浅析当前粗煤泥分选设备及其分选工艺

随着采煤综合机械化程度的不断提高， 原煤中粉 煤含量也随之增高， 这样会造成进入洗煤厂浮选流程 ［1 ］ 中的煤泥含量大幅度提升 。 此外， 有些洗煤厂根据 厂家需要对入洗原煤进行有目的的破碎， 这会造成入 洗煤中的粗煤泥一定程度的提高。 洗煤厂一般首先采 用重介质旋流器分选 50 ～ 1mm 粒度级原煤， 而对于 1 ～ 0mm 粒级常被 分 为 1 ～ 0． 15mm 和 0． 15 ～ 0mm 两 段， 分别用重力分选和浮选工艺进行处理。 而存在的 问题是 1 ～ 0． 15mm 分别是重力分选和浮选工艺的常规 下限和上限范围， 这样造成这两种分选方法均不能对 1 ～ 0． 15mm 粒级的煤炭进行有效回收［2 － 3］。 国内外学 TBS 干 者、 专家针对粗煤泥分选研制出了螺旋分选机、 ＲC 分选床等多种分选设 扰床、 小直径重介质旋流器、 ［4 ］ 备 ， 现就这些设备应用工艺和效果进行分析 。 1 常见粗煤泥分选设备 1． 1 螺旋分选机 螺旋分选机是洗煤厂应用最为广泛的粗煤泥回收 设备， 其主要利用重力和离心力来实现液流中不同密 度物料的分离。 在应用该设备进行分选时， 从螺旋分 选机上端给料， 物料在液流中自上而下做回旋运动， 料 流沿槽由内侧运动至外侧， 水层随之逐渐变厚， 料流中 的重物料逐渐进入料流下层， 轻物料进入上层， 从而实 现了重物料和轻物料的分离。 在液流、 自身重力等作 用下重物料向槽的内缘移动， 轻物料向槽的外缘移动， 然后利用溜槽对经分离后的产物进行回收 。 目前， 螺旋分选机是回收粗煤泥的重要分选设备， 给料粒度范围较宽为 3 ～ 0． 1mm， 分选可得精煤、 中煤 和尾煤三种产物， 并可根据分选要求对入料粒度范围 进行微调。利用螺旋分选机进行粗煤泥回收的主要优 点是设备操作简单、 不需要添加介质、 占地面积小、 可 以直接与分级浓缩设备联合使用， 其缺点是对密度较 低的物料适应性较差。 1． 2 小直径重介质旋流器 小直径重介质旋流器是在重介质旋流器的基础上 研制而成， 利用离心分离沉淀原理进行 物 料 的 分 选。 应用小直径重介质旋流器进行粗煤泥分选时， 粗煤泥 料流在一定压力作用从进料口渐开线给如旋流器， 料
． 选煤技术，2010 ［ 4］ 等． 我国粗煤泥分选设备现状［J］ 曹育洵，源自文库（ 1 ） ： 64 － 67． （ 责任编辑： 熊红婴）

（ 上接第 119 页）
（ a）
（ b）
图 1 当前洗煤厂典型的粗煤泥分选工艺流程
3 结束语 就目前粗煤泥分选现状来说， 分选设备的适应性 和分选效果较差， 能与理想粗煤泥分选工艺相结合的 高效分选设备更少。 现在较为成熟， 应用最为广泛的 粗煤泥分选设备是螺旋分选机和小直径重介质旋流 器， 但这两种设备和其分选流程依然存在较为明显的 缺陷， 其适应范围都有一定的局限性。 因此， 选煤厂在 进行粗煤泥回收时应选择适合于自身分选要求的粗煤 泥分选设备和分选工艺。
中图分类号： F406． 3 ； TD9
DOI:10.13487/j.cnki.imce.005054
文献标志码： B
文章编号： 1008 － 0155 （ 2014 ） 05 － 0134 － 02 流在器壁导流下做向下强烈螺旋运动， 形成向下运动 的外层旋流料流； 该料流在向下运动过程中受到截面 逐渐变小的锥段器壁和离心力作用， 在底流口周围迫 使料流中的密度较大的部分料流流出， 其余剩余密度 较小的料流转而在其内部形成向上的回旋内流液从螺 旋分选机溢流口流出， 进而实现了重、 轻物料的分离。 小直径重介质旋流器在分选时产生的离心系数较 高， 进行粗煤泥回收时， 可以较好地进行粗煤泥分选和 。 回收 该设备的优点是入料粒度范围可达 1 ～ 0． 045 mm、 对煤质变化适应较好、 分选精度高、 分选成本低， 其缺点是分选效果容易受到液流中加重质的影响 。 1． 3 流化床分选机 （ 1 ） TBS 干扰床分选机： TBS 干扰床分选机的分选 原理是利用物料在流化床中进行干扰沉降进而实现分 离。在应用 TBS 干扰床分选机进行物料分选时， 从干 扰床上部给料口进料， 在内部上升流体作用下物料形 成具有一定视在密度的自生介质流化态干扰床层， 物 料在分选机中做干扰沉降运动， 从而实现轻物料从干 扰床上端溢流口排出， 重物料从干扰床底部底流口排 出。该设备的优点是物料处理能力强、 分选精度高、 自 ， 动化程度高 同时可以通过改变入料粒度和等沉比来 实现高密度和低密度物料的分离， 其缺点是该设备还 ， ， 不够完善 技术不够成熟 在工业实践中应用较少。 （ 2 ） ＲC 流化床分选机： ＲC 流化床分选机主要是利 用物料在干扰水流中发生干扰沉降运动， 从而实现不 同密度级物料得到分离和回收。 在利用 ＲC 分选机进 行物料分选时， 首先将料液由给料口进入分配箱， 然后 由该箱体将料流给如具有倾斜紊流板的紊流室， 物料 在紊流板的作用下产生逆流作用， 重物料实现沉降进 入液化室， 液化室内的高压上升水流促使重物料下沉 经底流口排出， 促使轻物料上升经溢流口排出。 该设 备的主要优点是入料范围可达 4 ～ 0． 1mm， 对入选煤质 ， 、 适应性较好 无需额外添加药剂 自动化程度高； 其缺 点是对于宽粒级物料和分选效果较差 。 2 常用的典型粗煤泥分选工艺 2． 1 螺旋分选机分选粗煤泥 螺旋分选机时应用最为广泛的粗煤泥分选设备，
参考文献： ［ 1］聂 倩 倩， ． 选 煤 技 术， 等． 粗 煤 泥 分 选 设 备 及 工 艺 探 讨［J］ 2007 （ 5 ） ： 56 － 59． J］ ． 山东煤炭科技， ［ 2］ 庞亮． 粗煤泥分选工艺技术进展与展望［ 2008 （ 6 ） ： 152 － 153． J］ ． 洁净煤技 ［ 3］ 等． 粗煤泥分选设备及分选工艺研究［ 韩恒旺， 2011 ， 17 （ 2 ） ： 12 － 14． 术，
135
收稿日期： 2014 － 01 － 21 2009 年毕业于河南理工大学矿物加工工程专业， 助理工程师， 现在河南能源焦煤集 男， 河南焦作人， 作者简介： 姜大超（ 1985 － ） ， 团赵固一矿选煤厂从事选煤专业管理工作 。
134
典型的螺旋分选机进行粗煤泥分选和回收的工艺见图 1 （ a） 所示。入选原煤首先由脱泥筛进行脱泥处理， 而 后脱泥筛筛上产物进入重选流程， 脱泥筛筛下底流经 浓缩旋流器处理后进入煤泥螺旋分选机进行分选， 可 得精煤、 中煤和尾煤三种产品。 螺旋分选机所得精煤 由弧形筛进行脱水， 中煤和矸石经联合脱水， 三产品经 过脱水后所得筛下底流、 离心液及浓缩旋流器溢流根 据需要进入浮选流程或者浓缩机进行处理。 螺旋分选 机进行粗煤泥分选的主要特点是分选粒度范围较大， 可以实现 3 ～ 0． 1mm 的入选煤有效分选， 同时可以改 变脱泥筛筛孔参数来提高其脱泥效果。 同时应用本系 统进行粗煤泥分选时， 只有 0． 1 ～ 0mm 的物料进入煤 泥水系统， 可以减少浮选和浓缩机入料量， 减小煤泥水 。 处理系统规模 2． 1 重介质旋流器分选粗煤泥 应用重介质旋流器分选粗煤泥被各矿区选煤厂广 泛应用， 其基本流程见图 1 （ b ） 所示。 应用 分 选 流 程 时， 大直径旋流器分选所得溢流进入精煤弧形筛， 经弧 形筛进行处理所得筛下物经料筒进入小直径旋流器进 行粗煤泥分选。小直径旋流器分选所得溢流和精煤脱 介筛筛下底流进入精煤磁选机进行重介质回收， 底流 进入中煤磁选机。 精煤磁选机所得介质进入介质桶， 底流进入高频筛处理。应用重介质旋流器分选粗煤泥 的工艺特点是分选粒度较合适， 能够实现粗煤泥的有 效回收， 大、 小直径重介质旋流器的联合使用有利于介 质回收和提高精煤产率。
1 2 3 姜大超 龚信源 王怀 （ 1． 河南能源焦煤集团 赵固一矿选煤厂， 河南 新乡 453600 ； 2． 河南能源焦煤集团， 河南 焦作 454000 ； 3． 河南能源焦煤集团 赵固二矿选煤厂，河南 新乡 453600 ）
浅析当前粗煤泥分选设备及其分选工艺
摘 要： 本文介绍了两套当前最为典型的粗煤泥分选工艺流程， 并分别就其适应性做了探讨， 指出洗煤厂应根据实际选择合适的 粗煤泥分选设备和分选工艺 。 关键词： 粗煤泥分选； 分选设备； 分选工艺
一般情况下， 开采深度大于 400m 时， 顶煤易于冒落。 本井田煤21 － 1 煤层平均埋深 329． 20m； 煤23 － 2 煤层平均 埋深 335． 82m； 煤27 煤层平均埋深 400． 43m； 煤29 煤层平 均埋深 355． 92m。 11 、 21 采 区 各 煤 层 埋 深 在 从煤 层 赋 存 深 度 看， 150m 左右， 由于煤层埋藏均较浅， 故从赋存深度看， 预 21 采区煤层可放性不太好。 计 11 、 （ 2 ） 煤层强度 结合多数综采放顶煤工作面的实测资料得出， 煤 层强度是影响顶煤冒放性的一个关键因素。 根据地质 11 采区有煤18 、 报告， 煤21 － 1 、 煤22 － 2 、 煤22 、 煤23 － 1 、 煤23 － 2 ， 21 采区有煤24 、 煤25 － 1 、 煤25 － 2 、 煤26 － 1 、 煤26 － 2 、 煤27 、 煤28 、 ～ 。 ， 煤29 煤的抗碎强度为低强度煤 特低强度煤 各煤层 抗碎强度为 11． 1% ～ 50% ， 多属低 ～ 特低强度煤。 从 煤层硬度和强度来看， 可放性较好。 （ 3 ） 煤层厚度 一般认为一次采出的煤层厚度以 5 ～ 12m 为宜， 顶 煤厚度太小， 容易发生超前冒顶， 含矸率也会增大； 顶 煤厚度如果过大， 破坏不充分， 采出率降低。 因此， 从 煤层厚度看， 煤21 － 1 、 煤23 － 2 、 煤27 、 煤29 煤层均适合采用放 顶煤一次采全厚。 （ 4 ） 煤层结构 结合多数实测资料得出， 煤层中夹矸厚度不应超 过 0． 3m， 总厚度不应超过 0． 8m， 其硬度系数 f 也不应 大于 3 ， 顶煤中夹矸层厚度占煤层厚度的比例也不应超 过 10% ～ 15% ， 否则， 应采取预破碎措施。 根据井田勘 探报告， 煤21 － 1 煤层含 0 ～ 4 层夹矸， 厚度 0． 1 ～ 2． 12m， ， ； 岩性为炭质泥岩 偶见泥岩 煤23 － 2 煤层含 0 ～ 4 层夹 矸， 厚度 0． 16 ～ 3． 95m， 岩性 为 炭 质 泥 岩， 偶 见 泥 岩。 因此， 从煤层结构情况看， 煤21 － 1 、 煤23 － 29 煤层的可放性 处于临界状态， 即处于可放与不可放之间。 （ 5 ） 顶板条件 结合多数实测资料得出， 直接顶对顶煤压裂没有 直接影响， 但直接顶能够随采随冒且具有一定的厚度 是综采放顶煤开采顺利放出的基本条件， 否则不利于 顶煤回收。根据煤21 － 1 、 煤23 － 2 、 煤27 、 煤29 煤层顶板岩石 力学性质来看， 由于顶板岩性主要以泥岩或粉砂质泥 岩为主， 其次为粉细砂岩、 炭质泥岩， 松散砂砾岩仅局 部可见， 具有易于冒落的特点， 同时不会产生大的周期 来压， 有利于采空区的充填。 3 结束语 经过综合分析， 影响本矿井特厚煤层冒放性的最 主要因素是煤层开采深度及煤中的夹矸。 两个主采煤 层及顶底板比较软， 裂隙比较发育， 易发生片帮、 冒顶， ， 全井田主采煤层厚度变异性较大 为提高采出率和保 证安全、 高产、 高效地生产， 本研究推荐采用综采放顶 （ 责任编辑： 熊红婴） 煤采煤工艺。