YTG-3跳汰機在南桐礦業公司選煤廠南桐廠區的應用

廖海林

(重慶南桐礦業公司選煤廠，重慶 400802)

南桐礦業公司選煤廠主要由原南桐選煤廠和原干壩子洗選廠于2014年底合并而成，現分別設置成干壩子廠區和南桐廠區。南桐廠區(原南桐選煤廠)始建于1938年，建廠以來實施過多次技術改造，目前洗選能力為1.50 Mt/a；原煤以不脫泥方式入選，主選工藝為末煤由有壓兩產品重介質旋流器主再選、粗煤泥由重介質旋流器分選、細煤泥浮選的聯合工藝。主導產品為冶煉精煤，主要供給重鋼等單位。2015年底南桐礦業公司選煤廠實施生產系統優化和自動化改造工程，根據南桐廠區入廠原煤煤質變化情況，對原煤處理系統進行優化，增加跳汰預排矸系統。本著“降低投資、利舊設備”的原則，在對優化方案充分論證的基礎上，決定將干壩子廠區閑置的YTG-3跳汰機及其配套設備作為南桐廠區原煤預排矸系統。

YTG-3跳汰機是用于排除原煤中13～200 mm或25～200 mm矸石的全自動跳汰機，其在南桐廠區運行初期，由于原煤煤質的原因，一直不能正常運行。在對其改造后，跳汰機“水土不服”的問題得到解決，且工藝性能完全滿足要求。

1 YTG-3跳汰機

1.1 結構與工作原理

YTG-3跳汰機(圖1)主要由機體部分、風閥系統、排料裝置、浮標裝置等組成，其中風閥系統選用數控氣動風閥裝置，通過兩閥的交替動作控制洗水脈動；排料裝置采用數控自動排料方式，用于排出機體內的不同物料；浮標裝置用于檢測物料的床層厚度，并將檢測結果傳給控制柜。

原煤給入跳汰機后，在篩板上形成床層；壓縮空氣通過風閥周期性地進入空氣室，并通過空氣室排出。在空氣壓力作用下，在水流周期性地通過篩孔上升時，不同顆粒隨之升起，低密度、細粒度的顆粒快速上升；當上升流流速度很小，水流開始向下運動時，各種顆粒在干擾狀態下沉降。高密度、粗粒度的顆粒優先下沉，密度和粒度居中的顆粒次之，最后是低密度、細粒度的顆粒。此時，物料分層過程完成，矸石和中煤分別通過矸石段和中煤段的排料閘門(排料輪)、排料通道排到機體下部，并分別與透篩的細顆粒矸石、中煤會合，再由斗式提升機排出，精煤通過溢流堰排出[1]。

圖1 YTG-3跳汰機結構

1.2 技術參數

YTG-3跳汰機的主要技術參數如下：

跳汰面積/m2

3

入料粒級/mm

13～200

處理能力/(t·h-1)

80～150

循環水量/(m3·h-1)

300

篩板傾角/(°)

15

篩孔直徑/mm

11

電機功率/kW

2.20

壓風機壓力/MPa

1

鼓風機壓力/MPa

0.03

氣缸工作壓力/MPa

0.4～0.6

1.3 技術特點

(1)采用柔性空氣室代替篩下空氣室，可以有效節約能源，提高設備工藝效果和穩定性。

(2)跳汰過程風與水不接觸，排出的空氣為純凈空氣，不污染環境。

(3)采用擺動風閥技術，不但可以降低能耗，而且能使脈動水流獲得更強的爆發力，進而提高分選效果。

(4)基于電動鏈輪的排料裝置，可使排料更及時，進而有效避免矸石污染精煤。

2 現場調試

2.1 原煤煤質

南桐廠區的入選原煤來自南桐煤礦，在對兩個廠區的入選原煤對比后發現，南桐廠區的原煤粒度組成滿足YTG-3跳汰機對入料的要求，其他工藝參數也符合要求。南桐廠區的入選原煤粒度組成見表1。

表1 南桐廠區的入選原煤粒度組成

由表1可知：入選原煤中>25 mm粒級物料的產率為15.79%，灰分為61.62%，硫含量為6.29%。這說明原煤采用跳汰機分選后，產品質量可以滿足要求。

2.2 調試效果

在將YTG-3跳汰機安裝完成后，調試過程中發現，跳汰機的排矸輪經常被卡塞，設備分選效果不是很理想(表2)。因此，需要對跳汰機進行技術改造。

表2 YTG-3跳汰機調試期間的生產數據Table 2 Performance of the YTG-3 jig recorded during its commissioning period %

3 技術改造與現場測試

3.1 方案與實施

對兩個廠區的入選原煤煤質分析發現，南桐廠區的入選原煤中>25 mm粒級的產率高 8.93個百分點；此外，入選原煤中的不規則長方體較多，最長者達到230 mm，這是導致跳汰機排料輪經常被卡塞的原因。

由于礦井生產工藝沒有調整，南桐廠區無法調整跳汰機的入料粒度。為此，探索性的采取降低設備處理量和更換大功率電機的措施，但是都不能徹底解決跳汰機排料輪被卡塞的問題。綜合考慮，在不破壞配重塊，且不影響固定掛鉤受力的情況下，結合入選原煤的實際情況，將活動掛板的長度縮短40 mm，即由原來的493 mm縮短到453 mm。在活動掛板的質量減輕后，排料空間增加40 mm，排料輪被卡塞的問題得到徹底解決[2-3]。

3.2 應用效果

在YTG-3跳汰機完成技術改造后，在運行正常的情況下，再次對其分選效果進行檢測。通過YTG-3跳汰機的入料(>25 mm粒級原煤)密度組成(表3)可知：當分選密度為2.00 g/cm3時，浮物產率為31.57%，灰分為18.16%，硫含量為2.11%。

表3 跳汰機入料的密度組成Table 3 Density consist of the jig′s feed coal %

通過跳汰機的輕產物、重產物密度組成(表4、表5)可知：輕產物的灰分為28.71%，硫含量為3.25%；重產物的灰分為74.17%，硫含量為7.87%。

表4 跳汰機輕產物的密度組成Table 4 Density composition of the jig′s lighter product %

表5 跳汰機重產物的密度組成Table 5 Density composition of the jig′s heavier product %

3.3 工藝性能評價

結合表3、表4、表5數據，采用格式法計算出的產品實際產率、產率偏差、重產物分配率數據見表6。

表6 產品產率、產率偏差及重產物分配率計算結果Table 6 Calculated yields and loss of yields of products and partition coefficient of heavier product %

通過計算結果可知Δ2=4.22，結合有關計算式計算跳汰機的分選精度，

式中：σ為均方差；n為計算時的密度級；k為與產品有關的參數，兩產品時取k=0，三產品時取k=1。

在n=7、k=0的情況下，計算出的σ=0.84。根據σ值的檢驗標準，主選時σ=1.40，重介再選時σ=0.80[4]。采用YTG-3跳汰機作為一段排矸設備時，σ符合有關要求，故表6數據有效。在表6數據的基礎上繪出沉物分配曲線(圖2)，并計算跳汰機的工藝性能指標(不完善度)，以評價其工藝性能。

圖2 沉物分配曲線

由圖2可知：δ75=1.93 g/cm3，δ25=1.67 g/cm3，δ50=1.81 g/cm3，計算的I=0.16。由于跳汰機用于一段排矸，其工藝性能完全滿足生產要求。

4 結語

根據有關標準規定，評定重選設備工藝性能的指標包括三項，即可能偏差或不完善度、數量效率及總錯配物含量。由于跳汰機僅用于排矸，故未對數量效率和總錯配物含量進行測算。通過對YTG-3跳汰機的排料輪與活動掛板之間寬度的調整，結合其在干壩子廠區、南桐廠區的運行效果，該設備在兩個廠區的工藝性能指標(不完善度)均為0.16，說明此次技術改造很成功。

參考文獻：

[1] 李賢國.跳汰選煤技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，2006:2,3，37.

[2] 孫玉堂，黃玉梅. 跳汰機的改造[J]. 選煤技術，1990(3)：51-53.

[3] 胡 剛，阮明武. 跳汰機洗選工藝的改造實踐與效益[J]. 煤炭加工與綜合利用，2002(1)：4-5.

[4] 全國煤炭技工教材編審委員會.選煤廠技術檢查與質量管理[D].北京：煤炭工業出版社，2002：175.