度不同进行上下分层，质量小的物料悬浮在上，分层为精矿，并在水平介质流作用下从溢流堰排出，而质量大的物料悬浮在下，分层为矸石，最终沉入设备槽体底部，并由输送机排出。对选煤厂重介浅槽分选机结构进行优化，既实现了小粒级煤矸筛选，又解决了重介浅槽分选机矸石堵塞难题。基于此，本篇文章对煤矿选煤厂重介浅槽分选机的优化改进进行研究，以供参考。
        关键词：选煤厂；重介浅槽；分选机；优化设计
        引言
        煤炭资源在我国有着十分广泛的应用范围，对促进我国经济发展做出了重要的贡献。随着科技的进步，如今我国煤炭生产过程中，应用了诸多新设备、新技术、新工艺，促使煤炭生产效率与质量不断提高。但是，受到石油、天然气以及各种新能源的影响，煤炭行业面临的市场竞争日趋激烈。这样的大背景下，选煤厂逐渐朝着低成本的方向进行转变，重介浅槽分选机技术具有操作方便、分选精度高、效率高、易于实现自动化的特点，在选煤厂中得到了越来越多的应用。
        一、浅槽重介分选机工作原理
        浅槽重介分选机利用阿基米德原理，根据原煤性质及用户对产品的要求，确定一定的分选密度，原煤在特定密度的悬浮液中依密度进行分选。传统的分选过程中，矸石密度因高于悬浮液密度，故沉入槽底，由浅槽重介分选机的刮板机构排出;精煤密度小于悬浮液密度，浮在悬浮液上面，由水平介质流冲出分选槽，从而完成分选过程。循环悬浮液分为两部分进入分选槽，分别形成上升流和水平流，它们之间有一定的比例关系。上升流的作用是使物料充分分散，保证精煤、矸石顺利分层;水平流的作用是使精煤在分选槽内向溢流堰移动，并从槽中排出。
        二、重介浅槽分选机的优化改进方案
        （一）新型浅槽重介分选机工作过程
        在浅槽重介分选机开始工作前，往往要将重介质悬浮液充满槽体。开机后，根据入料量的大小调节水平流大小、排料轮的转速;物料开始进入槽体后，分选过程和传统浅槽重介分选机原理相同，都是利用阿基米德原理进行分选;当浮物上升后，借助水平流的力量到达排料口，再通过排料轮将物料排出，进入脱介筛进行脱水脱介。
        （二）混料桶结构优化
        针对过去作业中因混料桶底部容易积聚矸石而导致混料泵压力随时间增加不断降低的不足，技术人员对混料桶结构进行了优化改良。整个改造分为两个部分：a)对外桶底部位置进行改进，使得桶底面积减小，确保桶底矸石能够及时被混料泵吸走；b)对外桶介质管出料口角度进行改进，使物料能够借由介质的冲击作用旋转，从而使得介质与原煤的混合更加均匀、充分，避免矸石快速沉底。通过对这两部分的改进，有效改善了以往存在的桶底矸石堆积现象，解决了混料泵压力随时间增加不断降低的问题。
        （三）液位控制
        试验系统使用的合格介质来源于已有主系统精煤筛合介段的介质，因此，出现了主系统合介桶液位、粗煤泥分选系统混料桶液位大幅波动的现象。随着合介桶、混料桶液位的波动，密度随之波动，对主系统的正常生产造成影响。同时，因为密度波动很大，导致采取的样品灰分波动很大，不具有代表性。通过现场分析，对现场精煤脱介筛的分流装置进行改造，将分流阀改为可控制开度的电磁阀，并对分流管道角度进行调整，将原有大角度管道角度放小。改造后有效解决了合介桶、混料桶液位波动的问题，2套系统的密度也得以稳定。
        （四）加强系统技术管控
        为更好地规避混料泵压力不稳造成洗选作业无法连续进行的不足，基于选煤厂作业技术管理情况，制定了针对性举措，提升了系统作业的稳定性和有效性。

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主要举措包括以下几点：a)安排专业技术人员定期对物料内外桶的相对位置进行监测，并确保桶底无物料积存的现象；b)不定期对物料旋转情况进行抽样监测，确保桶内原煤与介质可以均匀混合；c)在物料桶上增添液位计，对物料桶内液位进行实时监控，并结合监测所得数据适时添加介质，确保桶内液位保持相对稳定；d)设定混料泵叶轮更换标准，当混料泵正常作业时的频率从33Hz增加至40Hz时，则证明叶轮存在较为严重的磨损，应及时更换。
        （五）增加结构的耐磨性
        重介质旋流器选煤工艺是利用重介质悬浮液的高速旋转形成的离心力场来实现物料分选的，高浓度介质液和高速旋转是系统的必备条件，因此不可避免存在对设备和管道的磨损。为了增加预分选效果、减少堵塞，预分选结构接入小介质泵，这增大了入料的压力同时也增加了磨损，所以需要增加预分选结构的耐磨性能。经过考察研究，最后决定采用耐磨陶瓷片粘贴于钢结构表面上作为保护层，以延长预分选结构的寿命。
        （六）高频筛优化
        为了解决原高频筛筛板和筛面结合不胀紧导致的高频筛跑粗和使用寿命短的问题，优先考虑采用焊接筛板。但是一般焊接筛板开孔率低，筛上物水分高，对细粒煤回收粒度不容易控制，处理量小，还可能会导致筛面跑水、产品灰分偏高等问题。为了改善焊接筛板的性能，采用进口耐磨材料制成的小筛条，小筛条背宽为１．０～１．２ｍｍ，开孔率可提升近１倍，而且使用寿命将大大增加，使焊接筛板替代昂贵的复合筛板成为可能。将筛板做成聚氨酯包边的形式，侧面的压筛木由硬木改为聚氨酯材质，楔子由硬木改为高分子聚乙烯材质。这样可以将侧边筛框以及筛板接触处有效压紧，进而有效地解决现在存在的高频筛跑粗问题。为了提高高频筛的脱水能力，将筛机的出料端抬高，由原来水平（δ＝０°）改为负角度（δ＝－２°）出料，使物料在出料端形成爬坡效果。同时将固定筛板的平板式压筛钢板改为挡水式压筛钢板，避免物料通过弧形筛面后致使物料速度过快，有效地增加物料通过筛面的时间以保证对物料进行充分脱水。
        三、重介浅槽分选机优化后的优点
        （一）优化后布流板上的筛网孔为矩形，与传统圆孔相比开孔率高，是传统筛网开孔率的2~3.5倍。
        （二）与传统分选机相比，优化后的筛网布流板通过螺栓直接固定在上升介质流入料斗中的浅槽耐磨底板上，解决了传统分选机布流板体积大、质量大、不便于拆卸清洗等难题。
        （三）改造后，生产工艺为原煤脱泥+三产品重介旋流器+CSS粗煤泥分选机+浮选联合工艺流程，实现了全粒度分选，提高原煤各粒度级的分选精度。
        结束语
        综上所述，重介浅槽分选机技术具有诸多优势，在选煤厂对重介洗煤技术进行有效应用，是提高选煤厂煤炭分拣效率与质量的有效途径。实际对重介浅槽分选机进行应用的过程中，应明确重介洗煤技术的原理，建立高效率、节能化的重介质洗煤系统，并要把握重介质洗煤生产的各项影响因素，确保重介洗煤的正常进行。同时，也要在实践的过程中，不断加强对重介洗煤技术的优化，与相关自动化、智能化技术结合起来，从而为选煤厂生产工艺的改进与变革奠定良好基础。
        参考文献
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        [5]杨青.选煤厂重介浅槽分选机应用及故障处理[J].煤矿现代化,2018(06):161-163.