选煤厂封闭式自动煤矸分选机设计应用

李润春

（山西煤炭进出口集团左云长春兴煤业有限公司，山西 大同 037100）

由于煤矿原煤回采后在破碎、运输过程中会产生产不同粒径的块状，在销售过程中根据煤矸颗粒大小决定其价格，所以原煤采出后进入选煤厂内需进行不同颗粒煤矸筛选。在传统选煤过程中，煤矸直接进入重介旋流器或跳汰机上进行筛选，但是由于受煤矸石颗粒影响，经常出现出料口、筛网堵塞现象。选煤设备故障率高，不仅降低了选煤效率，而且很容易发生重大机电事故。本文以山西煤炭进出口集团左云长春兴煤业有限公司选煤厂为例，设计了一套封闭式自动煤矸分选机，并进行实际应用。

1 概述

左云长春兴煤业有限公司是一座设计能力为6.0Mt/a的现代化选煤厂,建立于2015年，采用重介浅槽分选机进行煤矸筛选。矿井目前回采煤层为石炭系22#煤层，煤层发育不稳定，煤层内含多层夹矸，主要以炭质泥岩为主。原煤采出后经破碎机破碎，原煤中块状物较多，主要以矸石为主，最大块状直径达0.75m。原煤运出至选煤厂后，经人工筛选后直接进入重介浅槽分选机进行分选。由于人工大块筛选率相对较低，筛选后原煤中仍含有大量块状煤矸，直接进入重介浅槽分选机时很容易造成分选机卡堵现象，并产生高浓度粉尘，不仅降低了选煤厂煤矸分选效率，而且增加了选煤设备故障率。对此，山西煤炭进出口集团左云长春兴煤业有限公司通过技术研究，设计了一套封闭式自动煤矸分选机，并进行实际应用。

2 封闭式自动煤矸分选机结构及工作原理

2.1 装置结构组成

（1）封闭式自动煤矸分选机主要由支柱、分选箱、收集框（共计3个）、吹风机构、震动发生器、防护框、分选网、进料口等部分组成，如图1所示。

（2）支柱安装在分选箱侧部，分选箱顶部设有进料口，进料斗固接于分选箱顶部，进料斗与进料口连通，盖板底部一端铰接于进料斗顶部。

（3）分选网安装在分选箱内，共计两个（第一、第二分选网），分选网与箱体以30°斜角安装，第一分选网底端与第二分选网顶端搭接。

（3）分选箱两侧设置两个出料口，第一出料口位于第一分选网底端，第二出料口位于第二分选网底端，两个出料孔内安装两个收集框，主要用于筛选后煤矸分装。

（4）吹风机构主要由支撑板、鼓风机、管道以及防堵网等部分组成。支撑板位于第一防护框上方，管道一端与鼓风机连接，另一端插入分选箱内；吹风机主要用于对分选网堵塞粉尘进行清除，避免了分选装置在分选煤炭过程中造成的分选网堵塞现象。

（5）放置板顶部设有凹槽，第二收集框底部与凹槽插装配合。凹槽能够将第二收集框固定住，避免该分选装置在振动时第二收集框跌落。

（6）震动发生器主要安装在分选箱外侧，在进行煤矸分选时通过震动发生器可使分选网进行震动，从而便于煤矸分选。

图1 选煤厂封闭式自动煤矸分选机结构示意图

2.2 工作原理

（1）在进行煤矸分选时打开盖板，向进料斗内放入破碎后的煤矸，通过进料口进入到分选箱中，及时盖回盖板，防止分选过程中粉尘飞扬，造成环境污染。

（2）煤矸首先经第一分选网进行筛分，筛分后能将煤矸分选为大颗粒和中颗粒煤矸。大颗粒煤矸会向第一出料口方向倾斜滚动，直至落入第一收集框中，中颗粒煤矸直接掉落在第二分选网上。

（3）中颗粒煤矸进入第二分选网后，再次分选为中小颗粒和小颗粒煤矸。其中中小颗粒煤矸向第二出料口方向倾斜滚动，直至落入第二收集框中，而小颗粒煤矸直接落入第三收集框中。

（4）在分选过程中控制振动发生器联锁启动，振动发生器能够振动分选网，从而加速煤矸分选速率。同时吹风机构启动后，输出端能够将压风送入分选箱内，直接吹散分选网堆积的粉尘，避免了分选网堵塞现象。

（5）分选完毕后，振动发生器、吹风机构联锁关闭，然后直接将各收集框取出，从而达到将煤矸以大颗粒、中小颗粒、小颗粒进行分选的目的。

3 封闭式自动煤矸分选机结构优缺点及应用效果

3.1 结构优缺点

（1）装置结构简单。该装置结构相对简单，便于操作维护，自动化水平高，无需人工操作，降低了劳动成本费用。整套装置成本费用为2.3万元，成本费用低，故障率低。

（2）装置应用效果好。与传统人工筛选相比，该装置可利用不同规格分筛网对不同粒径煤矸进行筛选，分选效果好，分选效率高，实现了不同粒径煤矸自动筛选目的，筛选效率高。筛分过程处于全封闭状态，解决了传统筛选时粉尘浓度大、影响筛选环境的问题。

（3）应用区域广。该装置不仅可用于煤矿选煤厂中，还可用于建筑、化工等领域中。

（4）该装置在使用过程中还存在一些不足。① 由于分选网主要为金属材质，在筛选过程中受煤矸撞击影响，分选网易出现变形现象，需定期更换，加大了设备成本费用；② 分选后的煤矸需人工倒运至输送带，再进入重介浅槽机进行二次分选，加大了劳动强度，需进一步改进。

3.2 应用效果分析

左云长春兴煤业有限公司于2018年9月在选煤厂安装了封闭式自动煤矸分选机，通过3个月试应用，该装置可对煤矸进行三种粒径分选，分别为大粒径（150～300mm）、中小粒径（150mm）、小粒径（30～100mm），同时在分选过程中粉尘浓度控制在30mg/m3以下。经该装置分选后的中小粒径煤矸直接进入重介浅槽分选机进行二次分选，在二次分选过程中未出现因煤矸粒径大导致分选机堵塞现象，降低了重介浅槽分选机故障率，全年可降低选煤设备维修费用达42余万元。

4 结束语

针对选煤厂选煤过程中因煤矸粒大造成选煤设备堵塞现象，设计采用一套封闭式自动煤矸分选机，实现了对煤矸自动化分选，提高了选煤厂选煤效率，降低了选煤设备故障率，取得显著成效。