张振军
安徽淮北矿业集团公司临涣选煤厂
摘要：选煤厂原采用人工拣选（手选）对原煤分级筛筛上物中的大块矸石和杂物进行处理，分选后的筛上物中矸石和杂物依然较高，影响后续的选煤工艺，进而严重影响选煤厂经济效益。本文提出采用智能矸选机，并详细对智能矸选机结构组成、分选原理以及现场应用效果等进行分析。结果表明，采用智能矸选机后可以将原煤中5%(大于50mm粒级的物料)筛上物分离出块煤与矸石和杂物，减少了杂物影响选煤生产，大量的矸石损耗设备和成本，为后续的选煤生产提供比较直接的帮助。
【关键词】选煤厂；跳汰机；智能矸选机；精煤
1智能矸选机的结构组成及分选原理
1.1结构组成
智能矸选机主要由给料装置、输送装置、识别装置、电控装置及执行机构组成，同时还有供风、除尘两个辅助系统。
1.2分选原理
工作时，原料经给料装置1给到输送装置2上，在输送装置上完成布料，实现物块单层分散排布，且各物块与四周相邻物块之间均有一定的间距；由识别装置3、X射线线阵探测器4判断物块是精煤还是矸石，并将其位置信息传输给控制系统10；控制系统10根据被执行对象的位置，开启智能阵列式空气喷嘴5中相应位置的一个或多个空气喷嘴，将煤或矸石吹出；被喷吹出来物料由收集溜槽8收集，未被喷吹的物料则继续保持平抛运动，最终进入收集溜槽7，从而实现两种物料的分离。除尘系统11通过负压将这一过程中产生的粉尘进行收集；供风系统6产生一定压力的压缩空气供喷嘴喷吹。
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1—给料装置；2—输送装置；3—识别装置；4—X射线线阵接收器；5—阵列式空气喷嘴；6—供风系统；7—收集溜槽；8—收集溜槽；9—防护罩；10—控制系统；11—除尘系统（设计）
1.3技术参数：
智能矸选机按照分选粒径不同有100~25mm、200~40mm以及300~50mm等各种规格机型。临涣选煤厂首台智能矸选机主要技术参数如下：布料器宽度：1400mm，入料粒级：mm300～50，处理能力：(t·h-1)120
电压：V380，总功率：kW25（不包括滚轴筛、空压机），耗气量：(Nm3·min-1)24，风压：MPa0.6～0.8
整机质量：t18。
2试验
2.1试验使用条件
（1）高压风 0.7MPa （2）入料均匀，原煤分级筛使用的三段滚轴筛，入料尽可能均匀，筛上物进入到输送带上不叠加（3）控制筛上物小于100T/H（4）处理的物料可以收集，可以验证
2.2试验选项
（1）选矸：筛上物块煤含量较大时，对原煤分级筛筛上物进行选矸处理，但原煤中的杂物无法剔除
（2）块煤反选：筛上物矸石含量较大时，对原煤分级筛筛上物块煤反选，效果最佳，而且将杂物与矸石一同去除。
针对淮北淮北矿区来说，地质构成和煤层结构复杂，块矸量一般情况下比较大，因此采用块煤反选，比较有利于后续的选煤生产。
2.3试验
根据原煤准备的实际生产情况，采用单煤种生产试验，处理量在800吨左右/每小时，每次20分钟到30分钟之间，视试验效果和筛上物量的大小决定；并对块煤和块矸和分离情况采集样品，并对其进行效果分析；经过三个月时间的反复试验和调整，达到了预期的的效果。
2.4试验效果
（1）现场效果：对于块煤和块矸与杂物的分离效果非常明显，存在煤中带矸的的现象，论块数（50~300mm粒度级）算的话大约不到10%，这部分需要进入物料部分进行入选的；被处理出来的矸石部分带煤大约在1~3%范围以内，其中筛上物中的杂物被完全排除在矸石中，为后续的选煤工艺提供了系统稳定的原煤。
（2）试验的效果标定，先后选取了9个矿别及煤种采取试验，现将采取两个有代表性的矿别煤种的灰分标定结果：
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某1矿煤中块矸含量偏高时，煤中带矸的现象偏高，但是矸选的效果较好，排除一部分矸石，为后续的选煤生产减少损耗。某2矿煤中块煤含量较高时，矸中带煤的情况偏多，但是我们可以灵活采取双向分选。
3智能矸选机的特点及优势：(1)工艺简单。运行成本低，建设周期短，设备数量少，系统简单等特点。
(2)分选精度高。特别对于块矸含量较大原煤效果，块矸分选精度在95%以上。(3)处理粒度范围宽。智能矸选机可处理300～50mm粒级原煤，分选上限为300mm，下限为50mm。(4)部件防爆设计，安全性高。所有部件均采用防爆标准设计，符合矿用条件。(5)辐射量小，防护可靠。智能矸选机采用与安检机同规格的射源，不工作时断电，断电后不产生射线。(6)除尘系统。采用系统全封闭。
4预估算的经济效益
改造后，原煤除杂得到保障，彻底解决生产过程中杂物和大块矸石堵塞问题，降低了选煤生产事故台时，生产连续性的提高提升了产品质量的稳定性；取消人工手选除杂岗位后，降低了职工劳动量，降低职工生产过程中的安全风险。筛分系统智能分选系统改造完成后，可减少无效的入洗量，按西区年入洗原煤1400万吨，>50mm的矸石及杂物平均含量约占9%，减少了重介质的消耗，选煤厂的重介质是磁铁矿费，消耗0.8Kg/吨原煤；按粗磁铁矿费0.54元/Kg节约磁铁矿费消耗：1400*9%*0.8*0.54=54.4万元洗选吨原煤电耗9.5度，每度电0.6元计算，减少无效的入洗节约电费为：1400*9%*9.5*0.6=718.2万元。年综合增加效益：772.6万元.