重介质浅槽分选机系统安全性技术改造

重介质浅槽分选机系统安全性技术改造

苏健

神东煤炭集团洗选中心  陕西省榆林市  719315

摘要：随着我国科技水平的不断提高，煤矿也得到很好的发展，在这种背景下，我国选煤的技术水平也在飞速发展。选煤技术由传统粗放式发展逐渐向定制发展。浅槽分选作为大型的块煤分选设备，在国内动力煤选煤厂及部分炼焦煤选煤厂得到了广泛的应用，主要依靠悬浮液的浮力和上升流的向上的推力实现精煤产品与矸石的分层，然后利用水平流将分好层的上层精煤冲出溢流堰，最终实现分选作用的。重介质浅槽分选具有分选精确度高，分选粒度范围广等特点，在选煤厂得到广泛应用，在现场使用过程中存在很多问题，通过对现有浅槽分选机的分析研究进行安全技术性改造达到稳产高效的目的。

关键词:浅槽系统；重介质分选；选煤厂安全；技术改造

引言

近年来，随着国内能源消耗的增加，煤炭需求快速增长，虽然综采技术水平越来越高，但由于我国不同地区的地质条件不同，煤质难以满足环保要求，因此必须利用选煤生产优质煤炭，以充分利用煤炭资源、减轻生态环境压力。洁净煤技术的推广迅速推动了选煤行业的发展，也提高了煤炭的经济价值。

1重介质浅槽分选机工作原理

重介质浅槽分选机主要是通过重介质分选原理的使用，实现两相流体之中不同密度矿物的沉降分离。密度低于重介质的物料会逐渐上浮，并且随着流动的重介质直接流过溢流堰，直接成为精煤;密度高于重介质产品，就会逐渐沉降到分选槽底层，然后通过刮板实现浅槽槽体的刮出，形成矸石排出。为了满足正常分选的要求，在内部需要保持密度相对稳定，并且还能够实现重介质悬浮液的均匀分布，通过高扬程离心泵将其分为垂直流和水平流2部分，然后分别送入相应的浅槽分选机内。在浅槽内完成分选后，重介质再净化，不断循环完成重介质分选[1]。

2重介浅槽分选机存在的安全问题

1）重介浅槽分选机的套筒滚子链条可靠性差，容易出现链条断裂、刮板易弯曲的问题。2）分选机总是在固定速度运行，当排矸量任务较少时，不仅浪费电力，也易增加链条、刮板的磨损量。3）排矸刮板局部结构刚度偏低，平面的的均布扁孔降低了筋板强度，甚至造成了厚钢板弯折问题。4）机械结构间相互干涉，对后滑道链条刮裂的问题分析得知：工作摩擦阻力大造成间歇性卡链条问题；滑道处螺栓安装不规范造成的外露，使链条和联接板外露螺栓冒存在碰撞，引发卡链条的问题[2]。这些故障造成了设备运行状况不良，在维修过程中也容易发生人身伤害事故，针对这些问题研究改变其机械结构和控制系统，以提高设备运行的安全性和可靠性。

3重介浅槽分选机的改进策略

3.1重介浅槽分选机控制系统改进

将重介浅槽分选机采用变频调速模式，根据生产负荷、来料量自动调整刮板转速，以减少链条和刮板的不必要磨损。浅槽采用智能控制系统，通过PLC集中控制和密度的自动调节，经过多次试验和验证，采用浅槽密度控制系统后可减少操作人员50%，有效避免人为造成的后期通过问题，介质分流和水雾自动启动减少了重介质的消耗。链条采用液压张紧方式，通过系统控制，不仅操作方便，而且避免了人为扭矩冲击等带来的安全隐患。系统润滑采用自动集中注油的方法，保证了操作的安全性。提供了一种智能控制的制动保护装置，可监控铲刀的工作状态，避免铲刀定位意外损坏。通过集中控制系统的PLC逻辑链路，设置安全电路和装置间远程监控、启停及故障排除功能[4]。PLC运行时，首先扫描端子状态，获取数据输入状态寄存器，根据获取的信息根据设置程序发出控制指令，指令输出映像区集中导出到输出存储库后由CPU导出到输出端子，最终实现控制装置的动作。

3.2浅槽内重介质密度循环系统优化

重介选煤生产工艺，根据原煤煤质及生产工艺的要求，必需保证重介浅槽内介质密度值保持平稳，在最初阶段重介质悬浮液密度的调节中因为没有添加煤泥，所以密度并不稳定，当一定量的煤泥添加进入之后，就可以让密度本身区域稳定，但在实际生产过程当中，补水阀与分流箱控制阀为开关式碟阀，在控制过程中补水阀与分流箱控制阀的开关动作都会对浅槽内介质密度产生波动，无法保证介质密度平稳的要求，影响系统生产和分选效果。针对此问题，经过认真研究论证，通过技术攻关来解决了这一问。革新后，保证了煤质稳定，提高了产品煤的品质。实现了密度液位自动控制，使密度和液位能够保持稳定，满足了生产工艺要求，有利于重介浅槽内介质稳定，提高了生产效率和现场对介质的有效利用率，避免了因密度波动而造成的介质利用率低下的损失，降低了介质损失和产品煤损失[5]。

3.3浅槽上升流防堵塞工艺改造

浅槽底部上升流孔径为10mm，在停车过程中0-10mm的煤粒透过上升流孔进入到合介桶，长时间运行合格介质中0-10mm的煤粒越来越多，导致浅槽上升流不畅或堵塞，影响浅槽的正常分选，并对合介泵的叶轮造成磨损。

在浅槽上升流的总管道上加装一个支管路，在支管路和上升流的总管道上分别安装自动控制气动阀门，在支管路下方加装并安装一个过滤装置，过滤装置下方通过管道连接至合格介质桶，该装置的上升流主管道上的气动阀及分支管道的气动阀通过检测合介泵的启停来控制阀门自动切换。该工艺改造简单，效果明显，有效的解决了浅槽上升流堵塞问题，可推广至浅槽分选的选煤厂，可应用性非常广泛，成本相对效益很低。通过检测合介泵的启停信号，实现阀门自动切换，无需人工操作，即可实现合格介质的过滤，自动化程度较高。该过滤装置用吊挂进行悬空，在过滤装置的后侧安装一台激振电机，并在过滤装置内加装喷水装置，保证了合格介质的回收率

3.4浅槽分选机中煤回收功能改造

3.4.1现场犁式卸料器的安装及改造

为了及时将中煤回收，在矸石胶带机上方安装犁式卸料器，犁式卸料器所卸物料通过溜槽导入正下方的块精煤胶带机。在正常生产的情况下，犁式卸料器抬起，不工作，停止合介泵之后，将犁式卸料器放下投入使用，遗留在浅槽内部的中煤经过矸石脱介筛筛脱介之后落入矸石胶带机，最终通过犁式卸料器卸入702块煤胶带机。

3.4.2程序改造

将犁式卸料器的投入和停止使用加入到了现有的自动控制程序，可以采用就地和集控两种控制方式，就地由岗位工根据3111块煤矸石脱介筛的筛上物料物料情况启动犁式卸料器，但是操作环节较多，而停车时间短，所以一般采用集控操作，即岗位工在现场观察块矸石脱介筛筛上物料，当筛上物料过尽之后，联系调度室停合介泵，同时开启犁式卸料器，进行排料，直至块矸石脱介筛上中煤排尽之后，彻底停车。

3.5浅槽断链保护改造

使用的浅槽刮板机在运行过程中由于大块矸石，杂物等卡阻经常出现断链、跳链等故障，不能及时发现且断链后恢复困难维修费用高（较严重需24小时左右恢复，更换损坏的链条及刮板部件每次约17万元左右）。

由于浅槽刮板机在运行时工况差，杂物多，所以现有电子元器件不能够直接进行检测刮板运行状态容易损坏且抗干扰能力差，因此只能够进行间接检测，间接检测时检测传动机构“皮子”由于长时间在潮湿环境中极易变形，从而致使检测信号同步性差、准确率低、误动率高，不能够保证浅槽刮板机正常运行，现场安装摄像头对运行浅槽分选机进行全方位检测，对浅槽链条的运行情况通过摄像机 摄像、拍照、成像，判断，等过程进行处理，试验成功研发了浅槽刮板机跳链断链组合保护。

结束语

重介质分选工艺具有较高的分选精度和分选效率，同时也存在选煤成本高、设备磨损严重等问题，根据入选原煤煤质、洗选设备、洗选环境、工艺、人员素质的不同，影响介质系统管理的因素多种多样，探索如何加强介质系统管理，降低介质消耗，降低成本，对提高选煤厂综合效益具有非常大的现实意义。

参考文献

[1]徐鹏.重介洗煤技术在选煤厂中的应用[J].当代化工研究,2019(17):63-64.

[2]李润春.煤矿选煤厂重介浅槽分选机的优化改进[J].机械管理开发,2019,34(12):199-200.

[3]孟凡彩,同秀林,张爽.我国粗煤泥分选设备应用现状[C].中国煤炭学会选煤专业委员会、《选煤技术》编辑部.2019年全国选煤学术交流会论文集.中国煤炭学会选煤专业委员会、《选煤技术》编辑部:中国煤炭学会,2019:50-55.

[4]王蒙.浅槽重介分选机常见问题与解决方案[C].中国煤炭学会选煤专业委员会、《选煤技术》编辑部.2019年全国选煤学术交流会论文集.中国煤炭学会选煤专业委员会、《选煤技术》编辑部:中国煤炭学会,2019:131-133.

[5]刘亿,郭崇涛,杨晓鸿,金亮,朱金波,刘海增.煤泥重介分选工艺中分级环节的试验研究[C].中国煤炭学会选煤专业委员会、《选煤技术》编辑部.2019年全国选煤学术交流会论文集.中国煤炭学会选煤专业委员会、《选煤技术》编辑部:中国煤炭学会,2019:182-189.