刘加强，张 星，孙卫东

(1.潞安环能股份公司 常村煤矿，山西 长治046000；2.威海市海王旋流器有限公司，山东 威海264200)

常村煤矿选煤厂是一座与矿井配套建设的矿井型选煤厂，主要生产任务为地面原煤运输、仓储及洗选加工。矿井设计产能为4.00 Mt/a，选煤厂设计能力为2.10 Mt/a，选煤工艺为原煤跳汰机分选、尾煤浓缩压滤回收的联合工艺。2013年因矿井产能提升需要，选煤厂进行扩能改造，增加一套重介分选系统，改造后的选煤工艺为原煤由无压三产品重介质旋流器分选、粗煤泥由TBS分选、细煤泥由浮选机分选、尾煤压滤回收的联合工艺，此时原煤处理能力达到6.00 Mt/a。入选原煤Ad为23.2%，Mad为6.40%，St,d为0.32% ；主导产品为喷吹煤，主要用于高炉喷吹。

随着重介系统的运行和重介质的使用，有时会出现浓缩池耙阻过高甚至压耙的问题。现场调研发现：浓缩池底流内磁性物含量过高，部分磁性物沉淀在池底，导致浓缩池耙阻过高甚至压耙，给设备的安全运转和生产系统的有序运行带来极大危害。为此，研制出一套煤泥水磁性物含量在线监测仪，用于监测煤泥水内的磁性物含量。

1 存在问题

该选煤厂重介系统工艺流程为：原煤经带式输送机转载进入脱泥筛(筛孔尺寸为1 mm)脱泥，脱泥原煤采用WTMC1500/1100无压三产品重介质旋流器分选，旋流器一段溢流经脱介筛脱介后，采用离心脱水机脱水，然后作为精煤产品销售；旋流器二段溢流经中煤脱介筛脱介后，采用高频筛脱水，然后作为中煤产品销售；旋流器底流(矸石)经矸石脱介筛脱介后，采用带式输送机转载进入矸石仓。重介系统原则流程如图1所示。

图1 重介系统原则流程

现场排查发现，浓缩池底流内磁性物含量过高的主要原因包括两方面：一是脱介筛的筛板维护、更换不及时，导致脱介筛存在“跑介”现象；二是磁选机分选效果不佳，导致磁选尾矿内磁性物含量较高。无论哪一种原因造成的“跑介”，都使浓缩池底流内的磁性物含量增加，导致耙阻持续增高，从而危害设备运行安全和生产系统稳定[1-3]。

在煤泥水内磁性物含量检测方面，该选煤厂原来通过人工判断磁性物含量，存在检测周期长、数据准确率低的问题，导致不能及时发现系统运行中出现的“跑介”现象，也不能及时采取补救措施，直接影响选煤生产的正常开展。

2 煤泥水磁性物含量在线监测仪

2.1 结构组成

为了解决上述问题，该选煤厂集思广益，研制出一套煤泥水磁性物含量在线监测仪，其主要由供料泵、磁性物含量检测筒、终端处理器等组成，结构如图1所示。

图2 煤泥水磁性物含量在线监测仪结构示意图

该仪器的主要结构部件是磁性物含量检测筒，其主要由物料筒(容积为1 L)和密闭活塞组成，密闭活塞内部嵌有电磁吸附系统、电子称量系统及电控升降装置，三者通过电控程序和终端处理器控制执行机构完成煤泥水内磁性物含量的在线监测。

2.2 工作原理

在活塞处于物料筒底部时，PLC[4]控制供料泵将浓缩池底流给入物料筒；当桶内液体满筒时，筒内溢流经排料口排至浓缩池，并给出一个反馈信号，PLC控制供料泵停止工作；在物料筒筒内液位稳定后，自动开启电磁吸附装置；电磁吸附器将煤泥水内的磁性物吸附到活塞表面，并静置1 min，以保证磁性物吸附稳定；在其吸附稳定后，电控升降装置将活塞推至物料筒顶端，物料筒内的液体由排料口排出，磁性物仍然吸附在活塞表面；在液体全部排出后，电子称量系统开启，称量吸附的磁性物质量，并将有关信息反馈给终端处理器；终端处理器计算出相关数据，显示此次磁性物称重结果，并绘制磁性物含量变化曲线；在工作完成后，关闭电磁吸附装置和电子称量系统，开启供料泵电源，采用煤泥水将活塞表面的磁性物冲出排料口；开启电控升降装置，将活塞推至物料筒底端，开始下一个检测循环[4-8]。

该仪器通过反复执行上述操作过程，可以连续显示浓缩池底流内的磁性物含量，能够实时反映重介系统的介质损耗，可为介质回收系统和耙式浓缩机运行状况提供可靠数据。

2.3 技术特点

(1)该仪器结构简单，安装方便，所需空间小，不影响车间的正常生产，与其配套的计算系统与生产系统相对独立。

(2)实现自动控制，检测周期短，数据反馈快，可以取消人工判定浓缩池底流内的磁性物含量的工序，能够减轻工人劳动强度。

(3)通过磁性物含量曲线实时反映浓缩池底流内的磁性物含量变化，数据量是人工检测的10倍以上，检测精准度更高。

(4)由于电子检测系统要求精度较高，控制系统要求稳定性较高，设备性能要求也高，使仪器生产成本提高。

3 应用效果

在工业性试验和现场实际应用中，该仪器可以完成浓缩池底流内磁性物含量的在线监测。在煤泥水循环系统运行正常时，完成一个检测周期大概需要5 min，磁性物含量检测误差在10%以内，比人工检测结果的精确性大大提高，更具参考性和指导性。该仪器自投入使用以来，运行稳定，故障率低，极大地减轻了工人劳动强度[9-10]。

4 结语

煤泥水磁性物含量在线监测仪是针对常村煤矿选煤厂的实际问题提出的，经多次研讨确定可以投入使用。该仪器适用于选煤厂磁选尾矿、浓缩池底流、循环水等的磁性物含量在线监测，在重介选煤厂具有一定推广价值。另外，涉及磁性物含量检测、监测的非煤行业也可使用。该仪器的初步设计容积为1 L，在要求精度更高时，可按比例扩大物料筒的容积，并适当延长检测周期，以提高检测、监测精度。如果被检测流体浓度较高，可在入料前加设稀释水，从而保证检测、监测结果的准确性。