趙 滏

（山西晉煤集團(tuán)坪上煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048203）

1 “TDS+螺旋溜槽”設(shè)計(jì)背景

坪上煤業(yè)受地質(zhì)條件、煤質(zhì)煤層厚度影響，開采下分層時(shí)底板混入的矸石量大，煤層局部含1～2層炭質(zhì)泥巖夾矸，且井下原煤僅進(jìn)行簡單的破碎和篩選，原煤80mm經(jīng)過破碎篩分后進(jìn)行25、13mm篩分，篩分后直接銷售，產(chǎn)品為80～25mm中塊煤、25～13mm小塊煤、13～0mm末煤。中塊煤經(jīng)常由于人工排矸效率低，原煤含矸率高，灰分超標(biāo)，造成銷售價(jià)格低，效益差，甚至造成煤質(zhì)糾紛，影響銷售。因此，對塊原煤進(jìn)行排矸處理勢在必行。鑒于坪上煤業(yè)主井運(yùn)煤篩選系統(tǒng)現(xiàn)狀，擬對80～25mm塊煤分選采用TDS智能干選機(jī)排矸分選，且在中塊倉中安裝螺旋溜槽，以滿足當(dāng)前的生產(chǎn)情況。

2 “TDS+螺旋溜槽”項(xiàng)目概況

2.1 TDS智能干選機(jī)安裝

TDS智能干選機(jī)是一種基于X射線識別，采用高壓氣槍執(zhí)行的新型塊煤分選設(shè)備。其基本原理是：采用X射線智能識別方法，針對入選原煤煤質(zhì)特征建立與之相適應(yīng)的分析模型，通過大數(shù)據(jù)分析，對煤與矸石進(jìn)行數(shù)字化識別，最終通過高壓風(fēng)智能排矸系統(tǒng)將矸石排出。TDS智能干選機(jī)主機(jī)可分為：布料系統(tǒng)、識別系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、電控和REC系統(tǒng)等。TDS智能干選機(jī)基本原理圖如圖1所示。

圖1 TDS智能干選機(jī)基本原理圖

智能干選機(jī)是一種新技術(shù)，與傳統(tǒng)選煤方法按密度差異進(jìn)行分選不同，智能干選是基于X射線識別的分選技術(shù)，由于煤的性質(zhì)、元素差異會造成系統(tǒng)識別的差異，最終通過高靈敏、高可靠執(zhí)行機(jī)構(gòu)將矸石排出。見圖2。

項(xiàng)目改進(jìn)方式：在篩分樓22m高處安裝一部801轉(zhuǎn)載皮帶，用于將振動篩篩分下來的80～25mm塊煤（含矸）運(yùn)轉(zhuǎn)到帶式給料機(jī)。在篩分樓17m高處安裝1臺帶式給料機(jī)及1臺TDS智能干選機(jī)（型號為TDS16-082.5，處理能力100t/h，處理粒徑80～25mm，主機(jī)外形尺寸為9700×4500×3800mm），主機(jī)內(nèi)含布料器（型號：NN-150，帶寬：1800mm，帶長：13m，帶速：2.5m/s），將其安裝在塊煤倉上，對80～25mm塊煤（含矸）進(jìn)行分選。

圖2 選出的煤與矸石對比

圖3 篩選系統(tǒng)“TDS+螺旋溜槽”工藝設(shè)計(jì)示意圖

如3圖所示，井下原煤經(jīng)過原有2ZXF3061/5型振動篩篩分后，13～0mm末煤經(jīng)上倉皮帶進(jìn)入末煤倉，25～13mm小塊煤進(jìn)入小塊煤倉，而80～25mm中塊煤經(jīng)新增801轉(zhuǎn)載皮帶進(jìn)入帶式給料機(jī)，通過TDS16-102.5型智能干選機(jī)分選后，中塊煤進(jìn)入中塊煤倉，矸石進(jìn)入新增矸倉。

主要創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）技術(shù)先進(jìn)。TDS智能干選機(jī)是基于射線識別的選煤新技術(shù)，采用先進(jìn)的檢測及執(zhí)行技術(shù)，分選過程不用水，不用介，裝機(jī)功率低，生產(chǎn)加工成本低。

（2）綠色選煤。傳統(tǒng)濕法選煤在洗選過程中將產(chǎn)生煤泥，由于煤泥發(fā)熱量低，粘結(jié)成團(tuán)難以利用，在無法銷售的情況下往往作為廢棄物外排，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。而TDS智能干選機(jī)不產(chǎn)生煤泥，有效解決了沾濕煤泥難處理的問題，避免了環(huán)境污染，真正實(shí)現(xiàn)了綠色選煤。

（3）系統(tǒng)簡單，建設(shè)周期短。TDS智能干選系統(tǒng)簡單，直接建在現(xiàn)有篩分樓上，不需要新建車間，自開工建設(shè)到調(diào)試僅僅用時(shí)3個(gè)月。若采用傳統(tǒng)選煤工藝，由于系統(tǒng)復(fù)雜則需要另建廠房，并配套設(shè)置濃縮車間，預(yù)計(jì)工期將不低于6個(gè)月。

2.2 中塊倉加裝螺旋溜槽

坪上煤業(yè)精塊煤的生產(chǎn)占總量的30%，精煤產(chǎn)品采用方倉（中塊倉高度為17m）儲存，通過汽車外運(yùn)。由于無煙煤易碎，在裝倉環(huán)節(jié)容易因撞擊而破碎，因而使入倉后的塊煤合格率下降，直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為了提高塊煤合格率，確保產(chǎn)品質(zhì)量，在801皮帶轉(zhuǎn)載處及TDS精煤入料口處安裝新型螺旋溜槽。見圖4。

圖4 中塊倉螺旋溜槽安裝實(shí)體圖及技術(shù)參數(shù)

項(xiàng)目改進(jìn)方式：

改造前：從建礦到達(dá)產(chǎn)以來，中塊倉安裝的是普通直通式溜槽，直上直下式，由于無煙煤易碎，在入倉環(huán)節(jié)容易因撞擊而破碎，因而使入倉后的塊煤合格率下降，塊率損失嚴(yán)重，直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

改造后：該套新型螺旋溜槽是由TDS布料器將精塊煤運(yùn)至倉口，落到螺旋溜槽的入料段上，按照一定的規(guī)律對煤流進(jìn)行加速，并不斷改變煤流的方向，使煤流能夠以預(yù)定的速度平穩(wěn)進(jìn)入螺旋溜槽的標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)，致使煤流在各種力的共同作用下保持平衡，即在運(yùn)動方向無加速度，基本上以恒定的速度平衡運(yùn)行，使煤流沿溜槽以勻速螺旋運(yùn)動滑至倉底，將自由落體運(yùn)動變?yōu)閯蛩俾菪\(yùn)動，從而防止塊煤破碎，達(dá)到減少破碎的效果。見圖5。

3 效果分析

TDS智能干選機(jī)及中塊倉螺旋溜槽的技改投運(yùn)后最大處理能力為100t/h，物料有效分選粒度為80～25mm。TDS分選后的煤中含矸率不大于3%，落地矸石中帶煤率不大于5%，且安裝使用的新型螺旋溜槽，將徹底解決塊煤合格率下降問題，大大地提升了煤炭塊率，對提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，減少客戶爭議有著積極的意義。

（1）資金投入

設(shè)備及工具租賃費(fèi)用每年約為160萬元，相關(guān)土建及安裝工程費(fèi)用約為90萬元。

（2）產(chǎn)出效益

坪上煤業(yè)銷售中塊煤占每年產(chǎn)量約為27%，分選后中塊煤銷售價(jià)噸煤可提高20元，以坪上煤業(yè)年產(chǎn)量135萬t計(jì)，每年可增收729萬元（1350000×27%×20=7290000元）。

4 推廣應(yīng)用情況

TDS智能干選系統(tǒng)及新型螺旋溜槽已在坪上煤業(yè)正式投用，分離矸石和炭塊效果顯著，且有效地提升了入倉后的煤炭塊率，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

圖5 螺旋溜槽安裝示意圖及旋轉(zhuǎn)方向