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摘要：煤炭洗选对于提高煤炭质量、迎合市场需求、环境保护等意义重大，原料粒度控制对于提高洗选效率有着直接影响，因此必须根据使用环境在煤炭各个生产环节重视粒度控制，减少将粒度控制积压到某一环节集中处理，这样才能将煤炭洗选技术效率和水平提高到新台阶。对此，本文对煤炭洗选加工粒度控制进行相关探讨。
关键词：煤炭洗选，加工，粒度控制
煤炭经济作为重要经济种类之一，煤炭生产和社会的能源供给水平之间有着直接联系。洗煤是精细化分煤炭种类、提高煤炭经济性和环保性的重要途径，但随着洗煤规模的不断扩大，煤炭洗选中的粒度控制问题日益凸显。
1 煤炭粒度概念和分级
1.1 粒度概念
粒度分为单体概念和群体概念，其中单体颗粒度大小以其占据空间尺寸表示，球形颗粒直径为可表示粒径，非球形颗粒以与每边相切的长方体体积表示。在实际加工中，粒度一般为群体概念，以通过某一规格筛孔来度量粒径，用户可根据自己需求规定通过率和筛分分级。在煤炭洗选中，对粒度认识既有单颗粒粒径(堵塞旋流器流口、渣泵泵轮等)，也有对粒群粒径(粒度分布曲线)。
1.2 粒度分级
不同煤种其分级要求和洗选方式也不同，在此将无烟煤、不粘煤、焦煤作为一类，褐煤作为一类，它们的粒度分级标准见下表 1 所示。
2 煤炭粒度控制的必要性
2.1 商品煤的质量需要
不同的应用场合对于商品煤的粒径也有不同要求，一般动力煤对粒径要求最低，且电厂会配备专用破碎粉碎装置；循环流化床锅炉对煤炭粒度要求较高，范围在 8mm～13mm，超过该范围会造成流化层较难形成，降低系统生产效率；无烟煤大部分用于造气，对煤炭块率要求较高，在破碎时还要考虑转载、运输等二次破坏；对于作为气化原料的褐煤，要求粒度范围在 10mm～50mm，同时对形状还有部分要求。煤炭市场随着客户需要而变化，若达不到要求便会失去市场，直接造成经济损失，因此从迎合市场考虑，必须重视煤炭粒度控制问题。
2.2 顺利生产需要
煤炭从井下开采到出厂，破碎作业主要分两个阶段进行：(1)井下综合机械化采煤和转载，会将粒度超过300mm 的煤块简单破碎；(2)上井后会先利用原煤筛进行初步筛选，通过煤炭会直接拉入洗煤厂，大颗粒经过破碎加工后拉入洗煤厂。在第一阶段时，若煤块粒度过大，会对输送系统的速度、稳定性等提出较高要求，影响运输效率，且对输送口尺寸要求大，会出现卡口问题。此外，大块煤边角对输送设备寿命影响较大。在第二阶段时，若通筛率较低，会影响洗煤厂原料供应，进而影响效率。而且需要再破碎工序，增加了成本。
2.3 洗选工艺需要
煤炭洗选加工对粒度要求较高，且不同设备的要求也不相同。在煤炭分选中，入料粒度范围要求越高，其对分选影响越小，对减轻末煤重介质负担明显。
3 粒度优化控制途径分析
3.1 确定合理的破碎比
首先应根据煤炭用途对其进行最合理粒度设计，据此来计算破碎比 i(原料粒度/破碎后产品粒度)，其表示破碎后原料的减小程度，i数值越大，说明对破碎要求越高。破碎比 i有以下两种计算方法：
(1)破碎前后最大粒径之比：
i＝D max/D max (1)
式中：D max－原煤的最大粒径；D max－破碎后煤的最大粒径。
最大粒度以保证能有95%物料能通过的筛孔直径作为标准，如果以单一颗粒作为分析对象，尺寸可根据实际情况选取，但要求原煤和破碎后煤的最大粒径选用尺寸标准一致。
(2)采用平均粒度计算：
i＝Dcp/D cp (2)
式中：D cp－原煤的平均粒径；D cp－破碎后煤的平均粒径。
该方法得到的破碎比虽然能够较好地反映破碎程度，但是平均粒径取值时比较麻烦，因此实用性并不好。结合大量经验，方法①是较为实用的破碎比计算法，而合理的破碎比 i取值范围应在 2－4，最大不能超过6。破碎比较大，会增加破碎成本，且降低煤炭洗选效率。
3.2 采用合理的破碎设备
煤体破碎对于优化产品粒度特性有着直接影响，主要是利用矸石、各类煤炭的不同强度来设计破碎方案，破碎机的选取直接关系到能耗和破碎效果。根据实际经验，当加工破碎煤炭这类中硬物料时，各类型破碎机的平均能耗见表 2 所示，因此推荐分级破碎机为首选。
3.3 对粒度提出明确要求
为防止煤炭粒度对洗选设备造成损坏而影响洗选效率，洗选厂不同设备应严格和明确要求原料粒度。以出料粒度 40mm 为例，有压给料旋流器要求长方体长、宽、高三个尺寸均小于 40mm；大直径无压给料旋流器则要求其中至少两个尺寸小于40mm，另一个尺寸不超过 10%；跳汰机则要求三个尺寸中有一个小于 40mm 即可。洗选技术人员应对各类设备的粒度要求了如指掌，发现物料不合格就提前避免进入洗选设备。
4煤矿洗选加工过程中应注意的问题
4.1重视质量
如果不采取措施使煤炭开采的质量得到改善，不仅对需要利用煤矿的生产企业带来经济损失，而且还会影响整个中国煤炭经济效益，不能满足煤炭企业的可持续发展目标。对煤炭事业发展造成阻碍。因此，洗选技术进行洗煤作业的主要目的就是去除煤矿中的杂质，进一步提高煤的质量。在煤炭洗选过程中，煤炭洗选加工单位应以煤炭质量为主要工作目标，进一步提高煤炭洗选及精煤冶炼的整体效率，提升其在同等市场中的综合竞争力。
4.2革新技术
为了将煤炭进行全面改造，改善煤炭的功效，在经过了多次实验和努力后，煤炭洗选加工工艺得到了改进。在煤炭洗选行业的发展中，应考虑长期发展目标，并制定切实可行的计划，以确保洗煤行业的顺利发展。在洗煤行业的发展道路上，还需要对技术进行改革，从多方面提高洗煤技术的整体水平。比如加快技术改造和整合步伐，提高整体生产管理水平，提高选煤厂整体水平。
4.3建立科学系统
科技时代的到来，给中国经济带来了持续的动力和发展。而洗煤行业属于新兴行业，为了能加快其发展步伐，应根据行业特点及时代发展情况，在洗煤单位内部建立科学有效的科技系统，并引进先进的技术和设备，不仅可以加快人员工作效率，同时，也可以利用科技来进一步提高洗煤的质量和效率，最大限度地满足我国煤炭基地和生产企业的基本需求，达到促进我国煤炭经营和经济发展的目的。
综上，煤炭工作能否正常和有效的开展取决于煤粒度的控制，所以粒度甄选上的工作人员必须掌握高超的洗选技术，让工作上的质量可以得到保证，选择出适合的粒度规格，让客户与设备生产上的粒度要求得到最大化的满足，为社会经济的高效运转提供动力。
参考文献：
[1]李洋，王世明，陈仲叔，郭帅.煤炭洗选加工中粒度控制问题的优化设计分析[J].内蒙古煤炭经济，2018(5).
[2]王宗华.煤炭洗选过程中粒度控制的相关问题分析[J].中国科技投资，2017(21).
[3]付国华.浅谈煤炭洗选加工过程中的粒度控制问题[J].能源与节能，2017(8).
论文作者:陆院军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/20
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