选煤厂浅槽重介分选机优化改造

杜强

（华阳一矿 选煤厂，山西 阳泉 045000）

1 概况

在煤矿前端开采作业完成后，破碎的煤炭中包含部分杂质、碎石等。需采用煤炭专用分选设备用于分离和筛选，以提取不同精度和质量的煤，因此分选机是选煤厂选煤的关键设备。华阳一矿选煤厂XZQ1648 型分选机具有结构简单、分选效果好的优点，如图1 所示。但由于分离环境工况较差，分选机长时间过载运行，导致链条在使用中严重磨损、间隙过大，影响正常生产，给企业生产运行带来诸多不便。因此，本文在分析分选机结构工作原理的基础上，以华阳一矿选煤厂XZQ1648 型分选机为例，着重研究了其使用中存在的问题，并对分选机结构进行设计改进，以提高设备的可靠性。

图1 重介浅槽分选机Fig.1 Heavy medium shallow groove separator

2 分选结构工作原理

XZQ1648 型重介质浅槽分选机利用重介质悬浮中的沉浮原理，将不同比重的物料分开。分选机主要由上升介质漏斗、水平介质横槽、头轮、尾轮、刮板、刮板、链条、减速器和电机等部分组成，如图2 所示。

图2 重介浅槽分选机结构组成Fig.2 Structure composition of heavy medium shallow groove separator

各部件在运行期间都会受到外部或内部因素的影响而造成局部结构失效。浅槽分选机构的分选通常以50 mm 粒径为分界线，划分不同粒径原煤至相应的悬浮罐中，并与悬浮液一起融合。大约80%的悬浮液混合物经水平管形成纵向水平流，约20%的悬浮液经底部上升管形成上升流，确保悬浮液的均匀混合和洁净煤的平稳上升。物料上升时，能够将密度小的煤颗粒完全分散，达到杂质和洁净煤的有效分离。此外，为了防止较多杂质影响分选效果，可预先制备介质倒进罐里。在压紧阀的作用下，杂质被分离到罐底并运输至罐外。

3 分选机常见故障

华阳一矿选煤厂XZQ1648 型分选机在实际应用中，由于煤矿工作环境恶劣，加之经常长时间过载运行，分选机经常会出现各种故障，将这些故障总结如下。

3.1 链条故障

分离原煤时，洁净煤以低密度漂浮到悬浮液的上层，而高密度的物质和杂质呈不规则状态分布在槽底。在此期间，当产生一定的冲击力时，链条会与杂质长时间相互作用，从而造成磨损，致使链条磨损加剧，甚至断裂。增加倒料板和断链保护装置可以减少和防止断链的问题，预防对分选机运行造成的不良后果，改善生产效率和耐久性。

3.2 齿轮问题

分选机构通过电动机、减速器、三角带等部件实现运转，最大速率约0.8 m/s。电机采用全电压直接起动，起动时的瞬时扭矩会达到电机额定扭矩的2 倍，对分选机的所有部件产生巨大冲击力，容易造成齿轮磨损，甚至打齿。随着分选煤量的增多，分选机产能相对固定，导致分选机构过载，使得三角带、刮板等部件出现过度磨损或高温现象，影响分选机构的生产运行。

3.3 滑道问题

滑道是分选机构的关键部件，影响链条运动的平稳性。XZQ1648 型分选机滑道采用14 mm 厚钢板焊接并固定在槽体上，通过螺栓连接。在链条运动中，滑道是最频繁摩擦的部位，长时间高强度的运行会发生滑道严重磨损现象，使得链条不能按既定轨道运行，严重时会导致链条故障。

此外，链条和滑道长时间浸泡在悬浮液中，在严重磨损的情况下，很容易发生断链。为确保分选机构的正常寿命和工作，须及时修复损坏的滑道和链条。

4 分选机构优化改进措施

结合前述，分析了分选机构运行中存在的相关问题，为确保其结构的高效运行，满足生产要求，对分选机构进行了优化和改进。

（1）由于链条磨损严重，可将现有链条改为套筒滚子链，节距可减小至78 mm，并放置在外链板上。增加了更多的耐磨焊点，将头部和尾部转换成链条与节距匹配的结构尺寸。为了提高链条的耐磨性，将链条材料换为40Cr 材料。依照销轴结构，调整结构尺寸，将其与外链板实现间隙配合，便于在后期拆卸和组装链条，减缓磨损速度，提高链条使用寿命。

改进后的链条结构主要由外链板、内链板、短销轴等组成，如图3 所示。

图3 改进后链条结构Fig.3 Improved chain structure

（2）针对滑道问题，在滑道施工过程中，将传统焊接方式改为铸造方式，在滑道薄弱部地方增加加强筋；将滑道材料更换为Mn13Cr2 耐磨材料，提高其强度。另外，滑道与链条的接触厚度增加到30 mm，以此提高滑块的耐磨性。

（3）分选机运作时，不可避免存在碎石落入托架下方的情况。在滑道上方焊接一个宽度450 mm 左右的挡料板，改变物料运行轨迹，防止物料落入托架。

（4）在分选机的运作中，刮板和底板之间存有一定的间隙，随着设备运行时间的推移，间隙会越来越大。为解决这一问题，在起弧与爬坡阶段焊接耐磨板15～16 mm，减少2 个零件之间的间隙，降低刮板和底板之间进入碎石的概率，提高分选机的可靠性。

5 结语

将改进后的分选机在华阳一矿选煤厂进行实践应用。在为期6 个月的试运行期间内，链条磨损明显减少，链条未进行维修或更换，断链、跳链等状况也显著降低，分选效率得到大幅度提升。预计各类零部件的寿命提高20%，年节约维护费用30 余万元。