選煤廠淺槽重介分選機運行現狀分析及其優化改造研究

于 鑫

（山西新景礦煤業有限責任公司， 山西 陽泉 045000）

1 研究背景

《煤炭工業“十四五”高質量發展指導意見》明確提出，要使我國的原煤入洗率比例達到80%以上。山西是全國煤炭產煤大省和全國煤炭出口量的主要來源。山西選煤廠的選煤系統一般都是重介淺槽法進行選礦，此技術具有系統簡單、洗選效率高等優點，但其缺點是設備磨損嚴重，配品配件更換頻繁，洗選效率提高受到限制。根據洗煤廠洗選實際情況，對淺槽分選機洗選藝進行了改進，達到了降低設備損耗和降低維護費用的目的。

2 重介淺槽分選機主要工作原理及設備參數

重介淺槽分選機所用的分選原理一般都是阿基米德原理，其主要是借助渣漿泵把密度在（1.80±0.02）kg/L 范圍內的重介質懸浮液變為上升流與水平流的方式輸入到分選槽內，通過上升流可以讓物料進行分散，通過水平流可以讓物料輸送。槽內的原料煤塊會依據密度的不同自動進行分層，其中精煤（輕產物）會進行上浮，精煤在水平流的帶動下會經溢流堰最終排出；一些矸石等（重產物）會自動下沉，最終從刮板自動排出[1-2]。

選煤廠所用的重介淺槽分選機結構相對比較復雜，其一般主要由槽體部分、頭輪部分、過渡輪部分、尾輪部分、刮板部分、電機部分、鏈條部分以及減速機部分等8 部分組成，圖1 為重介淺槽分選機的主要構造，該分選機的供介方式主要為水平流供介與上升流供介，山西陽煤集團某礦選煤廠采用的淺槽重介分選機為DMB8013 型淺槽分選機，其處理量為800 t/h，具備的介質循環量可達到2000m3/h，刮板寬度為1370mm，實際最大排矸量可達到300 t/h，EP值為0.03。

圖1 淺槽重介分選機具體構造

3 存在問題

洗煤廠重介淺槽分選設備采用一般比較常見的淺槽分選機，其寬度5 400 mm，葉片寬度1 524 mm。本裝置具有良好的洗礦效率和排矸量大的優勢。但其最大的缺點是底板和驅動鏈之間的磨損問題比較嚴重，由于在運行過程中，鏈條是通過滑道進行傳動，兩者之間的相對運動比較高。損失最大的是尾部L 型滑道和中間的圓弧滑道，經過統計發現，平均損壞和更換周期約3 個多月，每套裝置每年的耗材約217 700元，大大增加了運行費用[3-4]。

4 技改措施

技術革新具體措施主要是將鏈條與滑軌的摩擦驅動轉換為鏈輪式的滾動式驅動，并在此基礎上進行了改進。

對鏈板和滑道的磨擦傳動的改進分為兩個階段，一是尾部滑塊的改裝，二是對弧段的改型；在升級改造完成后，既可降低鏈片的磨耗，又可降低淺槽運行負荷。摩擦方式的轉變，將滑動改為滾動，降低了工作過程中的磨損，提高了試用壽命，采用滾輪的方式，同時降低了配件的使用量，減少了工作人員的維護工作量[5-6]。

4.1 機尾“L”型滑道改造

將尾部L 形導軌上的導軌換成鏈輪支承，鏈輪支承采用外置支承的固定措施，并用填料密封，防止填料直接與鏈條輪軸發生摩擦；在軸上增加一個保護套。采用鏈輪和鏈板支承組合的方法，可防止由于槽體內部復雜的環境而引起的跳鏈，使其復位困難。盡可能地擴大輪寬而不會對刮片的連片造成影響，同時保持與槽盒的緊密接觸，避免脫鏈。為了方便檢修和快速更換，鏈輪采用了分體結構，見圖2 和圖3。

圖2 改造前分選機機尾L 型滑道

圖3 改造后分選機機尾L 型滑道

4.2 淺槽分選機中部弧形滑道改造

在分選機上，圓弧滑道上的導鏈輪是單側半軸，既能防止通軸的出料堵塞，又能使兩邊的導輪獨立牽引旋轉，有效地防止了鎖頭的脫鏈。鏈輪軸在槽體外側的兩個支座，用盤根式擠壓密封。在鏈輪和原有的滑軌之間采用了異型導軌，并對全鏈輪進行保護，可以有效地阻止煤塊進入鏈輪。通過將鏈輪與實心輪連接，使鏈條與鏈輪接觸面積增大，從而減少了鏈條軸與鏈輪的磨損[7-8]。由于單輪一次引導會增大刮板與底板間的空隙，刮板與淺槽底板間的空隙不均勻，造成刮板在運轉時發生卡塊、刮板彎曲變形、底板瓷片被擠壓、刮板被刮出、刮板被刮出等問題。改變弓形底板的外形，使其底板隨著鏈條的實際運動軌跡而轉動，以保證與鏈輪的平行，從而使刮片與底板之間的空隙保持一致。底部留有充分的瓷片貼合空間，使刮刀與基板之間的間隙保持在5 mm 以內，從而防止了卡塊事故的發生。分選機中部弧形滑道改造前后見圖4 和圖5）。

圖4 改造前分選機中部弧形滑道

圖5 改造后分選機中部弧形滑道

5 實施效果

5.1 節約了耗材

在升級改造前，一臺淺槽鏈條的成本為78 720 元（見表1），其平均壽命為5 個多月，每年消耗量2.4條，年耗材成本188 928 元；經過改進后，鏈條的損耗顯著減少，壽命提高至10 個多月，每年消耗量為1.2條，年耗材成本94 464 元，所以單臺淺槽鏈條每年可結余成本94 464 元[9]。

表1 單臺淺槽技改前后耗材使用周期對比

在進行改造之前，每年使用的一臺淺槽滑道造價為28 764 元。在升級改造后，每一條鏈條的年損耗為7 680 元，每年可以實現21 084 元的結余。單臺淺槽分選機材料結余合計：94 464（鏈條）+21 084（滑道）=115 548 元。

5.2 降低勞動強度和安全隱患

淺槽滑道的磨損主要發生在尾部L 型滑道和中間的圓弧滑道上，在將鏈鏈與導軌的摩擦驅動轉換為鏈輪式的滾齒驅動后，每隔3 個月就要進行滑道的更換，而技術改進后的每12 個月才需要進行一次；同時將鏈條的更換周期由5 個月延長至10 個月，大大減輕了工人的勞動量，降低了生產中的安全風險。

5.3 提高了運行穩定率

淺槽作業中的關鍵操作失效形式為跳鏈，技術改造后的導輪在早期就針對脫鏈問題進行了改進，在前端傳動鏈輪外直徑上采取了嚴格的密封性保護，可以防止其跳鏈。經過技術的優化后可以提升日常運行的穩定性。

6 結語

本文研究了重介淺槽分選機的底層鏈條與滑道的摩擦驅動引起的機械磨耗問題，在此基礎上，改變了底層滑道的支承結構，采用了鏈輪式支承方式，使滑塊摩擦力變為鏈輪式的滾動摩擦；它能有效地減小摩擦，減少了零部件的替換次數及維修費用，運營效益較好。淺槽分選機的底部滾子鏈輪式結構的優選，可在深槽分選機中得到推廣使用，并可直接用于分級設備的生產。