黨銳剛 谷林 潘月軍 張曉君

摘 要：隨著市場(chǎng)用煤需求量的不斷加大，煤礦生產(chǎn)中選擇可靠的選煤技術(shù)與設(shè)備，關(guān)系著選煤效率。在此形勢(shì)影響下，作為動(dòng)力煤分選的重要設(shè)備，跳汰機(jī)的合理使用為選煤作業(yè)計(jì)劃的順利完成帶來(lái)了重要的保障作用，增強(qiáng)設(shè)備使用中分選效果的同時(shí)降低了煤礦的生產(chǎn)成本。隨著現(xiàn)代化煤礦發(fā)展速度的加快，需要加強(qiáng)對(duì)跳汰選煤技術(shù)與設(shè)備的研究，降低設(shè)備能耗，保持選煤技術(shù)使用中的良好經(jīng)濟(jì)性及節(jié)能環(huán)保性，全面提高我國(guó)煤礦企業(yè)的整體生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：跳汰 選煤 應(yīng)用 發(fā)展

在我國(guó)現(xiàn)有的選煤工藝中，跳汰選煤是應(yīng)用最廣泛的選煤工藝之一，其在選煤過(guò)程中具備多方面的優(yōu)勢(shì)，如技術(shù)成熟、是陰性較強(qiáng)、分選質(zhì)量高、技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單、過(guò)程控制成本較低等。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷進(jìn)步，煤炭選煤方式也面臨著新的挑戰(zhàn)，如何對(duì)跳汰選煤進(jìn)行全新認(rèn)識(shí)和再定位成為煤炭行業(yè)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

1 跳汰選煤技術(shù)概述

跳汰選煤已有一百多年的歷史，是一種成熟的選煤方法。跳汰選煤在垂直脈動(dòng)的介質(zhì)中按顆粒密度差別進(jìn)行的選煤過(guò)程，跳汰選煤的介質(zhì)是水或空氣，個(gè)別的也用懸浮液。跳汰工藝具有工藝流程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)能力大、維護(hù)管理方便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。適于處理極易選和易選以及中等可選的煤。分選上限可達(dá)50～100mm，分選下限為0.3～0.5mm，即可以分級(jí)入選也可以不分級(jí)入選，跳汰選煤法的分選效率受物料性質(zhì)影響較大，在細(xì)粒物料多，可選性差的條件下，分選效率會(huì)顯著下降。跳汰機(jī)與重介質(zhì)選相當(dāng)，但是在要求出低灰精煤的時(shí)候，如果分選密度低于1.4g/cm3，可能由于可選性變難，造成跳汰機(jī)難以操作，無(wú)法保證正常的分選效果。近年來(lái)，隨著新技術(shù)的研究和應(yīng)用，跳汰選煤設(shè)備也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，主要表現(xiàn)在跳汰機(jī)的結(jié)構(gòu)更為科學(xué)合理，自動(dòng)化水平日趨完善，分選效果進(jìn)一步提高。如今的跳汰機(jī)已從過(guò)去的機(jī)械化發(fā)展到了自動(dòng)化、智能化，更加滿足了工藝要求，跳汰選煤的數(shù)量、效率也更貼近了理論值。我國(guó)對(duì)跳汰機(jī)機(jī)器自動(dòng)控制研究做了大量的工作，并取得了多項(xiàng)成果。目前常用的跳汰機(jī)有LTX型、LTG型、X型、SKT型。LTX型和LTG型是早期設(shè)計(jì)的機(jī)型，均采用溢流堰、直閘門、排料輪和護(hù)板組成的排料機(jī)構(gòu)。由于排料輪距下料口太近，排料輪上的物料易受脈動(dòng)水流的作用而自行流出，難以控制排料量。此外，排料輪放在排料道內(nèi)容易被大塊物料卡主，因此，這種結(jié)構(gòu)一直未能達(dá)到良好的應(yīng)用效果。跳汰選煤的主要矛盾為：按密度分層與松散度、整體托起的松散形式與數(shù)控風(fēng)閥、高處加速度和松散度、寬級(jí)別和不分級(jí)入洗的矛盾。

2 跳汰選煤技術(shù)的應(yīng)用

跳汰選煤技術(shù)的應(yīng)用主要是依靠跳汰機(jī)來(lái)完成，因此，跳汰選煤技術(shù)的應(yīng)用及時(shí)跳汰機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用，在我國(guó)較早出現(xiàn)的是鮑姆跳汰機(jī)，這種機(jī)器在上世紀(jì)60年代是較為流行的，很多選煤廠都會(huì)采用這種跳汰機(jī)進(jìn)行選煤，但是進(jìn)入新世紀(jì)后，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度飛快，使得跳汰選煤技術(shù)遭受到更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在本世紀(jì)，跳汰機(jī)選煤有如下使用：

2.1 動(dòng)篩跳汰機(jī)的應(yīng)用

在跳汰選煤技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，人們所使用的跳汰機(jī)多數(shù)是指定篩跳汰機(jī)。事實(shí)上，跳汰機(jī)可以分為定篩跳汰機(jī)和動(dòng)篩跳汰機(jī)兩類，動(dòng)篩跳汰機(jī)本是一種古老的選煤方式，但是由于其主要應(yīng)用在塊煤而漸漸被定篩跳汰技術(shù)所代替。近些年，隨著煤炭企業(yè)的逐漸發(fā)展，人們對(duì)煤炭質(zhì)量的要求越來(lái)越高，各種煤炭幾乎都需要經(jīng)過(guò)加工處理，在這種社會(huì)需求下，動(dòng)篩跳汰法重新回到了選煤的技術(shù)行列中，且在新形勢(shì)下發(fā)生了一定的技術(shù)改變，有效與現(xiàn)代化技術(shù)結(jié)合，賦予了動(dòng)篩跳汰機(jī)選煤技術(shù)新的內(nèi)涵。

我國(guó)在前些年的TD系列液壓動(dòng)篩跳汰機(jī)使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又開發(fā)出了新型機(jī)械驅(qū)動(dòng)方式，這種方式與傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動(dòng)式選煤技術(shù)相比結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，在運(yùn)行過(guò)程中的可靠性也逐漸增高，且在維護(hù)的過(guò)程中，為維護(hù)工作帶來(lái)一定的方便，也正因?yàn)槿绱硕艿搅诵袠I(yè)的歡迎。

目前，我國(guó)唐山煤炭研究院所提出的新型動(dòng)力急回機(jī)構(gòu)動(dòng)篩跳汰機(jī)，具有良好的急回特性，工作中的處理時(shí)間基本保持在80t /h～120t /h 的范圍內(nèi)，能夠?yàn)檫x煤作業(yè)計(jì)劃的按期完成提供可靠地保障。運(yùn)用這種新型東流急回機(jī)構(gòu)的動(dòng)篩跳汰機(jī)，由于其急回速比保持在1.8左右，使用中具有良好的環(huán)境適用性，分選效果良好，運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，充分滿足了實(shí)際作業(yè)計(jì)劃的具體要求。

結(jié)合選煤作業(yè)計(jì)劃的各種需求，逐漸擴(kuò)大大型動(dòng)篩跳汰機(jī)的實(shí)際應(yīng)用范圍，有利于提高選煤過(guò)程中的分選效率，增加不同煤質(zhì)的銷售量，最大限度地滿足用戶的實(shí)際需求。在可靠的動(dòng)篩跳汰機(jī)作用下，可以對(duì)小于300mm、大于50mm 入料粒度的高硫煤進(jìn)行針對(duì)性地操作，選出符合實(shí)際需要的煤炭。通過(guò)對(duì)大型動(dòng)篩跳汰機(jī)的合理使用，可以使最終得到的精煤灰分含量保持在3.2%，實(shí)際的分選效率可到95.3%，基本滿足了選煤的實(shí)際要求。因此，未來(lái)選煤作業(yè)計(jì)劃實(shí)施中應(yīng)擴(kuò)大大型動(dòng)篩跳汰機(jī)的實(shí)際應(yīng)用范圍。

此外，動(dòng)篩跳汰機(jī)的開發(fā)工作和推廣工作，是我國(guó)近年來(lái)選煤技術(shù)的一大成就。動(dòng)篩跳汰機(jī)具備很多優(yōu)點(diǎn)：第一，其結(jié)構(gòu)較為緊湊，在工藝上相對(duì)以往的技術(shù)較為簡(jiǎn)單；第二，用水量少，為企業(yè)節(jié)省了很大一部分投資費(fèi)用。動(dòng)篩跳汰機(jī)主要用于預(yù)排矸過(guò)程以及動(dòng)力煤的洗選過(guò)程，并由于其具有用水量少的特點(diǎn)而被應(yīng)用于高寒地區(qū)以及缺水地區(qū)。

2.2 定篩跳汰機(jī)的應(yīng)用

在與其他選煤技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展的同時(shí)，跳汰發(fā)也在發(fā)展中逐漸完善自身的缺點(diǎn)，新時(shí)期下，各研究機(jī)構(gòu)正積極研究和總結(jié)跳汰機(jī)的使用經(jīng)驗(yàn)，并全身心投入到研制適合社會(huì)發(fā)展和市場(chǎng)需求的多元化跳汰機(jī)，使其具備高效化和自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，在近些年的跳汰機(jī)發(fā)展中，應(yīng)用較為廣泛的是SKT系列、X系列等，其中SKT智能跳汰機(jī)篩選煤技術(shù)在市場(chǎng)上已經(jīng)占據(jù)了相當(dāng)大的份額。

SKT跳汰機(jī)具備非常多的優(yōu)點(diǎn)：第一，對(duì)于篩下空氣室來(lái)說(shuō)，其主要采用的是U型震蕩的模式，使得床層的脈動(dòng)保持平穩(wěn)；第二，對(duì)于風(fēng)閥來(lái)說(shuō)，其采用的是滑動(dòng)式的數(shù)控風(fēng)閥，這種風(fēng)閥的采用不僅開啟時(shí)會(huì)省力，而且產(chǎn)生的噪聲較小，在應(yīng)用過(guò)程中的可靠性非常強(qiáng)；第三，其采用電腦數(shù)控裝置，操作起來(lái)十分方便，且能夠直觀進(jìn)行觀察，在后期的維修量較??；第四，在自動(dòng)排料系統(tǒng)中采取了先進(jìn)的技術(shù)，使得排料量能夠連續(xù)穩(wěn)定；第五，排料輪的設(shè)計(jì)較之以往更加科學(xué)合理，將其置于機(jī)體的下部，不僅有效減少了輪的長(zhǎng)度，還防止了卡堵的現(xiàn)象發(fā)生；第六，機(jī)體采取了組合裝配的結(jié)構(gòu)，為安裝和拆卸工作提供了一定方便。在近些年跳汰機(jī)的新產(chǎn)品中，都采用了多室共用數(shù)控錐形風(fēng)閥技術(shù)，這種技術(shù)在很大程度上降低了能源的消耗，減輕了設(shè)備的維護(hù)量，同時(shí)也提高了分選的效率，單位處理能力與過(guò)去的跳汰機(jī)相比提高了近20%。

在不斷完善的過(guò)程中，SKT跳汰機(jī)已經(jīng)發(fā)展的越來(lái)越好，其中SKTZD-14型跳汰機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，其控制的內(nèi)容包括以下幾方面：第一，參數(shù)控制系統(tǒng)，主要是指對(duì)風(fēng)、水、排料等方面的參數(shù)控制；第二，關(guān)聯(lián)設(shè)備的自動(dòng)啟?？刂?；第三，處理量的自動(dòng)優(yōu)化控制；第四，自動(dòng)感知控制，主要是感知入料煤質(zhì)的變化。

3 跳汰選煤技術(shù)未來(lái)工藝發(fā)展

新世紀(jì)的大背景下，我國(guó)選煤廠發(fā)展速度較為迅猛，但是在發(fā)展過(guò)程中存在著一定的不平衡現(xiàn)象，即重視煉焦煤洗選，輕視動(dòng)力煤洗選。我國(guó)政府針對(duì)這種情況也給予了一定重視，出臺(tái)相關(guān)政策積極突進(jìn)潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，加大力度發(fā)展洗煤、配煤等技術(shù)。潔凈煤技術(shù)是相對(duì)較為復(fù)雜且龐大的工程，其依據(jù)的基礎(chǔ)是煤炭的洗選加工。而動(dòng)力煤由于價(jià)格較低、工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，成為人們關(guān)注的首選選煤技術(shù)，其發(fā)展空間十分廣闊，在新世紀(jì)，跳汰選煤技術(shù)應(yīng)當(dāng)遵從以下發(fā)展工藝：

（1）在對(duì)原煤進(jìn)行選煤時(shí)，若是原煤灰分不高且塊狀煤較多時(shí)，可以單純地采取動(dòng)篩跳汰機(jī)進(jìn)行洗選，不僅能夠減少投資和加工的費(fèi)用，同時(shí)也能保證工廠的經(jīng)濟(jì)效益。在此基礎(chǔ)上，要跟上時(shí)代的腳步，看清市場(chǎng)需求，積極組織相關(guān)人員對(duì)動(dòng)篩跳汰選煤技術(shù)進(jìn)行深度探索，開發(fā)出更加適合時(shí)代發(fā)展和市場(chǎng)需求的選煤技術(shù)，以促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

（2）在對(duì)原煤進(jìn)行選煤時(shí)，若是原煤的質(zhì)量較為低劣，但是卻對(duì)選煤質(zhì)量要求較高時(shí)，則可以采取動(dòng)篩跳汰選煤與定篩跳汰選煤聯(lián)合進(jìn)行作業(yè)，兩種方式共同使用，可以有效提高選煤作業(yè)的效率，同時(shí)也能使這兩種方式分別發(fā)揮自身有點(diǎn)，為工廠帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)效益。

（3）面對(duì)跳汰選煤技術(shù)的現(xiàn)狀，相關(guān)人員必須要繼續(xù)深入研究跳汰分選過(guò)程理論，構(gòu)建其分選的數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合自動(dòng)控制相關(guān)理論，研制出跳汰自適應(yīng)控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)跳汰選煤的智能控制。這種方式的實(shí)現(xiàn)需要大量的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也需要大量的科學(xué)技術(shù)作為依據(jù)，因此，必須要加強(qiáng)相關(guān)人員的培訓(xùn)，逐漸提升自身能力，為跳汰選煤技術(shù)的發(fā)展奠定人力基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，我國(guó)在跳汰機(jī)技術(shù)方面已經(jīng)逐漸走向了世界發(fā)展的前沿，但是在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)的設(shè)備制造水平、檢測(cè)手段、智能控制方面還存在著一定的問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，選煤工廠在保證跳汰選煤技術(shù)正常發(fā)展的同時(shí)要積極改善，結(jié)合實(shí)際發(fā)展對(duì)跳汰技術(shù)進(jìn)行重新定位，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做好鋪墊。

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作者簡(jiǎn)介：黨銳剛，（1985-01-18），男，陜西省榆林市神木市大柳塔試驗(yàn)區(qū)，助理工程師，本科學(xué)歷，現(xiàn)在神東煤炭集團(tuán)洗選中心調(diào)度指揮中心從事相關(guān)管理工作。