1 濟二選煤廠生產環節完善方案
    南京煤礦設計研究院通過對兗州礦業（集團）公司濟寧二號煤礦選煤廠實際生產中存在煤泥跑粗嚴重、后補套的精煤除雜系統跑煤量大及降低入選下限的配套帶來一些環節能力不足等問題的研究分析，提出了生產環節的完善方案，其設計原則及技術方案對于存在類似問題的選煤廠具有借鑒的價值。

    ①消除煤泥跑粗嚴重的改造。為了分離濃縮機底流的粗顆粒，采用濃縮機底流大排放直接打往主廠房內新增的弧形篩，其篩上物到新增的粗煤泥篩脫水回收，煤泥篩篩上物去原有和新增的末精煤離心機進一步脫水，弧形篩和煤泥篩篩下水進入新增的高效圓錐傾斜板沉淀器水力分級，底流打往原有篩網沉淀離心機，溢流打往廢水濃縮機。

    ②除雜機溢流中煤與雜物的機械分離和回收。精煤水力除雜機溢流含有少量精煤，分離回收這些精煤需二次除雜。此部分物料中精煤量少、雜物多，而且廠房內沒有空間布置除雜機，如果引到車間外則與原系統銜接困難，所以選用原有的事故斗子撈坑二次除雜。在現有精煤水力除雜機的溢流口下增加篩孔為60mm的固定篩（可搖擺），大于60mm的雜物被固定篩排出，篩下物用Φ450mm管道跌落輸送到主廠房底層的事故撈坑中，煤由撈坑斗子提升脫水后摻入到精煤中，也可用分叉溜槽流到中煤中。雜物由溢流堰槽中加設的濾網式雜物清理機清理出。

    ③能力不足環節的徹底完善。主廠房內離心機由2臺增為4臺，入料改為吊掛在上層樓板下的刮板輸送機，距樓板1.8m，實現離心脫水機處理末精煤量的合理調配。入洗下限降低造成粗、細煤泥量增加，已考慮到消除粗顆粒對生產系統的危害和增加儲裝運系統及壓濾車間的處理能力。

    2 超強除鐵器在選煤廠的應用
    兗州礦業（集團）公司濟寧二號煤礦選煤廠在動篩車間的2條輸煤皮帶上各安裝了1臺超強多極式除鐵器以后，磁力比除鐵器增加了400%，除鐵量達到85%，煤炭中的雜鐵、雷管明顯減少，提煤量由原來的900t/h提高到1300t/h，在日常維護和提高產品煤質量方面均發揮了重要的作用。
這個廠的動篩車間原設計在動篩跳汰機前只有101G機頭1臺除鐵器，勵磁功率及效果很難達到要求，對動篩車間的中心設備——動篩跳汰機造成很大的損壞，致使斗板變形脫落，弧形板變形無法阻煤。最嚴重時24塊斗板有6塊脫落，12mm厚的弧形板被拉入矸石溜槽，動篩跳汰機不能正常工作。有的鐵器從精煤段進入破碎機，又給環錘及篩板造成毀滅性的破壞，加大了維護量和維修難度。

    針對這種情況，他們在動篩前給煤機增加2臺強磁除鐵器，對塊煤的鐵雜物進行二次除鐵。選用RCDA-1800T型除鐵器，勵磁功率為12kW，懸掛高度為500mm。井下隨原煤上來的特大鐵器如大刮板（約有35kg）都可靠吸出，細微鐵器如鐵絲頭、雷管等也能吸出，寬度為1800mm，與入料寬度一致，能夠對吸入料塊煤進行完全除鐵，從而避免了鐵器進入動篩跳汰機。

    自2臺除鐵器安裝以來，在第一個月內吸出大刮板48個，動篩跳汰機沒有出現被鐵器嚴重破壞的現象，精煤破碎機沒有再受到大鐵器破壞，極大地減少了維修量。需要說明的是，以上除雜實驗都是在皮帶機的中部進行的。若是在皮帶機的頭部除雜效果會更好，但由于皮帶機頭部的結構不能支持重大的除鐵器，所以應對除鐵器進行改進，在不降低磁感應強度的前提下減輕除鐵器的重量。

    3 濟二選煤廠成功應用大型數控分級破碎機 

    兗州礦業（集團）公司濟寧二號煤礦選煤廠的產品主要出口日本，粒度超限（50mm）是困擾產品質量的一大難點。根據工藝要求，破碎機需安裝在32.70m平面的產品倉上。由于建倉時沒有考慮到，因此要求破碎設備既輕便又無大的動負荷。為此，決定選用2DSKP50150數控分級破碎機，一次試車成功，且產品粒度（50mm）限上率為零，確保了精煤產品質量。

    這種數控分級破碎機與以往的齒輥破碎機區別在于齒型和布齒形式。其破碎齒如同采掘機截齒，在輥長方向呈螺旋布置，強度高且耐磨，通過相對轉動的兩破碎輥實現對物料的破碎。

    破碎輥破碎物料的過程分為兩個階段：第一階段，螺旋運動中的破碎齒遇到大塊物料，限進行沖擊剪切，接著進行撕拉。如果碎塊能被破碎齒咬入，則進入第二階段破碎。否則，破碎齒沿物料表面強行滑過，靠破碎齒的螺旋布置使物料翻轉，等待下一對齒的繼續作用。第二階段是從物料被咬入到前一對齒脫離咬合為止，兩齒包容的截面由大逐漸變小，然后再增大。大顆粒由于包容體積逐漸變小而強行擠壓剪碎，破碎后的物料被擠出，并從齒側隙漏下。前一對齒開始脫離嚙合時，破碎的物料大量下漏排出。至此，一對齒的破碎過程結束。每對齒環上有多少個齒，破碎機運行一周時同樣的過程就進行多少次，循環往復。

    為提高破碎機生產率，可以加大破碎輥的圓周速度，然而這會對物料的咬入起到不良影響。研究發現，當破碎機輸入功率一定時，其轉速同產生的扭矩成反比，所以在破碎堅硬物料時應采用低轉速以獲得足夠的破碎力，在滿足處理能力的前提下盡量降低破碎機的轉速。

    4 國內最大的動篩排矸系統使用效果好

    全國煤炭行業處理能力最大的選煤動篩排矸系統，在兗州礦業（集團）公司興隆莊煤礦選煤廠投入使用幾年來，取得了顯著的經濟效益和社會效益。 

    該系統是山東省的重點技術改造項目之一，主要是由運輸棧橋、主洗車間、轉載站、產品倉等建筑構成的，主洗設備--2臺動篩跳汰機從德國引進，配有帶式除鐵器、在線測灰、破碎、防破碎、清水斜輪除雜裝置和微機智能化可編程序控制、工業電視監控等功能，并與選煤廠原有的煤泥水系統構成洗水閉路循環，年處理煤炭能力達150萬t，總投資3000萬元。

    該礦原先對塊煤和矸石相混的劣質原煤只能實行人工揀選，造成部分塊煤混入塊矸石中流失；另外，原洗選工藝使大量的塊煤被破碎，只能作為混煤銷售。動篩排矸系統是具有當今國際先進處理水平的一項效益工程，它使含矸量較高的劣質原煤實現了煤與矸石的自動、快速、有效分離，能將塊煤全部回收，年增塊煤產品84萬t以上，并可將300mm以下的塊原煤按市場需求任意、及時加工處理為50mm以下的優質動力煤、50～100mm的大塊工業用煤及100～300mm的優質特大塊民用煤，年增銷售收入2000萬元以上，稅后內部收益率高達43.89%，遠遠高出行業15%的基準收益率，三年內即收回全部投資。

    該系統加工處理后的多品種塊精煤產品，可按品種分類直接進入塊煤倉貯存，并能利用原有的原煤裝車點裝車外運，使礦井參與國內外市場競爭的實力顯著增強，其分選出的矸石可直接經輸送帶運至開采塌陷區進行復墾，達到了提高煤質、增加塊煤產率與品種、降低生產成本和改善環境的目的，有效地促進了礦井煤炭開采回收率的大幅度提高。

    5 德國動篩跳汰機的應用探索

    兗州礦業（集團）公司濟寧三號煤礦選煤廠比較成功地應用了德國KHD.Wedag公司生產的20.50.08.08型動篩跳汰機，有效地解決了大塊物料中矸石的排除問題，在礦井的生產和銷售中發揮了重要的作用。

    使用中也發現了以下一些常見的故障：①由于該廠動篩入料中小于50mm的物料大于25%，特別是較細物料含量較多，整個動篩系統循環水濃度上升太快，經常造成循環水管路堵塞和精煤產品質量污染，目前采用加大清水補充量和多排高濃度循環水來暫時緩解，今后必須控制好入料中小于50mm特別是1.5mm的含量，解決原煤分級篩的篩分效率和動篩跳汰機入料前運輸過程中產生次生小顆粒的問題。②工作面過斷層或局部煤質波動較大時，在矸石量占到動篩入料60%～80%的情況下動篩跳汰機的工作狀態完全被破壞。此時只能以矸石中不跑煤為原則而保證不了精煤的灰分。動篩精煤只能破碎后返回原煤系統再洗或銷售。③雖然入料前設立了檢查性手選和除鐵設備，但木雜質和軟雜質仍能進入動篩跳汰機；細小的矸石、煤粒進入排矸輪與護板間的縫隙，經積累后也能卡住排矸輪而停車。④動篩塊煤通道與機體之間用C型皮帶連接，運轉中易因C型皮帶損壞而讓矸石進入提升斗子，污染塊精煤系統。⑤油溫低于20℃時開車，要先開啟緩沖泵給油液加熱，在北方寒冷地區因時間太長而影響生產，最好設計出自動加熱裝置或用加熱板給油箱加熱。⑥液壓系統提升缸的活塞與連桿可能出現脫節，主要是由活塞退絲造成的，要注意經常觀察。這個廠的體會是：只要選型得當、使用合理，它在處理大塊物料方面具有其它設備無可取代的優越性。

    6 動篩跳汰機動態排料控制的研究

    德國動篩跳汰機自動化程度高，但由于資料的局限性，很難進行深入的研究。為此，兗州礦業（集團）公司濟寧二號煤礦對其分選原理及排料控制進行了分析，從而為提高進口設備的維護質量和使用效率提供了可靠的依據。

    機械結構分析表明，通過主提升液壓缸驅動搖臂上下起浮，使床層上的物料按密度進行分層，在篩板末端使分層達到理想效果。搖臂下部是床層篩板，通過兩側臂聯結搖臂支架，床層篩板前端是排料輥，排料輥固定在搖臂支架上，可對物料進行排料。以篩板前端的精煤堰為分界線對產品中的精煤及矸石進行分離，精煤通過精煤堰上方進入雙合排料輪精煤側，矸石由排料輥向前刮動進入雙合排料輪矸石側，在雙合排料輪旋轉下使精煤矸石從上部入口的精煤矸石溜槽排出。排料輥由槽體外部的液壓馬達通過鏈條帶動。

    通過排料控制理論分析，他們認為動篩跳汰機由主泵提供主提升液壓缸的壓力，并由主提升缸帶動床層進行起伏，搖臂壓力傳感器對主提升缸油壓的測量，實際上同時反映了床層上的物料重量，而物料的重量主要由物料中的沉物及浮物的比例來決定，從而為分離提供了理論參考點。壓力傳感器采集的信號經A/D模擬量轉換，輸入PLC模擬量輸入/輸出模塊4～20mA的電流，同時由操作者從上位機輸入的操作參數進行部分控制，經GPU程序處理后，由PLC模擬量輸入/輸出模塊輸出0∽10V的電壓，放大處理后對液壓馬達進行控制。在液壓馬達的帶動下，經傳動裝置后排料輥對沉物即矸石產物進行刮動排料，并在不同床層、浮物和沉物情況下由液壓馬達最終動態控制排料量，從而穩定了床層分選密度的分界線，達到其分選效果。

    7 篩網沉降離心機應用效果好

    兗州礦業（集團）公司興隆莊煤礦應用放頂煤工藝以后，煤炭破碎較為嚴重，煤泥含量特別是微細顆粒含量顯著增加。該礦選煤廠原有的盤式真空過濾機的處理能力及脫水效果已經不能夠滿足要求，經常由于煤泥回收不及時造成洗水濃度大或煤倉內洗煤產品水分高而產生裝車埋道的現象，必須增加新的脫水設備才能滿足生產的需要。為此，他們選用了美國Bird公司的SB6400型篩網沉降離心機，取得了良好的使用效果。

    這種篩網沉降離心機主要是由轉筒、螺旋推進器和齒輪組件三部分組成的。其結構特點是使用可更換的陶瓷保護片和碳化鎢篩網，既提高了耐用性又方便維修；差速器的速差在一定范圍內視設備處理量和產品水分的不同可調；各種保護齊全可靠，主驅動電機、軸承、油潤滑系統等具備相應的顯示和保護，并由PLC控制；轉筒內設有溢流堰板，使筒內液面高度可調。處理原煤泥的時候，產品灰分為14.82%，比入料灰分降低2.31%；一段沉降液灰分為31.15%，比入料灰分提高14.02%，且一段沉降液中-74μm的含量占95%以上，這些高灰物料脫去正好有利于提高產品的質量；脫水以后的煤泥水分僅有19.6%，比盤式真空過濾機低9%，脫水效率75%以上，煤泥回收率94.3%以上。
處理浮選精煤的時候，產品灰分為10.72%，比入料灰分降低1%；一段沉降液中-74μm的含量在96%以上，灰分為24.90%（比入料灰分提高13%），有降灰脫泥的作用；產品水分為18.5%，比盤式真空過濾機低10%，比處理原煤泥低1%，說明其脫水效果與入料粒度有一定的關系；煤泥回收率比盤式真空過濾機低高7%，比處理原煤泥略高（為95%），但是由于浮選藥劑泡沫和粘度的影響，處理能力比原煤泥有所降低。

    8 節肢篩應用效果好

    固定篩和振動篩是選煤廠原煤篩分應用最普遍的設備。兗州礦業（集團）公司濟寧二號煤礦選煤廠選用了2臺面積為7.38m2的ZSJ164×45型節肢振動篩進行毛煤分級，其入料粒度≤300mm，毛煤水分≤10%，篩板篩孔為100mm，處理能力為88.08t/m2·h，振幅為4～9mm，篩分效率為95%，在生產應用中取得了較好的效果，滿足了選煤廠原煤篩分生產的要求。
    節肢振動篩可以廣泛地應用于燒結礦物、煤炭洗選及矸石等物料的篩分分級作業。濟寧二號煤礦選煤廠原煤篩分工藝中采用的這種大型篩分設備，是由激振源、篩體、篩網框架、篩網、防塵罩和一、二次減振彈簧等部分組成的。由于這種節肢振動篩有著獨特的分節振動結構，所以每節篩芯都有各自的激振源、安裝傾角和振動方向角。工作時，物料由進料口落到首節篩面上，并高速流動、分散，小于篩孔的物料進篩，大于篩孔和小于篩孔沒透篩的物料慢速流動至（中節）尾節篩芯，不但增加了透篩幾率，而且增大了處理能力，還提高了篩分效率。
    其主要特點如下：篩機網體分離，減輕了設備的重量，功率小，能耗低；篩網分節振動，實現多點激振；篩面由塊狀篩板拼裝，便于更換；采用輕鋼骨架結構，質量分布合理，能夠二次減振，傳給地基的動負荷小。作為一種新型的篩分設備，ZSJ164×45型節肢振動篩在生產中也暴露出一些問題，如激振器的軸承用普通油槍注不進油而且容易損壞、篩板的篩孔容易堵塞、篩子的大梁與篩框焊接不牢固等，給選煤廠的設備維護、維修和使用帶來了麻煩，對生產有一定的影響。行家們指出：上述問題如果能夠解決，ZSJ系列節肢振動篩作為一種原煤的篩分機械還是有很大發展前途。  

    9 高效濃縮機應用效果好
    經過南京中煤工程設計研究院對濃縮機進行改進后，Φ38m和Φ9m濃縮機已經在兗州礦業（集團）公司東灘煤礦選煤廠投入運行，Φ15m濃縮機也在濟寧焦化廠運行多年。從使用情況看，設備結構合理、運行平穩可靠、處理能力大、溢流水質好，取得了顯著的社會效益和經濟效益。
    大型選煤廠的煤泥處理目前主要還是依靠濃縮機和壓濾機等設備，但大型普通濃縮機大部分都是針對冶金礦山使用而設計的，存在著投資大\效率較低的缺點，特別是給料不均及停電等會造成壓耙現象，破壞了設備的驅動系統，必須放空沖刷濃縮池，幾天后才能恢復正常運行，因此研制運行可靠的高效濃縮機是完全必要的。
    國內外的研究表明，高效濃縮機的濃縮池直徑大約只有普通濃縮機的1/2，單位面積處理量大，同時可獲得適宜的底流濃度和溢流濃度。例如，年產量為300萬t的鮑店煤礦選煤廠選用Φ45m的普通濃縮機，入料煤泥量為141.57t/h，其中溢流含煤泥量為17t/h、底流含煤泥量為124.57t/h。年產量為400萬t的東灘煤礦選煤廠選用Φ38m的高效濃縮機，入料煤泥量為172.86t/h，其溢流水質好、不含煤泥。
    運行實踐表明：在處理量相同的情況下,高效濃縮機的面積較小，可以設置在主廠房內，解決了我國北方地區的冬季防寒問題；另外，在選煤廠因濃縮面積不夠需增加濃縮機以擴大生產能力時，往往由于工業布局已定造成擴建比較困難，但是把原有普通濃縮機改造為高效濃縮機可提高處理能力，而且不增加設備的維修運行費用;新建選煤廠采用高效自動提耙濃縮機,則可大大節省基建費用,消除用戶的后顧之憂。
    10 廂式壓濾機的自動卸餅裝置

    新型自動卸餅裝置在兗州礦業（集團）公司東灘煤礦選煤廠取得了滿意的使用效果，其功能原理的新穎性、技術性能的先進性、市場需求的適應性均在生產實踐中得到了充分的體現。

    新型自動卸餅裝置是由輪組部分（濾布吊架）、振打部分（抖動部分）、微調彈簧座部分、傳動架部分組成的。濾板開框時，繩輪濾布吊架滑動并組成“人”字型，濾布便會將濾餅從濾板的凹槽中拉出，依靠濾餅的自重而落餅。卸餅不充分時，抖動機構傳給濾餅抖動力，增大抖動剪切，達到可靠卸餅。通過調整抖動機構中的調幅偏心塊和微調彈簧座部分微調彈簧的預緊力來實現抖動剪切力的增減。

    其特點如下：①“人”字型繩輪滑動濾布架與抖動機構巧妙結合，強化卸餅功能，使自動卸餅更加充分。②柔性傳動系統最突出的優點是在濾板拉斜的情況下仍不影響卸餅的正常進行，也不會造成其它結構件的變形，是高可靠性的傳動系統。③正常更換濾板時無須拆卸鉸接鋼板，亦無振動橫梁的遮擋，移動柔性鋼絲繩后可很方便地吊裝濾板，為維修創造了良好的工作條件。④充分考慮到日常運轉更換濾布較頻繁這一基本要求，創新設計壓管式濾布組架，更換濾布非常便捷。⑤完全實現了不間斷自動卸餅，去掉了不必要的人工暫停，卸餅時間由30min降至20min。⑥工人不再用鏟餅板，排除了戳破濾布的非正常事故，延長濾布使用壽命。⑦濾布拉成“人”字形后，既可沖洗濾布工作面，又可沖洗濾板表面凸圓臺尖殘留的漿液，確保濾布再生和濾液通道暢通。⑧改裝方便。對原設備沒有大的改動，只是將卸餅裝置附加到原設備上去，而且適應范圍廣，可用于橡膠、高分子、鑄鐵等濾板改裝。

    11 博后篩在北宿復合式干法選煤廠應用成功
    兗州礦業（集團）公司北宿煤礦井下是炮采工作面，原煤運輸各轉載點需噴霧灑水防塵，巷道及煤倉倉口需用水沖刷清掃，造成原煤的水分難以控制。通過檢測，原煤外在水分一般在6%～8%范圍內波動。篩分試驗結果表明，6mm以下的原煤占到總質量的44.5%。在6mm分級篩分過程中，由于細粒原煤互相粘結成團，流動性較差，經常堵塞篩孔，造成篩分率下降，因此選用了針對潮濕細粒粘性物料的篩分而研制的BS2.5×6型博后篩。
    博后篩的篩分過程分為松散、分層和透篩三個階段，具有大振幅、大振動強度、低頻率和彈性篩面等特點。其結構主要是由篩架、篩箱、篩板、激振器、電動機和減振彈簧等部分組成的。篩網為單根篩絲縱向排列布置，激振器為對稱雙軸式，篩子振動時的軌跡為直線運動。傳動采用輪胎式聯動器，由電動機直接拖動。
    北宿煤礦復合式干法選煤廠對BS2.5×6型博后篩進行了工業性測試。測試內容包括：入廠原煤的全級篩分、全水、各級灰分；篩上及篩下物料的6mm篩分分級，計算篩分效率、限上率、限下率等。在工業性測試期間，未出現機械和電氣故障，各段篩網均清理干凈，未發現煤泥堵塞現象。使用實踐表明，BS2.5×6型博后篩使北宿復合式干法選煤廠的生產能力由90t/h提高到200t/h，實現了該礦井原煤全部入洗的要求；有效地控制了精煤的灰分，滿足了用戶對精煤各項技術指標的要求；設備免維護，篩板壽命長，運行成本低；篩面、篩箱和機架不參振的方式降低了篩子的參振總質量，多段篩面獨立不同步運動減輕了對地基的動負荷；對于潮濕細粒粘性物料的篩分能夠獲得良好的篩分效果和較大的處理能力。

    12 沖擊脈沖計在軸承狀態診斷技術中的應用

    沖擊脈沖計是一種檢測機械故障的儀器，主要用在電動機、水泵和減速器等設備球型軸承、滾子軸承的檢測上。近年來，兗州礦業（集團）公司興隆莊煤礦選煤廠成功應用此項技術，降低了人員的勞動強度，減少了事故的停機時間，扭轉了以往跟著事故檢修的被動局面。
    興隆莊選煤廠跳汰機鼓風機配用260kW的6kV高壓電動機，轉速為990r/min，其軸承分別為6326型和324型。正常的運轉沖擊數值一般穩定在前軸承dBm/dBc為15/5，后軸承為7/1左右。有一天檢測數值突然達到40/21、27/16。從現場觀察判斷電動機的后軸承部位異響很大。拆檢后軸承發現軸承室明顯磨大，配合間隙達到0.97mm。分析判定因為電動機的后軸承室被磨大，致使后軸承徑向位移，使得前軸承的滾柱與滾道受力加大撞擊。更換新的電動機以后，軸承的檢測數值為27/6、8/1，前軸承數值偏高，電動機運行時振動大。過幾天拆檢以后，發現軸承室的配合間隙達到0.21mm。由于沒有備用的電動機，而且根據檢測的數值可以判定設備的故障僅處于初始的階段，所以決定對軸承室打麻點以后臨時使用。
    自此以后，天天對電動機進行檢測。鑒于數值一直穩定在26/6～28/6之間，所以直到2個月后檢修條件成熟的時候才將故障電動機更換下來，做到了以技術檢測為依據、合理計劃檢修。自從應用此項技術以來，由于能夠預測突發事故，減少了停產的損失，迄今為止已經成功地避免了38起事故，減少停機時間累計444小時；原先車間每年拆檢設備280多臺，現在由于科學合理地安排設備檢修，拆檢設備的數量逐年降低，極大地減少了“過剩維修”的費用。