于 鑫

（山西新景礦煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 陽(yáng)泉 045000）

1 研究背景

《煤炭工業(yè)“十四五”高質(zhì)量發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》明確提出，要使我國(guó)的原煤入洗率比例達(dá)到80%以上。山西是全國(guó)煤炭產(chǎn)煤大省和全國(guó)煤炭出口量的主要來(lái)源。山西選煤廠的選煤系統(tǒng)一般都是重介淺槽法進(jìn)行選礦，此技術(shù)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、洗選效率高等優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是設(shè)備磨損嚴(yán)重，配品配件更換頻繁，洗選效率提高受到限制。根據(jù)洗煤廠洗選實(shí)際情況，對(duì)淺槽分選機(jī)洗選藝進(jìn)行了改進(jìn)，達(dá)到了降低設(shè)備損耗和降低維護(hù)費(fèi)用的目的。

2 重介淺槽分選機(jī)主要工作原理及設(shè)備參數(shù)

重介淺槽分選機(jī)所用的分選原理一般都是阿基米德原理，其主要是借助渣漿泵把密度在（1.80±0.02）kg/L 范圍內(nèi)的重介質(zhì)懸浮液變?yōu)樯仙髋c水平流的方式輸入到分選槽內(nèi)，通過(guò)上升流可以讓物料進(jìn)行分散，通過(guò)水平流可以讓物料輸送。槽內(nèi)的原料煤塊會(huì)依據(jù)密度的不同自動(dòng)進(jìn)行分層，其中精煤（輕產(chǎn)物）會(huì)進(jìn)行上浮，精煤在水平流的帶動(dòng)下會(huì)經(jīng)溢流堰最終排出；一些矸石等（重產(chǎn)物）會(huì)自動(dòng)下沉，最終從刮板自動(dòng)排出[1-2]。

選煤廠所用的重介淺槽分選機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，其一般主要由槽體部分、頭輪部分、過(guò)渡輪部分、尾輪部分、刮板部分、電機(jī)部分、鏈條部分以及減速機(jī)部分等8 部分組成，圖1 為重介淺槽分選機(jī)的主要構(gòu)造，該分選機(jī)的供介方式主要為水平流供介與上升流供介，山西陽(yáng)煤集團(tuán)某礦選煤廠采用的淺槽重介分選機(jī)為DMB8013 型淺槽分選機(jī)，其處理量為800 t/h，具備的介質(zhì)循環(huán)量可達(dá)到2000m3/h，刮板寬度為1370mm，實(shí)際最大排矸量可達(dá)到300 t/h，EP值為0.03。

圖1 淺槽重介分選機(jī)具體構(gòu)造

3 存在問(wèn)題

洗煤廠重介淺槽分選設(shè)備采用一般比較常見(jiàn)的淺槽分選機(jī)，其寬度5 400 mm，葉片寬度1 524 mm。本裝置具有良好的洗礦效率和排矸量大的優(yōu)勢(shì)。但其最大的缺點(diǎn)是底板和驅(qū)動(dòng)鏈之間的磨損問(wèn)題比較嚴(yán)重，由于在運(yùn)行過(guò)程中，鏈條是通過(guò)滑道進(jìn)行傳動(dòng)，兩者之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)比較高。損失最大的是尾部L 型滑道和中間的圓弧滑道，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，平均損壞和更換周期約3 個(gè)多月，每套裝置每年的耗材約217 700元，大大增加了運(yùn)行費(fèi)用[3-4]。

4 技改措施

技術(shù)革新具體措施主要是將鏈條與滑軌的摩擦驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換為鏈輪式的滾動(dòng)式驅(qū)動(dòng)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。

對(duì)鏈板和滑道的磨擦傳動(dòng)的改進(jìn)分為兩個(gè)階段，一是尾部滑塊的改裝，二是對(duì)弧段的改型；在升級(jí)改造完成后，既可降低鏈片的磨耗，又可降低淺槽運(yùn)行負(fù)荷。摩擦方式的轉(zhuǎn)變，將滑動(dòng)改為滾動(dòng)，降低了工作過(guò)程中的磨損，提高了試用壽命，采用滾輪的方式，同時(shí)降低了配件的使用量，減少了工作人員的維護(hù)工作量[5-6]。

4.1 機(jī)尾“L”型滑道改造

將尾部L 形導(dǎo)軌上的導(dǎo)軌換成鏈輪支承，鏈輪支承采用外置支承的固定措施，并用填料密封，防止填料直接與鏈條輪軸發(fā)生摩擦；在軸上增加一個(gè)保護(hù)套。采用鏈輪和鏈板支承組合的方法，可防止由于槽體內(nèi)部復(fù)雜的環(huán)境而引起的跳鏈，使其復(fù)位困難。盡可能地?cái)U(kuò)大輪寬而不會(huì)對(duì)刮片的連片造成影響，同時(shí)保持與槽盒的緊密接觸，避免脫鏈。為了方便檢修和快速更換，鏈輪采用了分體結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖2 和圖3。

圖2 改造前分選機(jī)機(jī)尾L 型滑道

圖3 改造后分選機(jī)機(jī)尾L 型滑道

4.2 淺槽分選機(jī)中部弧形滑道改造

在分選機(jī)上，圓弧滑道上的導(dǎo)鏈輪是單側(cè)半軸，既能防止通軸的出料堵塞，又能使兩邊的導(dǎo)輪獨(dú)立牽引旋轉(zhuǎn)，有效地防止了鎖頭的脫鏈。鏈輪軸在槽體外側(cè)的兩個(gè)支座，用盤(pán)根式擠壓密封。在鏈輪和原有的滑軌之間采用了異型導(dǎo)軌，并對(duì)全鏈輪進(jìn)行保護(hù)，可以有效地阻止煤塊進(jìn)入鏈輪。通過(guò)將鏈輪與實(shí)心輪連接，使鏈條與鏈輪接觸面積增大，從而減少了鏈條軸與鏈輪的磨損[7-8]。由于單輪一次引導(dǎo)會(huì)增大刮板與底板間的空隙，刮板與淺槽底板間的空隙不均勻，造成刮板在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生卡塊、刮板彎曲變形、底板瓷片被擠壓、刮板被刮出、刮板被刮出等問(wèn)題。改變弓形底板的外形，使其底板隨著鏈條的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡而轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證與鏈輪的平行，從而使刮片與底板之間的空隙保持一致。底部留有充分的瓷片貼合空間，使刮刀與基板之間的間隙保持在5 mm 以內(nèi)，從而防止了卡塊事故的發(fā)生。分選機(jī)中部弧形滑道改造前后見(jiàn)圖4 和圖5）。

圖4 改造前分選機(jī)中部弧形滑道

圖5 改造后分選機(jī)中部弧形滑道

5 實(shí)施效果

5.1 節(jié)約了耗材

在升級(jí)改造前，一臺(tái)淺槽鏈條的成本為78 720 元（見(jiàn)表1），其平均壽命為5 個(gè)多月，每年消耗量2.4條，年耗材成本188 928 元；經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，鏈條的損耗顯著減少，壽命提高至10 個(gè)多月，每年消耗量為1.2條，年耗材成本94 464 元，所以單臺(tái)淺槽鏈條每年可結(jié)余成本94 464 元[9]。

表1 單臺(tái)淺槽技改前后耗材使用周期對(duì)比

在進(jìn)行改造之前，每年使用的一臺(tái)淺槽滑道造價(jià)為28 764 元。在升級(jí)改造后，每一條鏈條的年損耗為7 680 元，每年可以實(shí)現(xiàn)21 084 元的結(jié)余。單臺(tái)淺槽分選機(jī)材料結(jié)余合計(jì)：94 464（鏈條）+21 084（滑道）=115 548 元。

5.2 降低勞動(dòng)強(qiáng)度和安全隱患

淺槽滑道的磨損主要發(fā)生在尾部L 型滑道和中間的圓弧滑道上，在將鏈鏈與導(dǎo)軌的摩擦驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換為鏈輪式的滾齒驅(qū)動(dòng)后，每隔3 個(gè)月就要進(jìn)行滑道的更換，而技術(shù)改進(jìn)后的每12 個(gè)月才需要進(jìn)行一次；同時(shí)將鏈條的更換周期由5 個(gè)月延長(zhǎng)至10 個(gè)月，大大減輕了工人的勞動(dòng)量，降低了生產(chǎn)中的安全風(fēng)險(xiǎn)。

5.3 提高了運(yùn)行穩(wěn)定率

淺槽作業(yè)中的關(guān)鍵操作失效形式為跳鏈，技術(shù)改造后的導(dǎo)輪在早期就針對(duì)脫鏈問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)，在前端傳動(dòng)鏈輪外直徑上采取了嚴(yán)格的密封性保護(hù)，可以防止其跳鏈。經(jīng)過(guò)技術(shù)的優(yōu)化后可以提升日常運(yùn)行的穩(wěn)定性。

6 結(jié)語(yǔ)

本文研究了重介淺槽分選機(jī)的底層鏈條與滑道的摩擦驅(qū)動(dòng)引起的機(jī)械磨耗問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上，改變了底層滑道的支承結(jié)構(gòu)，采用了鏈輪式支承方式，使滑塊摩擦力變?yōu)殒溳喪降臐L動(dòng)摩擦；它能有效地減小摩擦，減少了零部件的替換次數(shù)及維修費(fèi)用，運(yùn)營(yíng)效益較好。淺槽分選機(jī)的底部滾子鏈輪式結(jié)構(gòu)的優(yōu)選，可在深槽分選機(jī)中得到推廣使用，并可直接用于分級(jí)設(shè)備的生產(chǎn)。