重介浅槽分选机在斜沟煤矿选煤厂的应用改造

曹 宇，曹 令

(山西西山煤电斜沟煤矿选煤厂， 山西 兴县 035300)

斜沟煤矿选煤厂为矿井型洗选厂，入洗能力15.0 Mt/a，该厂生产工艺系统主要分为块煤、末煤、煤泥3部分。其中,块煤分选系统引进澳大利亚LUDOWICI矿山设备有限公司的型号为DMB8013的重介浅槽分选机,用于150～50 mm粒级的块煤排矸。自投入运行以来，重介浅槽分选机陆续出现运行稳定性差、链条卡阻损坏故障率高、分选效率较低且分选工艺指标不稳定等问题。

1 工作原理及设备参数

重介浅槽分选机利用阿基米德原理，通过渣浆泵将密度为(1.80±0.02) kg/L的重介质悬浮液以上升流和水平流的方式输送至分选槽内，上升流使物料分散,水平流实现物料输送。原料煤块在槽内按密度分层，精煤(轻产物)上浮，水平流带动精煤经过溢流堰排出；矸石(重产物)下沉，通过刮板排出。

重介浅槽分选机主要由槽体、头轮、尾轮、过渡轮、刮板、链条、电机及减速机组成，其构造图见图1. 设备的供介方式包括水平流和上升流，斜沟煤矿选煤厂采用的DMB8013型浅槽分选机基本参数如下：处理量800 t/h，介质循环量2 000 m3/h，刮板宽度1 370 mm，最大排矸量300 t/h，Ep值0.03.

2 运行过程中出现的问题

1) 刮板(厚度10 mm)在运转过程中受拉拽出现弯曲变形，连带引起链条跳脱、错位等事故，影响设备正常洗选生产。

2) 链板、传动轴均无异常情况时，仍旧反复出现跳链的状况。

3) 设备原设计构造较简单，日常运行工况主要依靠人工观测，在线监测手段不足，如断链、跳链、设备超负荷卡阻等情况，缺乏有效的实时监测。

4) 原设计的链条滑道为耐磨陶瓷镶嵌组成，因矸石撞击、振动等原因，导致脱落的陶瓷易卡入链条轨道，对此提前将链条滑道更换成整体的铸铁耐磨轨道。但后续生产时原煤中片状矸石以及杂物较多，从筛下溜槽进入浅槽分选机时，时常会直接卡嵌到内侧链条和滑道内，造成设备运行负荷增大、损坏链条等。

5) 生产过程中经常在分选槽底部起弧板处卡入矸石，造成刮板变形、驱动电机负荷增大、驱动轴错位、轴瓦崩断等。

6) 日常生产过程中槽体内经常出现浮煤堆积现象，槽内堆积宽度甚至达到1～1.5 m，该范围内的煤块流动缓慢甚至长时间处于静止状态，需要悬浮液和煤流反复冲刷带动才能排出设备[1]，分选效率受影响，且降低了设备有效处理量。生产工艺效果检查均方差δ为2.096，数量效率86.11%，可能偏差Ep值0.055.

3 改进措施

1) 原设计中在刮板背面有增加强度的钢筋，但强度较低不能满足生产实际需求。因此将钢筋更换成与刮板厚度一致且长度为115 cm的角铁，见图2，焊接成三角支撑，使刮板的实际抗弯曲强度增加超过一倍，且单个增重仅为1.7 kg左右，设备运行负荷增量不大。

图2 背板角铁加固图

2) 因驱动电机和减速机位于设备机体上端，原架设的基座平台由12#槽钢构成，刚度不够，运转一段时间后出现平台整体振动偏移和部分连接开焊的状况，链轮传动角度出现偏差，引起反复跳链的现象[2]. 对此，改换成20A型工字钢搭建驱动设备平台并将其与浅槽基座焊接相连，减少运行振动造成的偏移影响。

3) 针对原设计断链、跳链及设备超负荷卡阻等实时监测手段缺失的问题，通过增设失速保护装置予以解决，见图3. 在传动尾轮处增加一个接触器开关，探测尾轮上铁片位置，当出现断链、设备卡阻造成尾轮转速低于正常值时，通过探测、信号传输反馈至PLC控制程序实现设备急停和报警，起到了一定的保护作用。同时将刮板驱动电机电流引入中控，实时监测运转电流值，当出现超负荷电流剧增时，同样通过PLC程序控制实现设备保护。

4) 针对块原煤中片状矸石以及杂物较多的情况，通过将下料溜槽出口端延长，将溜槽底板延伸至浅槽槽内450 mm位置，见图4，避免了矸石杂物直接冲击内侧链条和轨道，减少矸石卡嵌的几率。另外，定期检查链条和轨道磨损情况，确保轨道间隙45 mm，滑轨厚度8 mm. 同时，因溜槽延伸，块原煤来料直接进入槽内分选区[3]，实现了及时分选，提升了设备分选效率。

图3 失速保护示意图

图4 延伸入料耐磨板实物图

5) 沉入槽底的矸石(重产物)在刮板的推动下，经起弧板过渡提升至溜槽卸料口排出。槽底起弧角度为40°，起弧段底板与刮板间隙较大，达到30 mm，见图5，极易卡入矸石、杂物，因此通过微调起弧角度、增加起弧底板厚度，将底板与刮板间隙缩小至(20±4)mm，减小了矸石杂物卡入几率，实现了稳定有效排料。

图5 槽底起弧段图

6) 对于浮煤堆积及流动不畅的问题，主要有3方面原因：a) 实际来料分布以入料溜槽两侧居多,对应位置的水平流阀门开度不够，流量不足、水平推动力不足。b) 上升流过大，在溢流堰内侧产生扰流[4]，使上浮的块精煤流动缓慢甚至原地打转。c) 经常性出现超限块煤(>300 mm)和杂物堆积卡阻溢流口，这些原因均能造成浮煤移动缓慢或停滞。

图6 水平流控制阀门(分管分阀分控)图

采用分阀分控实现对上升流和水平流的调整，见图6. 通过反复实践调节，在保障悬浮液密度稳定的前提下，上升与水平流量比为1∶3左右，液面水平流速在0.13～0.25 m/s时，即可实现良好的分选效果。此外，针对溢流口存在的超限颗粒、杂物卡阻等情况，通过及时排检清理予以解决，同时加大手选除杂管理力度，减少进入设备内的杂物量。

4 改造效果

1) 利用角铁、工字钢等对浅槽机体和部件进行加固，增加零部件强度，提升设备运行稳定性。

2) 借助接触器、监测运行电流等手段，对浅槽机体运行提供实时监测保护。

3) 通过延伸入料板、维护链条轨道以及槽底起弧板等，保障浅槽运行工况。

4) 完善介质流比例分配、基本参数调节以及清检超限颗粒杂物，提高设备的分选和使用效率。

改造后对设备进行工艺检查试验可知：可能偏差为0.033，均方差为0.849，保持在1以下，数量效率为96.21. 改造后分选产品浮沉计算见表1.

表1 改造后分选产品浮沉计算表

5 结 语

通过现场适应性改造，重介浅槽分选机在生产过程中应用更加完备，运行过程中刮板变形、链条断裂、物料卡阻、驱动电机超负荷等问题都得到改善，生产连续性和有效性得到提升，对提高浅槽分选性能具有重要意义。此外，更提升了分选效率，产品质量得到保障，提高了企业的效益。

Application and Transformation of Heavy Medium Shallow Trough Separator in Xiegou Coal Mine Coal Preparation Plant

CAO Yu, CAO Ling

AbstractAiming at the problems of poor operation stability of the heavy medium shallow groove separator, high damage or failure rate such as chain blocking, and low separation efficiency, the coal preparation plant of Xiegou Coal Mine focuses on the strength of the scraper, the gap between the bottom plate, the feeding and the flow adjustment control.

KeywordsHeavy medium shallow trough separator; Scraper strength; Arc starting section; Flow ratio