跳汰選煤技術的應用及工藝發展

黨銳剛 谷林 潘月軍 張曉君

摘 要：隨著市場用煤需求量的不斷加大，煤礦生產中選擇可靠的選煤技術與設備，關系著選煤效率。在此形勢影響下，作為動力煤分選的重要設備，跳汰機的合理使用為選煤作業計劃的順利完成帶來了重要的保障作用，增強設備使用中分選效果的同時降低了煤礦的生產成本。隨著現代化煤礦發展速度的加快，需要加強對跳汰選煤技術與設備的研究，降低設備能耗，保持選煤技術使用中的良好經濟性及節能環保性，全面提高我國煤礦企業的整體生產效率。

關鍵詞：跳汰 選煤 應用 發展

在我國現有的選煤工藝中，跳汰選煤是應用最廣泛的選煤工藝之一，其在選煤過程中具備多方面的優勢，如技術成熟、是陰性較強、分選質量高、技術相對簡單、過程控制成本較低等。隨著經濟社會的不斷進步，煤炭選煤方式也面臨著新的挑戰，如何對跳汰選煤進行全新認識和再定位成為煤炭行業重點考慮的問題。

1 跳汰選煤技術概述

跳汰選煤已有一百多年的歷史，是一種成熟的選煤方法。跳汰選煤在垂直脈動的介質中按顆粒密度差別進行的選煤過程，跳汰選煤的介質是水或空氣，個別的也用懸浮液。跳汰工藝具有工藝流程簡單、生產能力大、維護管理方便、生產成本低等優點。適于處理極易選和易選以及中等可選的煤。分選上限可達50～100mm，分選下限為0.3～0.5mm，即可以分級入選也可以不分級入選，跳汰選煤法的分選效率受物料性質影響較大，在細粒物料多，可選性差的條件下，分選效率會顯著下降。跳汰機與重介質選相當，但是在要求出低灰精煤的時候，如果分選密度低于1.4g/cm3，可能由于可選性變難，造成跳汰機難以操作，無法保證正常的分選效果。近年來，隨著新技術的研究和應用，跳汰選煤設備也有了長足的發展，主要表現在跳汰機的結構更為科學合理，自動化水平日趨完善，分選效果進一步提高。如今的跳汰機已從過去的機械化發展到了自動化、智能化，更加滿足了工藝要求，跳汰選煤的數量、效率也更貼近了理論值。我國對跳汰機機器自動控制研究做了大量的工作，并取得了多項成果。目前常用的跳汰機有LTX型、LTG型、X型、SKT型。LTX型和LTG型是早期設計的機型，均采用溢流堰、直閘門、排料輪和護板組成的排料機構。由于排料輪距下料口太近，排料輪上的物料易受脈動水流的作用而自行流出，難以控制排料量。此外，排料輪放在排料道內容易被大塊物料卡主，因此，這種結構一直未能達到良好的應用效果。跳汰選煤的主要矛盾為：按密度分層與松散度、整體托起的松散形式與數控風閥、高處加速度和松散度、寬級別和不分級入洗的矛盾。

2 跳汰選煤技術的應用

跳汰選煤技術的應用主要是依靠跳汰機來完成，因此，跳汰選煤技術的應用及時跳汰機的發展和應用，在我國較早出現的是鮑姆跳汰機，這種機器在上世紀60年代是較為流行的，很多選煤廠都會采用這種跳汰機進行選煤，但是進入新世紀后，經濟發展的速度飛快，使得跳汰選煤技術遭受到更加嚴峻的挑戰。在本世紀，跳汰機選煤有如下使用：

2.1 動篩跳汰機的應用

在跳汰選煤技術的發展過程中，人們所使用的跳汰機多數是指定篩跳汰機。事實上，跳汰機可以分為定篩跳汰機和動篩跳汰機兩類，動篩跳汰機本是一種古老的選煤方式，但是由于其主要應用在塊煤而漸漸被定篩跳汰技術所代替。近些年，隨著煤炭企業的逐漸發展，人們對煤炭質量的要求越來越高，各種煤炭幾乎都需要經過加工處理，在這種社會需求下，動篩跳汰法重新回到了選煤的技術行列中，且在新形勢下發生了一定的技術改變，有效與現代化技術結合，賦予了動篩跳汰機選煤技術新的內涵。

我國在前些年的TD系列液壓動篩跳汰機使用經驗的基礎上，又開發出了新型機械驅動方式，這種方式與傳統的液壓驅動式選煤技術相比結構較為簡單，在運行過程中的可靠性也逐漸增高，且在維護的過程中，為維護工作帶來一定的方便，也正因為如此而受到了行業的歡迎。

目前，我國唐山煤炭研究院所提出的新型動力急回機構動篩跳汰機，具有良好的急回特性，工作中的處理時間基本保持在80t /h～120t /h 的范圍內，能夠為選煤作業計劃的按期完成提供可靠地保障。運用這種新型東流急回機構的動篩跳汰機，由于其急回速比保持在1.8左右，使用中具有良好的環境適用性，分選效果良好，運行狀態穩定，充分滿足了實際作業計劃的具體要求。

結合選煤作業計劃的各種需求，逐漸擴大大型動篩跳汰機的實際應用范圍，有利于提高選煤過程中的分選效率，增加不同煤質的銷售量，最大限度地滿足用戶的實際需求。在可靠的動篩跳汰機作用下，可以對小于300mm、大于50mm 入料粒度的高硫煤進行針對性地操作，選出符合實際需要的煤炭。通過對大型動篩跳汰機的合理使用，可以使最終得到的精煤灰分含量保持在3.2%，實際的分選效率可到95.3%，基本滿足了選煤的實際要求。因此，未來選煤作業計劃實施中應擴大大型動篩跳汰機的實際應用范圍。

此外，動篩跳汰機的開發工作和推廣工作，是我國近年來選煤技術的一大成就。動篩跳汰機具備很多優點：第一，其結構較為緊湊，在工藝上相對以往的技術較為簡單；第二，用水量少，為企業節省了很大一部分投資費用。動篩跳汰機主要用于預排矸過程以及動力煤的洗選過程，并由于其具有用水量少的特點而被應用于高寒地區以及缺水地區。

2.2 定篩跳汰機的應用

在與其他選煤技術競爭發展的同時，跳汰發也在發展中逐漸完善自身的缺點，新時期下，各研究機構正積極研究和總結跳汰機的使用經驗，并全身心投入到研制適合社會發展和市場需求的多元化跳汰機，使其具備高效化和自動化等優點，在近些年的跳汰機發展中，應用較為廣泛的是SKT系列、X系列等，其中SKT智能跳汰機篩選煤技術在市場上已經占據了相當大的份額。

SKT跳汰機具備非常多的優點：第一，對于篩下空氣室來說，其主要采用的是U型震蕩的模式，使得床層的脈動保持平穩；第二，對于風閥來說，其采用的是滑動式的數控風閥，這種風閥的采用不僅開啟時會省力，而且產生的噪聲較小，在應用過程中的可靠性非常強；第三，其采用電腦數控裝置，操作起來十分方便，且能夠直觀進行觀察，在后期的維修量較小；第四，在自動排料系統中采取了先進的技術，使得排料量能夠連續穩定；第五，排料輪的設計較之以往更加科學合理，將其置于機體的下部，不僅有效減少了輪的長度，還防止了卡堵的現象發生；第六，機體采取了組合裝配的結構，為安裝和拆卸工作提供了一定方便。在近些年跳汰機的新產品中，都采用了多室共用數控錐形風閥技術，這種技術在很大程度上降低了能源的消耗，減輕了設備的維護量，同時也提高了分選的效率，單位處理能力與過去的跳汰機相比提高了近20%。

在不斷完善的過程中，SKT跳汰機已經發展的越來越好，其中SKTZD-14型跳汰機已經實現了自動化控制，其控制的內容包括以下幾方面：第一，參數控制系統，主要是指對風、水、排料等方面的參數控制；第二，關聯設備的自動啟停控制；第三，處理量的自動優化控制；第四，自動感知控制，主要是感知入料煤質的變化。

3 跳汰選煤技術未來工藝發展

新世紀的大背景下，我國選煤廠發展速度較為迅猛，但是在發展過程中存在著一定的不平衡現象，即重視煉焦煤洗選，輕視動力煤洗選。我國政府針對這種情況也給予了一定重視，出臺相關政策積極突進潔凈煤技術產業化發展，加大力度發展洗煤、配煤等技術。潔凈煤技術是相對較為復雜且龐大的工程，其依據的基礎是煤炭的洗選加工。而動力煤由于價格較低、工藝簡單等特點，成為人們關注的首選選煤技術，其發展空間十分廣闊，在新世紀，跳汰選煤技術應當遵從以下發展工藝：

（1）在對原煤進行選煤時，若是原煤灰分不高且塊狀煤較多時，可以單純地采取動篩跳汰機進行洗選，不僅能夠減少投資和加工的費用，同時也能保證工廠的經濟效益。在此基礎上，要跟上時代的腳步，看清市場需求，積極組織相關人員對動篩跳汰選煤技術進行深度探索，開發出更加適合時代發展和市場需求的選煤技術，以促進我國經濟的發展。

（2）在對原煤進行選煤時，若是原煤的質量較為低劣，但是卻對選煤質量要求較高時，則可以采取動篩跳汰選煤與定篩跳汰選煤聯合進行作業，兩種方式共同使用，可以有效提高選煤作業的效率，同時也能使這兩種方式分別發揮自身有點，為工廠帶來更多經濟效益。

（3）面對跳汰選煤技術的現狀，相關人員必須要繼續深入研究跳汰分選過程理論，構建其分選的數學模型，并結合自動控制相關理論，研制出跳汰自適應控制系統，以實現跳汰選煤的智能控制。這種方式的實現需要大量的實戰經驗，同時也需要大量的科學技術作為依據，因此，必須要加強相關人員的培訓，逐漸提升自身能力，為跳汰選煤技術的發展奠定人力基礎。

4 結語

總之，我國在跳汰機技術方面已經逐漸走向了世界發展的前沿，但是在實際發展過程中，我國的設備制造水平、檢測手段、智能控制方面還存在著一定的問題。針對上述問題，選煤工廠在保證跳汰選煤技術正常發展的同時要積極改善，結合實際發展對跳汰技術進行重新定位，為我國的經濟發展做好鋪墊。

參考文獻：

[1]模糊控制在跳汰選礦中的應用[J]. 秦虎，劉志紅，黃宋魏.？？云南冶金.？2010（06）

[2]跳汰機工藝制度與調試[J]. 舒豪.？？煤炭工程.？2003（02）

[3]跳汰選煤技術的應用及再定位[J]. 孫明福，李明菊，李峰.？？城市建設理論研究（電子版）.？2016（30）

[4]關于跳汰選煤主、再洗合理、有效配合的一些問題[J]. 師工.？？煤質技術.？1996（06）

[5]小型跳汰選煤廠設計建議[J]. 婁德安，朱長勇.？？選煤技術.？2007（03）

[6]我國動篩跳汰選煤技術與裝備的最新進展[J]. 楊濤.？？內蒙古煤炭經濟.？2017（01）

作者簡介：黨銳剛，（1985-01-18），男，陜西省榆林市神木市大柳塔試驗區，助理工程師，本科學歷，現在神東煤炭集團洗選中心調度指揮中心從事相關管理工作。