基于筛孔形状的原煤分级筛筛板改造与应用

王晨升，苏 芳

(山西大同大学 煤炭工程学院，山西 大同 037003)

基于筛孔形状的原煤分级筛筛板改造与应用

王晨升，苏 芳

(山西大同大学 煤炭工程学院，山西 大同 037003)

为了解决塔山矿原煤车间筛板存在物料积聚，影响筛分效率的问题，对塔山矿原煤车间分级筛筛板进行了结构改造。结合筛板结构跟筛分效率之间的关系，确定最有利于分级的筛板结构为出料段第一、二排采用180 mm×250 mm椭圆形筛孔筛板，其他排采用150 mm×200 mm椭圆形筛孔筛板。应用结果表明：聚料和卡筛问题明显减少，满足了生产要求，此次改造对分级筛分作业具有重要指导意义。

原煤筛分；筛板；筛孔形状；卡筛；应用改造

原煤经过原煤车间分级分选后，进入选煤车间筛分。原煤筛分过程中，筛板作为直接接触工作的元件，其性能的优劣在很大程度上影响着筛分效率和精确性。由于筛板表面几何结构与筛板筛分性能有直接的关系，目前常用的筛板结构有冲孔筛板、编织网筛板和焊接网筛板等。因此针对特定的工作情况，选择适合的筛板形式对于分选和筛分尤为重要。

在原煤筛分方面，相关研究人员做了诸多研究。康万里、方鲁香[1]通过优化原煤分级旋流器组、主选旋流器、粗煤泥筛的结构参数和操作参数，完善了洗选系统工艺，提高了生产系统的稳定性和洗选效率，降低了精煤损失。郭玉梅、赵贺[2]通过引进分级张弛筛，在选煤厂的生产实践中实现了6 mm 的高效筛分。唐利刚[3]等提出了一种基于块煤与末煤重介质回收系统可共用的选煤工艺，块矸石及块精煤都进入末煤脱介系统，通过调整补水量及合格介质的分流量，实现块煤和末煤系统分选密度的独立调控。朱世刚[4]等对刘家口选煤厂进行了技术改扩建，改扩建后系统具有块煤系统、末煤系统、末煤重介系统和螺旋系统的单独开启功能，可实现四种生产方式，大大提高了洗煤厂的适应能力。冉书明[5]通过试验研究发现适当提高分级筛激振器工作频率及振幅可减少卡堵问题，但也会降低分离效率。张帅[6]等对块煤系统整体工艺进行优化改造后，入选量由原来的300 t/h提高到了400 t/h，脱水效果得到明显改善。赵天波[7]等将液压动筛跳汰机排矸工艺改成浅槽重介质分选机排矸工艺，投入使用后，矸石带煤量降到0.6%以下，块精煤带矸量可保持在0.75%，块精煤质量明显提高，提质增效效果显著。刘志强、陈志勇[8]针对新窑选煤厂原煤水分高，干法筛分时筛孔易堵塞的问题，将原煤干法筛分工艺改成湿法筛分工艺，筛分工艺改造后，原煤筛分效率平均提高了35.20个百分点，原煤介耗量下降了0.85 kg/t。周俊、孙培林[9]采用2台弛张筛代替原有香蕉筛进行13 mm干法筛分，中块煤产率由14.16%提高至24.29%，末混煤产率由原来的59.17% 降至48.24%，每年可增收2 079 万元；浅槽入料量与分级筛筛上错配物减少了13.90%，混入分选系统的煤泥量由8.69%降至2.17%，末混煤产率提高了3.44%。

1 塔山选煤厂

塔山选煤厂是一座设计生产能力为15 Mt/a的特大型动力选煤厂，入选原煤全部来自塔山矿井。塔山矿井井田地质储量50亿t，可采储量30亿t，其主要可采煤层为石炭系3#、3#-5#、8#煤层，可采量分别为3.9、15.3、6.1亿t。选煤厂入选原煤以气煤为主，少量焦煤，属富灰、特低硫、特低磷、高发热量、高灰熔点、高挥发分煤。灰成分以SiO2及Al2O3为主。选煤厂原煤灰分为34.30%，硫分为0.67%，属中高灰、低硫煤。原生煤泥含量为8.16%，含量较小，原煤硬度较大。选煤厂采用150～13 mm粒级块煤重介浅槽分选、13～1.5 mm粒级末煤三产品重介旋流器分选、1.5～0.25 mm粒级粗煤泥煤泥分选机分选，并采用加压过滤机对细粒煤泥进行最终回收处理，高岭岩分选采用动筛+手选联合分选的工艺。

1.1 产品质量

塔山选煤厂煤粉筛分资料表明，粗粒含量较高，>0.25 mm粒级含量占25.27%，有利于粗粒煤泥分选回收。可选性分析表明，各粒级原煤可选性基本一致，当分选密度在1.60 g/cm3时可选性为中等可选，但分选密度≤1.50 g/cm3，则其可选性为难选煤，当分选密度>1.80 g/cm3时，可选性基本为易选。根据确定的选煤方法及工艺流程，塔山选煤厂最终产品质量见表1。由表1可知，塔山选煤厂产品以混煤为主，大块煤所占比例较小，另外矸石比例也较高。

表1 最终产品质量

1.2 工艺系统

洗选系统配置三套生产系统，每天保证两套系统24 h生产，一套系统在检修维护。单系统年工作天数实际为220 d，年运转时间为5 280 h。单系统小时最大处理能力为1 100 t，洗选系统原煤最大处理能力为68 200 t/d。快速装车站装车能力为5 000 t/h。选煤工艺系统流程图和工艺设备如图1和表2所示。

图1 选煤工艺系统流程图

设备名称技术特征台数备注原煤分级筛香蕉筛BRU-1-300/6102进口原煤破碎机MMD500系列2进口原煤脱泥筛香蕉筛BRU-2-420/6103进口

2 筛板改造实践

筛板的结构在很大程度上关系到筛分效率和精确性，常用的筛板结构有冲孔筛板、编织网筛板和焊接网筛板等。塔山煤矿在2013年10月的年度机电检修中，将原煤车间旧系统与新车间进行了搭接，搭接后原煤车间2103、2104分级筛出料端两排筛板由原来150 mm×200 mm椭圆形筛孔更换为300 mm圆形筛孔，改造前、后筛板结构示意图如图2所示。设备运行中，圆形筛孔被大块物料卡住，无法透过筛孔，也无法从筛孔中震出，造成了物料积聚，降低了效率，影响了正常生产。技术人员先后经过5个阶段的分析整改，最终基本解决聚料问题，设备运行趋于正常。

图2 改造前、后筛板结构示意图

2.1 第一阶段改造实践

运行初期，针对聚料问题，技术人员在300 mm圆形筛孔的筛板两边焊上钢条，将筛孔更改为300 mm×200 mm近似椭圆形的筛板，第一次整改后筛板局部结构如图3所示，新筛板于2013年12月15日投入使用，改造后，物料卡块情况有所减少，但物料在筛板上运行的速度减慢，物料聚集问题并没有完全改观。

图3 第一次整改后筛板局部结构Fig.3 Partial view of the plate structure after initial renovation

2.2 第二阶段改造实践

由于仍然存在聚料问题，第二次改造时，将300 mm×200 mm的筛板更换为185 mm×260 mm长方形筛板，180 mm×250 mm筛孔滚轴式筛板，第二次整改后筛板局部结构图如图4所示。新筛板于2014年2月11日投入使用。投入使用后发现存在大块物料卡在筛孔中，阻碍了后面大块物料运行问题，物料聚集现象仍无改观，影响筛子的正常筛选。

图4 第二次整改后筛板局部结构图

2.3 第三阶段改造实践

技术人员在现场经过反复观察，在11月15日检修中，对分级筛出料端第二、三排150 mm×200 mm筛板进行了更换，更换为180 mm×250 mm筛板，入料端第二排180 mm×250 mm筛板恢复为原来的150 mm×200 mm筛板，第3次整改筛板局部结构图如图5所示，新筛板于2014年6月8日投入使用。更换后，生产过程中筛面出料端聚料现象明显减少，给煤机开机数量从原来4个提高到6个，保证了入选量和电厂的输煤量。

图5 第3次整改后筛板局部结构图

2.4 第四阶段改造实践

由于给电厂输煤，给煤机开启数量增加，分级筛上的大块物料开始增多，2103、2104筛上出现不同程度的聚料现象，2107、2108手选带经常出现物料增多现象，造成手选带频繁启停，每班每条皮带启停达到30次以上，出现了供煤不足现象，严重制约了正常生产。因此第四阶段改造时，决定把分级筛出料端第二排180 mm×250 mm筛板与入料端第二排150 mm×200 mm筛板进行了互换，第4次整改筛板局部结构图如图6所示，新筛板于2014年10月21日投入使用。改造后，由于筛板角度增大，筛面上大块物料先通过180 mm×250 mm筛板进行筛选，其中大部分物料通过筛孔，解决了筛面聚料问题，减少了手选带起停次数，但出现了筛下溜槽堵塞的现象，严重制约了生产。

图6 第4次整改后筛板局部结构图

2.5 第五阶段改造实践

第五阶段改造时，将出料端第一、二排长方形筛板更换为180 mm×250 mm椭圆形筛孔筛板，第5次整改筛板局部结构图如图7所示，加工后的新筛板于2015年5月6日投入使用。经过生产实际应用，此次改造大大改善了聚料的问题，进入手选带的大块物料能够及时拣出，生产趋于正常。

由此可见，对于原煤分级筛而言，筛板结构对筛分过程至关重要。筛孔的几何形状越光滑，卡筛的几率越小。生产任务不同，采用筛板的几何结构也不同，不能以筛孔的大小来衡量筛板的筛分效率。

3 改造效果

经过对原煤分级筛筛板进行改造，即筛板入料端三排使用150 mm×200 mm的椭圆形筛孔，出料端两排使用180 mm×250 mm椭圆形筛孔，使得分级筛运行时稳定性明显提高，筛板更换周期延长，拣矸人员减少，物料运行平缓，大块物料能及时拣出，避免了卡料现象的发生。改造前后筛板对比结果见表3所示。

表3 筛板改造前后效果对比结果

4 结语

塔山矿原煤车间为了保证企业生产产能，对其分级筛筛板进行了五个阶段的整改实践，经过改造实践发现，筛板入料端三排采用150 mm×200 mm的椭圆形筛孔，出料端两排采用180 mm×250 mm椭圆形筛孔的结构为最佳改造结果，同时需要保证出料端筛孔面积大于前排，以防止卡料。改造后，选煤厂运行良好，聚料和卡料问题得到明显改善，拣矸人员由6人减少为3人，降低了生产成本，提高了生产效率。同时，实践证明椭圆形筛孔筛板较圆形或长方形筛孔筛板筛分效率高，筛分过程中物料平缓，不易形成堵筛，筛板强度高，寿命长。

[1] 康万里，方鲁香.八矿选煤厂原煤准备系统的整改与完善[J].选煤技术，2015(4)：42-44.

[2] 郭玉梅，赵 贺.分级弛张筛在选煤厂的应用[J].煤矿机械，2015，36(4)：254-256.

[3] 唐利刚，陈 慧，李 敏，等.块煤与末煤重介质回收系统共用的选煤工艺[J].煤炭科学技术，2014，42(12)：117-119.

[4] 朱世刚，薛光辉，胡保华，等.刘家口选煤厂生产系统改造与实践[J].煤炭工程，2014，46(5)：68-71.

[5] 冉书明.煤炭粒度分级筛卡堵问题研究与实践[J].煤矿机械，2014，35(4)：179-180.

[6] 张 帅，牛 超，韩 丹.乌兰木伦选煤厂块煤系统优化改造实践[J].选煤技术，2015(2)：59-61.

[7] 赵天波，冯 晖，孙友森，等.新安选煤厂原煤排矸工艺改造实践[J].选煤技术，2015(4)：34-36.

[8] 刘志强，陈志勇.新窑选煤厂原煤筛分工艺改造实践[J].选煤技术，2015(1)：45-48.

[9] 周 俊，孙培林.张家峁选煤厂准备车间改造分析[J].洁净煤技术，2015，21(5)：38-41.

Application of the raw coal sizing screen with renovated shape of opening of plate

WANG Chen-sheng, SU Fang

(Coal School, Shanxi Datong University, Datong, Shanxi 037003, China)

The efficiency of the raw coal sizing screen in the raw coal pre-treatment working of Tashan mine coal washery is affected due to accumulation of material on screen plate. Therefore, work is made on technical transformation of the structural design of the screen plate and determination of screen efficiency in relation to plate structure. Finally, the optimum plate structure that can facilitate the sizing operation is defined. It is found through study that at the discharge end, the first and the second row of the screens should use plates with 180 mm×250 mm oval-shaped holes. Field application shows that the screens work remarkably well and the troubles like accumulation of material on screen plate and blocking of screens have been noticeable reduced. The work made in the paper is of guiding significance for sizing operation.

raw coal sizing; screen plate; shape of aperture; sticking of screen; renovation

1001-3571(2016)06-0064-04

TD454

B

2016-10-01

10.16447/j.cnki.cpt.2016.06.023

山西省科技攻关计划( 20130321026-04)

王晨升(1985—)，男，山西省大同市人，讲师，硕士，从事矿山机械研究工作。

Email：15835218961@163.com Tel：15835218961

王晨升，苏 芳.基于筛孔形状的原煤分级筛筛板改造与应用[J]. 选煤技术，2016(6)：64-67.