正弦排矸机在原煤主洗系统中的应用

高重新，许成海，王云鹏

(1.兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿选煤中心,山东 郓城 274705；2.山东省三河口矿业有限责任公司机电科,山东 济宁 277600)

正弦排矸机在原煤主洗系统中的应用

高重新1，许成海2，王云鹏1

(1.兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿选煤中心,山东 郓城 274705；2.山东省三河口矿业有限责任公司机电科,山东 济宁 277600)

针对赵楼煤矿井下矸石含量越来越高，精煤灰分超标的问题，对原选煤主洗系统进行了改造，增加了预选工序。介绍了ZPJ1.6-1500型正弦排矸机在赵楼煤矿洗煤中心主洗系统中的应用，并对设备组成、参数、工作原理、特点和应用效果进行了分析。应用效果表明：ZPJ1.6-1500型正弦排矸机具有排矸效率高、噪声低、粉尘少、能耗小、无振动、生产成本低等优点。该设备在选煤中心以及井下排矸都有广泛的应用前景。

正弦排矸；原煤分级；工作原理；矸石

赵楼煤矿选煤中心是兖矿集团对外开发的第一座全重介、全入洗的现代化选煤厂。选煤中心项目与矿井生产能力相匹配，主要包括原煤重介排矸系统、主洗系统、浮选压滤系统、储装运系统、生产调度指挥控制监测系统等。主导产品为灰分为8%的优质炼焦精煤，其他产品包括洗混煤、1#优质动力煤、块精煤、煤泥等，生产工艺系统灵活，洗水一级闭路循环。

1 ZPJ1.6-1500型正弦排矸机

1.1 生产现状

近年来，赵楼煤矿井下地质条件变化较大，矸石含量越来越高，使用原有的洗选设备处理后的精煤灰分已经不能满足产品要求。为了适应市场要求，提高企业经济效益，需要对选煤工艺进行优化，从而实现降低成本，提高效率的目的。原选煤系统进行改造过程存在一定难度，即装机空间小，处理量大，排矸粒度大等，如果采用通常的选煤工艺及设备，不但精煤灰分超标，洗选成本加大，同时安装空间也不达标。结合选煤中心生产中的实际情况，即>300 mm粒级矸石较多，对现有分选矸石的设备进行了分析比较，比较结果表明：振动筛排矸时存在对地基振动大、单位处理量小、占地面积大、噪音大、筛板易堵塞与损坏，特别在处理大块粒度的煤矸时，筛板更易损坏的缺点；动筛跳汰机存在耗能大、处理量小、分选粒度小、整机占地面积大的缺点；手选矸石存在工人劳动强度大、效率低、捡矸不彻底的缺点。以上几种设备和方案均不适应赵楼煤矿选煤中心实际要求。针对以上问题，选煤中心与徐州昊业机电科技有限公司合作研制了ZPJ1.6-1500型正弦排矸机，该设备主要针对原煤中含有大量大块矸石进行排矸工序，可适用于煤矿、洗煤厂、火力电厂、码头、冶金等领域。

1.2 设备结构

正弦排矸机由机架、转轴、叶轮、刮刀、电机减速机、齿轮箱、轴承座、联轴器等部分组成。转轴与叶轮组成排矸面，电机减速器通过联轴器与齿轮箱输入轴相连，齿轮箱三根输出轴分别与三根转轴相连。叶轮套装在转轴上，转轴通过轴承座安装在机架上。为防止排矸面出现堵塞现象，在转轴下方安装了刮刀，刮刀的两端固定在转轴下方的机架上。为了提高叶轮和转轴使用寿命，选用ZGMn13-1作为设备材料。为了提高处理量，以3°倾角进行筛面的安装。正弦排矸机结构示意图如图1所示。

1.3 工作原理

正弦排矸机是综合各类型排矸设备的优缺点，并结合赵楼煤矿实际情况，设计的一种针对大块物料选前的预排矸设备。其工作原理为电机减速器通过减速器联轴器驱动齿轮箱，齿轮箱通过齿轮箱联轴器带动转轴转动，并带动安装在转轴上的叶轮转动。

正弦排矸机是利用单台电机减速器带动多轴旋转，推动物料沿排矸面向前运动，并利用叶轮旋转形成的正弦波扰动的方式将原煤扰动松散，其中，小于排料孔间隙的颗粒，受自重及转轴的旋转力作用，透过转轴上叶轮缝隙落下，大于排料孔间隙的物料则留在排矸面上继续向前运动，进入下一级设备，从而达到煤矸分离的目的。

装在转轴上的叶片做圆周运动，产生的运动轨迹为正弦轨迹，且利用转轴上叶轮与叶轮之间的有机结合，可以使排矸面上的物料层扰动松散，从而实现对物料的分离。每根转轴下面装有防堵塞刮刀，可将粘在叶片上面的缠绕物及沾着物铲除，保证了排矸面上缝隙通畅，也确保了原煤沿着倾斜旋转轴流动，原煤均匀分布在排矸面上。

采用键固定的方式将叶轮固定在转轴上，叶轮沿轴向均匀布置，与转轴形成排矸面。为了保证大块物料向前运，叶轮安装时，叶轮需要顺着物料方向且与水平面有一定的角度。当大块物料卡在排料面缝隙内时，叶轮在作圆周转动时，可将所卡住的物料托起，物料随着叶片一起运动，当到一定位置时，大块物料脱离叶轮，进入大块物料仓。整机结构具有结构简单、独特、维护方便、可靠性强、经久耐用、排矸效率高等优点，可彻底解决物料的堵料和卡料等问题。

1.4 主要技术参数

选煤厂研制的ZPJ1.6-1500型正弦排矸机的主要技术参数如下：

处理量/(t·h-1)

1 500

排矸粒级/mm

300

排矸面倾斜角度/(°)

3

噪声/dB

≤75

排矸效率/%

≥95

转轴数量/个

3

排矸面有效宽度/mm

1 600

电机功率/kW

7.5

电压/V

380

1.5 技术特点

研制的ZPJ1.6-1500型正弦排矸机的主要技术特点如下：①单位面积处理量大。②适用于各种煤质及水分，排矸面不粘接。③排矸效率高。④工作时噪声小，粉尘小，符合国家环保要求。⑤结构简单，体积小，经久耐用，安装维修方便。

2 应用效果

正弦排矸机在赵楼煤矿洗煤厂主洗系统做预选使用，经过试验与实际生产运行，解决了原煤中大块矸石对后续洗选系统影响的难题，取得了明显的经济效益。

(1)排矸效率高，排矸质量稳定。正弦排矸机利用正弦波扰动，排出大块矸石，不仅可以代替人工排出大块矸石，也能起到筛选粒度的作用。设备处理能力大，排矸效率高，可靠耐用、维修方便、工作时无振动。同时，正弦排矸装置安装时采取了一定的倾角，能够利用物料的势能在运行中降低能耗，与同等规格的滚轴筛相比能耗降低了20%～30%。

(2)自动化程度高，实现无人值守。选煤厂计算机集中控制系统可直接通过重控室集中控制系统画面控制和工业电视监控系统检测设备运行和排矸的情况，实现了自动快速清理矸石、排矸自动化、矸石清理无人化的目的，减少了事故停车时间，保障了下级设备的正常运行。

(3)无堵塞现象发生。控制系统内安装继电器实现了设备正、反转，有效解决了其它铁器、软杂卡住排矸转盘装置的问题，减少了设备堵转的情况。在此基础上，设定了电机整定保护值，保证了电机的正常运行。

自安装使用9个多月以来，该设备可有效排除原煤中大块矸石，设备运行稳定，根据生产数据统计，每天可通过矸石自动清理装置清出矸石约45块，每天减少停车时间约22.5分钟，消除了人工清理大块矸石的安全隐患，降低了职工的劳动强度，减少了溜槽、带式输送机胶带的磨损问题，降低了大块矸石对筛分破碎机的冲击，延长了设备使用寿命。

3 结语

ZPJ1.6-1500型正弦排矸机在赵楼煤矿投入使用后，排矸效率高，噪音低，功率小，无振动，生产成本低，不但降低了生产能耗，而且提高了企业效率，改善了工作环境。ZPJ1.6-1500型正弦排矸机作为一种分离大块矸石的设备，无论在地面还是在井下都有广泛的应用前景。

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Application of the sinusoidal de-stoning machine in raw coal primary washing system

GAO Chong-xin1, XU Cheng-hai2, WANG Yun-peng1

(1. Zhaolou Mine Coal Washery, Heze Energy & Chemical Co., Ltd., Yanzhou Coal Group, Yuncheng , Shandong 274705, China; 2. Mechanical & Electrical Department, Shandong Sanhekou Mining Co., Ltd., Jining, Shandong 277600, China)

the dirt content of the raw coal produced by Zhaolou Mine is becoming higher and higher, causing the ahs of clean coal to exceed the acceptable limit. To avert the situation, the existing raw coal primary washing system is remoulded through adding a preliminary washing process. The paper presents an introduction to the application of the ZPJ 1.6-1500 sinusoidal de-stoning machine as well as the make-up, parameters, working principle, special features and performance of the machine. Field application indicates that the machine offers a series of advantages, such as high efficiency, low noise level, less dust nuisance, low energy consumption, vibration-free and low operating cost. The machine can find widespread application in coal preparation plants or underground.

sinusoidal de-stoning; raw coal sizing; working principle; dirt

1001-3571(2016)06-0037-03

TD942

B

2016-11-17

10.16447/j.cnki.cpt.2016.06.010

高重新(1973—)，男，山东省齐河县人，助理工程师，从事选煤中心管理工作。

E-mail：449067900 @qq.com Tel：15853088166。

高重新，许成海，王云鹏.正弦排矸机在原煤主洗系统中的应用[J]. 选煤技术，2016(6)：37-39.