煤泥破碎攪拌機在付村選煤廠精煤均質中的應用

陳小霞,宋金梅,劉 巖,王曉倩,趙天波

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

在采用重介-浮選工藝的選煤廠，其精煤產品一般是由重介精煤和浮選精煤摻混而成的。在生產中，浮選精煤粘度大，水分高，容易結塊打餅，直接摻入到精煤產品中有時會形成大團塊，不但影響產品外觀，而且容易造成采樣偏差，帶來不必要的質量糾紛，對煤炭生產企業的產品信譽與經濟效益造成不良影響。因此，重介精煤和浮選精煤的摻混環節對于確保重介-浮選工藝選煤廠的精煤質量至關重要。

1 概述

山東棗莊礦業集團付村選煤廠是一座設計能力為3.0 Mt/a的礦井型選煤廠，入選煤種為優質1/3焦煤，生產采用重介-浮選工藝。在生產過程中，由于浮選精煤與重介精煤存在摻混不勻的問題，在銷售時經常造成質量糾紛，嚴重影響了企業產品信譽和經濟效益。

為了提高精煤產品的均質性，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濾布[1]，提高壓濾機風壓，將浮精濾餅水分控制在27%以下；③延長浮選精煤壓濾機卸料時間，緩慢卸料；④在精煤壓濾機下方的漏斗內布置橫向與縱向的刀型鋼板，對壓濾機卸下的濾餅進行切割，將濾餅分割成150 mm×200 mm小塊；⑤在精煤帶式輸送機上設置一個切割裝置，沿逆煤流方向將浮精濾餅與重介塊煤(50～13 mm)、末煤(13～0.5 mm)進行摻混和切割[2]。采取上述措施后，雖然精煤水分有所降低，均質性有所改善，但是效果仍不理想，銷售精煤質量依然波動較大。

經過調研，目前國內解決上述問題的主要方法有三種：一是在精煤壓濾機下建長方體“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；二是在壓濾機卸料溜槽一端的下層設立浮精緩沖倉，將濾餅用圓盤給料機慢速均勻給出[3]；三是在精煤入倉膠帶轉載點安裝煤泥破碎攪拌機[4]，將浮選精煤和洗精煤一起攪拌混合后排出。

結合現有生產工藝與運輸條件，付村選煤廠決定采用技術改造難度較小的第三種方式，即在精煤入倉膠帶轉載點安裝煤泥破碎攪拌機，以解決精煤摻混不勻而造成的產品質量問題。

2 煤泥破碎攪拌機

2.1 結構

如圖1所示，煤泥破碎攪拌機主要由攪拌系統、機架和電氣控制系統等組成。

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

(1)攪拌系統。該系統由驅動裝置和攪拌裝置構成[5]，其中：驅動裝置由電動機、減速機和開式傳動齒輪等構成；攪拌裝置由攪拌軸、攪拌葉片、破碎齒和攪拌倉體總成等構成。工作時 ，電機通過聯軸器與減速機相連，通過減速機減速增扭，將動力轉矩向攪拌軸輸入；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，實現雙電機驅動攪拌軸同步運轉。

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

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

2.2 工作原理

煤泥破碎攪拌機進料口與精煤帶式輸送機機頭漏斗通過膠皮短節活動連接，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，由破碎齒和攪拌葉片對給入物料進行雙重破碎與攪拌，從而將煤泥團打開,煤塊則成為骨料，阻止煤團再粘結,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的作用，使摻混好的物料從排料口排出，進入精煤倉上配倉刮板。

2.3 技術特點

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

(2)出料粒度可設定，篩網無堵塞。煤泥破碎攪拌機底部設置了篩網，可以根據需要人工設定出料粒度。由于攪拌葉片對浮選精煤和重介精煤具有強行推進的作用，物料可被強制擠出，因而不會造成篩網堵塞。

(3) 具有自潔功能，避免了粘料和堵料。煤泥破碎攪拌機采用特殊結構設計,攪拌機構具有自潔功能,不粘齒，不堵料，在整個工作過程中既推進攪拌，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鍵部件均采用新型結構和高耐磨材料，具有高強度和高耐磨的特性，抗磨能力強，壽命長。

(5) 結構簡單，整機高度低，運行時振動小。煤泥破碎攪拌機兩齒輥采用雙電機單獨驅動，具有良好的互換性；整機高度低，便于設備布置以及平時的檢修維護；破碎齒輥采用低轉速運行，不需激振源，并采用高強度整體軸承座和整體機架，故運行時振動小，無需特殊的土建基礎。

(6)處理能力大，環保性能突出。煤泥破碎攪拌機采用通過式破碎原理和低轉速[6]，破碎機的處理能力大，運行噪聲低，產生的粉塵少，且采用了全封閉式破碎，工作環境友好。

(7)運行安全、可靠。煤泥破碎攪拌機采用測速傳感器進行過載保護，可確保系統安全生產。同時，該機還采用可靠、先進的智能測控系統，當攪拌軸堵轉或失速時，可自動停車，實現自保。

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

(9)采用潤滑油循環冷卻裝置，強制潤滑，確保設備安全、可靠。煤泥破碎攪拌機的減速機采用潤滑油循環冷卻裝置[7]，潤滑油從減速機的底部出油口出油，先通過冷卻器，再由減速機的頂部觀察口進入，將潤滑油噴灑到蝸輪與蝸桿嚙合處，以達到強制潤滑效果，避免潤滑不良導致蝸輪與蝸桿產生嚴重磨損。另外，潤滑油通過腔外循環，油中的熱量可散發到空氣中，能延緩密封件的老化，防止減速機過早漏油，確保設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出料口為長方形結構，因此優先考慮將出料口平行于下級轉載帶式輸送機或刮板輸送機布置，如果出料直接落入煤倉，則不必做此考慮。入料則優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時，應考慮檢修滑軌的安裝及設備移出檢修的需要，使煤泥破碎攪拌機與其上下級設備的高差在2 m以上，在滑軌方向的距離應在5 m以上。

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

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

攪拌器轉速/(r·min-1)

140

攪拌電機功率/kW

55×2

電機工作電壓/V

AC380/660

整機質量/t

9

最大高度/mm

2 431

最大寬度/mm

2 080

最大長度/mm

2 610

經實地測量，付村選煤廠上倉精煤帶式輸送機機頭與精煤倉上轉運刮板輸送機有3 m的落差；上倉精煤帶式輸送機至建筑墻體有4 m的距離，可預留800 mm的安全通道；在滑軌方向有15 m的空間。可見，現場條件完全具備MJ-600/55×2型煤泥破碎攪拌機的安裝要求。

3 應用效果

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

對2016、2017年外運精煤質量檢驗指標進行整理，繪制了銷售精煤水分、灰分、硫分與揮發分曲線，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 外運精煤揮發分對比圖Fig.5 Change of volatile matter of outloaded clean coal product

從各指標對照圖可以看出，與2016年相比，2017年外運精煤的水分、灰分、硫含量和揮發分指標波動區間均變窄，說明精煤摻混效果顯著。應用煤泥破碎攪拌機后，由于精煤產品質量均勻穩定，在實際銷售中質量糾紛明顯減少。

4 結語

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

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