正弦排矸機在原煤主洗系統中的應用

高重新，許成海，王云鵬

(1.兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦選煤中心,山東 鄆城 274705；2.山東省三河口礦業有限責任公司機電科,山東 濟寧 277600)

正弦排矸機在原煤主洗系統中的應用

高重新1，許成海2，王云鵬1

(1.兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦選煤中心,山東 鄆城 274705；2.山東省三河口礦業有限責任公司機電科,山東 濟寧 277600)

針對趙樓煤礦井下矸石含量越來越高，精煤灰分超標的問題，對原選煤主洗系統進行了改造，增加了預選工序。介紹了ZPJ1.6-1500型正弦排矸機在趙樓煤礦洗煤中心主洗系統中的應用，并對設備組成、參數、工作原理、特點和應用效果進行了分析。應用效果表明：ZPJ1.6-1500型正弦排矸機具有排矸效率高、噪聲低、粉塵少、能耗小、無振動、生產成本低等優點。該設備在選煤中心以及井下排矸都有廣泛的應用前景。

正弦排矸；原煤分級；工作原理；矸石

趙樓煤礦選煤中心是兗礦集團對外開發的第一座全重介、全入洗的現代化選煤廠。選煤中心項目與礦井生產能力相匹配，主要包括原煤重介排矸系統、主洗系統、浮選壓濾系統、儲裝運系統、生產調度指揮控制監測系統等。主導產品為灰分為8%的優質煉焦精煤，其他產品包括洗混煤、1#優質動力煤、塊精煤、煤泥等，生產工藝系統靈活，洗水一級閉路循環。

1 ZPJ1.6-1500型正弦排矸機

1.1 生產現狀

近年來，趙樓煤礦井下地質條件變化較大，矸石含量越來越高，使用原有的洗選設備處理后的精煤灰分已經不能滿足產品要求。為了適應市場要求，提高企業經濟效益，需要對選煤工藝進行優化，從而實現降低成本，提高效率的目的。原選煤系統進行改造過程存在一定難度，即裝機空間小，處理量大，排矸粒度大等，如果采用通常的選煤工藝及設備，不但精煤灰分超標，洗選成本加大，同時安裝空間也不達標。結合選煤中心生產中的實際情況，即>300 mm粒級矸石較多，對現有分選矸石的設備進行了分析比較，比較結果表明：振動篩排矸時存在對地基振動大、單位處理量小、占地面積大、噪音大、篩板易堵塞與損壞，特別在處理大塊粒度的煤矸時，篩板更易損壞的缺點；動篩跳汰機存在耗能大、處理量小、分選粒度小、整機占地面積大的缺點；手選矸石存在工人勞動強度大、效率低、撿矸不徹底的缺點。以上幾種設備和方案均不適應趙樓煤礦選煤中心實際要求。針對以上問題，選煤中心與徐州昊業機電科技有限公司合作研制了ZPJ1.6-1500型正弦排矸機，該設備主要針對原煤中含有大量大塊矸石進行排矸工序，可適用于煤礦、洗煤廠、火力電廠、碼頭、冶金等領域。

1.2 設備結構

正弦排矸機由機架、轉軸、葉輪、刮刀、電機減速機、齒輪箱、軸承座、聯軸器等部分組成。轉軸與葉輪組成排矸面，電機減速器通過聯軸器與齒輪箱輸入軸相連，齒輪箱三根輸出軸分別與三根轉軸相連。葉輪套裝在轉軸上，轉軸通過軸承座安裝在機架上。為防止排矸面出現堵塞現象，在轉軸下方安裝了刮刀，刮刀的兩端固定在轉軸下方的機架上。為了提高葉輪和轉軸使用壽命，選用ZGMn13-1作為設備材料。為了提高處理量，以3°傾角進行篩面的安裝。正弦排矸機結構示意圖如圖1所示。

1.3 工作原理

正弦排矸機是綜合各類型排矸設備的優缺點，并結合趙樓煤礦實際情況，設計的一種針對大塊物料選前的預排矸設備。其工作原理為電機減速器通過減速器聯軸器驅動齒輪箱，齒輪箱通過齒輪箱聯軸器帶動轉軸轉動，并帶動安裝在轉軸上的葉輪轉動。

正弦排矸機是利用單臺電機減速器帶動多軸旋轉，推動物料沿排矸面向前運動，并利用葉輪旋轉形成的正弦波擾動的方式將原煤擾動松散，其中，小于排料孔間隙的顆粒，受自重及轉軸的旋轉力作用，透過轉軸上葉輪縫隙落下，大于排料孔間隙的物料則留在排矸面上繼續向前運動，進入下一級設備，從而達到煤矸分離的目的。

裝在轉軸上的葉片做圓周運動，產生的運動軌跡為正弦軌跡，且利用轉軸上葉輪與葉輪之間的有機結合，可以使排矸面上的物料層擾動松散，從而實現對物料的分離。每根轉軸下面裝有防堵塞刮刀，可將粘在葉片上面的纏繞物及沾著物鏟除，保證了排矸面上縫隙通暢，也確保了原煤沿著傾斜旋轉軸流動，原煤均勻分布在排矸面上。

采用鍵固定的方式將葉輪固定在轉軸上，葉輪沿軸向均勻布置，與轉軸形成排矸面。為了保證大塊物料向前運，葉輪安裝時，葉輪需要順著物料方向且與水平面有一定的角度。當大塊物料卡在排料面縫隙內時，葉輪在作圓周轉動時，可將所卡住的物料托起，物料隨著葉片一起運動，當到一定位置時，大塊物料脫離葉輪，進入大塊物料倉。整機結構具有結構簡單、獨特、維護方便、可靠性強、經久耐用、排矸效率高等優點，可徹底解決物料的堵料和卡料等問題。

1.4 主要技術參數

選煤廠研制的ZPJ1.6-1500型正弦排矸機的主要技術參數如下：

處理量/(t·h-1)

1 500

排矸粒級/mm

300

排矸面傾斜角度/(°)

3

噪聲/dB

≤75

排矸效率/%

≥95

轉軸數量/個

3

排矸面有效寬度/mm

1 600

電機功率/kW

7.5

電壓/V

380

1.5 技術特點

研制的ZPJ1.6-1500型正弦排矸機的主要技術特點如下：①單位面積處理量大。②適用于各種煤質及水分，排矸面不粘接。③排矸效率高。④工作時噪聲小，粉塵小，符合國家環保要求。⑤結構簡單，體積小，經久耐用，安裝維修方便。

2 應用效果

正弦排矸機在趙樓煤礦洗煤廠主洗系統做預選使用，經過試驗與實際生產運行，解決了原煤中大塊矸石對后續洗選系統影響的難題，取得了明顯的經濟效益。

(1)排矸效率高，排矸質量穩定。正弦排矸機利用正弦波擾動，排出大塊矸石，不僅可以代替人工排出大塊矸石，也能起到篩選粒度的作用。設備處理能力大，排矸效率高，可靠耐用、維修方便、工作時無振動。同時，正弦排矸裝置安裝時采取了一定的傾角，能夠利用物料的勢能在運行中降低能耗，與同等規格的滾軸篩相比能耗降低了20%～30%。

(2)自動化程度高，實現無人值守。選煤廠計算機集中控制系統可直接通過重控室集中控制系統畫面控制和工業電視監控系統檢測設備運行和排矸的情況，實現了自動快速清理矸石、排矸自動化、矸石清理無人化的目的，減少了事故停車時間，保障了下級設備的正常運行。

(3)無堵塞現象發生?？刂葡到y內安裝繼電器實現了設備正、反轉，有效解決了其它鐵器、軟雜卡住排矸轉盤裝置的問題，減少了設備堵轉的情況。在此基礎上，設定了電機整定保護值，保證了電機的正常運行。

自安裝使用9個多月以來，該設備可有效排除原煤中大塊矸石，設備運行穩定，根據生產數據統計，每天可通過矸石自動清理裝置清出矸石約45塊，每天減少停車時間約22.5分鐘，消除了人工清理大塊矸石的安全隱患，降低了職工的勞動強度，減少了溜槽、帶式輸送機膠帶的磨損問題，降低了大塊矸石對篩分破碎機的沖擊，延長了設備使用壽命。

3 結語

ZPJ1.6-1500型正弦排矸機在趙樓煤礦投入使用后，排矸效率高，噪音低，功率小，無振動，生產成本低，不但降低了生產能耗，而且提高了企業效率，改善了工作環境。ZPJ1.6-1500型正弦排矸機作為一種分離大塊矸石的設備，無論在地面還是在井下都有廣泛的應用前景。

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Application of the sinusoidal de-stoning machine in raw coal primary washing system

GAO Chong-xin1, XU Cheng-hai2, WANG Yun-peng1

(1. Zhaolou Mine Coal Washery, Heze Energy & Chemical Co., Ltd., Yanzhou Coal Group, Yuncheng , Shandong 274705, China; 2. Mechanical & Electrical Department, Shandong Sanhekou Mining Co., Ltd., Jining, Shandong 277600, China)

the dirt content of the raw coal produced by Zhaolou Mine is becoming higher and higher, causing the ahs of clean coal to exceed the acceptable limit. To avert the situation, the existing raw coal primary washing system is remoulded through adding a preliminary washing process. The paper presents an introduction to the application of the ZPJ 1.6-1500 sinusoidal de-stoning machine as well as the make-up, parameters, working principle, special features and performance of the machine. Field application indicates that the machine offers a series of advantages, such as high efficiency, low noise level, less dust nuisance, low energy consumption, vibration-free and low operating cost. The machine can find widespread application in coal preparation plants or underground.

sinusoidal de-stoning; raw coal sizing; working principle; dirt

1001-3571(2016)06-0037-03

TD942

B

2016-11-17

10.16447/j.cnki.cpt.2016.06.010

高重新(1973—)，男，山東省齊河縣人，助理工程師，從事選煤中心管理工作。

E-mail：449067900 @qq.com Tel：15853088166。

高重新，許成海，王云鵬.正弦排矸機在原煤主洗系統中的應用[J]. 選煤技術，2016(6)：37-39.