溫欣穎

（煤炭工業(yè)太原設(shè)計研究院，山西 太原 030001）

引言

正文煤礦設(shè)計生產(chǎn)能力900kt／a，礦井初期開采10＋11號煤層，10＋11號煤為低灰～中灰、中硫～中高硫、高熱值～特高熱值焦煤（JM）。鑒于該層煤硫分較高，一般可達2%～3%，以有機硫為主，洗選后無法降低精煤硫份，煤的工業(yè)用途一般可作動力煤和煉焦配煤。因此，根據(jù)煤的用途和市場需求，煤的加工按建簡易篩分系統(tǒng)考慮，在礦井工業(yè)場地建篩分車間，原煤由主斜井帶式輸送機提升至主井井口房，經(jīng)轉(zhuǎn)載帶式輸送機進入篩分間，通過分級篩進行±100mm 分級，考慮到井下回采工作面采用放頂煤開采工藝，＋100mm 粒級含矸量大于90%，所以＋100mm 粒級采用手揀塊煤，手揀塊煤帶式輸送機帶寬B＝1 200mm，矸石通過帶式輸送機運至矸石倉。－100mm 粒級再進行分級，篩分為－50 mm，50～100 mm 兩種粒級；50～100mm 粒級與手揀帶上人工揀出的塊煤均進入破碎機，破碎至50 mm 以下，再與－50mm粒級匯合，通過大傾角上倉帶式輸送機運至混煤倉儲存。

1 篩分設(shè)備選型方案的確定

根據(jù)篩分工藝要求，考慮到井下回采工作面采用放頂煤開采工藝，＋100mm 粒級含矸量大于90%。參考礦方篩分資料，篩分資料表明矸石所占比例較高，故采用反揀塊煤工藝。這樣就要求篩分設(shè)備的篩分能力要大于一般900kt／a的生產(chǎn)礦井，所以選擇具備500t／h的處理能力的篩分設(shè)備。設(shè)計考慮了兩個篩分設(shè)備選型方案；正弦強力篩和圓振篩方案，并進行了詳細比較。

1）正弦強力篩方案。

正弦強力篩的工作原理是根據(jù)正弦波的擾動原理，利用菱形滾柱做圓周運動產(chǎn)生的軌跡正弦波，使得蓖上（篩上）料層擾動松散，同時與圓形滾柱有機結(jié)合，這樣就能組成篩蓖，達到對物料進行篩選的目的。對于粘在盤片上的纏繞物和粘附物，正弦強力篩在每個滾柱下面設(shè)有隱埋式刮刀，可將其鏟除，以保持篩孔通暢?？梢栽O(shè)置兩級或多級帶傾角的圓形滾柱組合篩體，使煤流沿帶傾角（一般15°）的篩體運動，達到煤流在篩板上均勻分布的目的，有利于篩分，避免堵煤、積煤和堵孔等不良現(xiàn)象發(fā)生。在篩面面積相同的情況下，正弦強力篩的篩分能力要高出其他篩分設(shè)備40%。正弦強力篩是通過改變圓柱、菱形滾珠大小和改變軸間距來適應(yīng)不同的粒度分級，所以對于用戶的要求適應(yīng)性強。

正弦強力篩的優(yōu)點：篩分效率高，處理能力大，工作時無振動，透篩率高，篩分間承受的動載荷小，無噪聲，不受物料粘度和水分限制，不粘、不賭、不卡的優(yōu)點。尤其對于小粒度，濕度大的物料，透篩率高。菱形和圓柱形篩板采用耐磨材料鑄成，十分耐磨。整機采用全封閉機構(gòu)，在避免煤塵方面表現(xiàn)出色。通過由篩板震動到轉(zhuǎn)動的改變，大大降低了噸煤電耗。

正弦強力篩的缺點：質(zhì)量大，消耗鋼材多，有時出現(xiàn)卡軸甚至斷裂現(xiàn)象。

正弦強力篩結(jié)構(gòu)組成：正弦強力篩結(jié)構(gòu)上由兩級傾斜布置，在不同的工況下還可采用一級或多級布置。整體通過12個部件組裝而成，解決了現(xiàn)場安裝中出現(xiàn)的起吊困難問題。傳動方式為1臺擺線針輪減速機通過牌型齒輪箱驅(qū)動多軸轉(zhuǎn)動達到控制篩板的目的。內(nèi)層機構(gòu)采用16 錳防護鋼板，提高耐磨性。

2）圓振篩方案。

這種慣性振動篩又稱單軸振動篩。其支承方式有懸掛支承與座式支承兩種。懸掛支承，篩箱由彈簧懸掛或支承，篩面固定于篩箱上，主軸的軸承安裝在篩箱上，主軸由帶輪帶動而高速旋轉(zhuǎn)。帶偏心重的圓盤安裝在主軸上，隨主軸旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心慣性力，從而可以使自由振動的篩箱產(chǎn)生近似圓形軌跡的振動。軸承中心線與偏心重的距離為激振偏心距。

圓振篩主要優(yōu)點：構(gòu)造簡單，拆換篩面方便，由于篩箱振動強烈，減少了物料堵塞篩孔的現(xiàn)象，使篩子具有較高的篩分效率和生產(chǎn)率。

圓振篩主要缺點：基礎(chǔ)的動載荷較大，分離的程度與篩孔尺寸相近，單位面積的生產(chǎn)能力較低，在投產(chǎn)后長期運行中，經(jīng)常發(fā)生積煤、堵煤、啟動困難、電動機燒毀等故障。特別是對于篩分濕度大的煤時，整塊篩板易發(fā)生糊死，無法完成篩分工作。對土建工程的抗震級別及基礎(chǔ)處理強度要求較高。篩板更換頻繁，檢修時間長，對生產(chǎn)影響較大。

圓振動篩的結(jié)構(gòu)：主要由篩箱、懸掛（或支承）裝置、激振器及電動機等組成。電動機經(jīng)三角皮帶，帶動激振器主軸回轉(zhuǎn)，由于激振器上不平衡重物的離心慣性力作用，使篩箱獲得振動。改變激振器偏心重，可獲得不同振幅。

圓振動篩處理能力流量計算法：

式中：B為篩面寬度，h為篩面上層物料厚度，v為物料運動的平均厚度，γ為物料的松散密度。

設(shè)計對兩方案進行了經(jīng)濟技術(shù)比較，詳見表1。

表1 經(jīng)濟比較表

表2 技術(shù)比較表

通過比較不難看出，正弦強力篩無論在技術(shù)上還是在經(jīng)濟上都具有較大優(yōu)勢，因此，設(shè)計推薦采用正弦強力篩方案。

2 正弦強力篩設(shè)備選型

地面生產(chǎn)系統(tǒng)原煤系統(tǒng)設(shè)備按Q＝500t／h選型，篩分系統(tǒng)能力與之相同。為了保證篩選設(shè)備高效安全的運轉(zhuǎn)，經(jīng)過比較分析，采用正弦強力篩為地面篩分設(shè)備。原煤通過正弦強力篩（一），篩分為±100mm 二種粒級，＋100mm 粒級進行手揀塊煤。－100mm 粒級再進入正弦強力篩（二），篩分為－50 mm，50～100 mm 二種粒級；50～100mm粒級與手揀帶上人工揀出的塊煤均進入破碎機，破碎至50 mm 以下，再與－50 mm 粒級匯合，通過大傾角上倉帶式輸送機運至混煤倉儲存。設(shè)備設(shè)計選型計算如下：

1）正弦強力篩（一）：ZS1.0－11軸／15°型，入料粒度0～300mm，分級粒度±100mm、處理能力500t／h、電動機N＝7.5kW。

2）正弦強力篩（二）：ZS1.0－11軸／15°型，入料粒度－100 mm，分級粒度±50 mm、處理能力500t／h、電動機N＝7.5kW。

3 結(jié)語

正弦強力篩在正文煤礦試運行期間，得到了礦方的良好評價，設(shè)備密封性能良好，運行經(jīng)濟可靠，檢修維護十分方便，噪音小，有效控制漏煤及漏油現(xiàn)象。充分體現(xiàn)了它集中了各種篩型，如波動篩、振動篩、集概率篩、滾軸篩等的優(yōu)點于一體的特點。而且正弦強力篩在實際生產(chǎn)使用中已經(jīng)可靠運行十余年，在設(shè)備使用壽命方面表現(xiàn)可靠，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟效果。綜上所述，預計未來正弦強力篩將是煤礦篩分系統(tǒng)設(shè)備的主要選型方向。

［1］謝廣元，主編.選礦學［M］.北京：中國礦業(yè)大學出版社，2001.

［2］于載澤.礦井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計手冊［M］.北京：中國經(jīng)濟出版社，1997.

［3］中國煤炭加工利用協(xié)會.選煤廠機械設(shè)備安裝使用與維護［M］.北京：中國礦業(yè)大學出版社，2004.