防治超限顆粒進入保護箱的研究與應用

石　磊

(大同煤礦集團 大地選煤工程有限公司，山西　大同　037003)

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防治超限顆粒進入保護箱的研究與應用

石磊

(大同煤礦集團 大地選煤工程有限公司，山西大同037003)

為了有效降低同忻選煤廠壓濾車間事故發生率或防止事故擴大化，盡可能限制超粒級物料進入壓濾系統。壓濾車間供料路徑：主要由分級旋流器溢流產物和高頻篩篩下物先進入保護箱，通過混合、穩流作用后，進入壓濾系統。分析了保護箱的結構組成、周圍環境和溢料原因。通過給保護箱內部安裝浮球液位開關，并與生產設備實現閉路聯鎖，同時加裝溢流管路，將溢出的物料排放到循環水泵房外面，有效防止了溢料事故的發生，消除了機電隱患，保障了壓濾系統的安全生產。

保護箱；溢料；壓濾系統；浮球液位開關

同忻選煤廠屬重介選煤廠，年處理原煤1 000萬t.生產線由五大系統組成：原煤儲運系統、高嶺巖車間塊煤分選系統、旋流器車間末煤分選系統、壓濾車間煤泥水處理系統及產品儲運系統。選煤工藝采用：>50 mm的塊煤由重介淺槽主洗， 50～1.5 mm末煤由三產品重介旋流器分選，1.5～0.15 mm粗煤泥由螺旋分選機分選，0.15～0 mm細煤泥由加壓過濾機回收。

旋流器車間<50 mm混煤經過3臺原煤分級篩分級處理后，50～1.5 mm物料進入三產品重介旋流器；<1.5 mm末精煤最終由原煤分級旋流器和精煤分級旋流器分級處理后，溢流進入保護箱；<1.5 mm末矸石由高頻篩脫水處理后，篩下物也進入保護箱。經過混合、穩流作用后，保護箱物料進入濃縮池，濃縮沉降作用后，底流由泵打入壓濾車間，工藝流程見圖1.

圖1　分級旋流器溢流回保護箱工藝流程示意圖

綜上所述，保護箱作為旋流器車間和壓濾車間的過渡環節，起著承前啟后的作用，在整個生產工藝中至關重要。其外形構造簡單，主體是上方開有觀察孔的箱體，外接多根進出料管路。箱體內部上方焊接1排間隙為1.5 mm的篦子，理想生產條件下，<0.15 mm物料經由保護箱進入壓濾系統，少數>1.5 mm顆粒截留在篦子上。實際生產過程中，由于管理不善、檢修滯后等原因，分級旋流器經常出現“跑粗”現象。如果有大量的>1.5 mm物料進入保護箱，就會堵塞篦子進而外溢淹沒周圍設備，引發機電事故；而如果有大量的0.15～1.5 mm顆粒進入壓濾系統，則會造成“濃縮池底流泵上料不暢”、“加壓過濾機壓軸”等事故發生，嚴重制約生產。為了降低事故發生率，防止事故擴大化，需要對保護箱進行改造。

1　保護箱環境分析

同忻選煤廠保護箱屬于靜置無動力緩沖容器，主要用于混合物料，穩定料流，位于循環水泵房內，周圍設備分布密集，數量眾多。空間布局分一層和負一層，保護箱位于一層，見圖2，負一層依次分布有5臺循環水泵、1臺掃地泵和2臺濃縮池底流泵，見圖3.保護箱一旦發生溢料事故，溢出的物料就會進入負一層淹沒泵和電機，燒毀設備，引發機電事故；而且由于空間局限性，這些事故往往持續時間長，處理難度大，增加了工人勞動強度，影響生產時間長。

圖2　循環水泵房一層保護箱側視圖

2　原因分析

1) 旋流器車間原煤分級旋流器入料由3臺3.0 m×6.1 m香蕉篩篩下物料供給，篩板為縫隙1.5 mm的聚氨酯不銹鋼條縫篩，當篩板棒條正常磨損或出于工藝調整需要(例如提高脫水、脫介效率)時，篩縫超出1.5 mm，篩下>1.5 mm物料逐漸增多，這部分物料經過原煤分級旋流器分級處理后，進入保護箱的>1.5 mm物料也開始增多，<1.5 mm物料透過保護箱篦子進入壓濾系統，>1.5 mm物料就停留在篦子上方，時間一長，篦子上方覆蓋滿物料，后續物料無法透過篦子，液位開始上漲，高出保護箱上表面，物料溢出。

2) 供給原煤分級旋流器物料的香蕉篩篩板，通過下表面凹槽與固定在篩梁上的軌座鑲嵌在一起，如果軌座磨損嚴重，且未及時更換，軌座與篩板連接松動，生產過程中，篩板在持續振動過程中會脫離軌座，此時會有大量的超限顆粒落入原煤分級旋流器入料桶，最終進入保護箱。發生外溢事故時，保護箱入料篩分試驗結果見表1.

3　解決方案

1) 在保護箱內部篦子上方安裝浮球液位開關(見圖4，圖5，圖6)，并與主廠房精煤轉載皮帶(距離保護箱最近設備)實現閉路聯鎖。正常情況下，液位在浮球下方，保持觸點常開狀態；當有過量大顆粒物料進入保護箱時，液位就會上升，直至上漲觸碰到浮球，此時觸點保持接通狀態，浮球系統會碰到在設定位置的行程開關，使行程開關發出電信號。主廠房精煤轉載皮帶在接到電信號時會自動切斷電源并停止運轉，由于全廠設備均已實現閉路聯鎖，精煤轉載皮帶前置設備會沿工藝流程方向逐臺逆序停止運轉。集控員根據電腦屏幕上出現的設備異常情況，及時通知相關檢修人員查找斷電原因并迅速排除故障。

圖4　浮球開關工作原理示意圖

圖5　保護箱內部浮球實物圖

2) 為了防止保護箱內部物料外溢，在保護箱一側面上端(略高于浮球)安裝3根d159 mm厚壁管，順著管路延伸方向在循環水泵房墻壁上鑿一長方形孔洞，將管路引至循環水泵房外部適當空曠位置，作為保護箱外排物料管路。當保護箱內物料液位超過外排管路水平面時，就會沿管路被排放到泵房外面，而不會淹沒泵房底層設備，避免了機電事故，有效地降低了事故發生率或防止了事故的擴大化。

圖6　保護箱上表面浮球電路部分實物圖

4　改造效果

同忻選煤廠自2013年8月份對保護箱結構改造以來，進入壓濾車間的大顆粒物料明顯降低，再未發生溢煤事故，徹底消除了循環水泵房設備安全生產隱患，有效降低了工人勞動強度，取得了一定的經濟效益和社會效益。

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Research and Application of Prevention and Treatment Transfinite Particle Enter into Protection Box

SHI Lei

In order to limit the transfinite particle of Tongxin coal preparation plant into the pressing filter system as far as possible. Feeding path of pressing filter workshop is that overflow material from classifying hydrocyclone and screen underflow from high frequency screen enter into protection box, through mixing and steady flow entering into pressing filter system. The structure, surrounding environment and the cause of flash of the protection box are analyzed. Through installs ball float level switch inside of the protection box, achieves interlocking circuit with production equipment, at the same time installing overflow pipe to discharge the overflow material into circulating water pump house. It prevents the flash accident effectively, eliminates the mechanical and electrical hidden danger, ensures the safety production of pressing filter system.

Protection box; Flash; Pressing filter system; Ball float level switch

2016-01-19

石磊(1986—)，男，山西長治人，2010年畢業于中國礦業大學，助理工程師，主要從事選煤生產機電工作(E-mail)my6437430@163.com

TD922

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1672-0652(2016)03-0012-03