高宇
国家能源集团神东煤炭集团洗选中心石圪台选煤厂 陕西省榆林市神木市 719300
摘要：目前选煤厂选矿方法以重介质浅槽分选为主，以跳汰、浮选为辅。重介质浅槽分选利用密度原理，将原煤放入一定密度介质的浅槽中，由于煤、矸石自身密度不同，在浅槽介质中自动进行分层，煤的密度较小会浮于介质液体表面，矸石密度较大会沉于介质液体底部；矸石经刮板输送机运输出浅槽，实现煤料与矸石的分离。基于重介质浅槽分选技术，国内外学者进行了大量的研究，早在1958年就有专家提出利用Mn、Ca氯化物溶液作为重介质进行原煤分选，但该重介质价格昂贵且不易回收。有专家提出以水和沙的混合物作为重介质进行选煤，但效果不佳。重介质浅槽选煤效率高、精度高、分选范围宽，主要适用于难选、极难选的原煤煤料。本文以W20F54重介质浅槽分选机为例，在分析该分选机工艺流程和智能控制方法的基础上，给出了在选煤厂的实际使用案例。
关键词：选煤厂；重介浅槽分选机；故障；应用效果
引言
近几年随着国内能源消耗的增加，煤炭需求迅速增长，虽然煤炭综采技术水平越来越先进，但由于我国不同区域地质条件不同，煤炭质量很难满足绿色洁净的环保要求，需采用选煤获得优质煤，以充分利用煤炭资源、减少对生态环境的压力。洁净煤技术的推广快速推动了选煤行业的发展，也提高了煤炭的经济价值。随着选煤技术的不断进步，洗选煤也趋于精细化，块煤分选质量也获得很大提高。洗选块煤采用重介浅槽分选方法进行选煤，此种工艺具有效能高、处理量大、设备耐用性较好，且介质消耗少、产生的次生煤泥少、可靠性高，分选效率高，块煤排矸简单方便、高效等诸多优点。浅槽中介分选机的推广应用后，不同煤矿对浅槽重介性能要求有较大差距，整体趋向于结构简化、运行可靠性好、操作安全、维护成本低，物料流转排放及时；运行设备易损件少且易更换，自动化程度高，操控性好；矸石运输过程平稳，噪声小、安全性高、易操作。因此对浅槽重介分选机进行结构优化以提高安全性具有十分重要的意义。
1结构组成
重介浅槽分选机的主要机构包括槽体、驱动装置以及底板等，分选机底在进行水平运输、起弧以及爬坡时，其底板主要有三种运动状态
2分选原理
在重介悬浮液中，原煤通常因密度的不同呈现分层现象，众所周知密度大的物质将率先下沉，同样位于悬浮液中密度大的物料将会率先下沉，最终将物料输送到浅槽内。那么低于密度相对较小的物料而言，其可以和重介质悬浮液排出浅槽微端排料口。可以把直径为50mm的原煤输送到入料口位置，接着将物料输送给浅槽分选重介质悬浮液内，悬浮液能够将密度小的物料带到浅槽分选机内，最终将物料排出。对于小部分悬浮液而言，其可以从入料位置侧入，与此同时在布料箱的作用下，进而可以形成上升流，从而能够使得分选机内的悬浮液始终处于水平的流动状态。
3重介浅槽分选机故障
重介质浅槽选煤故障分析重介质浅槽选煤方案在选煤厂使用时出现的故障及解决方法如下：①减速器轴承、齿轮磨损，设备频发启动、停止使得此轮温度过高、加剧磨损。②传动滑倒磨损，链条断链、卡链。③原煤料杂物繁多。④重介悬浮液介质损耗问题。⑤变频器故障或变频器过流保护。
4选煤厂重介浅槽分选机的常见故障处理对策
4.1加装断链保护装置
假如单链出现断裂现象时，直接导致失速保护装置不发生动作，进而带来极大的安全问题。因此需要对该保护装置进行优化处理，与此同时需要在距离刮板机头30mm的位置时，可以设置两个接近开关，从而能够对刮板链进行检测。该接近开关选用常闭进行控制，同时将接近开关与控制回路进行串联。在接近开关上面设置指示灯，当接近开关处于导通状态时，那么指示灯亮，当失电时，相应的指示灯熄灭，这样可以有效地排查故障。
4.2确定密度值
在确定密度值的过程中，需要考虑原煤浮沉实验结果是否符合标准，所采用的原煤质量是否合格。通过对密度的分选，能够使精煤具有符合标准的灰分和产率。如果所确定的值比分选密度更低。那么就会加大其发热量。如果所确定的值比分选密度更高，那么就能够从灰分和产率方面，对所选的精煤进行提升，并降低其发热量。
然而分选密度切勿过高，如果所确定的值比分选密度高出许多，那么重介浅槽内就会出现结构化的悬浮液，进而降低分选精度。特别是针对细小矸石来说，由于其无法进入矸石槽内，因此，只能悬浮在重介液上层，从精度方面影响所选的煤。如果磁铁矿粉缺乏浓度、粒度以及密度良好的溶剂，就会从密度和年度方面对重介悬浮液造成影响，磁铁矿粉在高浓度、小粒度以及高密度的溶剂内，会具有较高黏度和密度的悬浮液。一般来说，需要合理的对其浓度范围进行设置，如果所设置的密度过高，就会导致精煤中出现细小的矸石，进而对精煤质量造成影响，如果所设置的密度过低，就会导致大量精煤在矸石中的出现，进而无法保证经济效益。
4.3磁选设备的优化
按照磁场强度的强弱进行分类，磁选机可分为弱磁场磁选机、中磁场磁选机和强磁场磁选机。目前，使用量最大的是湿式筒式磁选机，易损件包括筒皮、磁块、槽底、传动齿轮等。出现故障的主要原因有大体积杂物进入磁选机、磁块脱落、磁块性能退化、润滑效果不好等。（1）大体积杂物进入磁选机。磁选机里面进入大体积杂物，轻则会把筒皮划出痕迹，重则会卡住圆筒，导致设备停车；另外，也有可能在槽体磨出漏洞，导致槽体出现漏矿。（2）磁块脱落。磁选机滚筒中磁块脱落严重时会将筒皮划破，需立即停车检修。（3）磁块性能退化。磁选机使用年限过长，磁块性能退化，磁场强度降低，从而影响分选效果。（4）润滑效果不好。润滑效果不好会导致传动齿轮磨损等问题。
4.4重介浅槽分选机机械结构的改进策略
链条断裂原因有材质屈服点低、脆性高，拉伸弹性变形不足，因此采用高强第、高耐磨的韧性材料以降低损伤对材料失效的敏感度。刮板弯曲主要由排介孔排布造成强度下降，且联接板易出现卡料现象，因此改进链接板的截面形状，在满足使用的同时，减少物料卡滞问题。新结构刮板开孔均匀交错圆孔，并增加中间筋板强化刮板刚度。后滑道改造成弧形加延长切线的结构，保证了链条带刮板和滑道之间的平稳运行，减少了额外的机械冲击，接触面的原材料选用耐磨钢板，降低了损耗，延长了设备维修周期，滑道紧固件改为埋头结构，避免了链条和其他机构的冲击。
4.5采用更先进的设备
老旧选矿设备往往存在老化、磨损、自动化功能不灵敏等问题，延长这些设备的服务年限不仅制约选矿技术的进步，同时易损件的频率更换会影响设备的作业率。随着国内外选矿技术与设备的不断更新与进步，新型先进设备不仅制作材料更加坚固耐用，而且新技术的应用可以使设备具有更强的适应矿石性质和环境因素变化的能力，出现故障的几率降低，更换易损件的频率也降低，大大地提升设备的作业率。
4.6控制分流量
在对浅槽进行分选的过程中，原煤中如果混合了细泥，就会导致重介系统内的悬浮液出现更高的黏度，因此，细泥会随着分流一起排出重介系统，进而使悬浮液在重介系统的浓度能够保持正常。然而如果只是对块煤进行了清洗，但是煤矿中所含有的细泥并不多，因此为了使悬浮液在重介系统中的密度能够保持正常，就可以不采用分流处理。
结束语
选煤厂一直致力于选煤方案的优化和技术革新，经历了传统跳汰机选煤、重介浅槽选煤以及基于智能控制的重介选煤3种方案的技术更迭，精煤产出率、精煤灰分以及吨煤价格等核心指标得到大幅度提升。配置有智能控制方案的重介分选方案在长春兴选煤厂的实际使用结果表明，基于模糊PID的智能控制技术，能够进一步提高重介分选各项指标，提高吨煤价格。随着选煤厂智能化、信息化、少人化建设的不断加快，重介分选方案需在悬浮液密度自适应控制、宽域控制、设定值智能控制等方面进一步优化，以提升重介分选的智能化水平。
参考文献
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