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浅槽重介分选机（以下简称浅槽）用于大型选煤厂的块煤排矸，也可以用于井下排矸，是煤矿地面选煤厂和井下选煤厂主要分选设备之一。近年来，不仅在我国动力煤选煤厂得到广泛应用，同时在非金属矿的抛尾和垃圾分选等非煤领域也得到初步应用。生产实践表明，浅槽具有处理能力大，分选效果好，对煤质波动适应性强和生产成本低等优点。该设备为企业带来了显著经济效益，为我国动力煤洗选做出了突出贡献。 1 浅槽的发展及应用 浅槽利用阿基米德原理，待分选物料在槽体中按密度进行分选，槽体采用敞开式，并且用刮板排料。国内浅槽的研究始于20世纪80年代，同期，平朔安太堡和安家岭选煤厂从国外引进了丹尼尔斯重介质分选机，用于分选150～13mm块煤，由于该设备具有易操作、易维护、低投资和高效率等特点，在我国很快得到认可。在此之前，用于块煤分选的重介质分选机多为斜轮、立轮。 2000年左右，我国煤炭入选率约为20%，以炼焦煤洗选为主，动力煤入选率较低。“十一五”、“十二五”期间，随着环保压力增加，空气雾霾严重，国家加大环保力度，使煤炭产品市场竞争日益增加，动力煤入选率快速提高，“十二五”期间我国煤炭入选率达到了50%，到“十三五”末期，煤炭入选率将达到70%，新增入选煤炭大部分为动力煤。浅槽特点是处理量大，同时又具有较高的分选精度，所以在动力煤分选中发挥了巨大作用。2002年，保德选煤厂首次在神东地区使用浅槽分选块煤，在此之后，神东地区新建选煤厂基本为块煤浅槽分选工艺。 2 浅槽相关问题解析 浅槽重介分选机（以下简称浅槽）用于大型选煤厂的块煤排矸，也可以用于井下排矸，是煤矿地面选煤厂和井下选煤厂主要分选设备之一。近年来，不仅在我国动力煤选煤厂得到广泛应用，同时在非金属矿的抛尾和垃圾分选等非煤领域也得到初步应用。生产实践表明，浅槽具有处理能力大，分选效果好，对煤质波动适应性强和生产成本低等优点。该设备为企业带来了显著经济效益，为我国动力煤洗选做出了突出贡献。 2.1 原煤泥化问题对浅槽的影响 近年来，随着矿井煤质变差，原煤泥化严重，循环水系统浓度增加，重介质悬浮液黏度急剧上升，导致浅槽介质流系统堵塞严重，分选环境恶化，而浅槽介质流是否畅通，决定了物料的分层效果及分选精度，是整个分选过程中至关重要的环节。 神东洗选中心各选煤厂基本为块煤浅槽分选工艺，由于上升流堵塞导致设备无法正常工作的情况普遍存在，且造成了一系列不良后果，最终导致产品质量不稳定，精煤回收率下降，洗选成本上升，人力资源浪费，浅槽压煤风险增大等。因此，在对神东洗选中心浅槽分选工艺系统进行了深入研究，通过对入料性质和浅槽结构参数对上升流影响的研究和试验，得出了最终的解决方案，并对现场浅槽分选机结构参数及工艺系统进行了优化。例如对布流板孔的布置方式、开孔率、结构进行优化，对上升流介质斗内部结构参数进行改进，对上升流管路布置方式和结构进行改进，对浅槽上下游脱水脱介分级设备进行改进等措施，解决了浅槽分选系统上升流易堵塞的问题，节约了人力成本和生产成本，为其他采用块煤浅槽工艺的选煤厂解决同类问题提供了指导和借鉴。 2.2 浅槽入料粒度下限问题 降低浅槽入料粒度下限可以最大程度回收精煤。以前，各动力煤选煤厂多为200～25mm粒级入浅槽分选，＜25mm粒级不分选。随着弛张筛分级工艺在选煤厂的推广应用，分选粒度可以低至6mm，＞6mm原煤入浅槽分选，＜6mm原煤不入选。将浅槽的分选粒度下限降低到6mm，最大程度地提高了精煤产率。但是，较宽的分选粒度范围，使产品中错配物增加，分选效果变差。首先，密度不同的物料在浅槽实现按密度分选，必须使最大颗粒与最小颗粒的粒度比小于等沉颗粒的等沉比，降低浅槽分选粒度下限后，较宽的分选粒度范围会导致分选失败。其次，由于末煤量的增加，颗粒上粘连煤泥量会增加，悬浮液中次生煤泥量增加，从而增加悬浮液黏度，使脱介筛的脱介效果变差，介耗增加。再次，降低浅槽入料粒度下限后，小颗粒物料的干扰沉降速度较低，要想保证一定的分选精度，物料分选时间就需增加，从而降低了处理能力。 针对这个问题，可控制入料粒度的上限，尽量缩小入料粒度范围，同时减少介质循环量，以延长分选时间，在一定程度上保证分选效果；可采取加大分流量的方法，控制悬浮液中煤泥含量，控制悬浮液黏度，消除不利因素；还可增加浅槽分选长度，确保原煤在悬浮液中的分选效果。一般末煤分选长度过短，煤流容易发生“短路”，增加分选长度，相对增加了原煤在悬浮液中的分选时间，有助于提高分选效果。另外，采用分段洗选的方法，将之前的宽入料粒级变为两个窄粒级，使之分别进入较大块煤浅槽和较小块煤浅槽，可解决入料粒度范围宽引起的一系列问题。 2.3 浅槽分选邻近密度产物的问题 在浅槽实际应用中，当分选密度附近物料偏多，原煤可选性级别为难选甚至极难选时，会造成悬浮在槽体中的物料偏多，且越积越多，严重时会发生压槽事故。因此，当遇到大量悬浮物无法排出的情况时，可以微调分选密度，使悬浮在槽体中的物料尽快上浮或下沉，以解决物料在槽体内的积聚问题。 2.4 主动排料机构在浅槽中的适应性 浅槽主动排料机构，即在浅槽溢流堰位置增设快速排料装置，加快精煤排出速度。浅槽处理的块煤粒度上限是200mm，生产中经常发生因破碎粒度控制不严而出现超大块原煤进入现象，引起精煤无法排出槽体，堵塞溢流堰甚至发生溢槽事故。因此设置一套精煤主动排料机构，就可避免此类事故的发生。 主动排料机构不仅可以提高溢流区排料粒度上限，还可以降低介质循环量。目前，浅槽的介质循环量约为200～250m³/h，而设置有排料机构的立轮和斜轮分选机每米槽宽的介质循环量约为100m³/h。因此，浅槽在增加主动排料机构后，预计可减少一半的介质循环量，同时可节省电耗并延长介质泵和相应管路的使用寿命。另外，主动排料机构减少水平流，使流场更加稳定，更有利提高分选效果。 2.5 溢流堰返流问题 浅槽正常分选或停车时，部分物料因水平流的压力较大有可能一直漂浮在液面上无法排出。在选择浅槽配套的合格介质泵时，如果合格介质泵扬程过高，在给介时，有可能发生冲击流场形成漩涡，导致溢流堰处往回返料，虽然可以通过降低合格介质泵的频率或调低合格介质泵出料管路阀门的开度来降低给介压力，但合介流量会受到影响，出现因流量偏小而导致溢流堰处堵料的问题。因此在选择合格介质泵时，一定要考虑压力过大而导致的溢流堰返流问题。 2.6 出入溜槽设计问题 浅槽入料溜槽衔接分级筛或脱粉筛，出料溜槽连接固定筛及脱介筛。溜槽设计是否合理，是煤流是否顺畅的必要条件。在生产实践中，浅槽入料溜槽连接一台或两台入料筛，入料筛宽度小于浅槽入料宽度的情况居多，应沿浅槽入料全宽布置入料，使煤流沿入料全宽均匀给入浅槽，一则充分利用浅槽入料宽度，保证处理能力，二则消除入料位置的漩涡，使分选流场稳定。 浅槽出料溜槽也存在同样问题，应沿溢流堰全宽布置溜槽。精煤脱介筛宽度一般小于浅槽溢流堰宽度，在设计中需要一个收口，此收口应远离浅槽溢流堰。例如，在宁煤金凤选煤厂设计中，浅槽溢流出口溜槽由于收口过近，以致于降低了设备的处理能力，而且在被遮挡住的溢流堰内，悬浮液形成了漩涡，对物料分选不利。 2.7 设备的可靠性问题 浅槽作为块煤重介系统的核心设备，应具备较高的可靠性，一是采用可靠的零部件；二是减少故障点；三是在实现功能的前提下，尽量简化机械结构。浅槽驱动结构的设计及选型（如电机、减速器等）一定要采用可靠性高的产品，联轴器、减速器与主轴的联接为空心轴联接，安装精度要求较高，一般生产现场达不到制造厂的安装条件，不利于设备检修。由此可根据浅槽工况特点，采用拆卸方便且体积更小的蛇形弹簧联轴器联接。安装时，允许有不同的轴度，方便驱动装置检修。轴承润滑可采用先进可靠的集中润滑系统，实现对主、从动轴及调节轴轴承集中定时定量供油脂，保证所有轴承的正常运行。张紧装置可采用油脂张紧或丝杠张紧。 2.8 易损件问题 浅槽易损件的更换是现场维护的重要内容，因此易损件性价比和便捷更换是浅槽日常维护的基本要求。浅槽易磨损部件较多，链条、链轮、刮板、衬板以及滑轨等都属于易损件，如果不充分考虑性价比，将会使运行成本增加。加强对链条耐磨性的研究，选用优质的合金材料，采用特殊的热处理工艺，可提高易损件的性价比。第一代滑轨均采用耐磨材料整体铸造，由于硬度较高，铸造后加工成本偏高，因此往往将毛坯作为成品使用，在现场更换时，因铸造精度差而出现无法安装的情况。目前第二代滑轨采用可加工普通材料母体+特殊材料护板的形式，使成本得到降低，安装更为方便。 3 结 论 (1) 在当前技术条件下，浅槽的大型化和自动化已基本实现，部分选煤厂实现了无人值守。但我国煤炭资源分布广，煤质差别大，采用单一结构参数和工艺布置来应对物料分选，不能最大程度发挥浅槽的优势，对物料的洗选也不具有针对性。应根据入料粒度组成、邻近密度物含量、介质系统中煤泥含量等，有针对性地对浅槽结构进行精细化和个性化设计。 (2) 设备智能化主要包含两方面内容：一是设备本身的智能检测，例如浅槽张紧装置可以根据链条受力情况自主调整松紧，链条链轮啮合时接触面积检测寿命，按上下滑轨之间间距来自主检测更换时间等；二是块煤分选系统的智能化，通过对介质系统的黏度、煤泥含量、物料粒度变化等大数据进行分析，自主调节介质循环量、上升流和水平流比例等参数，使分选效果趋近于完美。 原文引自  作者简介 黄亚飞(1983—)，男，河南郸城人，副研究员，硕士，从事选煤机械的研究工作。 引用格式 黄亚飞.浅槽重介分选机相关问题的探讨［J］.选煤技术，2020(2)：35－37，41. |
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