煤泥破碎搅拌机在付村选煤厂精煤均质中的应用

陈小霞,宋金梅,刘 岩,王晓倩,赵天波

(1.枣庄矿业集团 付村选煤厂，山东 济宁 277600；2.南京玺华孚电气有限公司，江苏 南京 210000；3.枣庄矿业集团 煤炭质量管理处，山东 枣庄 277000)

在采用重介-浮选工艺的选煤厂，其精煤产品一般是由重介精煤和浮选精煤掺混而成的。在生产中，浮选精煤粘度大，水分高，容易结块打饼，直接掺入到精煤产品中有时会形成大团块，不但影响产品外观，而且容易造成采样偏差，带来不必要的质量纠纷，对煤炭生产企业的产品信誉与经济效益造成不良影响。因此，重介精煤和浮选精煤的掺混环节对于确保重介-浮选工艺选煤厂的精煤质量至关重要。

1 概述

山东枣庄矿业集团付村选煤厂是一座设计能力为3.0 Mt/a的矿井型选煤厂，入选煤种为优质1/3焦煤，生产采用重介-浮选工艺。在生产过程中，由于浮选精煤与重介精煤存在掺混不匀的问题，在销售时经常造成质量纠纷，严重影响了企业产品信誉和经济效益。

为了提高精煤产品的均质性，付村选煤厂采取了多种措施：①选择高性能浮选药剂，降低泡沫粘性；②用高压水定期冲洗精煤压滤机滤布[1]，提高压滤机风压，将浮精滤饼水分控制在27%以下；③延长浮选精煤压滤机卸料时间，缓慢卸料；④在精煤压滤机下方的漏斗内布置横向与纵向的刀型钢板，对压滤机卸下的滤饼进行切割，将滤饼分割成150 mm×200 mm小块；⑤在精煤带式输送机上设置一个切割装置，沿逆煤流方向将浮精滤饼与重介块煤(50～13 mm)、末煤(13～0.5 mm)进行掺混和切割[2]。采取上述措施后，虽然精煤水分有所降低，均质性有所改善，但是效果仍不理想，销售精煤质量依然波动较大。

经过调研，目前国内解决上述问题的主要方法有三种：一是在精煤压滤机下建长方体“缓冲”集料箱，用滑架方式，将滤饼切割成小块，再缓慢均匀地给出；二是在压滤机卸料溜槽一端的下层设立浮精缓冲仓，将滤饼用圆盘给料机慢速均匀给出[3]；三是在精煤入仓胶带转载点安装煤泥破碎搅拌机[4]，将浮选精煤和洗精煤一起搅拌混合后排出。

结合现有生产工艺与运输条件，付村选煤厂决定采用技术改造难度较小的第三种方式，即在精煤入仓胶带转载点安装煤泥破碎搅拌机，以解决精煤掺混不匀而造成的产品质量问题。

2 煤泥破碎搅拌机

2.1 结构

如图1所示，煤泥破碎搅拌机主要由搅拌系统、机架和电气控制系统等组成。

1—活动仓盖；2—固定压差总成；3—破碎搅拌系统；4—搅拌仓底座组件；5—行走轮组件；6—阻车器

(1)搅拌系统。该系统由驱动装置和搅拌装置构成[5]，其中：驱动装置由电动机、减速机和开式传动齿轮等构成；搅拌装置由搅拌轴、搅拌叶片、破碎齿和搅拌仓体总成等构成。工作时 ，电机通过联轴器与减速机相连，通过减速机减速增扭，将动力转矩向搅拌轴输入；搅拌轴为双卧式，搅拌叶片与破碎齿分别安装在两根搅拌轴上，通过电气控制，实现双电机驱动搅拌轴同步运转。

(2)机架。机架由型钢和钢板组焊而成，用于驱动装置与搅拌装置的安装。机架底部安装行走轮和阻车器，以方便整机在滑轨上移动，便于日常检修和维护。

(3)电气控制系统。该系统由控制柜、失速传感器及自动润滑系统等组成，具有程控端口，能与集控设备连接，从而实现集中、就地控制、正反转运行，同时具有失速、堵转保护和定时注油润滑的功能。

2.2 工作原理

煤泥破碎搅拌机进料口与精煤带式输送机机头漏斗通过胶皮短节活动连接，将重介精煤与浮选精煤从入料口一起给入搅拌仓；在搅拌仓内，由破碎齿和搅拌叶片对给入物料进行双重破碎与搅拌，从而将煤泥团打开,煤块则成为骨料，阻止煤团再粘结,使给入物料最终成为具有流动性的松散物料；搅拌叶片同时兼具将物料向前推进的作用，使掺混好的物料从排料口排出，进入精煤仓上配仓刮板。

2.3 技术特点

(1)实现了物料破碎、搅拌一体化。煤泥破碎搅拌机搅拌仓内设有两个带有螺旋搅拌叶片的搅拌轴,两轴相向旋转，轴向布置在螺旋搅拌叶片两侧的犁型刀齿可增强对物料的阻滞、切割和破碎作用；搅拌叶片在强制推动物料向排料口运动的过程中,兼具搅拌作用，从而实现对物料的破碎、搅拌双重作用。

(2)出料粒度可设定，筛网无堵塞。煤泥破碎搅拌机底部设置了筛网，可以根据需要人工设定出料粒度。由于搅拌叶片对浮选精煤和重介精煤具有强行推进的作用，物料可被强制挤出，因而不会造成筛网堵塞。

(3) 具有自洁功能，避免了粘料和堵料。煤泥破碎搅拌机采用特殊结构设计,搅拌机构具有自洁功能,不粘齿，不堵料，在整个工作过程中既推进搅拌，又切割翻炒，从而有效解决了煤泥破碎过程中粘齿、堵料的难题。

(4)使用寿命长。搅拌叶片和刀齿等关键部件均采用新型结构和高耐磨材料，具有高强度和高耐磨的特性，抗磨能力强，寿命长。

(5) 结构简单，整机高度低，运行时振动小。煤泥破碎搅拌机两齿辊采用双电机单独驱动，具有良好的互换性；整机高度低，便于设备布置以及平时的检修维护；破碎齿辊采用低转速运行，不需激振源，并采用高强度整体轴承座和整体机架，故运行时振动小，无需特殊的土建基础。

(6)处理能力大，环保性能突出。煤泥破碎搅拌机采用通过式破碎原理和低转速[6]，破碎机的处理能力大，运行噪声低，产生的粉尘少，且采用了全封闭式破碎，工作环境友好。

(7)运行安全、可靠。煤泥破碎搅拌机采用测速传感器进行过载保护，可确保系统安全生产。同时，该机还采用可靠、先进的智能测控系统，当搅拌轴堵转或失速时，可自动停车，实现自保。

(8)润滑系统实现了智能化。煤泥破碎搅拌机采用智能化的自动润滑系统，每盘轴承采用多点润滑方式，加油量与加油时间可自行设定，从而确保轴承的使用寿命，减少设备维护量，提高设备整机可靠性。

(9)采用润滑油循环冷却装置，强制润滑，确保设备安全、可靠。煤泥破碎搅拌机的减速机采用润滑油循环冷却装置[7]，润滑油从减速机的底部出油口出油，先通过冷却器，再由减速机的顶部观察口进入，将润滑油喷洒到蜗轮与蜗杆啮合处，以达到强制润滑效果，避免润滑不良导致蜗轮与蜗杆产生严重磨损。另外，润滑油通过腔外循环，油中的热量可散发到空气中，能延缓密封件的老化，防止减速机过早漏油，确保设备运行的安全性和可靠性。

2.4 实施方案

由于煤泥破碎搅拌机出料口为长方形结构，因此优先考虑将出料口平行于下级转载带式输送机或刮板输送机布置，如果出料直接落入煤仓，则不必做此考虑。入料则优先考虑物料平行于搅拌轴给入搅拌仓，这样可增大物料破碎面积，使物料掺混更均匀。如果受安装空间限制，也可采用垂直搅拌轴给入搅拌仓。在安装煤泥破碎搅拌机时，应考虑检修滑轨的安装及设备移出检修的需要，使煤泥破碎搅拌机与其上下级设备的高差在2 m以上，在滑轨方向的距离应在5 m以上。

付村选煤厂上仓精煤带式输送机运量大约为500 t/h，考虑波动系数，选择了MJ-600/55×2型煤泥破碎搅拌机，其技术参数如下：

额定处理能力/(t·h-1)

600

最大入料粒度/mm

500

平均出料粒度/mm

50

搅拌器转速/(r·min-1)

140

搅拌电机功率/kW

55×2

电机工作电压/V

AC380/660

整机质量/t

9

最大高度/mm

2 431

最大宽度/mm

2 080

最大长度/mm

2 610

经实地测量，付村选煤厂上仓精煤带式输送机机头与精煤仓上转运刮板输送机有3 m的落差；上仓精煤带式输送机至建筑墙体有4 m的距离，可预留800 mm的安全通道；在滑轨方向有15 m的空间。可见，现场条件完全具备MJ-600/55×2型煤泥破碎搅拌机的安装要求。

3 应用效果

煤泥破碎搅拌机于2017年1月投入使用，付村选煤厂对其应用前后的效果进行了跟踪评价。从装车后的车厢煤面观察，在使用煤泥破碎搅拌机前，装车时可见到拳头大小的泥团；使用煤泥破碎搅拌机后，基本没有30 mm以上的泥团，重介精煤与浮选精煤呈掺混均匀状[8-10]。

对2016、2017年外运精煤质量检验指标进行整理，绘制了销售精煤水分、灰分、硫分与挥发分曲线，如图2—图5所示。

图2 外运精煤水分对比图

图3 外运精煤灰分对比图

图4 外运精煤硫含量对比图Fig.4 Change of sulphur content of outloaded clean coal product

图5 外运精煤挥发分对比图Fig.5 Change of volatile matter of outloaded clean coal product

从各指标对照图可以看出，与2016年相比，2017年外运精煤的水分、灰分、硫含量和挥发分指标波动区间均变窄，说明精煤掺混效果显著。应用煤泥破碎搅拌机后，由于精煤产品质量均匀稳定，在实际销售中质量纠纷明显减少。

4 结语

付村选煤厂通过采用煤泥破碎搅拌机将浮选精煤和重介精煤进行搅拌掺混，解决了浮选精煤与重介精煤掺混不均而导致的精煤产品质量波动问题，使销售精煤质量均匀、稳定，大幅提高了产品质量合格率，减少了质量纠纷，应用效果良好。付村选煤厂煤泥破碎搅拌机的应用实践为选煤生产中存在类似问题的选煤企业提供了良好的借鉴。

参考文献：

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[3] 王秀霞，孙 乾，张 晴.隔膜快开压滤脱水工艺在陈四楼选煤厂的探索与实践[J].煤质技术,2015(1):69-71.

[4] 侍耕波.煤泥脱水掺配工艺的探讨[J].煤炭加工与综合利用,2014(7):51-53.

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