XZQ型浅槽重介分选机的改造和优化

李 宝

(沈阳科迪通达矿山机械有限公司，辽宁 沈阳 110013)

XZQ型浅槽重介分选机的改造和优化

李 宝

(沈阳科迪通达矿山机械有限公司，辽宁 沈阳 110013)

为了解决浅槽重介分选机存在的一系列问题，在多年理论与实践的基础上进行浅槽重介的改造和优化。介绍了浅槽重介分选机的性能，并对浅槽重介配套的管路设计中应注意的事项进行了分析说明，改造后的浅槽实现了失速保护，液压拉紧，自动注油和集中控制的功能。通过一系列的改进，重介浅槽运行安全平稳，提高了易损件的使用寿命，实现了集中自动化控制，减少了现场维护人员的工作量，节约了现场的维护成本，具有很好的经济效益。

浅槽重介分选机；失速保护；液压拉紧；自动注油；集中控制

我国选煤正处于迅速发展时期，煤炭分选是最经济有效的洁净煤技术[1-2]，近年来，随着选煤技术进步，洗煤行业的发展越来越精细化，对块煤分选质量的要求也随之提高。重介浅槽分选技术在块煤分选中优势明显，浅槽重介分选机具有效率高、处理量大、使用性强、介耗少、次生煤泥少、事故率低等优点，分选效率达到95%以上[3-4]，许多厂矿采用浅槽重介来进行块煤排矸。随着浅槽的广泛应用，对浅槽重介性能提出了更高的要求[5]，要求其构造简单、运转可靠、操作及维修方便；分选出的物料可及时排放到下一道工序；易损件少，方便更换；自动化程度高，便于集中控制；用刮板输送机运输矸石，运行平稳，噪声小，维护方便，事故率低，易于操作[6]。因此，进行浅槽优化设计，提高其性能十分必要。

1 浅槽重介分选机的工作原理

浅槽重介分选机是依据阿基米德浮沉原理开发研制的。煤放入一定密度介质的槽体内，在槽体内煤和矸石由于质量和浮力的不同进行分层，密度小的煤浮在液体的表面，在流动介质的推动下通过溢流堰被排出；密度大的矸石沉积在槽体底部，通过刮板运出槽体，实现了煤矸分离[7]。

2 浅槽重介分选机

2.1 浅槽重介分选机结构

XZQ重介浅槽主要由驱动机构、拖轮组、机械拉紧装置、浅槽主体、水平介质槽、上升介质漏斗、排矸刮板组等部分构成。XZQ型重介浅槽分选机结构如图1所示。浅槽运行是通过驱动装置带动链条在浅槽主体内逆时针运转，链条带动排矸刮板组在托轮上运行，介质通过介质漏斗给入槽体内。当链条经过一段时间运转会拉长，这时就要通过机械拉紧装置进行拉紧到合适的长度，保证浅槽正常使用。

图1 XZQ型重介浅槽分选机结构图

2.2 存在问题及改造方案

(1)翟镇矿采用XZQ1620型浅槽分选机，其链条采用套筒滚子链条，从2010年投产使用，出现了链条易断，刮板易弯曲等问题。通过研究分析发现链条断裂是由材质易脆，拉伸力不足所致，因此需要对链条材质进行改进；刮板弯曲问题是由于排介孔分布不合理及筋板形式不合理所致，因此需要优化设计刮板形式；联接板斜面易卡料，因此需要改变联接板形状，从而有效避免发生小矸石从大倾斜面卡住的情况。改造前联接板和改造后的联接板结构如图2和图3所示，联接板在浅槽内运行发生卡阻情况如图4所示。

(2)原排矸刮板以单一速度运行，当排矸量较少时，浪费动力，链条和刮板磨损量较大，因此改造设计时，采用变频调速的方式，根据生产制度、进入浅槽物料量等因素调节排料刮板运行速度，延长了链条及刮板的使用寿命[8]。

(3)原排矸刮板开孔采用均布扁孔，由于开扁孔及钢板筋板强度不够，使用过程中中间8 mm厚钢板容易弯折。因此改造设计时，将刮板上的开孔改为上下均匀圆孔，中间采用75#角钢扣严焊接，增强刮板强度。改造前、后刮板结构图如图5和图6所示。

图2 改造前联接板结构图

图3 改造后联接板结构图

图4 联接板在浅槽内运行发生卡阻情况对比图

(4)浅槽分选机在协庄矿应用时存在后滑道卡链条的问题，而且发生了三次滑道被链条刮裂的现象。为了解决此项问题，在改造时将后滑道由平直结构改为弧形并将其延长，同时增加了三角段结构，可以使链条带刮板平稳进入滑道，避免了卡阻问题的发生。弧面材质由普通钢板改为耐磨钢板，截面由三角形改为梯形，承受力更加稳定，使用寿命延长。改造前、后弧形滑道结构图如图7和图8所示。

图5 改造前刮板结构图

图6 改造后刮板结构图

图7 改造前的弧形滑道结构图

图8 改造后的弧形滑道结构图

(5)由于摩擦阻力大，浅槽使用中出现间歇性卡链条现象，同时浅槽下滑道固定螺栓冒易外露，当链条和联接板运转时，极易与外露螺栓冒发生碰撞，发生卡链条的现象。改造后，将滑道固定螺栓外露螺栓改为沉头螺栓，解决了卡链条的问题。改造前、后滑道结构图如图9所示。

图9 改造前、后滑道结构图

2.3 改造后的重介浅槽分选机

改造前浅槽存在的链条易断，刮板耐磨性不够，注油、手动拉紧不方便，不能适应智能化控制等一系列问题，为此，沈阳科迪公司通过多年研发与实践，开发出了新型重介浅槽分选机。XZQ型重介浅槽分选机结构如图10所示。

(1)浅槽系统智能化实现了集中控制及密度的自动调节。通过多次试验，实现了浅槽系统的集中控制及密度的自动调节，一套生产系统只需要1个管理者，1个集控操作员，2个巡检员，1个维修员，共5个人，比未改造时节约了18人，提高了生产效率；密度自动调节避免了人为迟漏现象，介质分流及脱介喷水都是根据设定参数自动启动，从而大大降低了介耗[9]。

图10 XZQ型重介浅槽分选机

(2)液压拉紧装置，操作方便。协庄煤矿采用XZQ1630型浅槽，通过一段时间运行，出现了链条松，丝杠锈死损坏的问题，经分析是由于人工紧丝杠扭矩力小，丝扣易坏造成的，改造后采用液压拉紧装置，丝扣加粗，不需要人工紧丝杠，也不容易发生锈死现象。

(3)液压逐点多级式集中注油，操作安全。改造前浅槽为手动注油，浅槽注油点在头轮、尾轮、托轮等部件的轴承上，但存在注油点多，位置高，注油不方便，转动部位润滑不理想的问题，严重影响了浅槽的正常运行。针对这些问题，经研究改造采用液压逐点多级式集中注油。集中注油是通过集中控制程序，用油脂泵，根据浅槽运转情况，设定相应运行参数，进行集中注油。此改造不仅解决了浅槽分选机轴承润滑定时、定量的问题，保证了轴承的正常运转，同时减少了故障发生及维修费用，效果理想[10-11]。

(4)添加失速保护装置，适应智能化控制。孙村矿和协庄矿浅槽调试时发现当发生刮板卡住，电机皮带打滑情况时，上方给料接受不到停机的信号，不能及时停止给料，易造成浅槽内物料堆积，给设备运行带来不便。为了解决这类问题，经设计改造后在排矸刮板处增加失速保护装置检测刮板运行情况，当检测到刮板运行异常时，可以及时将信号反馈给上级系统及时响应，解决了刮板卡住造成的压料现象。

通过一系列改造优化，新型重介浅槽分选机结构简单、适用于大型化生产，次生煤泥少，分选长度短(1.2～1.8 m)，链条及刮板的使用时间，也由原来的2.5个月，提高到4个月以上，物料在槽中停留时间短，仅为跳汰机停留时间的1/5～1/8，动筛停留时间的1/2～1/3，实现了选煤方法高效化、生产过程自动化和厂型模块化的目的，成为国内外选煤厂的主要选煤设备[12]。

3 浅槽管路系统设计注意事项

在浅槽管路系统设计中浅槽合介管角度的选取十分重要，浅槽在运行中需要从合介桶通过合介泵把合格介质运送到浅槽槽体内，停机时必须将槽内介质排净，由于存在压力所以设计管路时常忽略角度设计，但在实际生产中停泵时需要浅槽内介质回流到合介桶，以防止介质粉沉积堵塞上升流箱，设计时介质回流通道结构图如图11所示，从图11中可以看出，介质从上升介质管回到主管，在通过主管回到合介桶，由于介质粘度大，回流主管道要有≥2°的倾角。

图11 介质回流通道结构图

4 结论

经过一系列设计改进，现场使用中XZQ浅槽实现了液压拉紧、自动注油、失速保护、变频调速、集中程序控制等一系列功能，同时浅槽耐用性的研究也不局限在配件材质的研究，浅槽易损件使用寿命提高了10%～20%，链条寿命达到120天以上，刮板及滑道性能也优于改造之前。改造后XZQ浅槽重介分选机的成功应用为现场生产节约了成本，减轻了工人劳动强度，创造了更高的经济效益。浅槽的改造设计需要将理论与实践相结合，把现场经验技术应用到设备改进中，以达到设备结构改造更合理，实现重介浅槽在块煤排矸中发挥更好的应用。

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[5] 刘致强，董睿敏.我国煤炭深加工产业发展现状述评[J].煤炭加工与综合利用，2014(4)：7-17.

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Renovation and optimization of the XZQ shallow-trough heavy-medium separator

LI Bao

(Shenyang Kedi Tongda Mining Machinery Co., Ltd., Shenyang, Liaoning 100013, China)

A series of troubles has been encountered in the operation of the shallow-trough dense-medium separator. Based on the theoretical study over years and experience gained in practical operation, work is made on the renovation and optimization of the separator. The paper presents an introduction to the performance of the separator and points out the points for attention in design of the associated pipework. The renovated separator can now work with stall protection, hydraulic tensioning, automatic lubrication and centralized control functions. Through a series of improvement work, a favourable economic result has been obtained because of the safe and smooth operation of the separator, extended service life of wearing parts, centralized automatic control, and reduced maintenance work and cost.

shallow-trough dense-medium separator; stall protection; hydraulic tensioning; automatic lubrication; centralized control

1001-3571(2006)06-0043-04

TD942

B

2016-05-30

10.16447/j.cnki.cpt.2016.06.012

李 宝(1973—)，男，黑龙江海伦市人，工程师，从事选煤设备设计研发和工程总承包工作。

E-mail:libao2008234@sina.com Tel: 15041218805

李 宝. XZQ型浅槽重介分选机的改造和优化[J].选煤技术，2016(6)：43-46，51.