淺槽重介分選機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)淺槽）用于大型選煤廠的塊煤排矸,，也可以用于井下排矸，是煤礦地面選煤廠和井下選煤廠主要分選設(shè)備之一。近年來(lái),，不僅在我國(guó)動(dòng)力煤選煤廠得到廣泛應(yīng)用,，同時(shí)在非金屬礦的拋尾和垃圾分選等非煤領(lǐng)域也得到初步應(yīng)用。生產(chǎn)實(shí)踐表明,，淺槽具有處理能力大,，分選效果好，對(duì)煤質(zhì)波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn),。該設(shè)備為企業(yè)帶來(lái)了顯著經(jīng)濟(jì)效益,，為我國(guó)動(dòng)力煤洗選做出了突出貢獻(xiàn)。
1 淺槽的發(fā)展及應(yīng)用 淺槽利用阿基米德原理,，待分選物料在槽體中按密度進(jìn)行分選,，槽體采用敞開(kāi)式，并且用刮板排料,。國(guó)內(nèi)淺槽的研究始于20世紀(jì)80年代,，同期，平朔安太堡和安家?guī)X選煤廠從國(guó)外引進(jìn)了丹尼爾斯重介質(zhì)分選機(jī),，用于分選150～13mm塊煤,，由于該設(shè)備具有易操作、易維護(hù),、低投資和高效率等特點(diǎn),，在我國(guó)很快得到認(rèn)可。在此之前,，用于塊煤分選的重介質(zhì)分選機(jī)多為斜輪,、立輪。 2000年左右,，我國(guó)煤炭入選率約為20%,，以煉焦煤洗選為主，動(dòng)力煤入選率較低,?！笆晃濉薄ⅰ笆濉逼陂g,，隨著環(huán)保壓力增加,，空氣霧霾嚴(yán)重，國(guó)家加大環(huán)保力度,，使煤炭產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益增加,，動(dòng)力煤入選率快速提高，“十二五”期間我國(guó)煤炭入選率達(dá)到了50%,，到“十三五”末期，煤炭入選率將達(dá)到70%，新增入選煤炭大部分為動(dòng)力煤,。淺槽特點(diǎn)是處理量大,，同時(shí)又具有較高的分選精度，所以在動(dòng)力煤分選中發(fā)揮了巨大作用,。2002年,，保德選煤廠首次在神東地區(qū)使用淺槽分選塊煤，在此之后,，神東地區(qū)新建選煤廠基本為塊煤淺槽分選工藝,。 2 淺槽相關(guān)問(wèn)題解析 淺槽重介分選機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)淺槽）用于大型選煤廠的塊煤排矸，也可以用于井下排矸,，是煤礦地面選煤廠和井下選煤廠主要分選設(shè)備之一,。近年來(lái)，不僅在我國(guó)動(dòng)力煤選煤廠得到廣泛應(yīng)用,，同時(shí)在非金屬礦的拋尾和垃圾分選等非煤領(lǐng)域也得到初步應(yīng)用,。生產(chǎn)實(shí)踐表明，淺槽具有處理能力大,，分選效果好,，對(duì)煤質(zhì)波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。該設(shè)備為企業(yè)帶來(lái)了顯著經(jīng)濟(jì)效益,，為我國(guó)動(dòng)力煤洗選做出了突出貢獻(xiàn),。 2.1 原煤泥化問(wèn)題對(duì)淺槽的影響 近年來(lái)，隨著礦井煤質(zhì)變差,，原煤泥化嚴(yán)重,，循環(huán)水系統(tǒng)濃度增加，重介質(zhì)懸浮液黏度急劇上升,，導(dǎo)致淺槽介質(zhì)流系統(tǒng)堵塞嚴(yán)重,，分選環(huán)境惡化，而淺槽介質(zhì)流是否暢通,，決定了物料的分層效果及分選精度,，是整個(gè)分選過(guò)程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。 神東洗選中心各選煤廠基本為塊煤淺槽分選工藝,，由于上升流堵塞導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作的情況普遍存在,，且造成了一系列不良后果，最終導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,，精煤回收率下降,，洗選成本上升，人力資源浪費(fèi),，淺槽壓煤風(fēng)險(xiǎn)增大等,。因此，在對(duì)神東洗選中心淺槽分選工藝系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，通過(guò)對(duì)入料性質(zhì)和淺槽結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)上升流影響的研究和試驗(yàn),，得出了最終的解決方案,，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)淺槽分選機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)及工藝系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。例如對(duì)布流板孔的布置方式,、開(kāi)孔率,、結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)上升流介質(zhì)斗內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行改進(jìn),，對(duì)上升流管路布置方式和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),，對(duì)淺槽上下游脫水脫介分級(jí)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)等措施，解決了淺槽分選系統(tǒng)上升流易堵塞的問(wèn)題,，節(jié)約了人力成本和生產(chǎn)成本,，為其他采用塊煤淺槽工藝的選煤廠解決同類(lèi)問(wèn)題提供了指導(dǎo)和借鑒。 2.2 淺槽入料粒度下限問(wèn)題 降低淺槽入料粒度下限可以最大程度回收精煤,。以前,，各動(dòng)力煤選煤廠多為200～25mm粒級(jí)入淺槽分選，＜25mm粒級(jí)不分選,。隨著弛張篩分級(jí)工藝在選煤廠的推廣應(yīng)用,，分選粒度可以低至6mm，＞6mm原煤入淺槽分選,，＜6mm原煤不入選,。將淺槽的分選粒度下限降低到6mm，最大程度地提高了精煤產(chǎn)率,。但是,，較寬的分選粒度范圍，使產(chǎn)品中錯(cuò)配物增加,，分選效果變差,。首先，密度不同的物料在淺槽實(shí)現(xiàn)按密度分選,，必須使最大顆粒與最小顆粒的粒度比小于等沉顆粒的等沉比,，降低淺槽分選粒度下限后，較寬的分選粒度范圍會(huì)導(dǎo)致分選失敗,。其次,，由于末煤量的增加，顆粒上粘連煤泥量會(huì)增加,，懸浮液中次生煤泥量增加,，從而增加懸浮液黏度，使脫介篩的脫介效果變差,，介耗增加,。再次,，降低淺槽入料粒度下限后，小顆粒物料的干擾沉降速度較低,，要想保證一定的分選精度,，物料分選時(shí)間就需增加,，從而降低了處理能力,。 針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可控制入料粒度的上限,，盡量縮小入料粒度范圍,，同時(shí)減少介質(zhì)循環(huán)量，以延長(zhǎng)分選時(shí)間,，在一定程度上保證分選效果,；可采取加大分流量的方法，控制懸浮液中煤泥含量,，控制懸浮液黏度,，消除不利因素；還可增加淺槽分選長(zhǎng)度,，確保原煤在懸浮液中的分選效果,。一般末煤分選長(zhǎng)度過(guò)短，煤流容易發(fā)生“短路”,，增加分選長(zhǎng)度,，相對(duì)增加了原煤在懸浮液中的分選時(shí)間，有助于提高分選效果,。另外,，采用分段洗選的方法，將之前的寬入料粒級(jí)變?yōu)閮蓚€(gè)窄粒級(jí),，使之分別進(jìn)入較大塊煤淺槽和較小塊煤淺槽,，可解決入料粒度范圍寬引起的一系列問(wèn)題。 2.3 淺槽分選鄰近密度產(chǎn)物的問(wèn)題 在淺槽實(shí)際應(yīng)用中,，當(dāng)分選密度附近物料偏多,，原煤可選性級(jí)別為難選甚至極難選時(shí)，會(huì)造成懸浮在槽體中的物料偏多,，且越積越多,，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生壓槽事故。因此,，當(dāng)遇到大量懸浮物無(wú)法排出的情況時(shí),，可以微調(diào)分選密度，使懸浮在槽體中的物料盡快上浮或下沉,，以解決物料在槽體內(nèi)的積聚問(wèn)題,。 2.4 主動(dòng)排料機(jī)構(gòu)在淺槽中的適應(yīng)性 淺槽主動(dòng)排料機(jī)構(gòu),，即在淺槽溢流堰位置增設(shè)快速排料裝置，加快精煤排出速度,。淺槽處理的塊煤粒度上限是200mm,，生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生因破碎粒度控制不嚴(yán)而出現(xiàn)超大塊原煤進(jìn)入現(xiàn)象，引起精煤無(wú)法排出槽體,，堵塞溢流堰甚至發(fā)生溢槽事故,。因此設(shè)置一套精煤主動(dòng)排料機(jī)構(gòu)，就可避免此類(lèi)事故的發(fā)生,。 主動(dòng)排料機(jī)構(gòu)不僅可以提高溢流區(qū)排料粒度上限,，還可以降低介質(zhì)循環(huán)量。目前,，淺槽的介質(zhì)循環(huán)量約為200～250m3/h,，而設(shè)置有排料機(jī)構(gòu)的立輪和斜輪分選機(jī)每米槽寬的介質(zhì)循環(huán)量約為100m3/h。因此,，淺槽在增加主動(dòng)排料機(jī)構(gòu)后,，預(yù)計(jì)可減少一半的介質(zhì)循環(huán)量，同時(shí)可節(jié)省電耗并延長(zhǎng)介質(zhì)泵和相應(yīng)管路的使用壽命,。另外,，主動(dòng)排料機(jī)構(gòu)減少水平流，使流場(chǎng)更加穩(wěn)定,，更有利提高分選效果,。 2.5 溢流堰返流問(wèn)題 淺槽正常分選或停車(chē)時(shí)，部分物料因水平流的壓力較大有可能一直漂浮在液面上無(wú)法排出,。在選擇淺槽配套的合格介質(zhì)泵時(shí),，如果合格介質(zhì)泵揚(yáng)程過(guò)高，在給介時(shí),，有可能發(fā)生沖擊流場(chǎng)形成漩渦,，導(dǎo)致溢流堰處往回返料，雖然可以通過(guò)降低合格介質(zhì)泵的頻率或調(diào)低合格介質(zhì)泵出料管路閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)降低給介壓力,，但合介流量會(huì)受到影響,，出現(xiàn)因流量偏小而導(dǎo)致溢流堰處堵料的問(wèn)題。因此在選擇合格介質(zhì)泵時(shí),，一定要考慮壓力過(guò)大而導(dǎo)致的溢流堰返流問(wèn)題,。 2.6 出入溜槽設(shè)計(jì)問(wèn)題 淺槽入料溜槽銜接分級(jí)篩或脫粉篩，出料溜槽連接固定篩及脫介篩,。溜槽設(shè)計(jì)是否合理,，是煤流是否順暢的必要條件。在生產(chǎn)實(shí)踐中,，淺槽入料溜槽連接一臺(tái)或兩臺(tái)入料篩,，入料篩寬度小于淺槽入料寬度的情況居多,，應(yīng)沿淺槽入料全寬布置入料，使煤流沿入料全寬均勻給入淺槽,，一則充分利用淺槽入料寬度,，保證處理能力，二則消除入料位置的漩渦,，使分選流場(chǎng)穩(wěn)定,。 淺槽出料溜槽也存在同樣問(wèn)題，應(yīng)沿溢流堰全寬布置溜槽,。精煤脫介篩寬度一般小于淺槽溢流堰寬度,，在設(shè)計(jì)中需要一個(gè)收口，此收口應(yīng)遠(yuǎn)離淺槽溢流堰,。例如，在寧煤金鳳選煤廠設(shè)計(jì)中,，淺槽溢流出口溜槽由于收口過(guò)近,，以致于降低了設(shè)備的處理能力，而且在被遮擋住的溢流堰內(nèi),，懸浮液形成了漩渦,，對(duì)物料分選不利。 2.7 設(shè)備的可靠性問(wèn)題 淺槽作為塊煤重介系統(tǒng)的核心設(shè)備,，應(yīng)具備較高的可靠性,，一是采用可靠的零部件；二是減少故障點(diǎn),；三是在實(shí)現(xiàn)功能的前提下,，盡量簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)。淺槽驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及選型（如電機(jī),、減速器等）一定要采用可靠性高的產(chǎn)品,，聯(lián)軸器、減速器與主軸的聯(lián)接為空心軸聯(lián)接,，安裝精度要求較高,，一般生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)達(dá)不到制造廠的安裝條件，不利于設(shè)備檢修,。由此可根據(jù)淺槽工況特點(diǎn),，采用拆卸方便且體積更小的蛇形彈簧聯(lián)軸器聯(lián)接。安裝時(shí),，允許有不同的軸度,，方便驅(qū)動(dòng)裝置檢修。軸承潤(rùn)滑可采用先進(jìn)可靠的集中潤(rùn)滑系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)對(duì)主,、從動(dòng)軸及調(diào)節(jié)軸軸承集中定時(shí)定量供油脂,，保證所有軸承的正常運(yùn)行。張緊裝置可采用油脂張緊或絲杠張緊,。 2.8 易損件問(wèn)題 淺槽易損件的更換是現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的重要內(nèi)容,，因此易損件性價(jià)比和便捷更換是淺槽日常維護(hù)的基本要求。淺槽易磨損部件較多,，鏈條,、鏈輪、刮板,、襯板以及滑軌等都屬于易損件,，如果不充分考慮性價(jià)比，將會(huì)使運(yùn)行成本增加,。加強(qiáng)對(duì)鏈條耐磨性的研究,，選用優(yōu)質(zhì)的合金材料，采用特殊的熱處理工藝,，可提高易損件的性價(jià)比,。第一代滑軌均采用耐磨材料整體鑄造，由于硬度較高,，鑄造后加工成本偏高,，因此往往將毛坯作為成品使用，在現(xiàn)場(chǎng)更換時(shí),，因鑄造精度差而出現(xiàn)無(wú)法安裝的情況,。目前第二代滑軌采用可加工普通材料母體+特殊材料護(hù)板的形式，使成本得到降低,，安裝更為方便,。 3 結(jié) 論 (1) 在當(dāng)前技術(shù)條件下，淺槽的大型化和自動(dòng)化已基本實(shí)現(xiàn),，部分選煤廠實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守,。但我國(guó)煤炭資源分布廣，煤質(zhì)差別大,，采用單一結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝布置來(lái)應(yīng)對(duì)物料分選,，不能最大程度發(fā)揮淺槽的優(yōu)勢(shì)，對(duì)物料的洗選也不具有針對(duì)性,。應(yīng)根據(jù)入料粒度組成,、鄰近密度物含量、介質(zhì)系統(tǒng)中煤泥含量等,，有針對(duì)性地對(duì)淺槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化和個(gè)性化設(shè)計(jì),。 (2) 設(shè)備智能化主要包含兩方面內(nèi)容：一是設(shè)備本身的智能檢測(cè)，例如淺槽張緊裝置可以根據(jù)鏈條受力情況自主調(diào)整松緊,，鏈條鏈輪嚙合時(shí)接觸面積檢測(cè)壽命,，按上下滑軌之間間距來(lái)自主檢測(cè)更換時(shí)間等,；二是塊煤分選系統(tǒng)的智能化，通過(guò)對(duì)介質(zhì)系統(tǒng)的黏度,、煤泥含量,、物料粒度變化等大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，自主調(diào)節(jié)介質(zhì)循環(huán)量,、上升流和水平流比例等參數(shù),，使分選效果趨近于完美。