選煤廠封閉式自動煤矸分選機設計應用

李潤春

（山西煤炭進出口集團左云長春興煤業有限公司，山西 大同 037100）

由于煤礦原煤回采后在破碎、運輸過程中會產生產不同粒徑的塊狀，在銷售過程中根據煤矸顆粒大小決定其價格，所以原煤采出后進入選煤廠內需進行不同顆粒煤矸篩選。在傳統選煤過程中，煤矸直接進入重介旋流器或跳汰機上進行篩選，但是由于受煤矸石顆粒影響，經常出現出料口、篩網堵塞現象。選煤設備故障率高，不僅降低了選煤效率，而且很容易發生重大機電事故。本文以山西煤炭進出口集團左云長春興煤業有限公司選煤廠為例，設計了一套封閉式自動煤矸分選機，并進行實際應用。

1 概述

左云長春興煤業有限公司是一座設計能力為6.0Mt/a的現代化選煤廠,建立于2015年，采用重介淺槽分選機進行煤矸篩選。礦井目前回采煤層為石炭系22#煤層，煤層發育不穩定，煤層內含多層夾矸，主要以炭質泥巖為主。原煤采出后經破碎機破碎，原煤中塊狀物較多，主要以矸石為主，最大塊狀直徑達0.75m。原煤運出至選煤廠后，經人工篩選后直接進入重介淺槽分選機進行分選。由于人工大塊篩選率相對較低，篩選后原煤中仍含有大量塊狀煤矸，直接進入重介淺槽分選機時很容易造成分選機卡堵現象，并產生高濃度粉塵，不僅降低了選煤廠煤矸分選效率，而且增加了選煤設備故障率。對此，山西煤炭進出口集團左云長春興煤業有限公司通過技術研究，設計了一套封閉式自動煤矸分選機，并進行實際應用。

2 封閉式自動煤矸分選機結構及工作原理

2.1 裝置結構組成

（1）封閉式自動煤矸分選機主要由支柱、分選箱、收集框（共計3個）、吹風機構、震動發生器、防護框、分選網、進料口等部分組成，如圖1所示。

（2）支柱安裝在分選箱側部，分選箱頂部設有進料口，進料斗固接于分選箱頂部，進料斗與進料口連通，蓋板底部一端鉸接于進料斗頂部。

（3）分選網安裝在分選箱內，共計兩個（第一、第二分選網），分選網與箱體以30°斜角安裝，第一分選網底端與第二分選網頂端搭接。

（3）分選箱兩側設置兩個出料口，第一出料口位于第一分選網底端，第二出料口位于第二分選網底端，兩個出料孔內安裝兩個收集框，主要用于篩選后煤矸分裝。

（4）吹風機構主要由支撐板、鼓風機、管道以及防堵網等部分組成。支撐板位于第一防護框上方，管道一端與鼓風機連接，另一端插入分選箱內；吹風機主要用于對分選網堵塞粉塵進行清除，避免了分選裝置在分選煤炭過程中造成的分選網堵塞現象。

（5）放置板頂部設有凹槽，第二收集框底部與凹槽插裝配合。凹槽能夠將第二收集框固定住，避免該分選裝置在振動時第二收集框跌落。

（6）震動發生器主要安裝在分選箱外側，在進行煤矸分選時通過震動發生器可使分選網進行震動，從而便于煤矸分選。

圖1 選煤廠封閉式自動煤矸分選機結構示意圖

2.2 工作原理

（1）在進行煤矸分選時打開蓋板，向進料斗內放入破碎后的煤矸，通過進料口進入到分選箱中，及時蓋回蓋板，防止分選過程中粉塵飛揚，造成環境污染。

（2）煤矸首先經第一分選網進行篩分，篩分后能將煤矸分選為大顆粒和中顆粒煤矸。大顆粒煤矸會向第一出料口方向傾斜滾動，直至落入第一收集框中，中顆粒煤矸直接掉落在第二分選網上。

（3）中顆粒煤矸進入第二分選網后，再次分選為中小顆粒和小顆粒煤矸。其中中小顆粒煤矸向第二出料口方向傾斜滾動，直至落入第二收集框中，而小顆粒煤矸直接落入第三收集框中。

（4）在分選過程中控制振動發生器聯鎖啟動，振動發生器能夠振動分選網，從而加速煤矸分選速率。同時吹風機構啟動后，輸出端能夠將壓風送入分選箱內，直接吹散分選網堆積的粉塵，避免了分選網堵塞現象。

（5）分選完畢后，振動發生器、吹風機構聯鎖關閉，然后直接將各收集框取出，從而達到將煤矸以大顆粒、中小顆粒、小顆粒進行分選的目的。

3 封閉式自動煤矸分選機結構優缺點及應用效果

3.1 結構優缺點

（1）裝置結構簡單。該裝置結構相對簡單，便于操作維護，自動化水平高，無需人工操作，降低了勞動成本費用。整套裝置成本費用為2.3萬元，成本費用低，故障率低。

（2）裝置應用效果好。與傳統人工篩選相比，該裝置可利用不同規格分篩網對不同粒徑煤矸進行篩選，分選效果好，分選效率高，實現了不同粒徑煤矸自動篩選目的，篩選效率高。篩分過程處于全封閉狀態，解決了傳統篩選時粉塵濃度大、影響篩選環境的問題。

（3）應用區域廣。該裝置不僅可用于煤礦選煤廠中，還可用于建筑、化工等領域中。

（4）該裝置在使用過程中還存在一些不足。① 由于分選網主要為金屬材質，在篩選過程中受煤矸撞擊影響，分選網易出現變形現象，需定期更換，加大了設備成本費用；② 分選后的煤矸需人工倒運至輸送帶，再進入重介淺槽機進行二次分選，加大了勞動強度，需進一步改進。

3.2 應用效果分析

左云長春興煤業有限公司于2018年9月在選煤廠安裝了封閉式自動煤矸分選機，通過3個月試應用，該裝置可對煤矸進行三種粒徑分選，分別為大粒徑（150～300mm）、中小粒徑（150mm）、小粒徑（30～100mm），同時在分選過程中粉塵濃度控制在30mg/m3以下。經該裝置分選后的中小粒徑煤矸直接進入重介淺槽分選機進行二次分選，在二次分選過程中未出現因煤矸粒徑大導致分選機堵塞現象，降低了重介淺槽分選機故障率，全年可降低選煤設備維修費用達42余萬元。

4 結束語

針對選煤廠選煤過程中因煤矸粒大造成選煤設備堵塞現象，設計采用一套封閉式自動煤矸分選機，實現了對煤矸自動化分選，提高了選煤廠選煤效率，降低了選煤設備故障率，取得顯著成效。