无压三产品重介质旋流器选煤研究及应用

宋艳青

(阳煤集团一矿选煤厂，山西 阳泉 045008)

阳煤一矿实行15#煤层单一开采。随着大装备、大机械化采煤工艺的应用，开采深度的不断延伸，地质构造频发和不确定性，使得原煤质量有下滑趋势。特别是我矿15#层煤的特点是硫分含量较高，特别是在地质构造频发期，原煤灰分最高能达到33%，发热量在5300kcal/kg以下。为了改变这种煤质下滑的状况，我矿在2016年新建末煤入洗系统，将部分末煤进入无压三产品重介旋流器进行洗选，洗后的末精煤掺入末煤中，提高末煤发热量，降低末煤硫分，以此解决地质构造频发期间煤质不达标的问题。

1 无压三产品重介质旋流器的工作原理

一台圆筒锥型旋流器和一台圆筒型旋流器串联组成无压三产品重介质旋流器。这种形式的旋流器是从低密度到高密度进行分选。

第一段圆筒型旋流器是利用离心分选的原理把原料煤分为精煤与高密度的混煤两种产品，同时为下一段分选浓缩较高密度的悬浮液。精煤由内旋流经精煤管排出，混煤与高密度的悬浮液由外旋流进入二段。

在第二段旋流器中，由圆筒圆锥结构进一步提高悬浮液浓缩强度，达到更高的分选密度。进入的混煤利用离心分选原理分选出中煤与矸石。中煤由内旋流经中煤管排出，矸石由外旋流经矸石口排出。

图1 旋流器工作原理示意图

2 无压三产品重介质旋流器的结构和特点

2.1 无压三产品重介质旋流器的结构

无压三产品重介质旋流器采用一套介质系统，两段旋流器并式串联结构，利用离心分选原理，分选出精煤、中煤和矸石三种产品。

原煤弯头(WTMC系列)是无压三产品旋流器顶端的原煤入口，用于连接原煤入料漏斗与旋流器。

精煤管是精煤出口通道，控制精煤产量及质量，布置于旋流器一段筒体端盖中心，插入内腔。

中煤管是中煤出口通道，控制中煤产量及质量，布置于旋流器二段筒体端盖中心，插入内腔。

矸石口是矸石出口通道，控制矸石产量及浓缩度，布置于旋流器二段锥体尾端。

溢流箱是物料收集缓冲箱，布置于旋流器筒体端盖处、溢流管的外端，用于收集物料矿浆。

可调装置是二段旋流器可调式结构的部件，由手轮、丝杠、支架及溢流冒、溢流管组成一体。

一、二段短接是部分三产品旋流器一二段的连接通道，一般用于通道变向等要求。

图2 旋流器结构布置示意图

2.2 无压三产品重介质旋流器的特点

2.1 由于无压三产品重介旋流器采用的是轴向中心给料的方式，筛选结构使粒度小的物料通过内旋流流向外侧，粒度大的物料流入底流口，界面上的循环干扰排除掉后，分选效率得到了提高。

2.2 介质泵入料流道口径大，不限制入洗物料粒度，入料范围较宽。

2.3 采用的是二段分选密度，而且在线可调，能够适应各种可选性原煤分选，而且单位体积处理量大。

2.4 物料靠自身重量进入设备分选室，并且重产物的运行线路较短，因此会减少物料间的碰撞频次，次生煤泥量也相应减少。

2.5 厂房占地面积小，设备安装紧凑，既减少了占地，又缩短了建设周期，而且利于管理。

3 WTMC型无压三产品重介质旋流器技术参数

表1 WTMC型无压三产品重介质旋流器技术参数

4 设备操作运行、常见故障诊断与维护

4.1 操作运行注意事项

①重介质参数：-0.045um粒度级含量≥85%，磁性物含量≥95%，真密度≥4.5t/m3；

②根据密度，悬浮液磁性物含量、煤泥含量必须达到相应指标要求；

④煤质变化必须及时核定旋流器口径配置是否在适应的范围内。

4.2 常见故障诊断与维护

设备正常运行时，应时常检查压力表的稳定性、物料分配及流量大小、排料状态，定时检测产品质量。

旋流器运行时常见的故障及维护说明：

故障1：压力波动

分析：给料压力不能波动较大，应稳定在要求范围。压力波动较大对旋流器性能有影响，影响其分选效果。槽桶液面位置降低和空气曳引造成泵给料不足或泵被堵塞都会造成压力波动。运行一段时间后压力降低的原因是由于泵被磨损。

解决方法：①槽桶液位低，可重新提高液位平衡点，或增大来料量，降低压力等；②如果是因泵被堵塞或磨损造成的压力变化，则需要检修泵。

2.农村民房管理制度改革。探索试行允许珊瑚石民居或院落改造为高端度假民宿，建设度假民宿配套设施，满足中高端旅游需求。探索在涠洲岛试行民房建筑总量控制和建筑高度限定制度。打破涠洲岛先行的“一户一宅”农村建房模式，将涠洲岛视作城区，严格控制民房建设总量，达到一定数量后将不再审批民房建设。严格控制民房高度（如限高12米），以免影响海岛整体风貌。

故障2：堵塞

分析：设备正常运行时检查各口径物料、悬浮液排料是否通畅。

生产中严格控制物料粒度大小，对于重产物增加的情况需降低原煤入洗量，以维持设备正常生产。

解决方法：①若是中煤管、矸石口流量均减小，则旋流器一二段连接通道堵塞，应停机清除堵塞物；②若是矸石口流量减小或断流，则矸石口堵塞，此时停机清除杂物。

故障3：精煤灰分超标

分析：精煤灰分超标通常为密度高，精煤错配物含量大，精煤上浮低，精煤带矸石，原煤内灰高等引起。对于指标的调整需要详细产品数据检测指导。

解决方法：①降低洗选密度；②提高悬浮液磁性物含量，降低煤泥量；③针对产率控制设备口径；④强化润湿效果，保证原煤不结团。

故障4：产品错配物含量高

分析：一般为中煤带精、矸石带煤量大，此主要由分选密度低，分选精度低，煤质可选性差，悬浮液煤泥量大引起。另外，重介质的质量不合格也会导致错配物含量增加。对于指标的调整需要详细产品数据检测指导。

解决方法：①提高悬浮液磁性物含量，降低煤泥量；②增大入料压力；③针对产率控制设备口径，缩小锥比等；④降低给煤量，提高介煤比。

结束语

通过WTMC1350/950型旋流器在阳煤一矿选煤厂的应用，此洗选设备还存在分选效率低、磨损快、功耗大等技术方面的诸多问题。因此，加强无压三产品重介质旋流器在选煤过程的理论研究具有重大的意义。