原煤中混入不同杂质的分选方法

百善选煤厂属矿井型选煤厂，采用全闭路循环跳汰分选工序，主要入选原煤为无烟煤，入洗粒度为50~0 mm。跳汰产品中的精煤经分级为中、小块精煤和末精煤。中煤不进行再选，与矸石混合后排出。因此对中煤的分选要求高，中煤+2．0密度级含量>90．00％，而-1．6密度级含量<3．00％，这样才能保证较高的精煤回收率和质量。随着采煤机械化程度的提高和井下地质条件的变化，原煤中经常出现泥化、氧化现象或出现夹带天然焦，粉煤、粉矸量大等现象，这些现象尤其是泥化对跳汰分选的影响颇大，同时循环水的泥化程度也会持续对浮选回收作业产生极大的负面影响。

1 跳汰选煤的工作原理

如图1所示，跳汰机工作时，将入选原煤和水(冲水)一起送入跳汰机，并使原煤均匀分布在跳汰室的筛板上，形成一定厚度的床层。当压缩空气经过风阀进入空气室时，在跳汰室形成上升水流，筛板上的原煤在上升水流作用下，逐渐松散，并随之上升。由于煤的相对密度小，上升得快，被水冲得较高；矸石密度大，上升得慢，冲得较低。当压缩空气通过风阀被排出时，水自然往回流动，此时在跳汰室形成下降水流，各种颗粒也随之下降。其中相对密度大的矸石最先下沉，最早落在筛板上，而煤块较轻，下降速度慢，落在矸石上面。下降水流结束后，分层即告终结束，完成了第一个循环。在每一次跳汰循环中，煤和矸石混合物都要受到一定的分选作用，经过多次反复后，分层逐渐趋于完善。最后相对密度小的煤集中在最上层，相对密度大的矸石将集中在最底层，而中等比重的中煤则自然分布在煤和矸石之间。在筛板上已经按相对密度分层的煤和矸石受到冲水的作用，逐渐向跳汰机的排料端移动，当到达矸石段的排料闸门时，矸石就经闸门排出机箱。上层的中煤和精煤则在冲水作用下越过溢流堰，进入跳汰机的第二段(中煤段)。在中煤段，中煤和精煤在脉动水流及冲水双重作用下，一方继续分层，另一方继续向第二段排料端移动，当到达中煤的排料闸门时，中煤经闸门排入中煤段机箱内，精煤则越过中煤段的溢流堰随水流出跳汰机。在分层过程中，原料煤的性质，颗粒的大小和形状将对分层产生一定的影响，从而增加跳汰分层的复杂性。

 

图1 跳汰机组成

1——机体；2——风阀；3——溢流堰； 4——浮标；5——排料轮
6——筛板；7——排中煤道；8—排矸道；9——分隔板；10——脉动水流
11——跳汰室；12——空气室；13——顶水进水管
 

2 现象分析

（1） 原煤泥化现象不但对洗水造成恶劣影响，在跳汰洗选中洗水浓度偏高会影响精煤的分选效率，更主要的是泥化矸石经过跳汰床层的浸泡，到中煤段被充分碎散，形成大量的高灰细泥。此时加大透筛往往会带走大量细粒级精煤，降低精煤回收率，而不加大透筛又无法保证精煤的质量。为此采用了“一段多透、二段少排；周期缩小、风水相调”的洗选方式。

（2） 原煤中的焦碳具有密度轻、灰分高的特点。跳汰分选的原则是按物料的比重分层分选，因而无法在跳汰洗选中从两段排料口排出或透筛中排出，而灰分高于精煤但又小于中煤。 因此采用了“弃中煤，保焦炭”的洗选方式。

（3） 原煤中粉煤、粉矸所占入洗原煤的比例较大时，影响床层的松散度，矸石和精煤在矸石段交换空间减小，而中煤段会形成分层不清，加大了精煤的透筛损失。

3 操作经验

对于泥化现象采用“一段多透、二段少排，周期缩小、风水相调”的方法，是针对泥化现象在浸水时间越长，产生的高灰细泥越多，因此在跳汰分层过程中务必减少其在床层中的停留时间，即缩短跳汰周期，减少泥化矸石的松散程度，使泥化矸石在完全碎散前由排料口排出。矸石段的床层比较厚，阻力也大，为了加快矸石迅速沉入床层底部，矸石段的总水量和分水量应大于中煤段。第1分室使用大风大水，使矸石在此迅速分层沉底，同时大水也保证了粉煤在此不会透筛过多。多透筛加大粉矸的排出量应该放在第2分室。在第2分室采用大风小水，物料在第2分室基本上铺好，床层也清晰。大风在已铺好的床层上增加吸缀力，增加粉矸的透筛排料程度，再加上跳汰周期的缩短，减少了泥化矸石的浸泡时间，床层底部矸石层移动速度远大于上层的精煤速度，加快了矸石从排料口排出，减少了大块泥化矸石继续对中煤段产生泥化影响。在中煤段的物料基本上分层完毕，床层分层清晰。在此间只需保持稳定清晰的床层，以保证产品的质量。而由于矸石段透筛排出较重，此间中煤段的矸石层较薄，减少了细粒级精煤的透筛损失。这样也就基本上完成了“一段多透、二段少排，周期缩小、风水相调”的分选工序，最大程度上保证了洗选的质量，大幅度减轻了泥化矸石的影响。

原煤中天然焦含量较高时，直接影响了精煤质量，降低了精煤回收率。天然焦在跳汰洗选中由于密度轻，无法从排料口排出，加大了精煤大量透筛损失，降低了精煤的回收率。而中煤灰分高于天然焦，密度也大，所占比例小。这样只须在中煤段降低分选密度，使中煤从排料口多排、多透即可。而矸石段由于床层未完全分层，增大了透筛排料只会增加精煤的透筛损失，到中煤段矸石层也会变薄，无法很好地控制住透筛程度，势必造成精煤回收率的降低。

粉煤、粉矸过多时，影响床层的松散度。为了减少粉煤的透筛损失和保证床层有适度的松散度，在矸石段的顶水应开到最大限度，粉矸在第2分室形成的矸石层一部分由排料口排出，另一部分进入中煤段。在中煤段由于床层已完全铺好，中煤层分隔了粉煤和粉矸，由第2分室开始逐步适量加大风量，逐步增强透筛力度，到第5分室应恢复到第2分室的风量。但不要超出第3、4分室风量，以保证第5分室的床层的稳定性，避免不必要的中煤损失和粉煤的透筛损失。

4 结束语

从多年实践操作中，针对含有不同杂质、不同粒级组成的原煤，采用恰当的洗选方式，完全可以达到理想的效果。其分选总的原则为：利用风水的不同作用，针对不同煤质原煤在跳汰床层中的运动规律，作出适当的风水调配，尽量满足跳汰床层的松散度和分层的稳定性，这样完全可以洗选出合格的精煤产品，保证精煤的回收率，创造出满意的经济效益。

作者简介：毛雨虹（1973—）， 女，1995年毕业于安徽理工大学资环系，现就读于北京科技大学工程硕士。现任皖北煤电集团百善煤矿选煤厂副厂长。