方 鹏

（开滦钱家营矿业公司选煤厂，河北 唐山 063301）

1 洗煤厂介绍

开滦（集团）钱家营选煤厂是一座隶属于钱家营矿业分公司的大型现代化矿井型选煤厂，1983年开始委托波兰设计，年设计处理原煤能力为4.0Mt。选煤厂于1989年11月投产，1992年4月达产，原设计生产工艺为：150～13mm块煤采用重介立轮主再选，13～0.5mm末煤采用重介旋流器主再选，0.5～0mm煤泥浮选，尾煤浓缩压滤，并设有干燥车间。主要生产产品为14级精煤，精煤做炼焦用煤，中煤供电厂做燃料用煤，产品采用铁路外运；1993年至1998年由于国内煤炭行业形势的不景气以及其他种种原因，钱家营矿洗煤厂被迫停产。1998年煤炭形势好转，基于市场需要，选煤厂对工艺系统进行了部分改造，由原炼焦煤洗选工艺改为动力煤洗选工艺，主要生产4800～5500kcal/kg的动力煤，1999年6月对主厂房Ⅱ系统进行进一步改造，改造后可生产5500kcal/kg以上的优质动力煤；2003年2月，北京华宇工程有限公司作了钱家营选煤厂技术改造设计，设计规模为4.0Mt/a，生产工艺为+13mm原煤采用重介立轮分选机主再选，13～0.5mm末煤采用重介两产品旋流器主再选，-0.5mm煤泥直接浮选，2003年工程开工建设并于年底投产。2011年洗煤厂浮选系统改造升级，主要是将浮选精煤脱水由圆盘过滤机变更为卧式沉降过滤离心机与快开压滤机联合脱水工艺，主要产品为：12级和15级炼焦精煤、洗混块煤、洗末煤、煤泥及矸石。

2 项目背景

煤炭在井下开采过程中混入大量的铁器、木材、胶皮和编织袋等杂物，同时在煤炭转运过程中，工人随手丢弃的塑料瓶、塑料袋等杂物也混入到煤炭中。原煤经过除铁器、筛分、重介分选等工艺环节，已经将磁性杂物（主要是铁器）和重质杂物（主要是煤矸石）基本除去，而轻质杂物主要集中到块精煤中。由于目前该部分轻质杂物的量较多并已经影响到块精煤质量，选煤厂不得不安排专人对该部分杂物进行清理，采取人工选垃圾的生产方式，导致工人劳动强度较高，选别效率低，生产方式已经相对滞后，不符合当前煤矿发展的需要。为此，通过块精煤除杂方案设计改造，采用一台以浅槽分选机为除杂设备代替人工除杂，既提高了除杂效率，保证精煤质量，同时也减少了作业人员。

3 重介浅槽分选机原理

重介浅槽分选机是利用阿基米德原理在重力场中实现分选的，入洗煤进入一定密度的悬浮液中，煤根据自身密度差异实现分层和分离的设备。其分选过程是：泵将预先配好的悬浮液打入给料口和槽体底部漏斗，在给料口的水平介质槽形成一个全断面的介质水平流，输送物料的同时向分选槽内补充悬浮液，分选槽底部的介质漏斗可形成一个介质上升流，通过电动闸板调节流速和量的大小，以此保持分选槽内悬浮液密度的稳定性，对分选过程的实现具有促进作用。入洗煤从给料口进入分选槽后，在水平流和上升流共同作用下进行分选，轻产物从溢流口由排煤轮排出，重产物下沉由槽内刮板沿脱水段经排料口运往下一道工序。重介浅槽分选机具有处理量大、分选粒级宽、泥化程度低、结构紧凑、占地面积小、操作简单等优点。

4 浅槽分选机结构特点

重介浅槽分选机由槽体、排矸刮板及其驱动装置构成。重介分选机的槽体是一个长条形槽式金属结构件。槽体长边两侧分别设有入料箱和溢流堰。入料箱底部设有水平流介质管，为浅槽分选机提供水平介质流[1]，水平介质流用于维持液面高度和物料运输速度。从槽体底部的介质漏斗将介质打入槽体，形成介质上升流，用于保持流场的稳定。在槽体底部铺设具有一定数量小孔的耐磨衬板，槽体长边方向两侧各有一条刮板链导向轨道，侧壁布置耐磨板，刮板沿轨道移动，将重产物从槽体窄边一端排出。

排料部分由驱动总成、从动总成、改向总成、刮板链及尾部拉紧装置组成。驱动总成的轴承采用滚动轴承支撑，阻力小，转动灵活，从动总成和改向总成的轴承分别采用轴承固定在槽体的侧板上；尾部的丝杠拉紧装置是为了调整链条张紧程度；驱动装置由电机、减速器和传动带三部分组成，驱动电机是正反转电机，用来适合检修维护需要。

5 工艺方案

选用一台浅槽分选机排除杂物，混有轻质杂物的块精煤从原块精煤脱介筛经入料溜槽进入到浅槽分选机槽体内，轻质杂物上浮，由溢流堰处的刮板将其运至溢流溜槽，溢流溜槽内设有固定筛脱水，杂物通过筛面直接落入垃圾池内，筛下水流向零米地坑泵，块精煤被刮板运至浅槽分选机机头，通过机头溜槽（前段嵌带固定筛脱水）直接到达精煤皮带，筛下水同样进入地坑泵。由于水的密度在杂物与块精煤之间，杂物与块精煤带走的水量较少，因此只需向浅槽分选机补加循环水就可以满足生产要求。工艺联系图见图1：

6 改进措施

图1 工艺流程图

1）由于采取水作为分选介质就可满足除杂要求，因此取消介质循环泵系统，在浅槽入料口补加系统所需要的水。

2）水的密度具有均匀性，取消浅槽分选机槽体底部的上升漏斗，并将放料方式更换位置，在槽体的侧面低位加装放料孔。

3）为了减少块煤带水，重物刮板更换为孔径为5mm的多孔刮板。

7 实施效果

使用浅槽分选机进行除杂，是在分选槽内注入循环水，利用木材、塑料瓶、塑料袋等轻杂物与块精煤之间密度的差异，通过阿基米德原理将块精煤与轻质杂物进行分离，从而达到净化精煤产品的目的。

投入使用后混入块精煤中的轻质杂物全部排出，除杂率达到了100%，效果明显优于人工手选效果，降低了员工的劳动强度和企业用工成本，保证了精煤质量，提高了企业形象。

8 运行要点

1）保证块精煤振动筛的脱介能力。块精煤是由重介立轮分选机分选后的产品，假若振动筛脱介能力达不到要求，介质就会随块精煤一同进入浅槽分选机内，浅槽分选机内的水变成了混有介质的悬浮液，部分块精煤再次分选进入到杂物池内，因此必须保证块精煤振动筛的脱介能力。

2）保持浅槽分选机内液位稳定，系统补加水适量。补加水是从块精煤脱介筛筛口加入的，是水平流的动力来源，如果补加水量过小，浅槽分选机内液位下降，溢流堰处刮板不能将杂物及时排出，杂物将在槽内堆积造成停车事故；如果补加水量过大，水平流流速就将大，在浅槽内块精煤与杂物分选时间短，部分精煤将进入杂物溜槽内。

3）生产准备要做细。原煤中杂物有大量编织袋、塑料袋等具有缠绕性的杂物，在浅槽除杂过程中，这些具有缠绕性的杂物缠绕在驱动轴、改向轴、从动轴上，可能造成跳链事故的发生，同时缠绕在溢流堰处的排杂刮板上降低除杂能力，导致杂物堆积在槽体内，易造成停车事故。

此外，为保证浅槽分选机的稳定运行、良好的分选效果，采用自控软件实时监控浅槽分选机工作状况。如对浅槽刮板电机电流进行在线监测，从其读数中判断浅槽的运行状态，如是否存在刮板跳链，是否存在压刮板等现象。在正常启停车洗煤时，与洗选系统并入流程开车，设定设备之间启停顺序与时间间隔，紧急停车时，执行相应的闭锁关系，保证整个洗选系统运行平稳。

9 结束语

随着市场经济的不断完善和发展，以及燃煤工艺水平和自动化程度的不断提高，用户对煤炭产品洁净度的要求越来越高，杂物含量逐渐成为商品煤重要的外在质量指标。开滦钱家营洗煤厂使用浅槽分选机进行除杂后，工艺系统可靠，投资少，成本低，除杂效果显著，提高了精煤产品在市场中的声誉，为企业带来可观的经济效益。