隨著我國(guó)社會(huì)的不斷進(jìn)步，科技的不斷創(chuàng)新， 智能化選煤廠(chǎng)建設(shè)對(duì)于推動(dòng)我國(guó)煤炭工業(yè)供給側(cè) 結(jié)構(gòu)性改革，打造選煤業(yè)競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng) 國(guó)具有重要戰(zhàn)略意義。

壓濾機(jī)作為選煤廠(chǎng)煤泥水閉 路循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，目前正向著大產(chǎn)能、高效 率的方向發(fā)展，其中主要有煤泥處理能力強(qiáng)、過(guò)濾 面積大、多端口高壓強(qiáng)流入料、多油缸均勻壓緊、快 速拉開(kāi)卸料、PLC 及信息化自動(dòng)控制等優(yōu)勢(shì)。

煤泥水處理現(xiàn)狀

受礦井地質(zhì)條件的影響，東灘煤礦煤層斷層和 夾矸巖性為粉砂巖或泥巖，均屬于遇水極易泥化的 粘土類(lèi)礦物，隨著礦區(qū)井下開(kāi)采時(shí)間的不斷延長(zhǎng)， 優(yōu)質(zhì)煤儲(chǔ)量逐漸降低，原煤中的煤泥含量越來(lái)越 大，尤其是井下采場(chǎng)出現(xiàn)斷層時(shí)，原煤入洗泥化現(xiàn) 象嚴(yán)重，煤泥中細(xì)顆粒含量高 （-200 目占 70％以 上），造成煤泥水過(guò)濾速度慢、煤泥含水率高。 煤泥性質(zhì)（高灰細(xì)泥，易泥化，粘度大等）嚴(yán)重 影響壓濾生產(chǎn)效率，礦井煤質(zhì)好時(shí)，KM300/2000 型 快速隔膜壓濾機(jī)循環(huán)周期約為 15min，煤質(zhì)差時(shí)， KM300/2000 型 快 速 隔 膜 壓 濾 機(jī) 循 環(huán) 周 期 約 為 40min，壓濾效率降低 2~3 倍。礦井煤泥含量 15%左 右時(shí)煤泥水處理具備全入洗處理能力，但礦井部分 工作面煤泥含量偏高時(shí)，如 3306 綜放工作面煤泥 含量最高達(dá)到 25.95%，增幅近 60%，且矸石、夾矸 易泥化，選煤廠(chǎng)現(xiàn)有的煤泥水過(guò)濾壓濾機(jī)的處理能 力不能滿(mǎn)足原煤入洗的要求。煤質(zhì)差時(shí)系統(tǒng)中細(xì)粒 煤泥積聚，循環(huán)水、澄清水濃度劇增，無(wú)壓重介系統(tǒng) 分選效率降低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)必須采取 減產(chǎn)措施，實(shí)施“以水定產(chǎn)”，影響整個(gè)洗煤系統(tǒng)的 正常生產(chǎn)。

?增容改造

選煤廠(chǎng)壓濾廠(chǎng)房 615（KM300/2000 型）壓濾機(jī)煤泥過(guò)濾面積小，入料時(shí)間長(zhǎng)。煤泥性質(zhì) （高灰細(xì)泥，易泥化，粘度大等）嚴(yán)重影響壓濾生產(chǎn) 效率。另外該壓濾機(jī) 2005 年 4 月投入使用，主機(jī)部 分雖沒(méi)有出現(xiàn)大的變形和失效問(wèn)題，但銹蝕和磨損 嚴(yán)重，液壓系統(tǒng)和傳動(dòng)裝置也經(jīng)常出現(xiàn)故障，故計(jì) 劃對(duì)壓濾廠(chǎng)房二層 615 壓濾機(jī)進(jìn)行增容。通過(guò)增加 KM 型快速壓濾機(jī)專(zhuān)用濾板、更新濾板分組拉開(kāi)卸 料技術(shù)、改進(jìn)多油缸同步壓緊技術(shù)、完善壓榨安全 保護(hù)系統(tǒng)等研發(fā)與升級(jí)，實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)增容。增容后壓濾機(jī)煤泥有效過(guò)濾面積由 300m2 增加到 600m2， 以提高煤泥處理能力。 為了滿(mǎn)足現(xiàn)有壓濾機(jī)處理難過(guò)濾煤泥的要求， 對(duì)現(xiàn)有 KM300/2000 型快速隔膜板框壓濾機(jī)進(jìn)行增 容為 KM600/2000 快速隔膜板框壓濾機(jī)，從而提高 單臺(tái)壓濾機(jī)處理能力，滿(mǎn)足洗煤廠(chǎng)煤泥水系統(tǒng)閉路 循環(huán)的生產(chǎn)需要，同時(shí)避免廠(chǎng)房再擴(kuò)建和增加新設(shè) 備系統(tǒng)帶來(lái)的大量人力、物料投入。

主要的研究項(xiàng)目

1）研制 KM 型快速壓濾機(jī)專(zhuān)用濾板。濾板采用 KM 系列快速壓濾機(jī) 1.6MPa 高壓壓濾專(zhuān)用濾板，專(zhuān) 用濾板及隔膜片選用高熱穩(wěn)定性純聚丙烯材料，采 用細(xì)顆粒直接熔模壓鑄工藝，不添加碳酸鈣、玻璃 纖維等任何添加劑，濾板采用明暗流同時(shí)排液設(shè) 計(jì)、專(zhuān)用濾板的過(guò)濾面、出液孔、集成孔、角孔進(jìn)行 流體力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證水力學(xué)半徑遞減，使濾液 流道形成從內(nèi)向外明顯、均勻的壓力梯度，可實(shí)現(xiàn) 快速負(fù)壓高效壓濾，同時(shí)將壓濾機(jī)濾板數(shù)量由 44 塊濾板增加到 88 塊實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)擴(kuò)容。

2）設(shè)計(jì)最新濾板分段拉開(kāi)卸料技術(shù)。采用最新 濾板拉開(kāi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由現(xiàn)有三次分組拉開(kāi)更改為分 段快速拉開(kāi)卸料，濾板拉開(kāi)距離不變，同時(shí)具有濾 板偏轉(zhuǎn)力矩?cái)[動(dòng)沖機(jī)卸料功能。

3）改進(jìn)多油缸同步壓緊技術(shù)。改進(jìn)油缸壓緊密 閉濾板組技術(shù)，使多個(gè)油缸壓緊松開(kāi)過(guò)程同步性更 好，故障率更低，保證在 0.8MPa 高壓入料和 1.6MPa 隔膜壓榨時(shí)濾板組密封力足夠，避免油缸壓緊力不 夠或壓偏而造成設(shè)備噴料現(xiàn)象。

4）完善壓榨安全保護(hù)系統(tǒng)。增加液壓油缸失壓 保護(hù)程序，通過(guò)設(shè)置壓力傳感器，自動(dòng)控制程序檢 測(cè)高壓入料和壓榨過(guò)程，避免出現(xiàn)油缸或液壓元件 密封力不夠時(shí)造成人員和設(shè)備安全問(wèn)題。

改造方案

近幾年，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用在礦山行業(yè)的同類(lèi)型隔膜 板框壓濾機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是大型化、智能化，單臺(tái)壓 濾機(jī)的過(guò)濾面積一般都在 500m2 以上，濾板尺寸為 2×2m 或 2.5×2.5m，在鋼鐵行業(yè)的鐵精粉過(guò)濾壓 濾機(jī)，濾板尺寸達(dá)到了 3.5m 以上。 隨著壓濾機(jī)過(guò)濾面積的增大，單臺(tái)壓濾機(jī)的單 循環(huán)產(chǎn)能增大，并且配套的壓濾機(jī)自動(dòng)化控制水平 也明顯提高，壓濾機(jī)可以實(shí)現(xiàn)全過(guò)程自動(dòng)運(yùn)行，工 業(yè)機(jī)控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄壓濾機(jī)工作運(yùn) 行參數(shù)，真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化管理。 與國(guó)內(nèi)先進(jìn)壓濾機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家技術(shù)合作，該廠(chǎng)家作為國(guó)內(nèi)第一家率先研制快開(kāi)壓濾機(jī)的生產(chǎn)廠(chǎng)家， 具有高強(qiáng)度、高韌性濾板及隔膜片；液壓馬達(dá)拖動(dòng) 系統(tǒng)及液壓馬達(dá) PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)；液壓驅(qū)動(dòng)控制 系統(tǒng)及傳動(dòng)鏈拖動(dòng)新型連桿結(jié)構(gòu)拉板小車(chē)分段拉 開(kāi)濾板卸料裝置均有先進(jìn)的研究成果。該項(xiàng)目結(jié)合選煤廠(chǎng)現(xiàn)有 KM300/2000 隔膜壓濾機(jī)存在 的過(guò)濾面積小、壓濾循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，采取技術(shù) 調(diào)研、現(xiàn)場(chǎng)繪制、優(yōu)化設(shè)計(jì)布局、組織科研攻關(guān)等方 法，研究并確定液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)活動(dòng)壓板拉開(kāi)濾板初 次卸料和驅(qū)動(dòng)新型連桿結(jié)構(gòu)拉板小車(chē)實(shí)現(xiàn)分段自 動(dòng)拉開(kāi)濾板卸料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 將原有300m2三次分組拉開(kāi)的壓濾機(jī)濾板增加一倍；分組拉開(kāi)改為分段拉開(kāi)，每次拉開(kāi)5塊濾板 卸濾餅；原有運(yùn)輸系統(tǒng)、入料系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、出水 系統(tǒng)、管路系統(tǒng)保持不變，減少?zèng)]必要的投入。將原 有的 KM600/2000 快速隔膜壓濾機(jī)增加了44塊濾 板，使得壓濾機(jī)的處理能力增加一倍。

關(guān)鍵設(shè)計(jì)

1）采用主油缸帶動(dòng) 4 個(gè)輔助油缸壓緊，可提高 壓緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)作效率，保證濾板組密封力足夠，不會(huì) 出現(xiàn)因油缸壓緊力不夠或壓偏而造成設(shè)備噴料現(xiàn)象， 保證壓濾機(jī)生產(chǎn)過(guò)程入料的穩(wěn)定性及可靠性。

2） 液壓馬達(dá)通過(guò)滾子鏈帶動(dòng)拉板小車(chē)分多次 拉開(kāi)卸料及工作過(guò)程的自動(dòng)化程序控制。增加拉板 小車(chē)帶動(dòng)濾板分段拉開(kāi)過(guò)程的放掉板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3）提高壓濾機(jī)多端口入料結(jié)構(gòu)的安全性、可靠 性和使用壽命，在滿(mǎn)足多段入料功能的前提下，做 到壓濾機(jī)入料管布置位置合理，外形美觀(guān)，操作維 護(hù)方便。

4）增加新型機(jī)械連桿式拉板裝置，利用液壓馬 達(dá)拖動(dòng)鏈拉板系統(tǒng)完成壓濾機(jī)濾板自動(dòng)合攏、拉開(kāi) 進(jìn)行多次卸料功能。

5）改為分段快速拉開(kāi)卸料，具有濾板偏轉(zhuǎn)力矩 擺動(dòng)沖擊卸料功能。

6）增加伸縮入料管裝置，替換原有的側(cè)入料軟 管組件，在改進(jìn)設(shè)備外觀(guān)的同時(shí)提高壓濾機(jī)運(yùn)行穩(wěn) 定性和安全性。

7）增加液壓油缸失壓保護(hù)程序，通過(guò)設(shè)置壓力 傳感器，自動(dòng)控制程序監(jiān)測(cè)高壓入料和壓榨過(guò)程， 避免出現(xiàn)油缸或液壓元件密封力不夠時(shí)造成人員 和設(shè)備安全問(wèn)題。

增容效果

KM300/2000 快速隔膜板框壓濾機(jī)擴(kuò)容后，過(guò)濾 面積由 300m2 增大到 600m2，濾室容積由現(xiàn)在的 6m2 增大為 12m2，壓濾機(jī)單循環(huán)產(chǎn)量可增加一倍。 通過(guò)增容改造，使得壓濾機(jī)的小時(shí)處理能力增 加一倍，解決了煤泥性質(zhì)變化而造成煤泥處理難的 問(wèn)題，滿(mǎn)足了洗煤廠(chǎng)整體生產(chǎn)的要求。同時(shí)減少了 沒(méi)必要的投入，例如廠(chǎng)房、接水槽、下料槽、入料泵、 運(yùn)輸機(jī)、操作臺(tái)和管道及閥門(mén)等投入。

?主要技術(shù)指標(biāo)

過(guò)濾面積：600m2 濾板外形尺寸：2000×2000mm 濾板塊數(shù)：88 塊 濾室深度：40mm 濾室容積：12m2 入料壓力：芨0.8MPa 壓榨壓力：芨0.8MPa 2.5 經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益 壓濾廠(chǎng)房的壓濾機(jī)增容，可增加煤泥水系統(tǒng)的 處理能力，增加洗選系統(tǒng)的入洗量。改造前，洗選系統(tǒng)會(huì)因?yàn)槊耗嗨異夯?，系統(tǒng)中細(xì)粒煤泥積聚，循環(huán) 水、澄清水濃度劇增，無(wú)壓重介系統(tǒng)分選效率降低， 產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)必須采取減產(chǎn)措施。改造 后，過(guò)濾面積為 300m2/ 臺(tái)增容至 600m2/ 臺(tái)，可每天 多生產(chǎn)尾煤泥 160t，入洗量可增加約 1000t。改造前 2018 年 1-8 月份共入洗原煤 241.93 萬(wàn) t，月均入洗 34.56 萬(wàn) t，改造后 8-12 月份共入洗原煤 209.9 萬(wàn) 噸，月均 41.98 萬(wàn) t。噸煤洗選效益 115.29 元，月均增效見(jiàn)如下： （41.98-34.59）×115.29=851.99 萬(wàn)元 另外若購(gòu)置1臺(tái) KM600/2000 快速隔膜壓濾機(jī)約需資金150萬(wàn)元，改造同樣規(guī)格型號(hào)的舊壓濾機(jī)僅需資 金 85 萬(wàn)元，每臺(tái)可節(jié)約壓濾機(jī)購(gòu)置資金65萬(wàn)元， 利用該技術(shù)進(jìn)行更新改造具有極高的推廣應(yīng)用價(jià) 值和良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

推廣應(yīng)用價(jià)值

增容改造后的壓濾機(jī)共安裝濾板 88 塊，其中 隔膜、廂式各 44 塊。濾板濾室總?cè)莘e由現(xiàn)在的 6m2 增大為 12m2，煤泥有效過(guò)濾面積由現(xiàn)在的 300m2 增 大到 600m2，每個(gè)壓濾循環(huán)處理煤泥量 15t，煤質(zhì)好 時(shí)每壓濾循環(huán)用時(shí) 20min；煤質(zhì)差時(shí)每壓濾循環(huán)用 時(shí) 45min；增容研制后的壓濾機(jī)可實(shí)現(xiàn)所有濾板一 次自動(dòng)合攏壓緊、多點(diǎn)入料、逆向反吹、二次壓榨、 負(fù)壓高效過(guò)濾、明暗流同時(shí)排液。 增容改造后的隔膜板框壓濾機(jī)與其他同類(lèi)型 壓濾機(jī)對(duì)比，在同等入料濃度及壓力的情況下，此 壓濾機(jī)可縮短 25%的入料時(shí)間，且濾餅不易粘濾 布，亦可減少卸料時(shí)間，降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，單臺(tái) 壓濾機(jī)處理能力大，設(shè)備可靠，操作方便。 壓濾機(jī)擴(kuò)容后，可提高單臺(tái)壓濾機(jī)的過(guò)濾處理 能力，提高選煤廠(chǎng)洗煤系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定 性，同時(shí)還提高了煤礦設(shè)備管理現(xiàn)代化水平，具有 極好的推廣應(yīng)用價(jià)值。2018 年 12 月 20 日該項(xiàng)目通過(guò)公司驗(yàn)收。壓濾機(jī)新式技術(shù)已部分應(yīng)用于其他壓濾機(jī)，煤泥水處理能力明顯提高，操作方便，設(shè)備可靠性增加，可以創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益。