選煤廠重介淺槽分選機故障及應用效果分析

韓世海

（山西西山煤電集團西曲礦選煤廠，山西 古交 030200）

山西中部某礦井配套建設的選煤廠年設計洗選能力為300萬t，選煤系統采用重介質旋流器結合浮選回收分選工藝。進入到選煤廠分選系統中的原煤雖然經過準備車間預先處理，但是仍存在塊度較大的矸石，粒度主要分布在50～150mm間。些塊度較大的矸石若直接進入到重介質旋流器、溜槽等分選設備中，會增加設備的摩擦程度，增加故障發生率，降低設備使用壽命，同時若不能及時對磨損嚴重的設備進行更換，勢必會引起現場跑冒滴漏現象，影響煤炭洗選效率[1～2]。

該選煤廠經過分析探討，決定采用重介淺槽機先對原煤中的大塊煤炭以及矸石等進行處理，確保進入到后續的重介質旋流器內的矸石塊度保持在50mm以下，取得較好應用效果。重介淺槽機在選煤廠應用過程中也表現出一些問題，文中針對重介淺槽機使用過程中問題進行分析，并有針對性的提出改進措施，以期為重介淺槽機在選煤廠應用過程中的故障診斷以及維護提供一些經驗借鑒。

1 重介淺槽分選機結構組成及分選原理

1.1 結構組成

重介淺槽分選機機構組成主要由槽體、驅動裝置（驅動電機、減速器）、鏈條傳送裝置、刮板鏈及刮板、頭輪及尾輪、上升介質漏斗、槽體、底板等，具體結構如圖1所示。分選機底板運動狀態可以具體分為三個部分，水平運輸段、起弧段以及爬坡段[3]。

圖1 重介淺槽分選機結構組成

1.2 分選原理

原煤中不同成分的物料在重介懸浮液會按照密度差異而出現分層，密度較懸浮液大的物料會率先下沉至淺槽底部，通過刮板輸送機運輸至淺槽以外；密度較輕的物料與重介懸浮液一起通過淺槽尾端的排料口排出[4]。

經過準備車間預先處理后的塊度在50mm以上的原煤通過入料口進入到淺槽分選機重介懸浮液中，絕大部分懸浮液（槽內懸浮液總量80～90%）攜帶密度較輕的物料（精煤）從淺槽分選機尾端排料口排出；小部分懸浮液（占槽內懸浮液總量10%～20%）從入料側入，并經過布料箱限制及反擊作用下，全寬、均勻的進入到分選槽內，從而形成上升流，保證分選機內懸浮液上部水平流穩定。懸浮的精煤在水平流作用下勻速的排料端溢出至塊煤脫介篩，密度較大的矸石通過底部刮板輸送機運輸抬升作用至塊矸脫介篩[5～7]。

1.3 技術參數

重介淺槽分選篩可以實現對塊度在50～150mm塊煤浮選，處理能力大，工藝流程及系統結構簡單，自動化控制程度高，塊煤分選率可以達到99.8%以上，矸石中攜帶的原煤量在0.11%以內[8]。在懸浮液擋板作用下淺槽底部運輸矸石的刮板輸送機運行對懸浮液水平流影響很小，有助于確保懸浮液密度穩定，提高分選效率[9]。

2 重介淺槽分選機常見故障類型

采用的重介淺槽分選機參數見表1。

表1 重介分選機參數

2.1 介質系統

1）懸浮液密度高于設定值。主要原因是由于制動補水閥故障，從而不能自動動作；清水管理出現堵篩；清水泵出現故障導致運行不正常。

2）懸浮液密度低于設定值。主要原因是由于分流閥故障從而不能動作；磁選機入料端出現故障，密度較低的稀介質流入至合介筒；分流管出現堵塞；分選機脫介篩篩板出現較大磨損，引起塊度較大物料混如到合格介質內；介質筒內懸浮液液位過低。

3）上升流、水平流流動波動。主要原因是由于上升流管路或者水平流管路出現堵塞；液流調節閥控制信號受到外界干擾顯著出現控制誤差，節流閥損壞因而不能動作；懸浮液介質筒內液體液位過低，在35%以下；液流流量過低或者是分布不均衡。

2.2 刮板輸送機

1）刮板鏈出現斷鏈、卡鏈。主要原因是分選機槽體下部下沉的矸石塊體過大，引起刮板出現卡堵；刮板輸送機使用時間過長，設備磨耗嚴重，部分鏈條出現脫落；槽體側向擋板縫隙過大，出現卡矸現象，造成刮板運行時的阻力過大；鏈條與刮板簡單額聯接板變形，部分聯接插銷脫落；鏈條出現錯齒拉斜以及刮板被拉彎；刮板機驅動鏈輪齒磨損嚴重，不能給刮板鏈運行提供可靠動力；刮板鏈尾輪張緊裝置故障，導致刮板鏈松弛度過大，垂度過高；鏈輪軸承故障導致刮板鏈出現跳現象。

2）驅動裝置故障（電機、減速器等異響、高溫等）。主要原因是采用的潤滑油油品差、油量低、供油管路出現堵塞；軸承使用時限過長，磨耗嚴重，軸瓦間隙過大或者過緊；減速器磨耗嚴重，尼龍銷故障；傳動帶張緊度不合適，過松或者過緊；供電電路電壓波動異常。

2.3 雜質問題

進入到重介淺槽分選機內的原煤中時常伴隨有硬度及韌度較大的鐵器、鋼絲繩、電纜皮以及皮帶扣等，容易在刮板、鏈輪以及鏈條上纏繞，造成刮板鏈出現斷鏈、跳鏈故障，嚴重時出現卡、堵事故，影響分選機正常運行。因此，在從準備車間預先處理后的原煤進入到分選機之前，在入料口位置安裝除鐵裝置，避免鐵質配件進入到分選機懸浮液內。

2.4 電氣裝置

1）失速保護裝置誤動作。失速保護開關出現損壞；失速檢測開關探頭與檢測片間不平行；檢測片上部粘附有絕緣雜質或者出現斷裂。

2）變頻器過電保護動作。主要原因是驅動電機或者供電電纜出現短路；逆變器模塊出現損壞；驅動電機轉矩值過低；機械部件出現卡堵。

3 重介分選機優化改造

針對上述存在的主要問題，該選煤廠新購置兩臺破碎機提高大塊矸石破碎能力，雖然在一定程度上減少了由于進入到重介分選機選煤塊率過大問題，但是由于破碎后的產生的片狀矸石增加，導致刮板鏈與淺槽底板間的卡阻現象增加，設備故障時間有所增加，從以往的2h/月提升至10h/月，給重介分選機正常使用帶來其他的不利影響。

3.1 優化改造方案

1）安裝傾斜擋板。片狀矸石進入到托架下方時較容易引起刮板運輸事故，主要是由于托架依靠滑道運行，因此只需采取措施避免矸石落入到托架旁即可。因此在給料溜槽位置加裝一個厚度在8mm，寬度400mm傾斜擋板，使得掉落的矸石下落至傾斜擋板上，減少矸石與托架間的接觸幾率。

2）控制刮板與底板間間距。為了減少刮板與底板間間距，避免刮板與底板間隙在運行時出現較大變化，在刮板輸送機起弧段、爬坡段分別在底板上加裝一定厚度耐磨層，降低刮板與底板間隙，如圖2所示。在刮板輸送機整個起弧段范圍內加裝厚度在14mm的耐磨層，在爬坡段范圍內加裝厚度在16mm的耐摩層，從而使得刮板輸送機運行時刮板與底板間間隙從原來的18mm-42mm-34mm，改造成現在的18mm-28mm-18mm。在刮板輸送機運行過程中，減少矸石刮板與底板間數量，從而降低刮板輸送機故障。

圖2 刮板輸送機刮板與底板間狀態狀態關系

3）加裝斷鏈保護裝置。現采用的失速保護裝置存在一定的弊端，主要是單鏈出現斷裂時，失速保護裝置不能及時動作，極有可能導致事故擴大。因此，在刮板輸送機上安裝一個新型斷鏈保護裝置，在刮板機頭輪距離刮板鏈30mm位置處安裝兩個接近開關，對刮板鏈進行監測。采用的接近開關使用常閉接點，監測有效距離為15mm，并將接近開關串聯連接后接入到控制回路中。接近開關上有指示燈，接通電源后基金開關指示等亮，斷開電源后指示燈熄滅，便于對故障進行排查，具體安裝的斷鏈保護裝置結構如圖3所示。

圖3 斷鏈保護裝置結構組成示意圖

3.2 改造效果

對改造后的重介淺槽分選機運行效果進行統計分析，經過改造后，重介淺槽分選機刮板鏈出現鏈條與底板間的卡鏈故障顯著降低，月故障維修時間降低時1h/月以下，重介淺槽分選機運行效率顯著提升。從改造至現在，重介淺槽分選機已經平穩運行超過6個月期間仍未發生過斷軸、聯軸器聯軸螺栓故障、驅動裝置故障等，達到了提高重介淺槽分選機運行效率，降低生產投入目的。

改造后的重介淺槽分選機每月可以增加設備工作時間5h以上，按照300萬t/a洗選能力，選煤廠增加的洗選能力為12t/h，每年可增加洗選量為720t，精煤價格按照1000元/t，可以為選煤廠增加72萬元/a效益。通過一些系列的改造，提升了刮板輸送機刮板鏈使用時限，降低了刮板機鏈條故障發生率，不僅降低了工作人員勞動強度，而且還可以有效降低材料使用量，預計每年可以降低材料投入50萬元。通過優化改造，可以增加選煤廠經濟效益122萬元/a

4 結束語

在對重介淺槽機結構組成進行闡述基礎上，對其運行過程中的常見故障類型進行分析。針對重介淺槽機在運行過程中介質損失、卡雜物、刮板鏈與底板卡矸石等問題，提出在運行滑道上加裝厚度8mm、寬度400mm傾斜擋板，在刮板機起弧段及爬坡段墊加耐磨擋板，將失速保護裝置改造成斷鏈保護裝置等改造方案，現場應用取得較好效果，有效提升了重介淺槽機運行效率，降低了設備材料投入，在一定程度上提升了選煤廠經濟效益。