選煤廠新型煤矸振動篩選裝置設計

劉媛媛

（大同煤礦集團機電裝備約翰芬雷洗選技術設備有限責任公司，山西大同 037003）

0 引言

選煤廠振動篩主要利用三角帶驅動具有偏心質量的激振器，使篩床做周期性的不對稱往復機械振動，篩面上的物料層松散并離開篩面被拋起，細級物料能透過料層下落，通過篩孔分離[1]，并將卡在篩孔中的物料振出，細級物料向下部移動，通過篩網排除。但是，傳統振動篩在應用中還存在一些問題，主要表現在以下幾個方面。

（1）篩床做周期性機械振動時，煤矸做上下反復運動，很容易出現矸石與煤炭分層現象，導致煤矸堵塞篩網孔[2]，影響篩選效果；

（2）傳統振動篩在篩選煤矸石時會產生大量粉塵濃度，影響車間作業環境；

（3）傳統振動篩不具有溫度保護功能，振動篩長期運動很容易出現軸承溫度過高現象[3]。

本文針對這一技術難題，通過技術研究設計了一套選煤廠新型煤矸振動篩選裝置，并進行實際應用。

1 新型煤矸振動篩選裝置結構及工作原理

1.1 新型煤矸振動篩選裝置結構

（1）新型煤矸振動篩選裝置主要由振動箱、防護框、旋轉振動篩網、噪聲檢測儀、粉塵監測儀、攪拌裝置、電機、溫度傳感器、噴霧降塵裝置、輸送裝置以及收集槽等部分組成，如圖1所示。

圖1 選煤廠新型煤矸振動篩選裝置結構示意圖

（2）振動箱為圓錐狀，振動箱高度為1.5 m，在其上部為物料入口，入料口直徑為60 mm。在箱體內距入料口0.5 m處安裝一個旋轉振動篩網，在煤矸篩選過程中可根據篩選煤矸顆粒大小更換不同孔徑的篩網。

（3）旋轉振動篩網與攪拌軸活動連接，振動篩網在攪拌軸帶動下，以上下左右旋轉振動；攪拌軸另一端安裝攪拌齒輪，在攪拌軸中部安裝一個環形防護罩，防護罩與攪拌軸通過多個連接桿固定，在防護罩內安裝一傳感器。

（4）振動箱下部為出料口，出料口與輸送裝置垂直距離為1.2 m，在出料口與輸送裝置之間安裝一個矩形玻璃鋼護罩，防止卸料時出現灑落。

（5）在矩形玻璃鋼護罩內安裝一個粉塵控制裝置，該裝置主要有粉塵監測儀、集中控制器、噴霧灑水裝置等，粉塵控制裝置主要對卸料點粉塵進行實時監測，當粉塵濃度高于設定值時，可自動聯鎖進行噴霧降塵。

（6）電機安裝在輸送裝置低架上，輸送裝置側架上安裝一個PLC控制器，輸送裝置卸料端安裝一個收集槽；PLC控制器可對攪拌裝置、粉塵控制裝置以及輸送裝置起聯鎖控制作用[4]。

1.2 工作原理

（1）煤矸振動篩選裝置在進行煤矸篩選前，打開輸送裝置電機電源，在PLC控制器聯鎖控制作用下，攪拌裝置、粉塵控制裝置處于工作狀態；同時根據篩選煤矸顆粒大小更換合適孔徑的篩網。

（2）篩選煤矸從振動箱上部進料口進入振動篩網后，在攪拌裝置會對煤矸進行攪拌，確保煤矸均勻分布在篩網上；煤矸在篩網上進行上下旋轉振動，在篩網篩動下，精煤經篩網孔漏入卸料口，并經輸送裝置運輸至收集槽內。

（3）煤矸振動篩選裝置在工作過程中，可通過噪聲檢測儀及溫度傳感器對振動篩實時監控，并對控制器輸出電信號，確保事故狀態操作人員能夠及時發現事故位置，讓設備維修更加便捷。

（4）利用PLC控制器設定粉塵控制裝置粉塵監測動作保護值為40 mg/m3，當卸料口處粉塵濃度大于40 mg/m3時，粉塵監測儀及時將監測的數據信號傳遞至PLC控制器，通過信號處理后，控制器通過聯鎖控制作用及時打開噴霧灑水裝置進行降塵[5]。

2 新型煤矸振動篩選裝置優缺點及應用效果分析

2.1 裝置優缺點

（1）結構簡單，便于操作。該裝置結構相對簡單，整套裝置成本費用為0.72萬元，成本費用低，而且裝置故障率低，便于操作維護[6]。

（2）自動化高。與傳統選煤廠振動篩相比，新型煤矸振動篩選裝置具有溫度保護、自動降塵、故障自檢等功能[7]，自動化水平高，降低了設備故障率及勞動作業強度，提高了車間環境質量。

（3）選煤效果好。該裝置中，振動篩采用的是上下旋轉振動方式，實現了煤矸滾動式篩選，解決了傳統振動篩篩選過程中出現的煤矸分層現象導致篩網堵塞等技術難題；而且該裝置可安裝不同孔徑的篩網對不同顆粒煤矸進行篩選，篩選效果好[8]。

（4）實用性強。該裝置不僅可用于煤礦選煤中，還可用于其他礦種篩選，實用性強、應用區域廣、具有很好的應用前景。

（5）新型煤矸振動篩選裝置在使用過程中還存在一些不足，一是振動箱空間有限，一次性只可篩選設計煤矸量，若篩選煤矸量過大，不僅篩選相差，而且很容易造成篩網及攪拌軸損壞[9]；二是由于振動箱卸料口與輸送裝置之間間距較大，在卸料時受物料沖擊應用，輸送裝置很容易出現跑偏現象[10]。

2.2 實際應用效果分析

為了對新型煤矸振動篩選裝置實際應用效果進行分析，在塔山煤礦選煤廠安裝了5臺煤矸振動篩選裝置，截至2018年9月，該裝置已運行6個月。通過應用效果觀察發現，該裝置在6個月內共計篩選煤矸量為100萬t，篩選過程中裝置更換2次篩網，故障率降低至5%以下，煤矸篩選后篩選率達86%以上。與傳統振動篩相比，篩選率提高15%，減少了煤矸二次篩選次數，全年可為選煤廠提高經濟效益達144萬元。

3 結束語

本文針對選煤廠傳統振動篩在煤矸篩選時自動化水平低、篩選效果差等技術難題，設計了一套新型煤矸振動篩選裝置。根據實際應用效果來看，該裝置在使用過程中不僅故障率低、自動化水平高，而且大大提高了煤矸篩選效果，達到公司一致認可，并在其他選煤廠進行推廣應用。