SKT排矸跳汰机的设计与应用

张 勇，韩春胜

(1.中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北 唐山 063000；2.河北省煤炭洗选工程技术研究中心，河北 唐山 063012)

SKT排矸跳汰机的设计与应用

张 勇1,2，韩春胜1,2

(1.中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北 唐山 063000；2.河北省煤炭洗选工程技术研究中心，河北 唐山 063012)

为了解决筛下空气式跳汰机预排矸入料上限低的问题，对SKT跳汰机空气室、排料系统、筛板结构和相关工艺参数进行了合理改进。改进后的SKT排矸跳汰机成功地应用于延安禾草沟二矿选煤厂预排矸系统，入料上限提高到200 mm，对25～200 mm粒级块原煤排矸，矸石中精煤平均损失为0.23%，中煤平均损失为1.99%，取得了良好效果。

预排矸；块煤；排矸跳汰机；排料轮；矸石带煤

近年来，随着采煤机械化程度的不断提高，放顶煤开采技术以及大型化采煤设备的广泛应用，使工作面断层或夹矸大量混入原煤中，造成原煤中矸石含量大为增加，给原煤后续的分级、手选、破碎环节造成了巨大困难[1]。传统的人工拣矸不仅效率低，且劳动强度大，对于入选原煤中矸石含量高的大型选煤厂，人工拣矸已远远不能满足生产要求，必须采用机械化程度更高的排矸手段来满足生产需求。

1 机械排矸工艺现状

目前，常用的机械排矸工艺有动筛跳汰机排矸、重介质分选机排矸、选择性破碎机排矸、跳汰机排矸等。

(1)动筛跳汰机排矸工艺。该工艺具有工艺系统简单，排矸能力强，入料上限大，投资少，运营费用低[2]，煤泥水处理系统简单等优点。但是，相对于重介排矸和跳汰排矸，其分选效率较低，分选下限只能达到30 mm，在一定程度上制约了该工艺的推广应用。

(2)重介质分选机排矸工艺。近年来，重介质排矸工艺得到了众多煤炭企业的青睐，尤其是重介质浅槽分选机在近几年得到了大量推广。与其他排矸工艺相比，重介排矸工艺具有分选效率高，对煤质变化的适应性强，分选下限低等优点，对于难选和极难选煤有很好的分选效果。缺点是工艺系统复杂，设备磨损严重，基建投资较大，生产成本高等。

(3)选择性破碎机排矸工艺。该工艺要求煤与矸石硬度差别大，否则排矸效率较低。目前此工艺已较少使用。

(4)跳汰机排矸工艺。该工艺具有系统简单，分选效率高，设备投资少，后期维护费用低等优点，同时分选密度和产品结构便于调整，可根据市场需求出两产品或者三产品。目前，分选上限低是制约跳汰机排矸工艺推广的主要因素。为解决此问题，中煤科工集团唐山研究院有限公司在其具有自主知识产权的SKT系列跳汰机的基础上，通过进行一系列的技术改进，研制出SKT排矸跳汰机，成功地将分选上限提高到200 mm，并将之应用于延安禾草沟二矿选煤厂预排矸系统中，取得了良好效果。

2 SKT排矸跳汰机

SKT排矸跳汰机是在SKT系列跳汰机基础上研制开发出来的新型跳汰机。该机设计入料粒度范围为13～200 mm，它既秉承了SKT系列跳汰机无背压软接触数控盖板风阀、多室共用风阀、单格室漏斗形组合式机体、无溢流堰漏斗仓式稳静排料以及智能控制等一系列优势技术，同时又在适应宽粒级块煤分选的关键技术上有了突破性改进。

2.1 空气室的改进

跳汰机空气室的作用是通过低压风将空气室内的水压到跳汰室内，从而形成脉动水流，由脉动水流将床层举起，从而对原煤进行分选。考虑到块煤分选对脉动水流的振幅要求较大，为了能使13～200 mm粒级原煤组成的床层充分松散与分层，跳汰机的上升水流应该快速地将床层举起，使其达到足够的高度以满足分选要求，因此SKT排矸跳汰机将SKT系列跳汰机的空气室向下扩大，并采用了新型节能导流板(图1)来满足13～200 mm粒级原煤洗选对脉动水流振幅的要求，同时将原SKT跳汰机的围板提高，以防止洗选水外溢。

图1 SKT新型节能导流板Fig.1 New energy-saving deflector of SKT

2.2 排料系统的改进

SKT排矸跳汰机排料仍采用SKT系列跳汰机的无溢流堰漏斗仓式稳静排料专利技术。该技术优点是：取消溢流堰，可防止分好层的物料撞击和翻越溢流堰造成二次混杂；增设活动溢流堤，从而可灵活调节各段底部床层厚度；加深料仓，阻止水流在排料道中上下窜动而影响排料稳定；排料轮采用强制性主动排料，排料轮转速可通过变频无级调整并与排料量呈线性对应，既可保证跳汰机连续、稳定、准确地控制排料量[3]，又有利于保证产品质量，提高效率。

为了保证大块矸石排料顺利，SKT排矸跳汰机在保留了无溢流堰漏斗仓式稳静排料专利技术的同时，又根据实际入选原煤的粒度，采取了如下一系列改进：加大排料道的宽度，采用大直径新型排料轮，将排料上限由120 mm提高到200 mm；加大了排料轮护板重量，以确保排料轮在不转的情况下排料道内物料不会漏掉；调整了护板的安装位置，以保证护板完全抬起后，粒度200 mm左右的矸石能够顺利排走。

2.3 筛板结构的改进

SKT排矸跳汰机仍采用开孔率高的不锈钢焊接条缝筛板，但筛孔尺寸比普通SKT系列跳汰机的筛孔要大。此外，考虑到原煤中矸石含量高、粒度大的特点，为避免因跳汰机内矸石床层移动速度慢而影响处理能力， 将SKT排矸跳汰机的筛板倾角提高到5°。

2.4 工艺参数的改进

跳汰洗煤工艺以其系统简单可靠，生产成本低等优点，长期以来一直是我国应用最广的选煤方法之一[4]。跳汰机是跳汰工艺系统中的关键设备，普通SKT跳汰机配套风机的最大压力一般是0.039 2 MPa，为了保证13～200 mm粒级原煤分选时床层充分地松散与分层，SKT排矸跳汰机选用了最大压力为0.049 2 MPa的风机。

3 SKT排矸跳汰机的现场应用

禾草沟二矿选煤厂位于延安市禾草沟二号煤矿工业广场内,隶属于车村煤业集团，是一座原设计处理能力为0.6 Mt/a的矿井型选煤厂，生产采用重介、浮选联合分选工艺。随着矿井生产能力的提升，该选煤厂需扩能到0.9 Mt/a。通过对入选原煤筛分浮沉资料进行分析，发现二号矿井生产的3#原煤含矸率高(表1)，达到50%以上，如果将3#原煤中25～200 mm粒级的矸石排掉，可以使重介旋流器满足扩能后的生产需求；同时，预先排除25 mm以上的块矸石，可降低矸石的泥化程度，提高主洗设备的分选效果。经综合分析后，禾草沟二矿选煤厂选用了 SKT-2.4 m2排矸跳汰机作为预排矸系统的主洗设备。

SKT-2.4 m2排矸跳汰机于2014年8月正式投入生产，其排矸效果和机械性能良好，得到了现场的高度认可。表2所示为该跳汰机选后产品的密度组成。

表1 2014年8、9两月入选原煤的浮沉组成均值表Table 1 float-and-sink mean value of feeding raw coal in Aug. and Sep. 2014

表2 2014年8、9两月跳汰洗精煤与矸石浮沉组成表Table 2 Float-and-sink test of clean coal and refuse in Aug. and Sep. 2014 g/cm3

由表2可知，SKT排矸跳汰机矸石中精煤含量平均为0.23%，中煤含量平均为1.99%，很好地满足了现场对矸石带煤不超过4%的要求。

跳汰预排矸系统改建完成后，实际生产中SKT-2.4 m2排矸跳汰机的平均入选量为60 t/h左右，达到了设计能力,且使原煤的入选量由原来的125 t/h左右提高到187.5 t/h左右。SKT-2.4 m2跳汰预排矸系统改建完成后，原煤经过预先排矸后再进入重介洗选系统，不仅提高了重介系统的分选效果，而且还降低了重介质的消耗，同时也解决了主洗系统中三产品重介质旋流器矸石段经常堵塞的问题。原煤经过预排矸，正常年份选煤厂销售收入将增加9 352.8万元，年增加利润1 192万元，为企业带来可观的经济效益。

4 结语

SKT排矸跳汰机在禾草沟二矿选煤厂的成功应用，标志着SKT排矸跳汰机在宽粒级分选领域取得了实质性的进展。随着煤炭市场的转冷，煤炭价格的回落，煤炭企业效益大幅下滑，煤炭行业进入了“微利”时代，因此煤企投资将更加谨慎。跳汰排矸工艺投资少，分选效率高，尤其是对于易选煤和中等可选煤，其分选效率和重介相当，但投资和生产成本却远低于重介，因此跳汰排矸工艺具有更强的市场竞争力和良好的应用前景。

[1] 庞树栋，李梦昆.动筛排矸代替其他排矸方式的设计实践[J].选煤技术，2002(5).

[2] 于尔铁.论动筛跳汰机发展前景[J].选煤技术，1997(1).

[3] 杨 康.跳汰选煤评述[J].选煤技术，2006(5).

[4] 杨 康，娄德安，李朝东，等.SKT跳汰机的创新与应用[J].选煤技术，2014(5).

[5] 匡亚莉.选煤厂工艺设计与管理(设计篇)[M].徐州：中国矿业大学出版社，2006.

[6] 谢广元.选矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001.

Technical upgrade and application of the SKT jig for refuse removal

ZHANG Yong1,2,HAN Chun-sheng1,2

(1.China Coal Technology & Engineering Group Tangshan Research Institute Co.,Ltd.,Tangshan,Hebei 063000,China;2. Coal Preparation Engineering & Technology Research Center in Hebei Province ,Tangshan,Hebei 063012,China)

In order to solve problem of low feeding size into air chamber under the bed jig for refuse pre-preparation,the key parameters of SKT jig are upgraded such as discharging device,air chamber,sieve plate etc. upgraded SKT jig with maximum feed 200mm has been successfully applied to refuse pre-preparation system in Yan'an Hecaogou second mine coal preparation plant. The application shows that average loss of clean coal carried in refuse is 0.23%,and average loss of middings carried in refuse is 1.99%,when separting lump raw coal 25～200mm.

refuse pre-preparation; lump coal; jig for refuse pre-preparation; discharging device; product refuse with coal

1001-3571(2015)04-0032-03

TD942

A

2014-11-07

10.16447/j.cnki.cpt.2015.02.009

张 勇(1989—)，男，黑龙江省佳木斯市人，助理研究员，从事选煤厂设计和跳汰机的研究与开发工作。

E-mail：349741105@qq.com Tel：0315-7759458