李潤春

（山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)左云長春興煤業(yè)有限公司，山西 大同 037100）

由于煤礦原煤回采后在破碎、運(yùn)輸過程中會產(chǎn)生產(chǎn)不同粒徑的塊狀，在銷售過程中根據(jù)煤矸顆粒大小決定其價格，所以原煤采出后進(jìn)入選煤廠內(nèi)需進(jìn)行不同顆粒煤矸篩選。在傳統(tǒng)選煤過程中，煤矸直接進(jìn)入重介旋流器或跳汰機(jī)上進(jìn)行篩選，但是由于受煤矸石顆粒影響，經(jīng)常出現(xiàn)出料口、篩網(wǎng)堵塞現(xiàn)象。選煤設(shè)備故障率高，不僅降低了選煤效率，而且很容易發(fā)生重大機(jī)電事故。本文以山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)左云長春興煤業(yè)有限公司選煤廠為例，設(shè)計(jì)了一套封閉式自動煤矸分選機(jī)，并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

1 概述

左云長春興煤業(yè)有限公司是一座設(shè)計(jì)能力為6.0Mt/a的現(xiàn)代化選煤廠,建立于2015年，采用重介淺槽分選機(jī)進(jìn)行煤矸篩選。礦井目前回采煤層為石炭系22#煤層，煤層發(fā)育不穩(wěn)定，煤層內(nèi)含多層夾矸，主要以炭質(zhì)泥巖為主。原煤采出后經(jīng)破碎機(jī)破碎，原煤中塊狀物較多，主要以矸石為主，最大塊狀直徑達(dá)0.75m。原煤運(yùn)出至選煤廠后，經(jīng)人工篩選后直接進(jìn)入重介淺槽分選機(jī)進(jìn)行分選。由于人工大塊篩選率相對較低，篩選后原煤中仍含有大量塊狀煤矸，直接進(jìn)入重介淺槽分選機(jī)時很容易造成分選機(jī)卡堵現(xiàn)象，并產(chǎn)生高濃度粉塵，不僅降低了選煤廠煤矸分選效率，而且增加了選煤設(shè)備故障率。對此，山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)左云長春興煤業(yè)有限公司通過技術(shù)研究，設(shè)計(jì)了一套封閉式自動煤矸分選機(jī)，并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

2 封閉式自動煤矸分選機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 裝置結(jié)構(gòu)組成

（1）封閉式自動煤矸分選機(jī)主要由支柱、分選箱、收集框（共計(jì)3個）、吹風(fēng)機(jī)構(gòu)、震動發(fā)生器、防護(hù)框、分選網(wǎng)、進(jìn)料口等部分組成，如圖1所示。

（2）支柱安裝在分選箱側(cè)部，分選箱頂部設(shè)有進(jìn)料口，進(jìn)料斗固接于分選箱頂部，進(jìn)料斗與進(jìn)料口連通，蓋板底部一端鉸接于進(jìn)料斗頂部。

（3）分選網(wǎng)安裝在分選箱內(nèi)，共計(jì)兩個（第一、第二分選網(wǎng)），分選網(wǎng)與箱體以30°斜角安裝，第一分選網(wǎng)底端與第二分選網(wǎng)頂端搭接。

（3）分選箱兩側(cè)設(shè)置兩個出料口，第一出料口位于第一分選網(wǎng)底端，第二出料口位于第二分選網(wǎng)底端，兩個出料孔內(nèi)安裝兩個收集框，主要用于篩選后煤矸分裝。

（4）吹風(fēng)機(jī)構(gòu)主要由支撐板、鼓風(fēng)機(jī)、管道以及防堵網(wǎng)等部分組成。支撐板位于第一防護(hù)框上方，管道一端與鼓風(fēng)機(jī)連接，另一端插入分選箱內(nèi)；吹風(fēng)機(jī)主要用于對分選網(wǎng)堵塞粉塵進(jìn)行清除，避免了分選裝置在分選煤炭過程中造成的分選網(wǎng)堵塞現(xiàn)象。

（5）放置板頂部設(shè)有凹槽，第二收集框底部與凹槽插裝配合。凹槽能夠?qū)⒌诙占蚬潭ㄗ?，避免該分選裝置在振動時第二收集框跌落。

（6）震動發(fā)生器主要安裝在分選箱外側(cè)，在進(jìn)行煤矸分選時通過震動發(fā)生器可使分選網(wǎng)進(jìn)行震動，從而便于煤矸分選。

圖1 選煤廠封閉式自動煤矸分選機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 工作原理

（1）在進(jìn)行煤矸分選時打開蓋板，向進(jìn)料斗內(nèi)放入破碎后的煤矸，通過進(jìn)料口進(jìn)入到分選箱中，及時蓋回蓋板，防止分選過程中粉塵飛揚(yáng)，造成環(huán)境污染。

（2）煤矸首先經(jīng)第一分選網(wǎng)進(jìn)行篩分，篩分后能將煤矸分選為大顆粒和中顆粒煤矸。大顆粒煤矸會向第一出料口方向傾斜滾動，直至落入第一收集框中，中顆粒煤矸直接掉落在第二分選網(wǎng)上。

（3）中顆粒煤矸進(jìn)入第二分選網(wǎng)后，再次分選為中小顆粒和小顆粒煤矸。其中中小顆粒煤矸向第二出料口方向傾斜滾動，直至落入第二收集框中，而小顆粒煤矸直接落入第三收集框中。

（4）在分選過程中控制振動發(fā)生器聯(lián)鎖啟動，振動發(fā)生器能夠振動分選網(wǎng)，從而加速煤矸分選速率。同時吹風(fēng)機(jī)構(gòu)啟動后，輸出端能夠?qū)猴L(fēng)送入分選箱內(nèi)，直接吹散分選網(wǎng)堆積的粉塵，避免了分選網(wǎng)堵塞現(xiàn)象。

（5）分選完畢后，振動發(fā)生器、吹風(fēng)機(jī)構(gòu)聯(lián)鎖關(guān)閉，然后直接將各收集框取出，從而達(dá)到將煤矸以大顆粒、中小顆粒、小顆粒進(jìn)行分選的目的。

3 封閉式自動煤矸分選機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用效果

3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)

（1）裝置結(jié)構(gòu)簡單。該裝置結(jié)構(gòu)相對簡單，便于操作維護(hù)，自動化水平高，無需人工操作，降低了勞動成本費(fèi)用。整套裝置成本費(fèi)用為2.3萬元，成本費(fèi)用低，故障率低。

（2）裝置應(yīng)用效果好。與傳統(tǒng)人工篩選相比，該裝置可利用不同規(guī)格分篩網(wǎng)對不同粒徑煤矸進(jìn)行篩選，分選效果好，分選效率高，實(shí)現(xiàn)了不同粒徑煤矸自動篩選目的，篩選效率高。篩分過程處于全封閉狀態(tài)，解決了傳統(tǒng)篩選時粉塵濃度大、影響篩選環(huán)境的問題。

（3）應(yīng)用區(qū)域廣。該裝置不僅可用于煤礦選煤廠中，還可用于建筑、化工等領(lǐng)域中。

（4）該裝置在使用過程中還存在一些不足。① 由于分選網(wǎng)主要為金屬材質(zhì)，在篩選過程中受煤矸撞擊影響，分選網(wǎng)易出現(xiàn)變形現(xiàn)象，需定期更換，加大了設(shè)備成本費(fèi)用；② 分選后的煤矸需人工倒運(yùn)至輸送帶，再進(jìn)入重介淺槽機(jī)進(jìn)行二次分選，加大了勞動強(qiáng)度，需進(jìn)一步改進(jìn)。

3.2 應(yīng)用效果分析

左云長春興煤業(yè)有限公司于2018年9月在選煤廠安裝了封閉式自動煤矸分選機(jī)，通過3個月試應(yīng)用，該裝置可對煤矸進(jìn)行三種粒徑分選，分別為大粒徑（150～300mm）、中小粒徑（150mm）、小粒徑（30～100mm），同時在分選過程中粉塵濃度控制在30mg/m3以下。經(jīng)該裝置分選后的中小粒徑煤矸直接進(jìn)入重介淺槽分選機(jī)進(jìn)行二次分選，在二次分選過程中未出現(xiàn)因煤矸粒徑大導(dǎo)致分選機(jī)堵塞現(xiàn)象，降低了重介淺槽分選機(jī)故障率，全年可降低選煤設(shè)備維修費(fèi)用達(dá)42余萬元。

4 結(jié)束語

針對選煤廠選煤過程中因煤矸粒大造成選煤設(shè)備堵塞現(xiàn)象，設(shè)計(jì)采用一套封閉式自動煤矸分選機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對煤矸自動化分選，提高了選煤廠選煤效率，降低了選煤設(shè)備故障率，取得顯著成效。