山東滕州鑫福民選煤機械制造有限公司

一、煤與煤的形成

v煤：無機礦物和有機顯微組分的集合體。它是由植物埋藏在地下，經過漫長的地質年代和地殼運動，在隔絕空氣的情況下，在一定溫度、壓力和細菌作用下逐步演變而成的。

v從成煤過程來看，基本分為兩個過程：一是煤炭泥化階段（植物遺骸在厭氧細菌作用下發生生物化學變化，形成泥炭），二是煤化階段（泥炭在其他物理化學作用下，相對增加碳含量，形成褐煤—煙煤—無煙煤）。因此，煤的形成過程可分泥炭、褐煤、煙煤、無煙煤四個階段。

v由于煤在形成過程中，不可避免混雜各種礦物雜質。這些雜質的存在，導致煤炭中不同物料的密度差異。

二、選煤方法

v選煤：根據用戶要求和煤炭與其他礦物質在物理性質、物理-化學性質的不同，用機械方法除去其中的雜質，分成不同質量、規格的產品的過程。

v選煤的方法有很多，常見的應用普遍的為重力選煤。

v重力選煤方法分為跳汰選、重介選、搖床選、溜槽選、旋流器選等，主要依據是煤和矸石的密度差別。

v從目前的選煤方法來看，主要有跳汰選煤、重介選煤和浮游選煤三種選煤方式。

v從理論上來講，跳汰選煤和重介選煤都是按物料密度的不同進行分級分選的。不同的是，跳汰選煤的介質是水，重介選煤用的介質是磁鐵礦粉懸浮液。

三、跳汰選煤基本原理

v跳汰選煤，可以直觀理解為煤炭在垂直升降的變速水流中按礦粒的密度進行分層的過程。

v其基本原理是：在水介質流中，密度大粒度大的物料下降速度快，位于下層，粒度小密度稍大和粒度大密度較低的物料下降速度次之，處在中間，而粒度小密度低的物料下降速度慢，位于上層。

v跳汰選煤是在垂直脈動的水流和平向水流綜合作用下共同完成的。

v垂直水流的脈動是通過風的作用形成的，整個過程循環往復。每個水流脈動周期可分為四個階段：即上升前半期、上升后半期，下降前半期、下降后半期。

v不同的階段，水流速度和物料狀態均存在差異：

v1、上升前半期，水流加速上升，速度由零升至大。開始時，只有部分細粒低密度物料穿過物料間隙，懸浮在物料上層，成松散狀態。

隨著水流速度增大，物料層逐漸抬起，懸浮的物料顆粒粒度逐漸增大，當速度達到大值時，整個床層松散，底部高密度大顆粒物料出現微動。

這一期間，水流上升速度大于物料運動速度，受物料粒度和形狀的影響，易出現密度大粒度小的物料與粒度大密度小的物料混在一起的現象。因此，這一階段，床層基本處在密實狀態，物料不易按密度分層。

v2、上升后半期，水流仍向上運動但速度相對減緩，速度由大到零。同樣，物料的運動速度也逐漸減緩，但由于慣性作用，物料減緩速度要比水流減緩的速度慢，二者的速度差減小，顆粒的粒度和形狀對物料分層的影響相對降低。這一期間，不同密度的物料顆粒都達到自己的高點并呈現短暫的靜態平衡。此時，床層物料松散。之后，各自按照沉降速度向下運動。由于自身密度、粒度和水的浮力影響，正常情況下，物料終豎向分布呈下列狀態：下層為粗粒高密度物料，中間部分為細粒高密度和粗粒低密度物料，上層為細粒低密度物料。

v3、下降前半期，水流運動方向轉為向下，速度逐漸增大。縱向水位的降低，導致物料床層逐漸緊密。在水流和密度作用下，物料顆粒的運動速度逐漸增大，相對速度減小。此時，有利于物料按密度進行分層。

期間，細粒高密度物料在水流吸啜作用下，透過逐漸緊密的床層快速向下移動，達到較低位置。

v4、下降后半期，水流仍向下運動但速度相對減緩，速度由大到零。在下降水流的作用下，物料床層更加密實。其中細粒或細粒高密度物料在水流吸啜作用下，穿過大顆粒物料間隙繼續下降，達到床層底部。

水流脈動作用的結果是：密度高、粒度大物料處在下部，密度低、粒度小的物料處在上部，處在中間的部分則為粒度大密度低和粒度小密度高的物料。

v綜合上述四個階段，2、3階段的物料相對松散，對床層分層有利。為有效促進物料分層，在一定程度上可適當延長這這兩個階段的時間。

v但在第3階段由于水流的吸啜作用，有可能造成低密度細顆粒的物料被吸到底部造成損失。因此，此間下降水流強度要適度控制，不宜過大，抽吸時間不宜過長。

v跳汰選煤是在物料在經過垂直水流若干次的上、下脈動作用后，逐漸分離分層：密度小的部分逐漸浮到上層，而密度大的物料則下沉到底層。同時，由于密度大小差異，物料在橫向水流中的運動速度不同，密度小的運動快，隨沖水進入下一環節，成為精煤，而密度大的運動相對較慢，后面經排料機構排出，成為中煤產品或矸石物料。

四、影響選煤效果的主要因素

v從時間生產情況來看，影響跳汰選煤效果的主要因素有以下幾點：

v原料煤特性（粒度組成、密度組成）、跳汰機結構、跳汰機工作制度。

v通常情況下，生產條件條件和原煤性質基本上相對穩定。同樣，在一定時間段內，作為選煤生產的主要設備跳汰機結構是沒有變化，因此，工作制度成為影響選煤效果的主要因素。

v跳汰機工作制度包括：跳汰機給料、風水量、跳汰振幅與頻率、床層狀態、物料排放等。

v1、跳汰機給料：原則上要求給料均衡，質量穩定。原料煤在跳汰機篩板上橫向（寬度方向）分布要均勻，不堆積、不打團。粒度大時，原則上可加大給料量。

v如果物料分布不均衡，易造成床層截面單元垂直受力分布不均勻，水流會在床層厚度相對較薄的位置先行突破，造成床層紊亂，影響床層的整體抬起、松散和分層。

v2、床層狀態：床層在同一段室內分布相對平穩，厚度要根據煤質狀況合理設定。過厚，床層松散時間相對延長，松散度降低，分層時間慢或者不易分層，易造成物料混雜，出現污染；過薄，會出現物料混亂，床層翻花。通常情況下，當入料粒度為50~0mm時，床層厚度為400~500mm。

v3、風量水量：風量水量對床層抬起、控制振幅和物料松散有一定作用。

風的作用是將篩下水頂起，使物料在垂直水流中松散分層。加大風量，有利于提高振幅和床層物料松散，但水流抽吸作用也會隨之提高，物料過度透篩幾率增加，同時有可能造成床層紊亂。

頂水的作用一是為物料松散分層提供空間，二是起到物料運輸作用。加大頂水水量，也能提高振幅和床層物料松散，提高物料水平運動速度，物料松散分層時間短，導致產品污染。同時吸啜作用下降，細粒物料透篩幾率降低。

沖水作用主要是物料潤濕。加大沖水量，物料水平移動速度加快快。

在實際生產過程中，大多采用大風小水的操作方式，目的就是在確保床層松散度的基礎上，加大物料松散分層和細粒物料透篩幾率，特別是細粒物料較多的情況下。

v4、跳汰頻率與振幅：

頻率決定物料松散時間的長短。實際操作過程中，物料粒度大時，頻率易小，目的是給物料充足的松散分層時間。相反，物料粒度小時，頻率易偏高，目的克服物料沉降速度慢不利有效分層的缺陷，提高分選效果。

振幅決定床層抬升高度。一般情況下，物料粒度大時，床層相對較厚，需要充足的松散空間和時間，此時振幅易大。但過大，易造成床層混亂，同時下降水流吸啜力加大，細粒低密度物料易損失。

在同一段內，一般情況下，沿煤流方向振幅通常由大到小。目的在保證已分層物料維持現狀的前提下繼續松散分層，避免物料因振幅偏引發床層混亂。

v5、排料：保證物料及時適量排放，為下一段松散分層提供條件或避免高密度物料進入下一產品中。但應杜 過度排量，減少輕產品損失。

（編輯：吳瑩）