高 洁

（回坡底煤矿洗煤厂，山西 洪桐 041600）

引言

收稿日期：2021-05-20

作者简介：高洁（1992—），女，山西平遥人，本科，毕业于安徽理工大学矿物加工专业，助理工程师，研究方向为重介质智能化原煤。

DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2021.11.134

目前，由于提出建设关于智能矿山与智能化选煤厂的观念，块煤排矸应用了智能干选技术设备，使排矸和识别实现了自动化。若每层的煤质不一样时，要先对煤炭实行预分选实验，煤与矸石鉴别的方法是使用X射线，中央处理单元接收鉴别的结果，排纯煤或者是排纯矸都可以设置，但设置哪种方式都会存在问题，其问题包括比较低的分选效率、不能彻底排矸、损耗煤炭等,智能干选技术不能被一些对煤炭与矸石具有较差鉴别力的煤质使用，因此，对智能化干选技术的优化展开分析。

1 动筛跳汰机分选技术

德国KHD洪堡.威达格公司设计了动筛跳汰机，其主要解决了工艺中的以下问题，比如，重介排矸造成系统更加繁杂、成本增多；平常跳汰机使用的是脉动水流动力，其入料的上限是低于150 mm，若高于150 mm，其能耗与顶水量的就要增加几倍；使用人工排矸，其劳动强度非常大，发成误捡的几率比较大。

煤泥水澄清装置、脱水（介）筛装置、成套的风系统与水系统等都不属于动筛跳汰机分选系统。

1.1 动筛跳汰机分选依据

依据筛体驱动形式把动筛跳汰机划分以下几种：机械式动筛跳汰机及液压驱动式动筛跳汰机。其依据的动力分别为曲柄连杆等机械机构及液压系统。

上下周期性动作可以是水介质中的筛板动作，其筛板动作被机械力驱动，动筛跳汰机就可以做这一周期性动作，从而使物料被筛板筛松散，分层的实现依据的是密度。比较轻的物料在上层，溢流堰把其倒入提升轮的前端当做精煤排放出去，排矸轮使提升轮的后端接收下面层次的矸石并排放出去。

1.2 动筛跳汰机目前状况

德国KHD洪堡.威达格公司研制出了液压驱动的ROMJIG动筛跳汰机，其特点包括高效率的块煤分选、简单的工艺，严密的设备等。

目前，国产的动筛跳汰机应用时存在很多问题：使用液压式动筛跳汰机发生故障的机率比较高线上调整机械式动筛跳汰机工艺参数是难以完成、煤炭在矸石中的含量较高等。

精煤出现损耗是由于比较差的动筛跳汰机分选造成的，由于机械构造繁杂，所以发生故障的机率比较高，若需要维修的地方比较多，但配件不齐全的时候，不仅影响产生，而且增加成本。所以，很多的选煤厂都实行了动筛跳汰机被替代成了浅槽重介质分选机。

2 风选排矸技术及其应用

2.1 风力干选机的工作原理

传统的风力摇床干选机的载体是风，受较低的风压、较大的风量的影响，通过摇床把物料摇松散，风和摇床的相结合，使物料分出层次，并分层的移向排料口，分选工作完成。由于具有比较低的分选效率的本类型的干选机，其高达15%的精煤损耗率，在平常的煤种、地理位置较偏僻、较远，水比较少的地区适合使用。

2.2 智能风选的应用及存在的问题

智能干选机是采用的射线（X射线，丫射线）被矸石与煤炭所反射与吸收能力差异的原理，使用具有识别功能的智能识别法，为了分离矸石与煤块，完成分选，就需要使矸石或者煤块（25～200 mm）运动轨迹脱离原路线，这就要使用高压风来完成，为了正常的生产，前提是符合其生产所要具备的条件，把分选精度分为以下几种：矸石在精煤中占有6.5%左右、精煤在矸石中占有1.5%左右，若要降低矸石在精煤中的含量，则精煤在矸石中的含量就会增多。

智能风选的使用要求：

1）较高要求的原煤分级效率（限下率），由于被误吹和误判细颗粒物料，从而导致错配；

2）对布料的条件是均匀，物料与物料当中没有叠压，不然会被误吹和误判，从而导致错配；

3）有害射线中包含X射线，其危害着人体的生殖系统、造血系统和免疫系统。尽管设备的外壳具有保护作用，但仍然影响着维修及操作人员康健，因为在设备的周围与设备距离1 m的射线计量分别是2.5μSv/h和1μSv/h，所以不可小觑的问题是射线剂量值；

4）因为设备的特性，在使用干选机时会有比较多的煤尘产生，所以会高要求的除尘设施，若除尘设备发生故、失效等状况，就导致粉尘发生污染。

3 浅槽重介质分选机的分选技术及其应用

3.1 浅槽分选机特点

大型选煤厂块煤排矸时应用浅槽重介质分选机，精选大粒度级块煤是大型煤场被浅槽重介质分选机与重介旋流器相结合使用，不管是煤矿地面选煤厂还是井下选煤厂都渴望的煤炭分选设备。该设备几个特点：

1）简易的构造，较强的处理能力，处理能力在各种槽宽中达到100 t/h。

2）比较高的分选精度，比较简易的操作，被用于难选煤的分选，具有较强的适应煤质波动的能力，分选精度平均为3%。

3）300～13 mm的范围是分选粒度的范围，粒度下限在部分选煤厂会被减少到10~6 mm。1.2～1.9（2.0）g/cm3是分选密度范围。

4）比较低的介耗，1 t煤介耗小于0.3 kg，比较少的耗电量，比较低的维修与生产成本，可以使生产成本减少的程度比较大。

3.2 浅槽分选机的应用

目前，在井下建立了浅槽重介质分选机排矸系统，井下的回填材料是被分选出来的矸石，使矿井的有用产能增多；有的矿井由于开采年限不断增加、煤层条件不断改变，使大块矸石在原煤中所占的比例不断增多，使选煤厂的洗选成本增多分选效率受到影响，导致常发生管路堵塞、溜槽、重介旋流器等状况。事先准确排矸，低灰被生产出来、大块精煤的发热量比较高，或者大块矸石被排出以后，能够减少对粉碎及末煤分选系统的负担，承担的煤泥水系统和加工成本下降。

例如某选煤厂浅槽重介质分选机排矸实施时，50 mm是块煤在原动筛车间的分选下限，重介质旋流器分选的是小于50 mm的原煤。在运行使用浅槽车以后，浅槽分选机分选的原煤必须在大于25 mm级以上。由原煤筛材料中得知，原煤中18.77%是50～25 mm级，42.65 t/h是其产量，替换成的25 mm的原煤分级筛分级粒度，会使末煤车间进来的原煤量降低，使较低的分选效率、不完全的脱介，主要是由于末煤车间由于较大的入料量造成的，这一问题降低原煤量而得到解决。

在该矿井原煤产量为400 t/h，原煤中大概36.35%是25 mm以上块煤，产量为145.4 t/h，2516型高排矸能力浅槽分选机被选用，其作用是固有动筛跳汰机被替换成25 mm以上原煤排矸。原煤分选密度为1.70 g/cm时，矸石灰与产率（占块煤）分别为82.32%和47.76%。

通过采样并化验产品，并分析其效果可以得知，浅槽重介质分选机存在偏差，其每月的偏差值为0.02 g/cm3，具有较高的分选精度，1.8 g/cm3以下密度级的煤不存在于矸石中，数量效率与动筛分选的比值平均上升大于15%。