選煤廠塊煤分選技術探討

高 潔

（回坡底煤礦洗煤廠，山西 洪桐 041600）

引言

收稿日期：2021-05-20

作者簡介：高潔（1992—），女，山西平遙人，本科，畢業于安徽理工大學礦物加工專業，助理工程師，研究方向為重介質智能化原煤。

DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2021.11.134

目前，由于提出建設關于智能礦山與智能化選煤廠的觀念，塊煤排矸應用了智能干選技術設備，使排矸和識別實現了自動化。若每層的煤質不一樣時，要先對煤炭實行預分選實驗，煤與矸石鑒別的方法是使用X射線，中央處理單元接收鑒別的結果，排純煤或者是排純矸都可以設置，但設置哪種方式都會存在問題，其問題包括比較低的分選效率、不能徹底排矸、損耗煤炭等,智能干選技術不能被一些對煤炭與矸石具有較差鑒別力的煤質使用，因此，對智能化干選技術的優化展開分析。

1 動篩跳汰機分選技術

德國KHD洪堡.威達格公司設計了動篩跳汰機，其主要解決了工藝中的以下問題，比如，重介排矸造成系統更加繁雜、成本增多；平常跳汰機使用的是脈動水流動力，其入料的上限是低于150 mm，若高于150 mm，其能耗與頂水量的就要增加幾倍；使用人工排矸，其勞動強度非常大，發成誤撿的幾率比較大。

煤泥水澄清裝置、脫水（介）篩裝置、成套的風系統與水系統等都不屬于動篩跳汰機分選系統。

1.1 動篩跳汰機分選依據

依據篩體驅動形式把動篩跳汰機劃分以下幾種：機械式動篩跳汰機及液壓驅動式動篩跳汰機。其依據的動力分別為曲柄連桿等機械機構及液壓系統。

上下周期性動作可以是水介質中的篩板動作，其篩板動作被機械力驅動，動篩跳汰機就可以做這一周期性動作，從而使物料被篩板篩松散，分層的實現依據的是密度。比較輕的物料在上層，溢流堰把其倒入提升輪的前端當做精煤排放出去，排矸輪使提升輪的后端接收下面層次的矸石并排放出去。

1.2 動篩跳汰機目前狀況

德國KHD洪堡.威達格公司研制出了液壓驅動的ROMJIG動篩跳汰機，其特點包括高效率的塊煤分選、簡單的工藝，嚴密的設備等。

目前，國產的動篩跳汰機應用時存在很多問題：使用液壓式動篩跳汰機發生故障的機率比較高線上調整機械式動篩跳汰機工藝參數是難以完成、煤炭在矸石中的含量較高等。

精煤出現損耗是由于比較差的動篩跳汰機分選造成的，由于機械構造繁雜，所以發生故障的機率比較高，若需要維修的地方比較多，但配件不齊全的時候，不僅影響產生，而且增加成本。所以，很多的選煤廠都實行了動篩跳汰機被替代成了淺槽重介質分選機。

2 風選排矸技術及其應用

2.1 風力干選機的工作原理

傳統的風力搖床干選機的載體是風，受較低的風壓、較大的風量的影響，通過搖床把物料搖松散，風和搖床的相結合，使物料分出層次，并分層的移向排料口，分選工作完成。由于具有比較低的分選效率的本類型的干選機，其高達15%的精煤損耗率，在平常的煤種、地理位置較偏僻、較遠，水比較少的地區適合使用。

2.2 智能風選的應用及存在的問題

智能干選機是采用的射線（X射線，丫射線）被矸石與煤炭所反射與吸收能力差異的原理，使用具有識別功能的智能識別法，為了分離矸石與煤塊，完成分選，就需要使矸石或者煤塊（25～200 mm）運動軌跡脫離原路線，這就要使用高壓風來完成，為了正常的生產，前提是符合其生產所要具備的條件，把分選精度分為以下幾種：矸石在精煤中占有6.5%左右、精煤在矸石中占有1.5%左右，若要降低矸石在精煤中的含量，則精煤在矸石中的含量就會增多。

智能風選的使用要求：

1）較高要求的原煤分級效率（限下率），由于被誤吹和誤判細顆粒物料，從而導致錯配；

2）對布料的條件是均勻，物料與物料當中沒有疊壓，不然會被誤吹和誤判，從而導致錯配；

3）有害射線中包含X射線，其危害著人體的生殖系統、造血系統和免疫系統。盡管設備的外殼具有保護作用，但仍然影響著維修及操作人員康健，因為在設備的周圍與設備距離1 m的射線計量分別是2.5μSv/h和1μSv/h，所以不可小覷的問題是射線劑量值；

4）因為設備的特性，在使用干選機時會有比較多的煤塵產生，所以會高要求的除塵設施，若除塵設備發生故、失效等狀況，就導致粉塵發生污染。

3 淺槽重介質分選機的分選技術及其應用

3.1 淺槽分選機特點

大型選煤廠塊煤排矸時應用淺槽重介質分選機，精選大粒度級塊煤是大型煤場被淺槽重介質分選機與重介旋流器相結合使用，不管是煤礦地面選煤廠還是井下選煤廠都渴望的煤炭分選設備。該設備幾個特點：

1）簡易的構造，較強的處理能力，處理能力在各種槽寬中達到100 t/h。

2）比較高的分選精度，比較簡易的操作，被用于難選煤的分選，具有較強的適應煤質波動的能力，分選精度平均為3%。

3）300～13 mm的范圍是分選粒度的范圍，粒度下限在部分選煤廠會被減少到10~6 mm。1.2～1.9（2.0）g/cm3是分選密度范圍。

4）比較低的介耗，1 t煤介耗小于0.3 kg，比較少的耗電量，比較低的維修與生產成本，可以使生產成本減少的程度比較大。

3.2 淺槽分選機的應用

目前，在井下建立了淺槽重介質分選機排矸系統，井下的回填材料是被分選出來的矸石，使礦井的有用產能增多；有的礦井由于開采年限不斷增加、煤層條件不斷改變，使大塊矸石在原煤中所占的比例不斷增多，使選煤廠的洗選成本增多分選效率受到影響，導致常發生管路堵塞、溜槽、重介旋流器等狀況。事先準確排矸，低灰被生產出來、大塊精煤的發熱量比較高，或者大塊矸石被排出以后，能夠減少對粉碎及末煤分選系統的負擔，承擔的煤泥水系統和加工成本下降。

例如某選煤廠淺槽重介質分選機排矸實施時，50 mm是塊煤在原動篩車間的分選下限，重介質旋流器分選的是小于50 mm的原煤。在運行使用淺槽車以后，淺槽分選機分選的原煤必須在大于25 mm級以上。由原煤篩材料中得知，原煤中18.77%是50～25 mm級，42.65 t/h是其產量，替換成的25 mm的原煤分級篩分級粒度，會使末煤車間進來的原煤量降低，使較低的分選效率、不完全的脫介，主要是由于末煤車間由于較大的入料量造成的，這一問題降低原煤量而得到解決。

在該礦井原煤產量為400 t/h，原煤中大概36.35%是25 mm以上塊煤，產量為145.4 t/h，2516型高排矸能力淺槽分選機被選用，其作用是固有動篩跳汰機被替換成25 mm以上原煤排矸。原煤分選密度為1.70 g/cm時，矸石灰與產率（占塊煤）分別為82.32%和47.76%。

通過采樣并化驗產品，并分析其效果可以得知，淺槽重介質分選機存在偏差，其每月的偏差值為0.02 g/cm3，具有較高的分選精度，1.8 g/cm3以下密度級的煤不存在于矸石中，數量效率與動篩分選的比值平均上升大于15%。