徐 莽

（山西大同永定莊煤業(yè)公司，山西 大同 037024）

引言

煤礦在開采之后，需經(jīng)過原煤分選，將精煤與矸石及其他雜物進(jìn)行有效分離，以提高煤炭的燃燒率。針對原煤的分選過程，當(dāng)前使用的洗煤分選工藝存在塊煤分選率低、分選工藝簡單、生產(chǎn)成本高、所產(chǎn)生煤泥量大等問題，不僅造成了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益低，也給周邊土壤環(huán)境及水資源環(huán)境等造成了環(huán)境污染[1-2]。采用當(dāng)前更加成熟先進(jìn)的原煤分選自動化控制技術(shù)，開展傳統(tǒng)原煤分選工藝技術(shù)的升級改造，已成為當(dāng)前企業(yè)提升自身綜合競爭力的關(guān)鍵任務(wù)。為此，在分析TDS 智能干選機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用到了永定莊煤業(yè)中的原煤分選系統(tǒng)中，開展了該選煤廠原煤分選系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)研究及調(diào)試過程存在問題的分析，并對該系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用效果評價(jià)，這對提高該選煤廠的分選效率及分選自動化程度具有重要意義。

1 TDS 智能干選機(jī)工作原理分析

目前，市場上應(yīng)用較為成熟的干選工藝以智能化X 射線掃描識別為主，包括了TDS 智能干選機(jī)、CXR 智能干選分選系統(tǒng)等，根據(jù)不同的煤炭分選需求，選擇不同類型的干選設(shè)備，而TDS 智能干選機(jī)的應(yīng)用更為廣泛[3]。TDS 智能干選機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括給料機(jī)構(gòu)、識別裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、吹風(fēng)機(jī)構(gòu)、除塵機(jī)構(gòu)、冷卻及控制系統(tǒng)等，其中給料機(jī)構(gòu)包括了布料器電機(jī)、減速機(jī)、皮帶、托輥、入料滑板、聯(lián)軸器等部件，主要負(fù)責(zé)將開采的煤礦輸送至干選機(jī)中。識別裝置則主要由X 射線防爆箱和探測器防爆箱等組成，除塵機(jī)構(gòu)包括除塵器護(hù)罩、除塵壓差計(jì)、消音器、除塵濾筒等組成[4]，TDS 智能干選機(jī)結(jié)構(gòu)組成示意圖如圖1 所示。干選機(jī)的分選流程為：首先通過給料機(jī)構(gòu)將原煤輸送至原煤分級篩中，對煤礦中雜物進(jìn)行初級過濾分選，之后傳輸至布料器中進(jìn)行均勻的單層布料，當(dāng)識別裝置檢測到有煤炭通過時(shí)，則發(fā)出X 射線進(jìn)行通過物的識別掃描，所掃描信號為電信號，經(jīng)過A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，利用CPU 進(jìn)行檢測信號的運(yùn)算、分析、判斷，最終下達(dá)開閥或關(guān)閥的信號命令，此時(shí)，除塵裝置啟動，將識別后的煤礦分選為精煤和矸石，并分別落入對應(yīng)皮帶機(jī)中進(jìn)行輸送[5]。由此，實(shí)現(xiàn)原煤的分選操作，其分選流程圖見圖2。

圖1 TDS 智能干選機(jī)結(jié)構(gòu)組成示意圖

圖2 TDS 智能干選機(jī)分選原理圖

2 智能干選機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)

由于永定莊煤業(yè)中的原煤具有煤多矸少的特點(diǎn)，為提高塊煤分選效率，降低塊煤的破碎問題，選用了1 臺TDS 智能干選機(jī)對該選煤廠中35～160 mm大小的原煤塊進(jìn)行分選操作。所分選的精煤將在除塵及吹風(fēng)裝置的作業(yè)下進(jìn)入精塊刮板皮帶中輸送，而分選出的矸石則會進(jìn)入矸石皮帶中輸送。在整套系統(tǒng)中，前端配備了原煤緩沖倉和2.4 m×3.6 m的振動布料篩，所分選的初級雜物將進(jìn)入轉(zhuǎn)載機(jī)中進(jìn)行輸送[6]。另外，匹配了空壓機(jī)、儲氣罐、冷干機(jī)等設(shè)備，整套分選工藝框架圖如圖3 所示。所設(shè)計(jì)的原煤分選體系具有操作簡單、布局合理、設(shè)備臺數(shù)少等優(yōu)點(diǎn)，且不影響原有選煤廠及礦井的正常作業(yè)。在前端原煤緩沖倉的作用下，有效保證了原煤進(jìn)入振動篩的穩(wěn)定性，也降低了原煤掉入過程出現(xiàn)的破碎問題。而選用的智能干選機(jī)能根據(jù)分選原煤的大小，進(jìn)行分選粒度范圍的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。

圖3 TDS 智能干選機(jī)應(yīng)用布局圖

3 智能分選機(jī)應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)的問題分析

各類新設(shè)備、新系統(tǒng)在安裝正常運(yùn)行前，均會出現(xiàn)各類問題。故在投產(chǎn)前對TDS 智能干選機(jī)應(yīng)用過程及整套系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了調(diào)試解決，以為后期的正常運(yùn)行提供有力保障。在調(diào)試階段所出現(xiàn)的問題主要包括如下幾點(diǎn)：

3.1 作業(yè)溫度過高

整套系統(tǒng)在分選過程中，相應(yīng)的溫度儀表上出現(xiàn)了作業(yè)溫度過高的故障報(bào)警提示。由此提出的解決辦法為：首先停機(jī)檢查了物流管道內(nèi)是否有原煤卡主現(xiàn)象；停機(jī)檢查物流管中中電磁閥是否處于打開狀態(tài)；檢查X 射線器的電源切斷及延時(shí)繼電器是否及時(shí)運(yùn)行，避免因溫度過高而造成射線器的損壞；

3.2 帶面壓煤

由于所開采原煤存在一定的潮濕性，加上原煤中矸石比較松軟，導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)后在皮帶表面出現(xiàn)了壓煤現(xiàn)象，影響著原煤的運(yùn)輸效率。為此，可采用鐵鍬進(jìn)行去除操作，在操作時(shí)應(yīng)避免刮傷皮帶表面，禁止從噴嘴上方推入分選室，防止對物料口的堵塞。

3.3 射線識別率不高

X 射線在識別過程中，未對射線器進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，加上所檢測原煤存在較多雜物、潮濕等問題，大量潮濕原煤在振動篩分選時(shí)也未篩透，導(dǎo)致X 射線檢測時(shí)出現(xiàn)了識別率不高的問題，并造成了噴嘴的堵塞、機(jī)頭堆料現(xiàn)象。為此，當(dāng)原煤相對較濕時(shí)，應(yīng)減少原煤的處理量，采用專業(yè)工具定時(shí)對振動篩及噴嘴進(jìn)行清理，及時(shí)檢查線陣及物料上的異物。以此提高對原煤的識別率。

4 智能干選機(jī)應(yīng)用效果評價(jià)

結(jié)合前文對TDS 智能干選機(jī)的應(yīng)用情況，對其集成后的分選系統(tǒng)運(yùn)行效果進(jìn)行了評價(jià)分析。所設(shè)計(jì)的原煤分選系統(tǒng)能通過TDS 智能干選機(jī)進(jìn)行原煤分選操作，經(jīng)過調(diào)試后，整套系統(tǒng)運(yùn)行良好穩(wěn)定，經(jīng)過TDS 智能干選機(jī)后的大于50 mm 塊煤同比增加了40%，大大提高了大尺寸塊煤的分選產(chǎn)量，調(diào)試過程中出現(xiàn)的異常問題也未出現(xiàn)，人員僅需在控制中心對整個(gè)原煤的分選過程進(jìn)行遠(yuǎn)程操作控制，系統(tǒng)運(yùn)行的各類信號也能通過控制中心的顯示界面進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。在此系統(tǒng)運(yùn)行期間，該選煤廠所產(chǎn)生的電量消耗同比減少了150 kW/月，分選過程中所消耗的水量也較少了將近2 500 m3/月，現(xiàn)場作業(yè)人員減少了將近40 人，預(yù)估每年可為企業(yè)減少電費(fèi)支出、水費(fèi)、人工成本等將近400 萬元以上。另外，該分選系統(tǒng)的應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)分選法出現(xiàn)的廢棄物排放量大、水污染嚴(yán)重、煤泥散熱量低等問題，分選之后的煤泥也相對較少，避免了大量煤泥排放對環(huán)境的污染。由此，驗(yàn)證了基于TDS 智能干選機(jī)的原煤分選系統(tǒng)的可行性及可靠性。

5 結(jié)語

結(jié)合現(xiàn)有選煤廠中原煤分選工藝特點(diǎn)，將當(dāng)前更加先進(jìn)分選設(shè)備應(yīng)用到原煤分選中，提高原煤的分選效率及現(xiàn)場作業(yè)安全，成為當(dāng)前政府及企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)方向。