三产品重介质旋流器精煤带矸原因及解决办法

祝 刚

(淮北矿业集团 临涣选煤厂，安徽 淮北 235141)

淮北矿业集团临涣选煤厂于1990年6月建成投产，是一座年入洗原煤能力1 750万t的炼焦煤选煤厂，主要入洗周边许疃、孙疃、童亭、临涣、杨柳、袁一、青东等矿井原煤，精煤产品销售至国内宝钢、马钢、南钢等钢铁企业和附近临涣焦化公司，副产品中煤和煤泥输送至周边中利电厂发电。临涣选煤厂生产工艺为无压三产品重介质旋流器主选，粗精煤通过水力旋流器+煤泥弧形筛回收，其余为脱水和介质回收作业。在生产过程中，频繁出现精煤脱介筛筛面上有指甲大小矸石的情况，偶尔出现更大更多矸石情况，严重制约生产的正常进行，影响了精煤产品质量和“临选”精煤品牌形象。

1 原因分析

1.1 旋流器一段和二段连接口堵塞

三产品重介质旋流器(图1)一段分选出精煤，其底流进入二段旋流器分选出中煤和矸石。在生产过程中一段旋流器和二段旋流器连接口处有时发生部分堵塞造成重产物混入溢流污染精煤，甚至堵塞连接口造成生产事故。

图1 三产品重介质旋流器分选示意

生产实践发现，旋流器一段和二段连接口堵塞的原因有以下几方面：

(1)弛张筛橡胶筛板频繁破损，造成大块矸石进入旋流器，堵塞三产品旋流器一二段连接口；

(2)原煤破碎机齿滚磨损后间隙大，破碎效果差；

(3)开采运输环节或原煤准备环节铁器或者其它杂物被带入系统中导致连接口堵塞；

(4)一二段连接口磨损严重，造成连接口处容易堆积矸石或者卡堵其它杂物。

1.2 原煤润湿冲水不充分

1.2.1 溜槽冲水管和切向冲水管堵

(1)矸石硬度大，生产过程中矸石弧形筛筛面非常容易破损，大块矸石随弧形筛筛下悬浮液进入合格介质桶后，被泵打入切向冲水管和溜槽冲水管中，造成冲水管堵塞，致使原煤润湿不充分，精煤产品带矸。

(2)一二段连接口堵塞后，合格介质停留过快造成旋流器入料漏斗中的部分原煤被倒吸入溜槽冲水和切向冲水管中，堵塞冲水管。

1.2.2 溜槽冲水量不足

在生产过程中由于处理量增加、煤质变化等因素影响，溜槽冲水管虽然未堵，但也会出现精煤带矸的现象，开大溜槽冲水能解决问题。

1.3 原煤煤质发生变化

随着开采的深入，原煤煤质与前几年相比已经发生较大变化，煤质越来越差，当原煤中的矸石量增大或者片状矸石和碎矸石含量增加时，生产过程中频繁出现精煤带矸的现象；且原煤中细颗粒含量增加较多，部分原煤润湿不充分，打团进入旋流器，造成部分碎矸石来不及分选带入精煤。

1.4 入料压力低

三产品重介质旋流器入料压力越高，悬浮液进料速度越快，离心力越大，在一定程度上可以加速分选过程，提高分选效果。当合格介质泵的叶轮磨损或者出现管道部分堵塞等其它问题后，旋流器的入料压力降低，其分选动力降低，外螺旋矸石排出的推力不足，部分矸石进入精煤产品中，造成精煤带矸。

1.5 一段旋流器溢流管磨损或二段旋流器底流口堵塞

由于材质或者检查不到位等原因，一段旋流器溢流管磨损后，内径逐渐增大，造成旋流器的分选场次发生变化，部分重产物进入到精煤中。

入洗部分煤种时，矸石量过大，且原煤系统中铁丝、钢筋等铁器带入，导致二段旋流器底流口排矸不畅，造成部分矸石进入精煤中污染精煤。

1.6 煤泥含量增大

因原煤煤质变化，当悬浮液中煤泥含量增加时，悬浮液的粘度增大、稳定性变好，但是当悬浮液煤泥含量增加到一定程度时，旋流器内切向速度的分选梯度会变弱，分选精度降低，且对细颗粒的分选影响更加明显。临涣选煤厂无悬浮液磁性物含量在线监测仪，主要通过手动分流来调节，而调节分流又受到弧形筛串料、煤泥桶跑溢流等因素干扰，且人工调节也只能根据重介、粗精煤灰分是否异常或者观察筛面是否打团等情况判断，因此，分选效果相对较差。

2 改进措施

2.1 强化设备检查、维护、使用管理

(1)对于弛张筛筛板频繁破损造成后续问题，经过临涣选煤厂统一规划，停用东区弛张筛，全部入厂原煤进入破碎机破碎，破碎后的产品再进入系统，直接解决了因筛板破损造成大块矸石进入旋流器堵一二段连接口的问题。

(2)加强对除铁器相关岗位的管理力度，加强摄像头管理，严禁岗位司机将除铁器清理掉的铁器再次清理到系统中；加大对刮板机、溜槽、挡板等设备及附属设施的检查和维护力度，防止部件掉落；加大对矿井来原煤中带入铁器及杂物的反馈力度，杜绝钢板、杂物混入原煤中堵旋流器一二段连接口。

(3)矸石弧形筛筛面筛丝增粗。由于原使用的矸石弧形筛筛面筛丝宽度为2.2 mm，极易发生破损、烂洞的现象，且补焊之后补焊钢板与筛面连接处依然容易烂。临涣选煤厂通过综合考虑，将矸石弧形筛筛丝宽度从原来的2.2 mm提高至3.2 mm，在一定程度上解决了由于矸石弧形筛破损、大块矸石进入合格介质桶造成后续溜槽冲水管、切向冲水管堵塞的问题，且矸石弧形筛使用寿命从原来的2～3周提升至3～4周。

(4)强化原煤破碎机和矸石弧形筛筛面检查。临涣选煤厂要求维修人员和岗位操作人员在每天停车后必须检查破碎机和矸石弧形筛筛面，加大对设备的检查力度，及时修补或更换处理，避免影响后续生产。

(5)加大技术人员对三产品旋流器溢流管、底流口、串接口等关键部件尺寸的检查力度。临涣选煤厂要求基层车间技术人员必须定期对旋流器关键尺寸进行检查并做好记录，发现磨损严重及时安排处理，杜绝设备“带病”运转。

(6)树立质量第一的思想，控制入洗原煤台时处理量。生产实践证实，出现精煤带矸时，处理量越大，带矸情况愈严重。因此入洗矸石量大的煤或在生产过程中临时发现原煤煤质有较大变化时，通过适度降低入洗原煤台时处理量来控制精煤带矸，避免碎矸污染精煤。

2.2 润湿冲水管与溜槽落煤点改造

临涣选煤厂东区原润湿冲水管为2根内径60 mm的管道往下煤溜槽内冲，由于出现冲水管道堵塞且精煤频繁带矸问题，通过综合考虑，对润湿冲水管道和溜槽落煤点进行了以下改造：

(1)润湿冲水管内径由60 mm扩大到80 mm，增加溜槽冲水量。

(2)润湿冲水支管由2根增加为3根，增大润湿面积，使原煤润湿更充分。

(3)润湿冲水角度由原来的与煤流垂直方向改为与煤流交叉方向。

(4)下煤溜槽尾部增加水平板，延缓下煤时间，增加润湿度。

改造前后润湿冲水段示意如图2、图3所示。

图2 原润湿冲水段示意

图3 润湿冲水段改造后示意

2.3 旋流器入料端增加分配盘

因原煤分散不均匀，成团进入无压三产品重介旋流器，旋流器筒体内原煤与重介悬浮液混合不充分，造成重介旋流器分选精度低，生产过程出现精煤带矸影响产品质量的问题。经考虑，在旋流器前端入料漏斗中加入分配盘(如图4)，使原煤撞击分配盘后分散洒落至四周，从而均匀给入旋流器，均匀分散的原煤与重介悬浮液充分混合，解决了原煤成团进入旋流器中致使原煤与重介悬浮液润湿不充分造成精煤带矸问题，提高了旋流器分选精度。

图4 分配盘示意

3 结 语

造成临涣选煤厂东区精煤带矸的原因是多方面的，主要是设备可靠性差、工艺系统不合理、润湿冲水效果差、管理不当等方面。通过加强设备检查维护和生产过程管理，在旋流器入料漏斗中增加分配盘、对入料溜槽中润湿冲水段进行改造等措施，解决了长期存在的精煤带矸问题，至今未在精煤筛筛面上发现矸石，有效保证了精煤产品质量和生产的正常进行，提高了精煤产率和经济效益，维护了“临选”牌精煤的信誉，取得了较好的效果。