淺槽分選機在除雜系統中的應用

方 鵬

（開灤錢家營礦業公司選煤廠，河北 唐山 063301）

1 洗煤廠介紹

開灤（集團）錢家營選煤廠是一座隸屬于錢家營礦業分公司的大型現代化礦井型選煤廠，1983年開始委托波蘭設計，年設計處理原煤能力為4.0Mt。選煤廠于1989年11月投產，1992年4月達產，原設計生產工藝為：150～13mm塊煤采用重介立輪主再選，13～0.5mm末煤采用重介旋流器主再選，0.5～0mm煤泥浮選，尾煤濃縮壓濾，并設有干燥車間。主要生產產品為14級精煤，精煤做煉焦用煤，中煤供電廠做燃料用煤，產品采用鐵路外運；1993年至1998年由于國內煤炭行業形勢的不景氣以及其他種種原因，錢家營礦洗煤廠被迫停產。1998年煤炭形勢好轉，基于市場需要，選煤廠對工藝系統進行了部分改造，由原煉焦煤洗選工藝改為動力煤洗選工藝，主要生產4800～5500kcal/kg的動力煤，1999年6月對主廠房Ⅱ系統進行進一步改造，改造后可生產5500kcal/kg以上的優質動力煤；2003年2月，北京華宇工程有限公司作了錢家營選煤廠技術改造設計，設計規模為4.0Mt/a，生產工藝為+13mm原煤采用重介立輪分選機主再選，13～0.5mm末煤采用重介兩產品旋流器主再選，-0.5mm煤泥直接浮選，2003年工程開工建設并于年底投產。2011年洗煤廠浮選系統改造升級，主要是將浮選精煤脫水由圓盤過濾機變更為臥式沉降過濾離心機與快開壓濾機聯合脫水工藝，主要產品為：12級和15級煉焦精煤、洗混塊煤、洗末煤、煤泥及矸石。

2 項目背景

煤炭在井下開采過程中混入大量的鐵器、木材、膠皮和編織袋等雜物，同時在煤炭轉運過程中，工人隨手丟棄的塑料瓶、塑料袋等雜物也混入到煤炭中。原煤經過除鐵器、篩分、重介分選等工藝環節，已經將磁性雜物（主要是鐵器）和重質雜物（主要是煤矸石）基本除去，而輕質雜物主要集中到塊精煤中。由于目前該部分輕質雜物的量較多并已經影響到塊精煤質量，選煤廠不得不安排專人對該部分雜物進行清理，采取人工選垃圾的生產方式，導致工人勞動強度較高，選別效率低，生產方式已經相對滯后，不符合當前煤礦發展的需要。為此，通過塊精煤除雜方案設計改造，采用一臺以淺槽分選機為除雜設備代替人工除雜，既提高了除雜效率，保證精煤質量，同時也減少了作業人員。

3 重介淺槽分選機原理

重介淺槽分選機是利用阿基米德原理在重力場中實現分選的，入洗煤進入一定密度的懸浮液中，煤根據自身密度差異實現分層和分離的設備。其分選過程是：泵將預先配好的懸浮液打入給料口和槽體底部漏斗，在給料口的水平介質槽形成一個全斷面的介質水平流，輸送物料的同時向分選槽內補充懸浮液，分選槽底部的介質漏斗可形成一個介質上升流，通過電動閘板調節流速和量的大小，以此保持分選槽內懸浮液密度的穩定性，對分選過程的實現具有促進作用。入洗煤從給料口進入分選槽后，在水平流和上升流共同作用下進行分選，輕產物從溢流口由排煤輪排出，重產物下沉由槽內刮板沿脫水段經排料口運往下一道工序。重介淺槽分選機具有處理量大、分選粒級寬、泥化程度低、結構緊湊、占地面積小、操作簡單等優點。

4 淺槽分選機結構特點

重介淺槽分選機由槽體、排矸刮板及其驅動裝置構成。重介分選機的槽體是一個長條形槽式金屬結構件。槽體長邊兩側分別設有入料箱和溢流堰。入料箱底部設有水平流介質管，為淺槽分選機提供水平介質流[1]，水平介質流用于維持液面高度和物料運輸速度。從槽體底部的介質漏斗將介質打入槽體，形成介質上升流，用于保持流場的穩定。在槽體底部鋪設具有一定數量小孔的耐磨襯板，槽體長邊方向兩側各有一條刮板鏈導向軌道，側壁布置耐磨板，刮板沿軌道移動，將重產物從槽體窄邊一端排出。

排料部分由驅動總成、從動總成、改向總成、刮板鏈及尾部拉緊裝置組成。驅動總成的軸承采用滾動軸承支撐，阻力小，轉動靈活，從動總成和改向總成的軸承分別采用軸承固定在槽體的側板上；尾部的絲杠拉緊裝置是為了調整鏈條張緊程度；驅動裝置由電機、減速器和傳動帶三部分組成，驅動電機是正反轉電機，用來適合檢修維護需要。

5 工藝方案

選用一臺淺槽分選機排除雜物，混有輕質雜物的塊精煤從原塊精煤脫介篩經入料溜槽進入到淺槽分選機槽體內，輕質雜物上浮，由溢流堰處的刮板將其運至溢流溜槽，溢流溜槽內設有固定篩脫水，雜物通過篩面直接落入垃圾池內，篩下水流向零米地坑泵，塊精煤被刮板運至淺槽分選機機頭，通過機頭溜槽（前段嵌帶固定篩脫水）直接到達精煤皮帶，篩下水同樣進入地坑泵。由于水的密度在雜物與塊精煤之間，雜物與塊精煤帶走的水量較少，因此只需向淺槽分選機補加循環水就可以滿足生產要求。工藝聯系圖見圖1：

6 改進措施

圖1 工藝流程圖

1）由于采取水作為分選介質就可滿足除雜要求，因此取消介質循環泵系統，在淺槽入料口補加系統所需要的水。

2）水的密度具有均勻性，取消淺槽分選機槽體底部的上升漏斗，并將放料方式更換位置，在槽體的側面低位加裝放料孔。

3）為了減少塊煤帶水，重物刮板更換為孔徑為5mm的多孔刮板。

7 實施效果

使用淺槽分選機進行除雜，是在分選槽內注入循環水，利用木材、塑料瓶、塑料袋等輕雜物與塊精煤之間密度的差異，通過阿基米德原理將塊精煤與輕質雜物進行分離，從而達到凈化精煤產品的目的。

投入使用后混入塊精煤中的輕質雜物全部排出，除雜率達到了100%，效果明顯優于人工手選效果，降低了員工的勞動強度和企業用工成本，保證了精煤質量，提高了企業形象。

8 運行要點

1）保證塊精煤振動篩的脫介能力。塊精煤是由重介立輪分選機分選后的產品，假若振動篩脫介能力達不到要求，介質就會隨塊精煤一同進入淺槽分選機內，淺槽分選機內的水變成了混有介質的懸浮液，部分塊精煤再次分選進入到雜物池內，因此必須保證塊精煤振動篩的脫介能力。

2）保持淺槽分選機內液位穩定，系統補加水適量。補加水是從塊精煤脫介篩篩口加入的，是水平流的動力來源，如果補加水量過小，淺槽分選機內液位下降，溢流堰處刮板不能將雜物及時排出，雜物將在槽內堆積造成停車事故；如果補加水量過大，水平流流速就將大，在淺槽內塊精煤與雜物分選時間短，部分精煤將進入雜物溜槽內。

3）生產準備要做細。原煤中雜物有大量編織袋、塑料袋等具有纏繞性的雜物，在淺槽除雜過程中，這些具有纏繞性的雜物纏繞在驅動軸、改向軸、從動軸上，可能造成跳鏈事故的發生，同時纏繞在溢流堰處的排雜刮板上降低除雜能力，導致雜物堆積在槽體內，易造成停車事故。

此外，為保證淺槽分選機的穩定運行、良好的分選效果，采用自控軟件實時監控淺槽分選機工作狀況。如對淺槽刮板電機電流進行在線監測，從其讀數中判斷淺槽的運行狀態，如是否存在刮板跳鏈，是否存在壓刮板等現象。在正常啟停車洗煤時，與洗選系統并入流程開車，設定設備之間啟停順序與時間間隔，緊急停車時，執行相應的閉鎖關系，保證整個洗選系統運行平穩。

9 結束語

隨著市場經濟的不斷完善和發展，以及燃煤工藝水平和自動化程度的不斷提高，用戶對煤炭產品潔凈度的要求越來越高，雜物含量逐漸成為商品煤重要的外在質量指標。開灤錢家營洗煤廠使用淺槽分選機進行除雜后，工藝系統可靠，投資少，成本低，除雜效果顯著，提高了精煤產品在市場中的聲譽，為企業帶來可觀的經濟效益。