仝秀忠

(大同煤礦集團 大地選煤工程有限責(zé)任公司，山西 大同037003)

同忻選煤廠位于山西省大同市境內(nèi)，原煤設(shè)計處理能力為6.0 Mt/a。該廠生產(chǎn)工藝靈活，兼具生產(chǎn)1/3焦煤和動力煤兩種生產(chǎn)方式。原煤破碎到50 mm以下，50～1.0 mm粒級通過兩段兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，1.0～0.25 mm粒級粗煤泥采用煤泥分選機分選，0.25～0 mm粒級細(xì)煤泥采用加壓過濾機和板框壓濾機聯(lián)合脫水回收，實現(xiàn)洗水閉路循環(huán)和零排放。

該廠采用的重介分選系統(tǒng)具有分選精度高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整靈活、技術(shù)先進、系統(tǒng)可靠、適應(yīng)能力強、自動化程度高等特點[1]。在煤炭市場競爭越來越激烈的今天，煤炭產(chǎn)品洗選過程中能源消耗的多少也成為競爭勝敗的關(guān)鍵[2]，而在選煤廠生產(chǎn)中分流系統(tǒng)是控制介耗、增加介質(zhì)回收率的重要途徑[3]。該廠重介質(zhì)從合介桶進入兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，再經(jīng)過脫介篩和分流系統(tǒng)分流后，分別進入合介桶和稀介桶來保證各桶的液位和密度[4]。分流系統(tǒng)在洗選過程中有著不可替代的作用，能客觀反映出選煤廠整個洗選系統(tǒng)是否正常運行。因此，分流系統(tǒng)的研究對于保證選煤廠正常生產(chǎn)有著積極的作用[5-6]。

1 分流系統(tǒng)存在的問題

同忻選煤廠50～1.0 mm粒級原煤進入兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選[7-8]。精煤通過溢流箱和溢流管路由閘板控制分別進入精煤脫介篩和原中煤脫介篩，用于精煤脫水，篩上物通過離心機脫水后進入產(chǎn)品帶式輸送機[9]。在精煤脫介篩的入料端安裝一排固定篩，篩下設(shè)置分流箱[10](圖1)，原中煤脫介篩下沒有設(shè)置分流箱。通過控制分流箱機構(gòu)開關(guān)的大小來調(diào)節(jié)合介桶的液位和介質(zhì)密度。選煤廠分流系統(tǒng)合格介質(zhì)流原則流程(不涉及稀介流、煤流和水流等)如圖2所示。其在生產(chǎn)過程中存在以下問題：

圖1 分流箱結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 原有分流系統(tǒng)原則流程

(1)當(dāng)精煤脫介篩出現(xiàn)故障(篩板翹起、側(cè)壓板脫落、擋皮脫落等)無法正常運行時，將精煤脫介篩閘板關(guān)閉后使旋流器溢流只進入原中煤脫介篩，然而原中煤脫介篩篩下沒有設(shè)置分流箱，無法進行脫介；同時合介桶液位由于介質(zhì)損耗出現(xiàn)快速下降，因而單獨使用原中煤脫介篩時無法保證正常洗選生產(chǎn)。

(2)由于分流箱機構(gòu)長時間被煤泥覆蓋，并與介質(zhì)接觸等原因，機構(gòu)磨損嚴(yán)重[11]，集控對分流箱機構(gòu)開關(guān)大小的操作與生產(chǎn)現(xiàn)場實際調(diào)節(jié)大小的位置常常不符，分流量不能按比例調(diào)節(jié) ，分流量大小難以控制，使得稀介密度較高，磁選機回收效果不佳，介質(zhì)回收率低，介耗增大[12-13]，故分流系統(tǒng)改造是亟待解決的問題。

2 分流系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

2.1 分流系統(tǒng)管路改進

精煤脫介篩閘板關(guān)閉后，單獨使用原中煤脫介篩脫介效果不好，合介桶液位不穩(wěn)定，無法保證正常生產(chǎn)。這一現(xiàn)象的發(fā)生主要是因為原中煤脫介篩入料端沒有設(shè)置固定篩，篩下也沒有設(shè)置分流箱，從而導(dǎo)致合格介質(zhì)無法進行分流、介質(zhì)損耗較大。

故將精煤脫介篩入料端固定篩篩下原有分流箱拆除，并在原有的介質(zhì)分配箱(主要是收集精煤、中煤和矸石脫介篩下的合格介質(zhì))與稀介桶之間通過管路連接并安裝氣動閥，使得介質(zhì)分配箱的介質(zhì)可以直接進入稀介桶，這樣如果單獨使用精煤脫介篩或原中煤脫介篩，都可以通過調(diào)節(jié)該管路氣動閥來控制合介桶的液位和密度。當(dāng)精煤脫介篩出現(xiàn)故障無法運行時，則可單獨使用原中煤脫介篩生產(chǎn)，進而減少介質(zhì)的損耗。改造后選煤廠分流系統(tǒng)原則流程如圖3所示。

圖3 改造后分流系統(tǒng)原則流程

2.2 分流箱機構(gòu)改進

分流箱機構(gòu)在使用一段時間后由于長時間與物料接觸會出現(xiàn)操作位置與現(xiàn)場位置不相符的現(xiàn)象，例如集控操作調(diào)節(jié)到50%，而現(xiàn)場分流箱機構(gòu)位置總是大于或者小于集控系統(tǒng)的操作位置。當(dāng)分流機構(gòu)大于實際操作位置時，合介進入稀介桶造成合介桶液位不穩(wěn)定，介質(zhì)密度升高；當(dāng)分流機構(gòu)小于實際操作位置時，合介桶液位快速增高，介質(zhì)密度降低，造成跑煤現(xiàn)象發(fā)生[14-15]。通過對分流系統(tǒng)管路改進并安裝氣動閥，把分流箱的機構(gòu)換成氣動閥，在進行分流操作時氣動閥開關(guān)大小可以相應(yīng)地進行改變，操作更為靈活，有效減少了因分流機構(gòu)不到位引起介耗增加或介質(zhì)密度降低現(xiàn)象的發(fā)生。新增氣動閥結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 氣動閥結(jié)構(gòu)簡圖

3 應(yīng)用效果

分流系統(tǒng)經(jīng)過改造后，增加了原中煤脫介篩的利用率，在精煤脫介篩出現(xiàn)故障時不會使該系統(tǒng)全部停產(chǎn)，僅將出現(xiàn)問題的設(shè)備單獨停車進行檢修即可。同時，由于分流機構(gòu)的改變使選煤廠介質(zhì)系統(tǒng)的控制更加方便，減少了介質(zhì)損失，增加了精煤的回收率，降低了檢修工的勞動強度[16]。經(jīng)增加氣動閥改造后，檢修工對分流機構(gòu)的維護頻率由每3天一次改為每10天一次，改造前后維護周期對比如圖5所示。

圖5 改造前后維護時間

同忻選煤廠有兩套運行系統(tǒng)，在沒有對分流系統(tǒng)進行改造之前，如果任意一套系統(tǒng)的精煤脫介篩出現(xiàn)故障，該套系統(tǒng)設(shè)備需都停產(chǎn)，煤量由1 000 t/h減至500 t/h；改造之后如果精煤脫介篩出現(xiàn)故障，只需將精煤脫介篩停車即可，還可用原中煤脫介篩進行生產(chǎn)，煤量由1 000 t/h減至800 t/h，同時隨機對2018年1月精煤脫介篩出現(xiàn)故障時間進行統(tǒng)計，見表1。

表1 2018年1月精煤脫介篩出現(xiàn)故障時間

由表1可知，該月內(nèi)因精煤脫介篩出現(xiàn)故障影響生產(chǎn)的時間為353 min(按6 h計算)，而帶煤量可由500 t/h增至800 t/h，噸煤洗選加工費按11.19元計算，每年可增加收入11.19元/t×300 d×6 h×12月=24.170 4萬元。分流系統(tǒng)經(jīng)改造后可減少更換分流箱機構(gòu)的頻率，降低檢修工的勞動強度，還可降低介質(zhì)損耗，提高選煤廠的各項綜合效益。

4 結(jié)語

重介選煤工藝在國內(nèi)選煤廠分選工藝中占主導(dǎo)地位，分流系統(tǒng)的穩(wěn)定是整個選煤廠正常生產(chǎn)的保證。同忻選煤廠對分流系統(tǒng)的整體改進后，不僅提高了設(shè)備開機率，還減輕了檢修任務(wù)，使洗選系統(tǒng)得到更大的優(yōu)化，取得了較好的經(jīng)濟效益。此次改進也為單獨使用某一設(shè)備造成介質(zhì)損耗突然增高的現(xiàn)象提供了新思路，同時為其他選煤廠分流系統(tǒng)設(shè)計和改造提供了參考。