选煤概论第二章

第二章原煤的选前准备第一节原煤的选矸不论原煤是否分选加工，都要选除大块矸石和木块、铁器等杂物。如果选矸以后的原煤去洗选，原煤选矸就是选煤厂的选前准备部分。一、人工拣矸原煤中大于50mm的矸石称为可见矸石。捡出的大块矸石不计入原煤产量。由于区别拣矸以前和拣矸以后的煤炭，称拣矸以前的为毛煤；拣矸以后的为原煤。拣过矸石的原煤，一般还含有大于50mm的矸石1～3％。为了便于选矸，首先从原煤中筛出50mm以上粒度的大块，然后这些大块在手选带上以缓慢的速度前进，拣矸工人站在手选带旁按光泽、密度、外观形状的差异将矸石捡出。人工拣矸的工艺原则流程如图。如果手选车间作为选煤车间的准备部分，则并不要求拣选得干净，只拣除木块、铁器等杂物及特大块矸石而大块煤和大块矸石则用破碎机破碎后与筛下物一起入选，这种手选称作检查性拣矸。人工拣矸是一项繁重的体力劳动，应尽量减少其工作量，广泛采用检查性拣矸，让大块矸石破碎入选；或用选择性破碎机或重介质选矸代替它。最近，采用动筛跳汰机代替人工拣矸，取得了满意的效果。人工手选人工拣矸的机械设备：1.振动筛原煤筛分一般采用圆运动的单轴振动筛。振动筛的筛分效果较好。关于振动筛的作用原理和筛分机类型，将在煤炭的筛分中阐述。2.手选带手选带与一般的胶带输送机相同，而是平型胶带。胶带宽度为800～1000mm，其宽度根据运送量大小选择，要求在手选带上摊开平铺一层，互相不压不盖，手选带运转速度一般为0.4m/s。手选带的布置采用倾斜安装，但其倾角也不要超过12°。拣出的矸石可有几种运输方式：①设矸石溜槽；②煤、矸石各占半条手选带；③两边拣矸的拣出物集中在手选带中间。第2、3种类型在手选带上方有隔板将煤、矸石隔开来，煤和矸石分别从溜槽溜出。3.电磁吸铁器为了清除混入煤炭中的铁器，也为了保护破碎机，选煤机等设备，采用电磁吸铁器将毛煤或原煤中的铁器吸出。悬挂式吸铁器悬挂式的，挂在胶带机头，在磁力的作用下，顺着煤流的运动方向，将煤流上部的铁器吸出。在停止生产时，切断电源，即可释放被吸的铁器。悬挂式电磁吸铁器二、选择性破碎机煤炭硬度与矸石硬度有显著差别时，可以采取选择性破碎的方法，将煤破碎而矸石不碎，既起到煤块的破碎作用，也使煤和矸石得到分离。确定是否采用选择性破碎时，应仔细对原煤中的大块作跌落试验，试验大块在2.5～3m高度自然落下，根据摔在铁板上的煤、矸石粉碎情况而决定。如果煤都能摔碎到要求的入选上限以下（如50mm或80mm）,就可以采用破碎机。但是如果煤和矸石的硬度差别不大，两者都不易摔碎时，就不能采用。选择性破碎机是一个带筛孔的圆筒，筛孔尺寸相当于入选上限，圆筒内有抄板，将煤和矸石提高破碎机的最高处跌落。碎选机有2～5°坡度，抄板也有一定的斜度，使圆筒内的物料前进。图2-2-8选择性破碎机优点：维护工组量少，不易产生故障，碎选机上设有筛孔，故碎选机原料中带有一点粉煤，问题也不大。缺点：噪音大，煤尘多，如果选择不合适，碎选后矸石还带有煤。三、重介质选矸重介质选矸其目的是为了得到纯净的矸石。所用设备为重介质斜轮分选机。该机最大的特点是分选上限可以达到300mm甚至1000mm。图2-2-9重介质选矸工艺原则流程图1—筛分机（Φ＝50mm或25mm）；2—重介质斜轮分选机；3—矸石脱介筛；4—煤炭脱介筛；5—大块煤破碎机斜轮示意图采用重介质选矸分选密度高，大块煤、矸石脱出介质时，喷洗水对煤、矸石的上表面起作用，下表面往往喷不到水，因此，加重质损耗大；同时，分选的悬浮液密度较高，因此，加重质的粒度就不能过细，加重质粒度较粗时，必须有煤泥在介质中起稳定悬浮液的作用。四、动筛式跳汰机选矸动筛式跳汰机是跳汰机的老的型式，经过改进以后，可以分选200～25mm的块煤，代替人工手选。灰分为58～60％的原料煤，经过分选后可以得到灰分18～20％的煤块和灰分88％左右的矸石。工作原理：原料块煤和水从入口1给到槽中，筛板2在液压缸3的带动下，以销轴4为支点在水中作上、下运动。物料从入料端给入，在运动着的筛板上按密度高低分层，并移向溢流堰。上层的煤块，从溢流堰5上面流向煤炭提升轮6；下层的矸石，通过排矸机构落入提升轮7中；透筛细粒由槽箱下面排料口8排出（可以接斗式提升机）。该跳汰机不用鼓风机，而且用水量较小，吨煤耗水为0.3m3。图动筛跳汰机第二节块煤的破碎一、破碎的目的块煤进行破碎，破碎的目的：（1）符合用户对煤的粒度上限的要求。在工业上动力用煤最大粒度一般要求50mm，个别的用煤行业可以将上限扩大到80～100mm。（2）符合选煤设备的性能。选煤设备都有粒度上限的要求，如一般跳汰机要求上限粒度为50mm，可以扩大到80～100mm；再扩大，其排矸系统就不能适应。（3）符合煤性质的要求。许多煤炭含有不少大块夹矸煤，将这些煤破碎到50mm以下，可以解离并释放一部分精煤。（4）矸石破碎入选。如果原煤中大块矸石含量很少，可以不设常规手选，而将大块矸石和大块煤都破碎到入选上限以下，减少手选工作量。结论：大块进行破碎是必要的，但必须考虑破碎工作的合理限度，不作多余的破碎，少产生次生煤泥。破碎机难免有过粉碎，也可能产生一部分超粒，当对产品的粒度上限要求比较严格时，可将破碎物返回筛分机过筛，这样能保证粒度，称为闭路破碎流程。但闭路破碎布置较为复杂，而且影响筛子处理能力，一般选煤工艺，如对超粒要求并不严格时，都采用开路破碎流程。图2-2-1破碎流程a——闭路破碎；b——开路破碎1——筛分机；2——破碎机各种破碎机对入料和排料的最大粒度均有限制。入料粒度与出料粒度之比称为破碎比。如果这种破碎机的入料和排料粒度满足不了生产的要求，可以采用两段破碎的方式，先由一台破碎机破碎到较大粒度，破碎产品再用另一台破碎机进一步破碎。二、粗粒破碎机粗粒破碎机一般可将物料破碎到50mm或100mm以下，这种破碎机有以下几种：1、双齿棍破碎机由两个齿棍组成，齿棍间用齿轮联动，两棍对转。物料被齿面辊带到破碎空间后，因受到两齿辊的劈碎作用（主要破碎方法）而破碎，经过破碎的物料经下面排料口排出。图2-2-2双齿棍破碎机图双齿棍破碎机图四齿棍破碎机为了简化布置，而得到破碎后粒度小的煤炭，采用两台双齿棍组合在一起的四齿棍破碎机。2、单齿棍破碎机该破碎机是由齿棍和破碎板两个主要部件组成。齿棍经电动机和皮带轮带动，使齿棍旋转，将大块物料压在破碎板上进行破碎，如下图所示。一般破碎板都制成筛板状，小于间隙的煤漏下，减少过粉碎现象。单齿棍破碎机装设两处安全措施：一是破碎板下方连着弹簧，遇有破碎不了的硬块，弹簧被压缩，将硬块排出；二是皮带轮与齿棍，也用保险销连结。当坚硬大块破不碎、放不过时，可将保险销切断。图2-2-3单齿辊破碎机单齿棍破碎机的排料粒度大，为了获得较小的排料粒度，采用先单齿棍后双齿棍的两段破碎。3、颚式破碎机颚式破碎机俗称老虎口，常用于破碎坚硬大块物料。运转时电机带动破碎机的摇杆上、下运动，摇杆使活动颚板作往复运动，由固定颚板和活动颚板之间形成的破碎口，因其忽大忽小的变动，大块就被压裂、破碎。图2-2-4颚式破碎机的工作原理1—动颚板；2—悬挂轴；3—固定颚板图2-2-5颚式破碎机图颚式破碎机第三节煤炭的筛分一、影响筛分效率的因素1、煤的水分入料煤炭的外在水分是影响筛分的主要因素。一般外在水分在6％以下，可以很好地进行干式筛分；如外在水分超过6％，筛分困难。冲水的湿式筛分往往取得较好的筛分效率。一般，筛选厂采用干式筛分，选煤产品采用湿式筛分。2.煤的粒度组成如果煤中与筛孔大小相近的某粒度含量较少时，其筛分效率较高；如果该粒度的含量较多，就影响透筛的效率。筛孔一般按国家统一规定如50、25、13、6mm等分级，很少考虑煤本身的筛分特性。这种与筛孔大小相近似的粒度，称为“难筛粒”。筛分试验可以测定煤中各粒级的产率、灰分、硫分和发热量等各种指标，这仅是理论值，实际筛分效率与此有出入，存在筛分效率问题。图中曲线说明，物料所含水分如达到某一范围，筛分效率急剧降低。这个范围取决于物料性质的筛孔尺寸。物料所含水分超过这个范围后，颗粒的活动性又重新提高，物料的粘滞性反而消失了，此时，水分有促进物料通过筛孔的作用，并逐渐达到湿法筛分的条件。筛分粒度在25mm以上，一般用冲孔或钻孔筛板，孔眼多数采用圆孔，菱形排列。25mm以下可用编织筛网，编织筛网为方孔。25mm的筛孔，可以用冲孔筛板，或编织筛网，编织筛网应防止筛条滑动，筛孔变形。对于1mm以下筛分（包括脱泥、脱水、脱介）采用条缝筛板.3、筛板和筛孔的形状不论是筛板或筛网，本身须绷紧，并和筛箱紧固，这是十分重要的。既可以延长筛板、筛网、筛箱的寿命，提高筛分效率，而且可以减轻噪音。4、筛面的长度和宽度一般来说，筛面宽度直接影响处理能力，而筛面的长度直接影响筛分效率。即筛面长，物料在筛面上停留时间长，透筛机会多，所以筛分效率高。但是，过长的筛面对提高筛分效率并不显著，如图。实际上，筛面宽度对于筛分效率、筛面长度对于筛分能力，也都有影响。一般宽长比为1.2：3为宜。图中可看出筛分开始时，筛分效率增加得很快，以后，增长速度逐渐降低。产生这种现象的原因是，筛分开始后，“易筛粒”很快透过筛孔，因此筛分效率增长快。随着筛分时间的增长，筛面上的“易筛粒”愈来愈少，以至筛上只剩下“难筛粒”，而“难筛粒”透过筛孔，需要较长的时间，所以筛分效率的增加就变慢了。5.筛面的倾角筛面与水平面的夹角称为筛面倾角。为便于排出筛上物，筛面一般倾斜安装。倾角的大小与筛分设备处理能力和筛分效率有密切关系。倾角大，粒群在筛面上向前运动速度快，生产能力大，但物料在筛面停留时间缩短，减少颗粒透筛机会，影响筛分效率。筛面倾角大小，与筛面运动形式有关。作圆运动的筛分机，倾角应大些，应为15～20º。而直线运动的筛分机，一般作水平安装，其倾角为零度，物料在筛面上运动，依靠筛面对物料的抛射力，这种筛分机一般用于煤的脱水、脱泥和脱介。6、振幅和频率振幅是指筛箱行程的一半，频率是指筛箱每分钟往复振动的次数。筛箱除筛面倾角外必须具备足够大的速度才能使筛面上的物料前进。经试验研究得出煤用振动筛筛箱的加速度不超过70～80m/s2，振幅大致为2～5mm，转速为800～1500r/min。7、抛射角抛射角是筛箱运送方向与筛面形成的角度。如抛射角较大，有利于物料透筛，但处理量较小。8、处理量过大地加大处理量，严重地影响筛分效率，使筛上物中含小于筛孔粒级地数量增加。设计中采用的不同筛孔尺寸的单位面积处理能力如下表所示。二、筛分效率及筛分设备省略复习1.原煤选矸主要有_____________、____________、____________、____________四种方法。2.影响煤炭筛分的因素主要包括______、______、_____、筛面的长度和宽度、______、振幅和频率、抛射角以及处理量等。3.为了区别拣矸前后的煤炭，称拣矸以前的煤为______，拣矸以后的煤为______。4.原煤筛分一般采用______（直线振动、圆运动）的单轴振动筛。5.煤炭和矸石的______有显著差异时，可以采用选择性破碎机使煤和矸石得到分离。6.一般选煤工艺，如果对超粒要求并不严格时，都采用______破碎流程。简答题：1.简述动筛式跳汏机选矸的工作过程。2.简述块煤进行破碎的目的有哪些？3.选煤厂中常用的粗粒破碎设备有哪些？4.简述影响筛分效率的因素有哪些？