劇江濤

（山西省能源發(fā)展中心，山西 太原 030006）

塔山煤礦作為同煤集團(tuán)核心低硫煤生產(chǎn)礦，隨著“智慧礦山”理念的提出，近年來逐步向現(xiàn)代化高產(chǎn)煤礦轉(zhuǎn)型，目前已經(jīng)完成了井下現(xiàn)代化設(shè)備的更換。2020 年，塔山煤礦開始提產(chǎn)，碎煤機(jī)處理能力由6 Mt/a 提升到了8.5 Mt/a，將大于13 mm 塊煤采用脫泥處理后，運(yùn)輸?shù)街亟榉诌x機(jī)進(jìn)行煤塊分選，小于13 mm 塊煤和粉末煤則作為混煤產(chǎn)品，采用篩網(wǎng)沉降離心機(jī)回收。隨著2114 工作面3 號煤組的開采，原煤煤質(zhì)粒度差別變大，含煤矸石的比例增加，經(jīng)過統(tǒng)計，大于150 mm 的煤塊達(dá)到了45%，原采用的SCB8015 型破碎機(jī)無法完成上述煤質(zhì)的破碎，采用2PLF 型分級破碎機(jī)替換。

1 2PLF 型破碎機(jī)組成與技術(shù)特征

（1）2PLF 型分級破碎機(jī)結(jié)構(gòu)組成

2PLF 型分級破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)組成見圖1。2PLF型破碎機(jī)破碎輥采用雙齒輪設(shè)計，進(jìn)入破碎機(jī)的原煤塊在兩組齒輥上通過破碎齒旋轉(zhuǎn)將其旋入到齒輥嚙合區(qū)，粒徑大于碎煤標(biāo)準(zhǔn)的煤塊在齒輪運(yùn)動下不斷減小粒徑，一旦達(dá)到破碎標(biāo)準(zhǔn)，則強(qiáng)行破碎；粒度小于碎煤標(biāo)準(zhǔn)的原煤則從破碎齒間掉落，即實現(xiàn)了煤塊破碎，也實現(xiàn)了煤塊分級。為了防止電動機(jī)轉(zhuǎn)速過快出現(xiàn)故障，限矩形液力耦合器通過液體作為傳遞介質(zhì)，實現(xiàn)電機(jī)和主動輸入軸端的連接，改變輸出軸的轉(zhuǎn)速，保護(hù)電動機(jī)；減速器可以實現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速增加扭矩的作用，保證破碎機(jī)輸出扭矩；鼓型齒聯(lián)軸器在實現(xiàn)扭矩傳遞的情況下，最大程度地降低齒面的磨損，使得設(shè)備運(yùn)行時噪音可控，且設(shè)備壽命增加。

圖1 2PLF 型分級破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

（2）技術(shù)特征

2PLF 型分級破碎機(jī)工作原理是通過雙齒輥結(jié)構(gòu)的破碎輥產(chǎn)生扭矩，使原煤在剪切力和拉伸力共同作用下實現(xiàn)破碎，破碎輥齒形依照原煤的組分可以更換。2PLF 型分級破碎機(jī)的參數(shù)見表1。

表1 2PLF 型分級破碎機(jī)技術(shù)參數(shù)表

2PLF 型分級破碎機(jī)雙破碎輥平行安裝，破碎齒沿軸向布置在破碎輥外部，啟動后，雙破碎輥會在電動機(jī)動力加持下進(jìn)行內(nèi)向和外向的相對旋轉(zhuǎn)，加入到破碎機(jī)中的原煤的抗壓強(qiáng)度大于其抗拉強(qiáng)度，會在相對內(nèi)旋運(yùn)動中由雙破碎輥進(jìn)行拉裂、破碎。破碎齒型和結(jié)構(gòu)布置形式需結(jié)合分級破碎需求進(jìn)行特殊設(shè)計，粒度150～500 mm 的原煤進(jìn)入破碎輥后幾乎不會發(fā)生打滑、外吐等現(xiàn)象，小于破碎標(biāo)準(zhǔn)原煤則直接通過破碎齒避免了二次破碎，提升破碎能力。另外，低轉(zhuǎn)速高扭矩的設(shè)計降低了破碎過程中破碎齒對原煤的刮削幾率，保證了過粉碎率控制在6%之間，原煤損失率降低。雙破碎輥是分級破碎機(jī)最為核心的組件，其齒型采用鷹嘴式，材料選用高錳合金鋼，具有很強(qiáng)的耐磨性和強(qiáng)度，對原煤破碎效果明顯。其工作示意圖見圖2。

圖2 2PLF 型破碎機(jī)雙破碎輥運(yùn)行示意圖

2 2PLF 型分級破碎機(jī)在塔山煤礦應(yīng)用效果

塔山煤礦采用的2PLF 型分級破碎機(jī)安裝在原煤破碎篩分車間，是塔山煤礦原煤洗選的核心設(shè)備，主要用于對粒徑大于150 mm的原煤進(jìn)行破碎篩分。塔山煤礦將開采的3 號煤通過帶式輸送機(jī)運(yùn)送到破碎篩分車間，再由篩分設(shè)備將粒徑大于150 mm 和小于150 mm 的原煤分離，大粒徑原煤直接被輸送到2PLF 型分級破碎機(jī)，破碎后的原煤與小于150 mm 的原煤混合，共同進(jìn)入到主選淺槽重介分選機(jī)進(jìn)行分選。

2PLF 型分級破碎機(jī)于2020 年5 月31 日正式安裝調(diào)試完畢，后即投入使用。通過自動化系統(tǒng)的搭建，2PLF 型分級破碎機(jī)具有自動調(diào)速、故障報警停機(jī)以及故障信息記錄等功能。運(yùn)行過程中，2PLF型分級破碎機(jī)出煤粒徑保持在120～150 mm 之間，原煤粉化率非常低，約在5%左右。通過設(shè)備控制，出煤粒度可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。截至2021 年1月15 日，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，破碎效果達(dá)到設(shè)計要求。為了驗證2PLF 型分級破碎機(jī)的實際破碎效果，對原煤破碎前后進(jìn)行了采樣分析，粒度組成對比結(jié)果見表2 和圖3。

表2 2PLF 型分級破碎機(jī)原煤破碎前后粒度組成統(tǒng)計表

圖3 原煤粒徑破碎前后對比圖

通過表1 分析結(jié)果可以看出，塔山煤礦要達(dá)到2PLF 型分級破碎機(jī)的入料粒徑要求，需要提升破碎約60%的大粒徑原煤，而經(jīng)過2PLF 型分級破碎機(jī)破碎后，符合粒徑要求的達(dá)到95%。通過對破碎后的煤塊進(jìn)行抽樣檢查，之所以會有大于150 mm粒徑的煤塊出現(xiàn)在破碎機(jī)出口，是因為這類原煤呈片狀或薄條狀，能夠順利從雙破碎輥之間滑落。由于該類煤塊的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都較弱，不會對后續(xù)原煤加工產(chǎn)生影響，因此可以忽略不計。通過檢驗分析，2PLF 型分級破碎機(jī)的處理能力達(dá)到煤礦破碎煤要求，滿足生產(chǎn)需求。

3 結(jié)語

自2PLF 型分級破碎機(jī)在塔山煤礦投入使用以來，150～500 mm 粒徑的原煤和矸石的破碎效果和效率得到了極大提升，且破碎時原煤粉化程度控制在6%以下，保證了原煤的有效利用。2PLF 型分級破碎機(jī)采用自動化控制系統(tǒng)，運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性達(dá)到塔山煤礦“智慧礦山”改造需求。