GDT机械动筛跳汰机在曙光选煤厂的应用研究

【摘要】由于曙光煤矿所输送的原煤多含大块矸石，分选时不易保证煤质，因此曙光选煤厂于2009年引进了一台GDT23/4.6G型机械动筛跳汰机。本文介绍了其结构与工作原理，并对应用效果加以说明与分析，实际表明机械动筛跳汰机大幅度提高了精煤质量，值得在其他选煤厂中推广应用。

【关键词】曙光选煤厂；GDT机械动筛跳汰机；自动排矸工作原理

引言

动筛跳汰机主要用于块原煤的预加工、原煤排矸、动力煤分选、处理脏杂煤等，其特点是自动化程度高，分选精度及数量效率与重介排矸工艺相近，动力消耗低，工艺简单，投资省，运营、维修费用较低。与空气脉动跳汰机相比较，透筛物料能全部回收，且配套的附属设备少。由于曙光煤矿煤层赋存条件复杂，构造断层多，其上组煤属薄煤层，顶底板均为泥岩、泥质页岩，所以原煤中含大块矸石多（30%以上）、灰分高（50%左右）。为了提高煤质，减轻选煤厂的机械磨损和选煤压力，曙光选煤厂于2009年引进了一台GDT23/4.6G型机械动筛跳汰机。

1、GDT机械动筛跳汰机结构分析

GDT机械动筛跳汰机是一种使物料在水中靠密度分选的跳汰机，它不需要压缩空气，也不需要冲水和顶水工序，而是通过活动的动筛体将物料抬高，此后物料会在水中自由沉降，这是与空气式跳汰机的根本区别所在。不同物料的密度是不相同的，根据沉降速率不同GDT机械动筛跳汰机成功将物料分层，在筛体前端的溢流堰处形成比重不同的煤与矸石分层。

主驱动系统、提升系统和排矸系统构成了GDT机械动筛跳汰机的动力系统，分别用于驱动动筛体、提升轮以及排矸机构。

1）主驱动系统。主驱动电机为主驱动系统的核心部件，它的功能就是要实现动筛体的上下往复运动。具体过程为：减速机总成减速，然后曲柄轮总成和摆轴总成传动，使摆轴往复摆动，连接于摆轴和动筛体的可调连杆再次传递，这样动筛体就能将物料成功托起。

2）提升轮驱动系统。电机、减速机和提升轮三部件组成了提升轮驱动系统。它分前、后2段，前段用于盛装由动筛体分离的块煤，而后段则是用于盛装分离的矸石。提升机构由驱动电机经减速机总成传动，与提升轮外圆的销排啮合，从而控制其转动，将物料从机体内转动提升出来。

3）排矸系统。整机分选效果主要由动筛跳汰机的排矸效率所影响。动筛体内矸石量的数量是通过GDT机械动筛跳汰机的控制系统动态监测主驱动机构负荷来间接判断。排矸系统采用PLC控制变频调速电机，实现了以电信号反馈进行排矸调速的自动控制，实时控制矸石床层的厚度。

2、GDT机械动筛跳汰机的自动排矸工作原理与电机参数设计

当原煤从入口进入筛体后，主驱动系统使之在水中振动。煤与矸石的比重不尽相同，前者数值较小，后者相对较大。当两者悬浮于水中时，矸石的沉降速度会大于煤的沉降速度，因此矸石会先一步落在在筛体出口，而煤层会落在矸石层上方，矸石层和煤层通过挡板隔离，煤层从挡板上方排出，而下层隔离的矸石则经过筛体出口附近的排矸轮排出。如果排矸轮不能正常运转，则会导致矸石层愈积愈厚，甚至能与挡板上方的煤层混合在一起，进入排煤通道，出现煤中夹矸现象，达不到分离效果。正常情况下矸石会能过排矸轮以一定的速率匀速排出，若排矸轮转速过快，则排矸速度也会提升，挡板上方煤层可能从矸石通道混入矸石层，与矸石一同排出，产生矸中带煤现象。因此，应适当调节排矸轮转速，控制矸石层厚度，煤和矸石就会按照各自的通道排出，达到良好的选煤效果。

根据以上分析结果，可以将排矸口高度作为排矸轮电机运转的控制线，也就是说排矸口高度高于矸石层厚度时排矸电机轮停止转动，低于矸石层厚度时电机启动。此外，电机的转速取决于矸石层的厚度，矸石层越厚电机转速越快，当矸石层厚度达到挡板上边沿时，排矸轮转速达到最大值，这就是GDT机械动筛跳汰机的自动排矸工作原理。

为满足跳汰机自动排矸要求，为排矸电机设计如下工作特性曲线。

其中：Pt为供给变频器输出值，Ph为检测动筛电机功率的传感器上限，Pl为检测动筛电机功率传感器的下限位置，Fl为电机正常时运行的下限频率。

由图1可知，黑色折线为电机的实际运行曲线，当GDT机械动筛跳汰机内无矸石时，动筛电机功率低于Pl，排矸电机停止启动，此时电机运转状态处于图中所示的OA段。当矸石层的高度位于排矸口和挡板之间时，动筛电机功率处于Pl～Ph，排矸电机运转状态如图中运BC线段所示。当矸石层的高度达到挡板上边沿时，动筛电机功率超过Ph，电机达到运行频率上线，运转速度达到极限。

至于Ph、Pl、Fl，可根据现场情况进行设定。

3、GDT机械动筛跳汰机的应用实践

曙光选煤厂所采用的机械动筛跳汰机产自沈阳天安矿山机械科技有限公司，其参数如表示所示：

GDT23/4.6G型机械动筛跳汰机分选过程为：经过1202毛煤分级筛分级后，粒径小于100mm的筛下物进入1206分级筛，经再次分级后30～100mm的物料进入动筛。自从曙光选煤厂选用该种型号的动筛跳汰机以来，产品煤的灰分为29%，矸石灰分74.60%，数量效率96.10%，不完善度0.091。不难发现选后精煤灰分得到极为有效的控制，且煤质得到显著提高，煤炭售价得到充分保障。据统计仅在2009年当年曙光选煤厂增加的净收益就达到2500万元左右，同时机械动筛跳汰机的成功试用，彻底取代了过去手工捡矸的传统作业方式，因此劳动环境得到显著改善，生产效率得到明显提高。

4、总结

针对曙光煤矿输送原煤所存在的大块矸石多、煤质不易保证的问题，曙光选煤厂的第一道工序采用机械动筛跳汰机进行块煤排矸处理，为块煤的分选处理提供了极为简单、可靠的方法，并创造了可观的经济和社会效益。由于GDT系列机械动筛跳汰机设备简单、投资少，对环境要求不苛刻，因此其应用范围将更广阔，应用前景也会更好。

参考文献

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[3]柴秀红.动筛跳汰机在准备车间的应用[J].科技视界，2013（26）.