塔山煤矿2PLF 型分级破碎机应用研究

2022-01-15剧江涛

山东煤炭科技 2021年12期

剧江涛

（山西省能源发展中心，山西太原 030006）

塔山煤矿作为同煤集团核心低硫煤生产矿，随着“智慧矿山”理念的提出，近年来逐步向现代化高产煤矿转型，目前已经完成了井下现代化设备的更换。2020 年，塔山煤矿开始提产，碎煤机处理能力由6 Mt/a 提升到了8.5 Mt/a，将大于13 mm 块煤采用脱泥处理后，运输到重介分选机进行煤块分选，小于13 mm 块煤和粉末煤则作为混煤产品，采用筛网沉降离心机回收。随着2114 工作面3 号煤组的开采，原煤煤质粒度差别变大，含煤矸石的比例增加，经过统计，大于150 mm 的煤块达到了45%，原采用的SCB8015 型破碎机无法完成上述煤质的破碎，采用2PLF 型分级破碎机替换。

1 2PLF 型破碎机组成与技术特征

（1）2PLF 型分级破碎机结构组成

2PLF 型分级破碎机的结构组成见图1。2PLF型破碎机破碎辊采用双齿轮设计，进入破碎机的原煤块在两组齿辊上通过破碎齿旋转将其旋入到齿辊啮合区，粒径大于碎煤标准的煤块在齿轮运动下不断减小粒径，一旦达到破碎标准，则强行破碎；粒度小于碎煤标准的原煤则从破碎齿间掉落，即实现了煤块破碎，也实现了煤块分级。为了防止电动机转速过快出现故障，限矩形液力耦合器通过液体作为传递介质，实现电机和主动输入轴端的连接，改变输出轴的转速，保护电动机；减速器可以实现降低转速增加扭矩的作用，保证破碎机输出扭矩；鼓型齿联轴器在实现扭矩传递的情况下，最大程度地降低齿面的磨损，使得设备运行时噪音可控，且设备寿命增加。

图1 2PLF 型分级破碎机的结构组成

（2）技术特征

2PLF 型分级破碎机工作原理是通过双齿辊结构的破碎辊产生扭矩，使原煤在剪切力和拉伸力共同作用下实现破碎，破碎辊齿形依照原煤的组分可以更换。2PLF 型分级破碎机的参数见表1。

表1 2PLF 型分级破碎机技术参数表

2PLF 型分级破碎机双破碎辊平行安装，破碎齿沿轴向布置在破碎辊外部，启动后，双破碎辊会在电动机动力加持下进行内向和外向的相对旋转，加入到破碎机中的原煤的抗压强度大于其抗拉强度，会在相对内旋运动中由双破碎辊进行拉裂、破碎。破碎齿型和结构布置形式需结合分级破碎需求进行特殊设计，粒度150～500 mm 的原煤进入破碎辊后几乎不会发生打滑、外吐等现象，小于破碎标准原煤则直接通过破碎齿避免了二次破碎，提升破碎能力。另外，低转速高扭矩的设计降低了破碎过程中破碎齿对原煤的刮削几率，保证了过粉碎率控制在6%之间，原煤损失率降低。双破碎辊是分级破碎机最为核心的组件，其齿型采用鹰嘴式，材料选用高锰合金钢，具有很强的耐磨性和强度，对原煤破碎效果明显。其工作示意图见图2。

图2 2PLF 型破碎机双破碎辊运行示意图

2 2PLF 型分级破碎机在塔山煤矿应用效果

塔山煤矿采用的2PLF 型分级破碎机安装在原煤破碎筛分车间，是塔山煤矿原煤洗选的核心设备，主要用于对粒径大于150 mm的原煤进行破碎筛分。塔山煤矿将开采的3 号煤通过带式输送机运送到破碎筛分车间，再由筛分设备将粒径大于150 mm 和小于150 mm 的原煤分离，大粒径原煤直接被输送到2PLF 型分级破碎机，破碎后的原煤与小于150 mm 的原煤混合，共同进入到主选浅槽重介分选机进行分选。

2PLF 型分级破碎机于2020 年5 月31 日正式安装调试完毕，后即投入使用。通过自动化系统的搭建，2PLF 型分级破碎机具有自动调速、故障报警停机以及故障信息记录等功能。运行过程中，2PLF型分级破碎机出煤粒径保持在120～150 mm 之间，原煤粉化率非常低，约在5%左右。通过设备控制，出煤粒度可以在一定范围内调节。截至2021 年1月15 日，设备运转正常，破碎效果达到设计要求。为了验证2PLF 型分级破碎机的实际破碎效果，对原煤破碎前后进行了采样分析，粒度组成对比结果见表2 和图3。

表2 2PLF 型分级破碎机原煤破碎前后粒度组成统计表

图3 原煤粒径破碎前后对比图

通过表1 分析结果可以看出，塔山煤矿要达到2PLF 型分级破碎机的入料粒径要求，需要提升破碎约60%的大粒径原煤，而经过2PLF 型分级破碎机破碎后，符合粒径要求的达到95%。通过对破碎后的煤块进行抽样检查，之所以会有大于150 mm粒径的煤块出现在破碎机出口，是因为这类原煤呈片状或薄条状，能够顺利从双破碎辊之间滑落。由于该类煤块的抗压强度和抗拉强度都较弱，不会对后续原煤加工产生影响，因此可以忽略不计。通过检验分析，2PLF 型分级破碎机的处理能力达到煤矿破碎煤要求，满足生产需求。