洗煤厂重介浅槽分选机改造及应用效果分析

李军文

（沁和能源集团有限公司端氏煤矿，山西 沁水 048205）

1 永红煤矿洗煤厂工程概况

沁和能源集团永红煤矿位于山西省沁水县嘉峰镇嘉峰村，井田面积9.339 8 km2，地质储量11401.1万t，井田内有3 号、9 号、15 号三个可采煤层，总厚度5.98 m 左右，年产原煤120 万t，主提升采用国内先进的大倾角皮带运输，煤炭自井下开采不落地，直接由皮带输送到年入洗能力60 万t 的永红煤矿洗煤厂，洗选加工后直接上专用线外运。

原煤运输至洗煤车间后进行破碎、分级作业，-13 mm 原煤直接出售，而200～50 mm 之间的块煤进入重介浅槽分选机进行排矸，50～13 mm 末煤进行入无压三产品重介质旋流器分选。因此，块煤重介浅槽分选工艺在该煤矿的分选作业中占有重要地位。

2 重介浅槽分选机及应用现状分析

2.1 重介浅槽分选机

重介浅槽分选机是一种块煤重介质分选设备[1-2]。随着市场对煤炭产品质量要求的提高和国家环保法规的严格执行，我国动力煤入洗率明显提髙。近年来，浅槽分选机在我国洗煤厂尤其是动力煤洗煤厂得到广泛应用，不仅用于块煤分选，还用于大型洗煤厂块煤预排矸以提高后续分选系统生产能力和效率。重介浅槽分选机设备具有以下特点：分选上限高、分选粒级宽、单台设备处理能力大、工艺环节少；对入选原煤量及粒度适应性强；分选时间短、次生煤泥量少；结构简单，在新建洗煤厂已得到广泛的应用[3-6]。

2.1.1 结构

永红煤矿洗煤厂采用的是QG 型浅槽分选机，该分选机分选粒度范围一般为200～13 mm，入料粒度上限可达300 mm，分选粒度下限可达6 mm，分选密度为1.3～1.9 g/cm3，可能偏差（E 值）为0.02～0.04 g/cm3。QG 型浅槽分选机主要由驱动部分、排矸部分、槽体、入介部分组成，如图1 所示。

图1 QG 型浅槽分选机结构示意图

1）驱动部分。驱动部分由电动机、减速机、联轴器、传动皮带或传动链组成，为浅槽分选机提供动力。

2）槽体。槽体设计为钢槽式结构，在其底部铺设一定数量小孔耐磨衬板，在排矸滑道的槽体侧壁布置耐磨杆，位于入料侧有入料调整板及入料口。同时在槽体尾部设置精煤和矸石挡板，可有效防止物料进入。

3）排矸部分。排矸部分主要由排矸刮板、刮板链、头轮总成、托轮总成、尾轮总成、排矸滑道以及尾部的链轮张紧装置组成。

4）入介部分。入介部分分为水平介质槽和上升介质漏斗，上升介质流用于保持槽内悬浮液的稳定，以免介质在槽体内沉淀；水平介质流用于维持液面高度并随溢流排出轻产物。

2.1.2 特点

1）根据原煤粒度级别和分选槽内部流场特性，可设计合适的结构参数及工艺方案可保证分选槽内流场的最优状态。

2）设备结构简单，处理能力大，浅槽分选机槽宽决定处理能力，每米槽宽处理能力达100 t/h，最大处理能力达900 t/h，一般只需1 台分选设备即可满足块煤分选需要。

3）分选精度高，对煤质波动和原煤可选性适应能力强。在实践应用中，块煤分选排矸可能偏差平均在0.03 g/cm3左右，数量效率在98%以上。

4）分选时间短，产生的煤泥量少。分选试验证明，50～13 mm 粒级的矸石在重分悬浮液中下沉及被排出的平均时间20 s，该粒级精煤上浮并被排出溢流堰的平均时间为12 s。

2.2 应用现状

永红煤矿洗煤厂QG 型浅槽分选机工作参数为：洗选煤种为贫煤，粒度为200～50 mm，重介悬浮液密度为1.7 g/mL，排矸密度为1.7 g/mL，上升流流量为478.5 L/h，水平流流量为1 435.5 L/h。对该洗煤厂QG 型浅槽分选机发生的故障进行分析总结，主要分为以下类型：

1）介质系统故障：主要表现为重介悬浮液密度高于设定数值；重介悬浮液密度低于设定数值；上升流、水平流流动波动。

2）刮板输送机故障：主要表现为刮板链出现断链、卡链问题；设备驱动装置故障，电机、减速器等零部件表现出的异常、高温等问题。

3）杂质问题导致的故障：在原煤中常常伴随有大型铁器、钢线绳、电缆皮带扣等异常物件，会影响到分选机的正常运行。

4）电气装置故障：主要表现为失速保护装置的误动作；变频器过电保护动作。

重介浅槽分选机基于以上问题导致故障频发，常需停机检修，严重影响洗煤厂的洗煤效率，必须要进行针对性的改造。

3 重介浅槽分选机的优化改造设计

针对永红煤矿洗煤厂QG 型浅槽分选机故障频发问题，该洗煤厂购置2 台SSC800 分级破碎机从而提高大块煤矸石破碎能力的措施，该措施在一定程度上减少了大块煤和矸石进入QG 型浅槽分选机，但是经SSC800 分级破碎机破碎的片状矸石增加，会增加刮板链与浅槽底板的卡阻现象，从整体上来看，对QG 型浅槽分选机的故障改善效果不佳，必须进一步设计改造优化方案。

3.1 改造优化方案

1）安装倾斜挡板。经破碎机破碎的片状矸石如果大量进入到托架下方，就会导致刮板运输故障，可以考虑设置一个倾斜挡板将片状矸石挡到托架外即可避免刮板运输事故的发生。在给料溜槽位置加装倾斜挡板，厚度×宽度=8 mm×400 mm，此时掉落的片状矸石全部下落在倾斜挡板上，其无法与托架间发生接触，较好地避免了刮板运输故障的发生。

2）合理地控制刮板与底板间距。为了减少刮板与底板间间距，避免刮板与底板间隙在运行时出现较大变化，在刮板输送机的起弧段和爬坡段的底板位置区域加装一层耐磨层，可以减少刮板与底板间间距，如图2 所示。水平段刮板与底板间间距为20 mm；而起弧段刮板与底板间间距为为42 mm，加装一层14 mm 的耐磨层；而爬坡段刮板与底板间间距为34 mm，加装一层16 mm 的耐磨层。加装后，刮板与底板间的间隙间距调整为20 mm、28 mm、18 mm，该间隙间距较为合理，可以大幅度降低片装矸石对刮板运输机正常工作的影响，降低设备的故障率。

图2 刮板与底板间距合理控制示意图

3）加装断链保护装置。设备以往的失速保护装置性能不佳，无法及时有效地保障设备的安装，新增设一个新型断链保护装置，同时在刮板机头轮距离刮板链30 mm 位置处安装两个接近开关，实现对刮板链的监测，如图3 所示。

图3 新型断链保护装置结构示意图

3.2 应用效果

按上述改造优化方案对永红煤矿洗煤厂原QG型浅槽分选机进行改造安装和调试后，进行了实践应用，效果理想。改造后，重介浅槽分选机刮板链卡链故障发生较少，对比之前故障率降低了85%，设备故障维修时间降低至1 h/月以下；改造后设备未发生一起断轴、联轴器联轴螺栓故障、驱动装置故障等其故障。因此，改造后的重介浅槽分选机故障率大幅度降低，运行效率大幅度提高，同时降低了洗煤生产成本，为企业创造了较好的安全经济效益。