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        淺談正文煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)篩分設備選型方案

        2015-12-13 05:09:02溫欣穎
        機械管理開發(fā) 2015年9期
        關(guān)鍵詞:塊煤篩板粒級

        溫欣穎

        (煤炭工業(yè)太原設計研究院,山西 太原 030001)

        引言

        正文煤礦設計生產(chǎn)能力900kt/a,礦井初期開采10+11號煤層,10+11號煤為低灰~中灰、中硫~中高硫、高熱值~特高熱值焦煤(JM)。鑒于該層煤硫分較高,一般可達2%~3%,以有機硫為主,洗選后無法降低精煤硫份,煤的工業(yè)用途一般可作動力煤和煉焦配煤。因此,根據(jù)煤的用途和市場需求,煤的加工按建簡易篩分系統(tǒng)考慮,在礦井工業(yè)場地建篩分車間,原煤由主斜井帶式輸送機提升至主井井口房,經(jīng)轉(zhuǎn)載帶式輸送機進入篩分間,通過分級篩進行±100mm 分級,考慮到井下回采工作面采用放頂煤開采工藝,+100mm 粒級含矸量大于90%,所以+100mm 粒級采用手揀塊煤,手揀塊煤帶式輸送機帶寬B=1 200mm,矸石通過帶式輸送機運至矸石倉。-100mm 粒級再進行分級,篩分為-50 mm,50~100 mm 兩種粒級;50~100mm 粒級與手揀帶上人工揀出的塊煤均進入破碎機,破碎至50 mm 以下,再與-50mm粒級匯合,通過大傾角上倉帶式輸送機運至混煤倉儲存。

        1 篩分設備選型方案的確定

        根據(jù)篩分工藝要求,考慮到井下回采工作面采用放頂煤開采工藝,+100mm 粒級含矸量大于90%。參考礦方篩分資料,篩分資料表明矸石所占比例較高,故采用反揀塊煤工藝。這樣就要求篩分設備的篩分能力要大于一般900kt/a的生產(chǎn)礦井,所以選擇具備500t/h的處理能力的篩分設備。設計考慮了兩個篩分設備選型方案;正弦強力篩和圓振篩方案,并進行了詳細比較。

        1)正弦強力篩方案。

        正弦強力篩的工作原理是根據(jù)正弦波的擾動原理,利用菱形滾柱做圓周運動產(chǎn)生的軌跡正弦波,使得蓖上(篩上)料層擾動松散,同時與圓形滾柱有機結(jié)合,這樣就能組成篩蓖,達到對物料進行篩選的目的。對于粘在盤片上的纏繞物和粘附物,正弦強力篩在每個滾柱下面設有隱埋式刮刀,可將其鏟除,以保持篩孔通暢??梢栽O置兩級或多級帶傾角的圓形滾柱組合篩體,使煤流沿帶傾角(一般15°)的篩體運動,達到煤流在篩板上均勻分布的目的,有利于篩分,避免堵煤、積煤和堵孔等不良現(xiàn)象發(fā)生。在篩面面積相同的情況下,正弦強力篩的篩分能力要高出其他篩分設備40%。正弦強力篩是通過改變圓柱、菱形滾珠大小和改變軸間距來適應不同的粒度分級,所以對于用戶的要求適應性強。

        正弦強力篩的優(yōu)點:篩分效率高,處理能力大,工作時無振動,透篩率高,篩分間承受的動載荷小,無噪聲,不受物料粘度和水分限制,不粘、不賭、不卡的優(yōu)點。尤其對于小粒度,濕度大的物料,透篩率高。菱形和圓柱形篩板采用耐磨材料鑄成,十分耐磨。整機采用全封閉機構(gòu),在避免煤塵方面表現(xiàn)出色。通過由篩板震動到轉(zhuǎn)動的改變,大大降低了噸煤電耗。

        正弦強力篩的缺點:質(zhì)量大,消耗鋼材多,有時出現(xiàn)卡軸甚至斷裂現(xiàn)象。

        正弦強力篩結(jié)構(gòu)組成:正弦強力篩結(jié)構(gòu)上由兩級傾斜布置,在不同的工況下還可采用一級或多級布置。整體通過12個部件組裝而成,解決了現(xiàn)場安裝中出現(xiàn)的起吊困難問題。傳動方式為1臺擺線針輪減速機通過牌型齒輪箱驅(qū)動多軸轉(zhuǎn)動達到控制篩板的目的。內(nèi)層機構(gòu)采用16 錳防護鋼板,提高耐磨性。

        2)圓振篩方案。

        這種慣性振動篩又稱單軸振動篩。其支承方式有懸掛支承與座式支承兩種。懸掛支承,篩箱由彈簧懸掛或支承,篩面固定于篩箱上,主軸的軸承安裝在篩箱上,主軸由帶輪帶動而高速旋轉(zhuǎn)。帶偏心重的圓盤安裝在主軸上,隨主軸旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生離心慣性力,從而可以使自由振動的篩箱產(chǎn)生近似圓形軌跡的振動。軸承中心線與偏心重的距離為激振偏心距。

        圓振篩主要優(yōu)點:構(gòu)造簡單,拆換篩面方便,由于篩箱振動強烈,減少了物料堵塞篩孔的現(xiàn)象,使篩子具有較高的篩分效率和生產(chǎn)率。

        圓振篩主要缺點:基礎的動載荷較大,分離的程度與篩孔尺寸相近,單位面積的生產(chǎn)能力較低,在投產(chǎn)后長期運行中,經(jīng)常發(fā)生積煤、堵煤、啟動困難、電動機燒毀等故障。特別是對于篩分濕度大的煤時,整塊篩板易發(fā)生糊死,無法完成篩分工作。對土建工程的抗震級別及基礎處理強度要求較高。篩板更換頻繁,檢修時間長,對生產(chǎn)影響較大。

        圓振動篩的結(jié)構(gòu):主要由篩箱、懸掛(或支承)裝置、激振器及電動機等組成。電動機經(jīng)三角皮帶,帶動激振器主軸回轉(zhuǎn),由于激振器上不平衡重物的離心慣性力作用,使篩箱獲得振動。改變激振器偏心重,可獲得不同振幅。

        圓振動篩處理能力流量計算法:

        式中:B為篩面寬度,h為篩面上層物料厚度,v為物料運動的平均厚度,γ為物料的松散密度。

        設計對兩方案進行了經(jīng)濟技術(shù)比較,詳見表1。

        表1 經(jīng)濟比較表

        表2 技術(shù)比較表

        通過比較不難看出,正弦強力篩無論在技術(shù)上還是在經(jīng)濟上都具有較大優(yōu)勢,因此,設計推薦采用正弦強力篩方案。

        2 正弦強力篩設備選型

        地面生產(chǎn)系統(tǒng)原煤系統(tǒng)設備按Q=500t/h選型,篩分系統(tǒng)能力與之相同。為了保證篩選設備高效安全的運轉(zhuǎn),經(jīng)過比較分析,采用正弦強力篩為地面篩分設備。原煤通過正弦強力篩(一),篩分為±100mm 二種粒級,+100mm 粒級進行手揀塊煤。-100mm 粒級再進入正弦強力篩(二),篩分為-50 mm,50~100 mm 二種粒級;50~100mm粒級與手揀帶上人工揀出的塊煤均進入破碎機,破碎至50 mm 以下,再與-50 mm 粒級匯合,通過大傾角上倉帶式輸送機運至混煤倉儲存。設備設計選型計算如下:

        1)正弦強力篩(一):ZS1.0-11軸/15°型,入料粒度0~300mm,分級粒度±100mm、處理能力500t/h、電動機N=7.5kW。

        2)正弦強力篩(二):ZS1.0-11軸/15°型,入料粒度-100 mm,分級粒度±50 mm、處理能力500t/h、電動機N=7.5kW。

        3 結(jié)語

        正弦強力篩在正文煤礦試運行期間,得到了礦方的良好評價,設備密封性能良好,運行經(jīng)濟可靠,檢修維護十分方便,噪音小,有效控制漏煤及漏油現(xiàn)象。充分體現(xiàn)了它集中了各種篩型,如波動篩、振動篩、集概率篩、滾軸篩等的優(yōu)點于一體的特點。而且正弦強力篩在實際生產(chǎn)使用中已經(jīng)可靠運行十余年,在設備使用壽命方面表現(xiàn)可靠,取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟效果。綜上所述,預計未來正弦強力篩將是煤礦篩分系統(tǒng)設備的主要選型方向。

        [1]謝廣元,主編.選礦學[M].北京:中國礦業(yè)大學出版社,2001.

        [2]于載澤.礦井生產(chǎn)系統(tǒng)設計手冊[M].北京:中國經(jīng)濟出版社,1997.

        [3]中國煤炭加工利用協(xié)會.選煤廠機械設備安裝使用與維護[M].北京:中國礦業(yè)大學出版社,2004.

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