煤炭洗選加工過程中的粒度控制問題探討

杜亮亮

摘 要 在社會發展過程中，礦井的數量不斷增加。粒度是煤炭開采和加工過程中的重要質量指標，是檢驗商品煤質量的重要標準，也是確保加工過程順利進行的關鍵影響因素。同時，獲得認證的產品技術為煤炭生產和處理的安全性和可持續性提供了重要保證，是煤炭清潔過程中的重要控制環節，可以有效減少空氣污染問題。

關鍵詞 煤炭洗選加工;粒度控制;技術探討

引言

礦井和選煤廠生產規模的不斷擴大，改變了洗選煤種和生產方式，以及改變了選煤設計和生產過程中的煤炭力度控制的現狀，這些改變可能會阻礙選煤生產的正常運行。在這個基礎上，文章簡單闡述了粒度的主要內容，分析煤炭粒度控制的作用，并探討了煤炭洗選加工過程中力度控制的主要技術，以推動煤炭企業的進一步發展。

1 粒度的主要內容

粒度是指礦物被破壞后的顆粒組成情況，即顆粒的尺寸。粒度的表示可分為以單個粒子為對象的單一物體的概念和以一組粒子為對象的整體概念。單個粒子的大小由它在空間范圍內占據的線性大小表示，通常稱為顆粒的粒徑。球形顆粒的直徑是粒徑，習慣上將粒度等價于粒徑。非球形顆粒的粒徑可以由與其每邊都相切的長方體的長度l，寬度b和高度h表示。在實際生產過程中，幾乎總是一組具有不同粒徑和形狀特征的顆粒。，顆粒群的粒徑表示是在給定通過率的基礎上通過一定尺寸的篩子來測量其粒徑。例如，常用的篩分方法是使用一定直徑的圓孔篩來篩分物料，并使其通過一定百分比（根據用戶自己的標準，篩分范圍為80%到100%），這一直徑就是這個顆粒群的粒度[1]。

2 煤炭粒度控制的作用

2.1 用戶對商品煤粒度的要求

在一般情況下，用于能源發電的煤的粒度要求不夠嚴格，主要是因為火電廠需要特殊的設備和工藝來破碎和磨碎煤。火力發電廠的循環流程化機床鍋邊煤燃燒技術需要用到8～14mm的煤粒，過大或過小的煤粒，會影響燃燒過程中流化層的形成，導致動力系統無法正常運行。然而，無煙煤生產過程對煤塊具有更嚴格的粒度要求，因為無煙煤用戶對塊煤造氣要求更高，而煤炭的塊率是評估煤氣產量的關鍵，必須在煤炭燃燒轉化過程中對煤炭進行轉載、沖擊，實現二次破碎。而用于氣化原料的一些褐煤在生產過程中需要達到10～50mm的粒徑要求，并且對煤顆粒的尺寸和形狀有嚴格的要求。

由于煤炭利用市場的不斷改善，以及商品煤用戶使用差異對煤炭粒度的要求不同，如果煤炭的粒度不符合要求，容易導致極端的煤炭銷售情況，對煤炭加工企業的經濟效益造成直接影響。因此，對煤炭粒度的有效控制是確保商品煤質量和企業經濟效益的重要途徑。

2.2 確保生產過程順利進行

煤炭的破碎加工生產過程主要分為兩個階段：第一是井下作業的破碎階段，該階段原煤粒徑一般超過300mm，粒徑較大。通過單輥或錘式粉碎機破碎成300毫米以下的煤炭顆粒，這些經過破碎和處理的煤粒最終被輸送到井上。第二階段，運輸到井上的煤粒送到加工廠進行分選，粒度小的煤炭送到洗煤廠洗選，粒度大的經過破碎后再送到洗煤廠洗選。在此階段，很多煤炭采礦場都采用綜采放頂煤的開采模式，這種開采方式容易出現大量的大粒度煤炭，不利于破碎設備的監控管理，不能對整體的原煤粒度進行統一的規劃。因此，在煤炭運輸過程中，材料層的厚度較大，才可以保證刮板鏈的速度，此時環錘或遲輥外直徑與刮板鏈的間距超過300mm。在這種情況下，大粒度的巖石、矸石無法被篩出來，這些大顆粒材料對隨后的密探加工生產的安全性和穩定性構成了重大威脅。此外，大顆粒材料很容易掉落在高速運輸的膠帶上，對膠帶、留槽以及淺槽等設備造成損壞，減少設備的使用壽命，并且還會導致設備阻塞，造成生產的斷節[2]。

3 煤炭洗選加工過程中力度控制的技術途徑

3.1 確定產品的最佳粒度標準和合理的破碎比

為了在煤炭洗選加工過程中對煤炭粒度實現有效地控制，煤炭企業需要確定產品的最佳粒度標準，并確保合理的破碎率。通常，破碎機的破碎率由原煤的粒徑與破碎產物的粒徑之比來確定，這主要是處理后原煤的粒度減小的程度。在煤炭洗選加工過程中，主要通過以下方法計算破碎率，第一，將加工原料的最大粒度與加工后煤炭的最大粒度進行比較，以確定破碎率。第二，用平均粒度計算，這種計算比較復雜，不太實用。長期的實踐表明，過高的破碎率會造成資源浪費，并且不能有效地節省成本。因此，在實際操作過程中，工作人員需要根據原煤的實際情況準確計算出破碎率。

3.2 引進先進的設備

在原煤加工過程中，選煤廠要生產出滿足粒度要求的煤炭，必須深度加工原煤，可以通過拉伸、折斷以及劈裂等方式粉碎煤炭。在粉碎原煤時，根據煤炭自身的屬性，工作人員可以通過先進的設備控制破碎機的能耗范圍，提高煤炭粉碎效率。通過實踐表明，傳統的尺輥破碎機要比分級破碎機消耗更多的能源，因此，在實際煤炭加工過程中，分級破碎機最適合現在的煤炭破碎工作。此外，選煤廠也要不斷更新工作的設備，并創建自身的設備開發團隊，開發出最適合本地煤炭加工的破碎機，推動煤炭洗選工藝的進一步發展。

3.3 對粒度提出準確的技術要求

為了有效地控制煤炭的粒度，選煤廠必須根據實際需要制定粒度的準確技術要求。例如，如果生產粒徑要求為50mm，那么當破碎后的煤炭顆粒送入有壓給料旋流器時，為了符合嚴格的粒度要求，l、b、h都要小于50mm;如果是使用大直徑無壓給料旋流器，則l、b、h有兩個需要小于50mm，另外一個方向略大于50mm即可;而如果使用的是跳汰機這類對粒度適應性較強的選煤設備，l、b、h有一個小于50mm即可[3]。

4 結束語

總之，粒度控制在煤炭洗選加工過程中起著重要作用。在實際操作過程中，選煤廠要根據實際需要嚴格要求粒度標準，通過各種手段，提高粒度控制的實用性和規范性，保證最終產品的規格和質量達到市場和客戶的要求，促進我國煤炭洗選行業的長遠健康發展。

參考文獻

[1] 孫明福.煤炭洗選加工過程中有關粒度控制問題的探討[J].城市建設理論研究（電子版），2016，（34）：114-115.

[2] 劉利民.煤炭洗選加工過程中有關粒度控制問題的探討[J].山東煤炭科技，2016，（1）：195-196，199.

[3] 崔春霞.淺談煤炭洗選加工過程中的粒度控制問題[J].石化技術，2019，（3）：210.