陳小霞,宋金梅,劉 巖,王曉倩,趙天波

(1.棗莊礦業(yè)集團(tuán) 付村選煤廠，山東 濟(jì)寧 277600；2.南京璽華孚電氣有限公司，江蘇 南京 210000；3.棗莊礦業(yè)集團(tuán) 煤炭質(zhì)量管理處，山東 棗莊 277000)

在采用重介-浮選工藝的選煤廠，其精煤產(chǎn)品一般是由重介精煤和浮選精煤摻混而成的。在生產(chǎn)中，浮選精煤粘度大，水分高，容易結(jié)塊打餅，直接摻入到精煤產(chǎn)品中有時會形成大團(tuán)塊，不但影響產(chǎn)品外觀，而且容易造成采樣偏差，帶來不必要的質(zhì)量糾紛，對煤炭生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品信譽(yù)與經(jīng)濟(jì)效益造成不良影響。因此，重介精煤和浮選精煤的摻混環(huán)節(jié)對于確保重介-浮選工藝選煤廠的精煤質(zhì)量至關(guān)重要。

1 概述

山東棗莊礦業(yè)集團(tuán)付村選煤廠是一座設(shè)計能力為3.0 Mt/a的礦井型選煤廠，入選煤種為優(yōu)質(zhì)1/3焦煤，生產(chǎn)采用重介-浮選工藝。在生產(chǎn)過程中，由于浮選精煤與重介精煤存在摻混不勻的問題，在銷售時經(jīng)常造成質(zhì)量糾紛，嚴(yán)重影響了企業(yè)產(chǎn)品信譽(yù)和經(jīng)濟(jì)效益。

為了提高精煤產(chǎn)品的均質(zhì)性，付村選煤廠采取了多種措施：①選擇高性能浮選藥劑，降低泡沫粘性；②用高壓水定期沖洗精煤壓濾機(jī)濾布[1]，提高壓濾機(jī)風(fēng)壓，將浮精濾餅水分控制在27%以下；③延長浮選精煤壓濾機(jī)卸料時間，緩慢卸料；④在精煤壓濾機(jī)下方的漏斗內(nèi)布置橫向與縱向的刀型鋼板，對壓濾機(jī)卸下的濾餅進(jìn)行切割，將濾餅分割成150 mm×200 mm小塊；⑤在精煤帶式輸送機(jī)上設(shè)置一個切割裝置，沿逆煤流方向?qū)⒏【珵V餅與重介塊煤(50～13 mm)、末煤(13～0.5 mm)進(jìn)行摻混和切割[2]。采取上述措施后，雖然精煤水分有所降低，均質(zhì)性有所改善，但是效果仍不理想，銷售精煤質(zhì)量依然波動較大。

經(jīng)過調(diào)研，目前國內(nèi)解決上述問題的主要方法有三種：一是在精煤壓濾機(jī)下建長方體“緩沖”集料箱，用滑架方式，將濾餅切割成小塊，再緩慢均勻地給出；二是在壓濾機(jī)卸料溜槽一端的下層設(shè)立浮精緩沖倉，將濾餅用圓盤給料機(jī)慢速均勻給出[3]；三是在精煤入倉膠帶轉(zhuǎn)載點安裝煤泥破碎攪拌機(jī)[4]，將浮選精煤和洗精煤一起攪拌混合后排出。

結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)工藝與運輸條件，付村選煤廠決定采用技術(shù)改造難度較小的第三種方式，即在精煤入倉膠帶轉(zhuǎn)載點安裝煤泥破碎攪拌機(jī)，以解決精煤摻混不勻而造成的產(chǎn)品質(zhì)量問題。

2 煤泥破碎攪拌機(jī)

2.1 結(jié)構(gòu)

如圖1所示，煤泥破碎攪拌機(jī)主要由攪拌系統(tǒng)、機(jī)架和電氣控制系統(tǒng)等組成。

1—活動倉蓋；2—固定壓差總成；3—破碎攪拌系統(tǒng)；4—攪拌倉底座組件；5—行走輪組件；6—阻車器

(1)攪拌系統(tǒng)。該系統(tǒng)由驅(qū)動裝置和攪拌裝置構(gòu)成[5]，其中：驅(qū)動裝置由電動機(jī)、減速機(jī)和開式傳動齒輪等構(gòu)成；攪拌裝置由攪拌軸、攪拌葉片、破碎齒和攪拌倉體總成等構(gòu)成。工作時 ，電機(jī)通過聯(lián)軸器與減速機(jī)相連，通過減速機(jī)減速增扭，將動力轉(zhuǎn)矩向攪拌軸輸入；攪拌軸為雙臥式，攪拌葉片與破碎齒分別安裝在兩根攪拌軸上，通過電氣控制，實現(xiàn)雙電機(jī)驅(qū)動攪拌軸同步運轉(zhuǎn)。

(2)機(jī)架。機(jī)架由型鋼和鋼板組焊而成，用于驅(qū)動裝置與攪拌裝置的安裝。機(jī)架底部安裝行走輪和阻車器，以方便整機(jī)在滑軌上移動，便于日常檢修和維護(hù)。

(3)電氣控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由控制柜、失速傳感器及自動潤滑系統(tǒng)等組成，具有程控端口，能與集控設(shè)備連接，從而實現(xiàn)集中、就地控制、正反轉(zhuǎn)運行，同時具有失速、堵轉(zhuǎn)保護(hù)和定時注油潤滑的功能。

2.2 工作原理

煤泥破碎攪拌機(jī)進(jìn)料口與精煤帶式輸送機(jī)機(jī)頭漏斗通過膠皮短節(jié)活動連接，將重介精煤與浮選精煤從入料口一起給入攪拌倉；在攪拌倉內(nèi)，由破碎齒和攪拌葉片對給入物料進(jìn)行雙重破碎與攪拌，從而將煤泥團(tuán)打開,煤塊則成為骨料，阻止煤團(tuán)再粘結(jié),使給入物料最終成為具有流動性的松散物料；攪拌葉片同時兼具將物料向前推進(jìn)的作用，使摻混好的物料從排料口排出，進(jìn)入精煤倉上配倉刮板。

2.3 技術(shù)特點

(1)實現(xiàn)了物料破碎、攪拌一體化。煤泥破碎攪拌機(jī)攪拌倉內(nèi)設(shè)有兩個帶有螺旋攪拌葉片的攪拌軸,兩軸相向旋轉(zhuǎn)，軸向布置在螺旋攪拌葉片兩側(cè)的犁型刀齒可增強(qiáng)對物料的阻滯、切割和破碎作用；攪拌葉片在強(qiáng)制推動物料向排料口運動的過程中,兼具攪拌作用，從而實現(xiàn)對物料的破碎、攪拌雙重作用。

(2)出料粒度可設(shè)定，篩網(wǎng)無堵塞。煤泥破碎攪拌機(jī)底部設(shè)置了篩網(wǎng)，可以根據(jù)需要人工設(shè)定出料粒度。由于攪拌葉片對浮選精煤和重介精煤具有強(qiáng)行推進(jìn)的作用，物料可被強(qiáng)制擠出，因而不會造成篩網(wǎng)堵塞。

(3) 具有自潔功能，避免了粘料和堵料。煤泥破碎攪拌機(jī)采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計,攪拌機(jī)構(gòu)具有自潔功能,不粘齒，不堵料，在整個工作過程中既推進(jìn)攪拌，又切割翻炒，從而有效解決了煤泥破碎過程中粘齒、堵料的難題。

(4)使用壽命長。攪拌葉片和刀齒等關(guān)鍵部件均采用新型結(jié)構(gòu)和高耐磨材料，具有高強(qiáng)度和高耐磨的特性，抗磨能力強(qiáng)，壽命長。

(5) 結(jié)構(gòu)簡單，整機(jī)高度低，運行時振動小。煤泥破碎攪拌機(jī)兩齒輥采用雙電機(jī)單獨驅(qū)動，具有良好的互換性；整機(jī)高度低，便于設(shè)備布置以及平時的檢修維護(hù)；破碎齒輥采用低轉(zhuǎn)速運行，不需激振源，并采用高強(qiáng)度整體軸承座和整體機(jī)架，故運行時振動小，無需特殊的土建基礎(chǔ)。

(6)處理能力大，環(huán)保性能突出。煤泥破碎攪拌機(jī)采用通過式破碎原理和低轉(zhuǎn)速[6]，破碎機(jī)的處理能力大，運行噪聲低，產(chǎn)生的粉塵少，且采用了全封閉式破碎，工作環(huán)境友好。

(7)運行安全、可靠。煤泥破碎攪拌機(jī)采用測速傳感器進(jìn)行過載保護(hù)，可確保系統(tǒng)安全生產(chǎn)。同時，該機(jī)還采用可靠、先進(jìn)的智能測控系統(tǒng)，當(dāng)攪拌軸堵轉(zhuǎn)或失速時，可自動停車，實現(xiàn)自保。

(8)潤滑系統(tǒng)實現(xiàn)了智能化。煤泥破碎攪拌機(jī)采用智能化的自動潤滑系統(tǒng)，每盤軸承采用多點潤滑方式，加油量與加油時間可自行設(shè)定，從而確保軸承的使用壽命，減少設(shè)備維護(hù)量，提高設(shè)備整機(jī)可靠性。

(9)采用潤滑油循環(huán)冷卻裝置，強(qiáng)制潤滑，確保設(shè)備安全、可靠。煤泥破碎攪拌機(jī)的減速機(jī)采用潤滑油循環(huán)冷卻裝置[7]，潤滑油從減速機(jī)的底部出油口出油，先通過冷卻器，再由減速機(jī)的頂部觀察口進(jìn)入，將潤滑油噴灑到蝸輪與蝸桿嚙合處，以達(dá)到強(qiáng)制潤滑效果，避免潤滑不良導(dǎo)致蝸輪與蝸桿產(chǎn)生嚴(yán)重磨損。另外，潤滑油通過腔外循環(huán)，油中的熱量可散發(fā)到空氣中，能延緩密封件的老化，防止減速機(jī)過早漏油，確保設(shè)備運行的安全性和可靠性。

2.4 實施方案

由于煤泥破碎攪拌機(jī)出料口為長方形結(jié)構(gòu)，因此優(yōu)先考慮將出料口平行于下級轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)或刮板輸送機(jī)布置，如果出料直接落入煤倉，則不必做此考慮。入料則優(yōu)先考慮物料平行于攪拌軸給入攪拌倉，這樣可增大物料破碎面積，使物料摻混更均勻。如果受安裝空間限制，也可采用垂直攪拌軸給入攪拌倉。在安裝煤泥破碎攪拌機(jī)時，應(yīng)考慮檢修滑軌的安裝及設(shè)備移出檢修的需要，使煤泥破碎攪拌機(jī)與其上下級設(shè)備的高差在2 m以上，在滑軌方向的距離應(yīng)在5 m以上。

付村選煤廠上倉精煤帶式輸送機(jī)運量大約為500 t/h，考慮波動系數(shù)，選擇了MJ-600/55×2型煤泥破碎攪拌機(jī)，其技術(shù)參數(shù)如下：

額定處理能力/(t·h-1)

600

最大入料粒度/mm

500

平均出料粒度/mm

50

攪拌器轉(zhuǎn)速/(r·min-1)

140

攪拌電機(jī)功率/kW

55×2

電機(jī)工作電壓/V

AC380/660

整機(jī)質(zhì)量/t

9

最大高度/mm

2 431

最大寬度/mm

2 080

最大長度/mm

2 610

經(jīng)實地測量，付村選煤廠上倉精煤帶式輸送機(jī)機(jī)頭與精煤倉上轉(zhuǎn)運刮板輸送機(jī)有3 m的落差；上倉精煤帶式輸送機(jī)至建筑墻體有4 m的距離，可預(yù)留800 mm的安全通道；在滑軌方向有15 m的空間?？梢姡F(xiàn)場條件完全具備MJ-600/55×2型煤泥破碎攪拌機(jī)的安裝要求。

3 應(yīng)用效果

煤泥破碎攪拌機(jī)于2017年1月投入使用，付村選煤廠對其應(yīng)用前后的效果進(jìn)行了跟蹤評價。從裝車后的車廂煤面觀察，在使用煤泥破碎攪拌機(jī)前，裝車時可見到拳頭大小的泥團(tuán)；使用煤泥破碎攪拌機(jī)后，基本沒有30 mm以上的泥團(tuán)，重介精煤與浮選精煤呈摻混均勻狀[8-10]。

對2016、2017年外運精煤質(zhì)量檢驗指標(biāo)進(jìn)行整理，繪制了銷售精煤水分、灰分、硫分與揮發(fā)分曲線，如圖2—圖5所示。

圖2 外運精煤水分對比圖

圖3 外運精煤灰分對比圖

圖4 外運精煤硫含量對比圖Fig.4 Change of sulphur content of outloaded clean coal product

圖5 外運精煤揮發(fā)分對比圖Fig.5 Change of volatile matter of outloaded clean coal product

從各指標(biāo)對照圖可以看出，與2016年相比，2017年外運精煤的水分、灰分、硫含量和揮發(fā)分指標(biāo)波動區(qū)間均變窄，說明精煤摻混效果顯著。應(yīng)用煤泥破碎攪拌機(jī)后，由于精煤產(chǎn)品質(zhì)量均勻穩(wěn)定，在實際銷售中質(zhì)量糾紛明顯減少。

4 結(jié)語

付村選煤廠通過采用煤泥破碎攪拌機(jī)將浮選精煤和重介精煤進(jìn)行攪拌摻混，解決了浮選精煤與重介精煤摻混不均而導(dǎo)致的精煤產(chǎn)品質(zhì)量波動問題，使銷售精煤質(zhì)量均勻、穩(wěn)定，大幅提高了產(chǎn)品質(zhì)量合格率，減少了質(zhì)量糾紛，應(yīng)用效果良好。付村選煤廠煤泥破碎攪拌機(jī)的應(yīng)用實踐為選煤生產(chǎn)中存在類似問題的選煤企業(yè)提供了良好的借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王召召,凌麗偉,孟戰(zhàn)永,等.浮選精礦壓濾系統(tǒng)優(yōu)化研究與實踐[J].煤炭技術(shù),2018,37(1):304-306.

[2] 陳小霞,徐偉同,林麗鳳.浮精脫水技術(shù)在付村選煤廠的研究與實踐[J].水力采煤與管道運輸,2017(4):64-68.

[3] 王秀霞，孫 乾，張 晴.隔膜快開壓濾脫水工藝在陳四樓選煤廠的探索與實踐[J].煤質(zhì)技術(shù),2015(1):69-71.

[4] 侍耕波.煤泥脫水摻配工藝的探討[J].煤炭加工與綜合利用,2014(7):51-53.

[5] 丁鐘宇，宋金梅.煤泥破碎攪拌機(jī)：中國, CN2018 71393U[P].2011-06-22

[6] 王春偉.SSC大處理能力分級破碎機(jī)在林西礦洗煤廠的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù),2015(8):20.

[7] 曾春紅.減速箱油溫的冷卻循環(huán)設(shè)計及溫控裝置改造[J].技術(shù)與市場,2014,21(7):144-145.

[8] 尉斌斌.選煤廠煤質(zhì)均質(zhì)化技術(shù)[J].煤炭與化工,2017,40(6):121-122.

[9] 韓其偉,來存龍.興隆莊煤礦選煤廠浮選精煤摻配均質(zhì)化改造[J].煤礦現(xiàn)代化,2017(4):27-28,31.

[10] 劉貴霞,劉學(xué)敏,趙 帥,等.柴里選煤廠精煤均質(zhì)化研究與實踐[J].選煤技術(shù),2016(1):38-40.