高 潔

（回坡底煤礦洗煤廠，山西 洪桐 041600）

引言

收稿日期：2021-05-20

作者簡介：高潔（1992—），女，山西平遙人，本科，畢業(yè)于安徽理工大學(xué)礦物加工專業(yè)，助理工程師，研究方向為重介質(zhì)智能化原煤。

DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2021.11.134

目前，由于提出建設(shè)關(guān)于智能礦山與智能化選煤廠的觀念，塊煤排矸應(yīng)用了智能干選技術(shù)設(shè)備，使排矸和識別實現(xiàn)了自動化。若每層的煤質(zhì)不一樣時，要先對煤炭實行預(yù)分選實驗，煤與矸石鑒別的方法是使用X射線，中央處理單元接收鑒別的結(jié)果，排純煤或者是排純矸都可以設(shè)置，但設(shè)置哪種方式都會存在問題，其問題包括比較低的分選效率、不能徹底排矸、損耗煤炭等,智能干選技術(shù)不能被一些對煤炭與矸石具有較差鑒別力的煤質(zhì)使用，因此，對智能化干選技術(shù)的優(yōu)化展開分析。

1 動篩跳汰機分選技術(shù)

德國KHD洪堡.威達格公司設(shè)計了動篩跳汰機，其主要解決了工藝中的以下問題，比如，重介排矸造成系統(tǒng)更加繁雜、成本增多；平常跳汰機使用的是脈動水流動力，其入料的上限是低于150 mm，若高于150 mm，其能耗與頂水量的就要增加幾倍；使用人工排矸，其勞動強度非常大，發(fā)成誤撿的幾率比較大。

煤泥水澄清裝置、脫水（介）篩裝置、成套的風(fēng)系統(tǒng)與水系統(tǒng)等都不屬于動篩跳汰機分選系統(tǒng)。

1.1 動篩跳汰機分選依據(jù)

依據(jù)篩體驅(qū)動形式把動篩跳汰機劃分以下幾種：機械式動篩跳汰機及液壓驅(qū)動式動篩跳汰機。其依據(jù)的動力分別為曲柄連桿等機械機構(gòu)及液壓系統(tǒng)。

上下周期性動作可以是水介質(zhì)中的篩板動作，其篩板動作被機械力驅(qū)動，動篩跳汰機就可以做這一周期性動作，從而使物料被篩板篩松散，分層的實現(xiàn)依據(jù)的是密度。比較輕的物料在上層，溢流堰把其倒入提升輪的前端當做精煤排放出去，排矸輪使提升輪的后端接收下面層次的矸石并排放出去。

1.2 動篩跳汰機目前狀況

德國KHD洪堡.威達格公司研制出了液壓驅(qū)動的ROMJIG動篩跳汰機，其特點包括高效率的塊煤分選、簡單的工藝，嚴密的設(shè)備等。

目前，國產(chǎn)的動篩跳汰機應(yīng)用時存在很多問題：使用液壓式動篩跳汰機發(fā)生故障的機率比較高線上調(diào)整機械式動篩跳汰機工藝參數(shù)是難以完成、煤炭在矸石中的含量較高等。

精煤出現(xiàn)損耗是由于比較差的動篩跳汰機分選造成的，由于機械構(gòu)造繁雜，所以發(fā)生故障的機率比較高，若需要維修的地方比較多，但配件不齊全的時候，不僅影響產(chǎn)生，而且增加成本。所以，很多的選煤廠都實行了動篩跳汰機被替代成了淺槽重介質(zhì)分選機。

2 風(fēng)選排矸技術(shù)及其應(yīng)用

2.1 風(fēng)力干選機的工作原理

傳統(tǒng)的風(fēng)力搖床干選機的載體是風(fēng)，受較低的風(fēng)壓、較大的風(fēng)量的影響，通過搖床把物料搖松散，風(fēng)和搖床的相結(jié)合，使物料分出層次，并分層的移向排料口，分選工作完成。由于具有比較低的分選效率的本類型的干選機，其高達15%的精煤損耗率，在平常的煤種、地理位置較偏僻、較遠，水比較少的地區(qū)適合使用。

2.2 智能風(fēng)選的應(yīng)用及存在的問題

智能干選機是采用的射線（X射線，丫射線）被矸石與煤炭所反射與吸收能力差異的原理，使用具有識別功能的智能識別法，為了分離矸石與煤塊，完成分選，就需要使矸石或者煤塊（25～200 mm）運動軌跡脫離原路線，這就要使用高壓風(fēng)來完成，為了正常的生產(chǎn)，前提是符合其生產(chǎn)所要具備的條件，把分選精度分為以下幾種：矸石在精煤中占有6.5%左右、精煤在矸石中占有1.5%左右，若要降低矸石在精煤中的含量，則精煤在矸石中的含量就會增多。

智能風(fēng)選的使用要求：

1）較高要求的原煤分級效率（限下率），由于被誤吹和誤判細顆粒物料，從而導(dǎo)致錯配；

2）對布料的條件是均勻，物料與物料當中沒有疊壓，不然會被誤吹和誤判，從而導(dǎo)致錯配；

3）有害射線中包含X射線，其危害著人體的生殖系統(tǒng)、造血系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)。盡管設(shè)備的外殼具有保護作用，但仍然影響著維修及操作人員康健，因為在設(shè)備的周圍與設(shè)備距離1 m的射線計量分別是2.5μSv/h和1μSv/h，所以不可小覷的問題是射線劑量值；

4）因為設(shè)備的特性，在使用干選機時會有比較多的煤塵產(chǎn)生，所以會高要求的除塵設(shè)施，若除塵設(shè)備發(fā)生故、失效等狀況，就導(dǎo)致粉塵發(fā)生污染。

3 淺槽重介質(zhì)分選機的分選技術(shù)及其應(yīng)用

3.1 淺槽分選機特點

大型選煤廠塊煤排矸時應(yīng)用淺槽重介質(zhì)分選機，精選大粒度級塊煤是大型煤場被淺槽重介質(zhì)分選機與重介旋流器相結(jié)合使用，不管是煤礦地面選煤廠還是井下選煤廠都渴望的煤炭分選設(shè)備。該設(shè)備幾個特點：

1）簡易的構(gòu)造，較強的處理能力，處理能力在各種槽寬中達到100 t/h。

2）比較高的分選精度，比較簡易的操作，被用于難選煤的分選，具有較強的適應(yīng)煤質(zhì)波動的能力，分選精度平均為3%。

3）300～13 mm的范圍是分選粒度的范圍，粒度下限在部分選煤廠會被減少到10~6 mm。1.2～1.9（2.0）g/cm3是分選密度范圍。

4）比較低的介耗，1 t煤介耗小于0.3 kg，比較少的耗電量，比較低的維修與生產(chǎn)成本，可以使生產(chǎn)成本減少的程度比較大。

3.2 淺槽分選機的應(yīng)用

目前，在井下建立了淺槽重介質(zhì)分選機排矸系統(tǒng)，井下的回填材料是被分選出來的矸石，使礦井的有用產(chǎn)能增多；有的礦井由于開采年限不斷增加、煤層條件不斷改變，使大塊矸石在原煤中所占的比例不斷增多，使選煤廠的洗選成本增多分選效率受到影響，導(dǎo)致常發(fā)生管路堵塞、溜槽、重介旋流器等狀況。事先準確排矸，低灰被生產(chǎn)出來、大塊精煤的發(fā)熱量比較高，或者大塊矸石被排出以后，能夠減少對粉碎及末煤分選系統(tǒng)的負擔(dān)，承擔(dān)的煤泥水系統(tǒng)和加工成本下降。

例如某選煤廠淺槽重介質(zhì)分選機排矸實施時，50 mm是塊煤在原動篩車間的分選下限，重介質(zhì)旋流器分選的是小于50 mm的原煤。在運行使用淺槽車以后，淺槽分選機分選的原煤必須在大于25 mm級以上。由原煤篩材料中得知，原煤中18.77%是50～25 mm級，42.65 t/h是其產(chǎn)量，替換成的25 mm的原煤分級篩分級粒度，會使末煤車間進來的原煤量降低，使較低的分選效率、不完全的脫介，主要是由于末煤車間由于較大的入料量造成的，這一問題降低原煤量而得到解決。

在該礦井原煤產(chǎn)量為400 t/h，原煤中大概36.35%是25 mm以上塊煤，產(chǎn)量為145.4 t/h，2516型高排矸能力淺槽分選機被選用，其作用是固有動篩跳汰機被替換成25 mm以上原煤排矸。原煤分選密度為1.70 g/cm時，矸石灰與產(chǎn)率（占塊煤）分別為82.32%和47.76%。

通過采樣并化驗產(chǎn)品，并分析其效果可以得知，淺槽重介質(zhì)分選機存在偏差，其每月的偏差值為0.02 g/cm3，具有較高的分選精度，1.8 g/cm3以下密度級的煤不存在于矸石中，數(shù)量效率與動篩分選的比值平均上升大于15%。