块煤破碎系统的设计与应用

武振峰

[摘要]为满足不同客户对煤炭产品的不同需求，云驾岭矿洗煤厂根据现场实际情况，自主设计安装了块精煤破碎系统，将较大粒度的精块煤破碎成能适应客户需求的较小粒度的精煤，块煤破碎系统可以灵活调节，为及时调整产品结构、满足不同煤炭客户的需求、促进销售工作提供了有效支撑。

[关键词]洗选加工；块煤破碎；破碎机

1 引 言

冀中能源邯郸云驾岭矿洗煤厂是2004年11月建成投产的一座矿井型无烟煤洗煤厂，入选能力为1.85Mt/a。现有原煤筛分、跳汰分选、粗煤泥回收、尾煤压滤联合生产工艺。

近年来基础能源原材料需求乏力，煤炭主要下游产品产量多数保持下降态势，煤炭整体需求形势持续疲软。云驾岭矿洗后精块煤50～100mm品种滞销严重，较小粒度块煤需求较大，为及时适应市场需求，贯彻落实精煤战略，圆满完成销售目标，云驾岭矿积极推进矿产资源深加工技术的研发，结合现有工艺，开发出了块煤破碎系统，将50～100mm精块煤，破碎成较小粒度块煤，解决了块煤滞销的难题，大大提高了效益。

2 改造措施

2.1 制定改造方案

云驾岭煤矿洗煤厂由跳汰分选的最大块煤（内部称中块）粒度为50～100mm，日产在300吨左右，现在煤炭市场低迷，该粒度块煤没有市场，较难销售，产品严重积压。课题实施前该煤种积存在15000吨以上，为适应煤炭市场的要求，及时调整各种粒级的产品以促进精煤销售，经洗煤厂研究，研讨出以下方案：

方案一：在洗煤厂主洗车间306精煤脱水分级筛前增加破碎机，使精块煤全部进入破碎机，破碎后再进入现有产品筛分楼筛分，该方案只需安装一台破碎机。预计费用：设备50万元、非标件5万元，共计55万元左右。

优点：该方案不用增加筛分设备，安装设备少、投资少。缺点：①精块煤全部进入破碎机，使部分小块再次破碎，块煤损失较大。②所需破碎机处理量大。③方案实施时洗煤系统需停产2天，影响精煤产量5000吨左右。④块煤破碎产生的精末煤（粒度<8mm）进入粒煤仓，导致限下率超标。

方案二：在产品筛分楼502精块煤分级筛前增加破碎、筛分系统，精块煤经筛分后，筛上中块煤进入破碎机破碎，破碎后再进行分级筛分产生小块、小粒、精末三个产品，该方案需安装一台破碎机、两台振动筛。预计费用：设备58万元，非标件2万元，共计60万元左右。

优点：①只破碎中块煤，块煤损失小。②通过设计安装翻板装置，系统灵活可调，块煤不用破碎时可直接停用破碎机，并且可以根据市场需求情况在0和100%之间灵活调节中块精煤破碎比例。③块煤经筛分后，需破碎的煤量小，需要的破碎机处理量小。④经破碎产生的精末煤经筛分后，彻底解决了末煤限下率问题。缺点：需增加两台振动筛。

经过我们多次研究商榷决定使用第二种方案，该方案影响损失较小，产品线灵活，符合市场需求。改造前后流程对比：

2.2 改造旧破碎机

块煤破碎项目设计之初，原计划是购置新破碎机，洗煤厂原有一台拆卸下来的PS0506型对辊破碎机，考虑到破碎块煤处理量小，革新设计思路提出维修改造旧破碎机代替原购置计划。

该破碎机电动机将动力通过限矩型液力偶合器传到减速器，经减速后分别驱动两齿辊向外侧旋转。当物料从入口落入机体破碎腔时，带有螺旋齿牙的齿辊首先将物料筛分，符合要求的物料进入排料溜槽；大块物料被齿辊抛到机体侧板上，在齿辊齿牙和侧板梳齿的剪切力和拉里作用下被破碎，从排料口排出。

改造后的破碎机同时具有筛分、破碎双重功能，可大大简化工艺流程，节省设备和基建投资，并且采用安全销和限矩型液力偶合器双过载保护，高效节能、安全可靠。

该破碎机在出料粒度50mm情况下，最大处理能力160t/h，需两台37KW电机。在入料粒度≤100mm情况下，通过手压泵调节齿辊间距可实现出料粒度20mm～90mm范围内。并且该破碎机破碎过程稳定，不会出现物料过度粉碎现象。

维修改造后的旧破碎机满足中块破碎的要求，可灵活应用调整分配产品，避免了资源浪费，仅设备资金就节约近30万。

2.3 自主设计、自主安装

在布置安装过程中，洗煤厂本着不扩建、节约资金的原则，通过计算在现有的厂房内，自主设计过度溜槽5个、破碎机支撑底座1个、安装两台振动筛、一台破碎机。

YK1040振动筛：每个支点竖直动载荷约为1050N，竖直最大动载荷5250N。每个支点水平动载荷约500N，水平最大动载荷2500N。每个静支点载荷7500N。该振动筛安装在破碎机正下方，由破碎机破碎后通过自主设计溜槽直接入料。

YK1026振动筛：每个支点竖直动载荷约900N，竖直最大动载荷4500N。每个支点水平动载荷约450N，水平最大动载荷2250N。每个支点静载荷5000N。该设备安装在筛分楼二楼，处理YK1040筛下产品。

在处理设备衔接时，我们自主设计了翻板装置，该装置可以使中块精煤按照所需求的量进行分配，在需要完全破碎时翻板完全打开，不需要破碎时完全关闭，并可在之间灵活调整破碎与不破碎的比例。

3 应用及产率变化

块煤破碎系统安装后，运行良好，不仅缓解了中块滞销压力，而且满足了小块煤需求较大的市场需要。经测算，破碎后经济效益提升明显，在大幅促进销量的同时，经济效益也提高5%左右。但块煤破碎过程中，会产生较大的粉尘，必须对该系统采取捕尘灭尘措施。我们根据本厂情况，对该系统实行了封闭除尘。

经称重定量测算，该系统运行后，小块精煤增加明显，过破碎低，达到了预期目的。破碎后各品种产率变化如表4所示。

4 结 论

块煤破碎系统的成功实施，符合市场的需求，改进后的工艺流程更加完善，依托精煤战略和科技创新，积极推进了矿产资源深加工技术的研发，加快了煤炭的洗选加工，将单一的原煤品种开发成多系列适应市场的商品煤。自主设计的块煤破碎系统调整产品结构灵活方便，适应市场需求，创造了良好的经济效益。

参考文献：

[1]谢广元.选矿学[M].北京：中国矿业大学出版社，2001.

[2]匡亚莉.选煤厂工艺设计与管理[M].北京：中国矿业大学出版社，2006.

[3]张恩广.筛分破碎及脱水设备[M].北京：煤炭工业出版社，1991.