選煤廠分級破碎機布置方式的改進設計研究

魏恩峰

（西山煤電集團鎮城底礦選煤廠準備車間， 山西 古交 030200）

引言

在我國，綜采放頂煤是開采厚煤層的主要方法，采用放頂煤開采的方式工序簡單、成本較低、經濟效益高，但是，采用綜放開采的方式后，大粒度物料明顯增多。在實際生產中，為保證系統的運輸能力，刮板鏈速一般較慢，只有增大料層厚度才能保障運輸系統正常工作，且環錘與刮板間的距離一般大于300mm，導致有大量大塊物料的產生，給選煤廠的正常工作帶來一定困難[1]。本文以某礦SSC800型破碎機展開研究。

1 工程概況

某礦年生產能力為500萬t，采用綜采放頂煤的方式進行回采。所產原煤由井下運至地面原煤倉，經篩分后進入選煤廠主選車間進行分選。目前，該礦采用井下綜采機配套破碎機對原煤進行破碎，但是，在煤層開采過程中由于放煤、過斷層或其他原因導致產生大量大粒度的煤炭和矸石，現有破碎機難以滿足實際生產需求，影響選煤廠的正常工作。原煤粒度組成情況如表1所示。

表1 粒度組成

由表1可以看出，在經過井下破碎機后，仍含有大量的大粒度原煤，而選煤廠要求原煤粒度應小于300mm，只占原煤總量的60%，仍有40%的原煤不能達到標準，會對選煤廠的正常生產造成以下影響：

1）物料更加容易掉落。在原煤運輸過程中，若物料塊體過大，受慣性影響，在快速移動的皮帶運輸機中煤炭或矸石容易向下滾落，且皮帶傾角越大，掉落概率越高，給煤礦企業的安全帶來一定隱患。

2）容易損壞運輸設備。在本礦中，原煤通過主井皮帶運輸至地面，然后由轉運皮帶運至原煤倉，主井皮帶與轉運皮帶之間的落差可達7m，帶有尖角的大塊矸石十分容易刺穿皮帶，縮短皮帶運輸機的使用壽命，影響煤礦的連續生產。

3）不利于選煤廠選煤。若進入選煤廠主選系統的原煤粒度過大，容易導致選煤廠設備長期超負荷運轉，導致設備快速老化，故障頻發。同時，工人需將大量大粒度矸石分選，也增加了工人的勞動量。

2 SSC800型分級破碎機工作原理

SSC800型分級破碎機的工作原理是煤炭與矸石的抗壓強度遠大于其抗拉和抗剪強度。當原煤進入破碎機后，通過兩破碎輥和碎輥與梳齒板之間的兩道間隙，粒度過大的原煤就被篩選出來[2]。SSC800型分級破碎機的處理能力大，使用期間安全可靠，已取得大量的成功實例，一般來講，破碎機應布置在主井輸送機出料口下方，其具體結構示意圖如圖1所示。

圖1 SSC分級破碎機結構示意圖

由圖1可以看出，SSC800型分級破碎機由破碎腔、聯軸器、減速器、液力耦合器以及電動機等組成，其中，電動機為破碎機的運作提供動力，電動機功率的大小應根據破碎機將大塊體破碎為符合要求的小塊所需的能量大小來確定；液力耦合器是為了改善電動機的啟動條件，是一種常見的電動機保護裝置；減速器可減小電動機轉速，提高扭矩，有利于破碎機將大粒度塊體破碎；聯軸器是為了將破碎腔與動力系統相連；破碎腔是破碎機的主要工作裝置，主要由兩個相向旋轉的破碎齒輥組成，原煤傳輸至破碎機內，由兩個破碎輥相向轉動擠壓破碎，破碎至一定大小后，由兩個破碎輥中間通過。

SSC型分級破碎機采用的是模塊化的設計理念，為設備的維修、改進和更新換代提供便利。其分級破碎的功能主要體現在：物料由兩個破碎輥中間縫隙排出，縫隙的大小即為物料可以通過的最大尺寸，可將物料大小嚴格控制在規定大小以下；當物料尺寸小于兩個破碎輥的縫隙時，可直接通過，此時的兩個破碎輥只是相當于滾筒篩的作用，由此實現分級破碎[3]。

3 布置改進

1）位置確定。根據本礦的實際生產條件，可將分級破碎機布置在主井運輸皮帶與運往煤倉的轉運皮帶中間，在此位置空間較大，便于施工，且仍會留有部分空間方便檢修維護；另外，將破碎機布置在此處，也可減少主井皮帶與轉運皮帶之間的落差，避免煤塊對皮帶的沖擊，減少皮帶的損傷。

2）進出溜槽設計。在本方案中，破碎機可通過建造鋼結構支架將其抬高3.5m，使得破碎機的進出溜槽能夠有空間進行調整。由于主井皮帶與轉運皮帶的運輸方向一致，因此，不必考慮溜槽的轉角設計。進入破碎機的溜槽寬度應與破碎腔的寬度一致，充分利用破碎機的空間，提高破碎機的工作效率；出料溜槽可仍按照原有設計方案，不需做特殊設計，只要能夠與出料口位置銜接合理，避免發生撒料現象的發生[4]。

3）應將破碎機的滑軌垂直于轉運皮帶布置。用這種布置方法，一方面能夠充分利用這一長度空間，為設備的檢修維護提供便利；另一方面，在礦山大型設備安裝時，受廠房的空間限制，起重裝備往往難以擺放至合理位置，影響設備的安裝，因此，可將支架延伸至廠房外部，將破碎機直接安裝在滑軌上，方便設備的安裝擺放，減少破碎機安裝、檢修以及更換時的工作強度。

4）安裝破碎機撤除后的溜槽。破碎機在維護檢修期間，無法繼續工作，此時，為了保證礦井生產不受影響，應在破碎機的原有位置布置溜槽作為運煤通道，保證煤礦正常生產。

4 實踐效果

在利用本文所述的SSC型分級破碎機后，原煤中大于300mm的煤與矸石被全部破碎，保證了選煤廠的正常工作，避免了大粒度塊體對皮帶的沖擊，延長了皮帶的使用時間。同時，因為原煤的粒度得到有效控制，使得主場分級篩的篩出物明顯減小，至少延長了篩板1/3的使用壽命，保證選煤廠內主要設備均沒有超負荷作業，減少了設備的故障率。在設備使用期間，選煤廠的年處理能力得到500萬t，增加產量2.8萬t，且從未發生安全事故，為選煤廠每年增加經濟效益200萬元以上。

5 結論

近年來，分級篩選技術在煤礦中得到了廣泛應用，尤其對于厚煤層綜放開采條件，原煤中粒度組成不合理，含有大量超過300mm的大粒度物料，嚴重影響和制約著礦井選煤廠的正常工作，而利用SSC分級破碎機可以解決原煤粒度過大的問題，并解決了選煤廠的選煤生產和運輸等問題，在實際生產中取得了良好的效果。