關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會(huì)煤礦智能化委員會(huì)年會(huì)暨千人智庫科創(chuàng)服務(wù)站工作會(huì)的通知

導(dǎo)語：煤炭浮沉試驗(yàn)是每個(gè)選煤廠煤質(zhì)檢測(cè)的必備試驗(yàn)之一，可以評(píng)定原煤可選性，作為評(píng)估煤炭資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值的依據(jù)。本期轉(zhuǎn)化果平臺(tái)推薦的《煤炭自動(dòng)浮沉裝置研制與應(yīng)用》，介紹了自動(dòng)浮沉試驗(yàn)裝置及其基本原理、創(chuàng)新點(diǎn)和應(yīng)用效果，可有效避免現(xiàn)有人工浮沉試驗(yàn)的缺點(diǎn)。應(yīng)用效果表明，自動(dòng)浮沉裝置提升了對(duì)原煤粒度的適應(yīng)性，檢測(cè)結(jié)果精度控制在±1%以內(nèi)，可為煤炭洗選設(shè)計(jì)確定分選方法、工藝效果評(píng)定提供有力支持。歡迎來電垂詢：400-1817-969！

一、煤炭浮沉試驗(yàn)的技術(shù)現(xiàn)狀及改造意義

1.浮沉實(shí)驗(yàn)技術(shù)現(xiàn)狀

浮沉實(shí)驗(yàn)是將煤樣用不同密度級(jí)的氯化鋅溶液分成不同密度級(jí)，并測(cè)定各密度級(jí)產(chǎn)物的產(chǎn)率和質(zhì)量特性。

我國(guó)自1964年首次頒布煤炭浮沉試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以來，歷經(jīng)4次版本修訂與升級(jí)，但其浮沉試驗(yàn)的方法至今一直未變，一直是依靠人工勞作來完成。

煤炭浮沉試驗(yàn)是每個(gè)選煤廠煤質(zhì)檢測(cè)的必備試驗(yàn)之一，可以評(píng)定原煤可選性，作為評(píng)估煤炭資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值的依據(jù)，可以了解因煤質(zhì)變化引起的可選性變化，以便及時(shí)采取措施，控制精煤的產(chǎn)率和質(zhì)量。

檢查和評(píng)定分選設(shè)備的工藝效果以及選煤廠綜合效率，它能夠及時(shí)反映系統(tǒng)生產(chǎn)狀況，指導(dǎo)集控操作參數(shù)調(diào)整，合理控制損失。

2.存在問題

（1）勞動(dòng)強(qiáng)度大

浮沉試驗(yàn)主要依靠人工勞作來完成。一方面，試驗(yàn)中浮物撈完時(shí)的提桶作業(yè)，此時(shí)沉物覆蓋底層篩網(wǎng)，密度液不易濾除，桶重大大增大，提桶很是費(fèi)力，當(dāng)進(jìn)行到高密度浮沉?xí)r，勞動(dòng)強(qiáng)度更大；另一方面，試驗(yàn)完成時(shí)煤樣必須用水清洗掉殘留的密度液，為了避免水分對(duì)稱重的影響，還應(yīng)進(jìn)行脫水作業(yè)，該過程大多依靠人工臂力甩水完成。

（2）間歇多

浮沉試驗(yàn)過程中，為了避免密度液的損失和本級(jí)密度液對(duì)下級(jí)密度液的影響，需要將浮沉樣進(jìn)行控干，該過程所需時(shí)間較多，當(dāng)需要進(jìn)行多個(gè)密度級(jí)浮沉?xí)r，間歇自然就多。

（3）安全性低

氯化鋅有腐蝕性，試驗(yàn)時(shí)要避免與皮膚接觸，穿膠鞋，戴口罩、膠皮手套、眼鏡和圍膠皮圍裙等。浮沉試驗(yàn)過程中浮沉液不可避免濺到皮膚，容易造成灼傷，安全性低，工人容易對(duì)該工作產(chǎn)生厭煩心理，不利于提高員工的工作效率，因此建設(shè)一個(gè)良好安全的試驗(yàn)環(huán)境很重要。

（4）試驗(yàn)的準(zhǔn)確性低

浮沉試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求密度液校驗(yàn)時(shí)準(zhǔn)確到0.002g/cm3；最小粒度為0.5-1mm時(shí)要求分層時(shí)間為3-5min；要求撈取深度不得超過100mm；密度液頁面不低于350mm等。以上這些數(shù)據(jù)都是通過操作工個(gè)人來判斷，不同的人操作會(huì)有差異，必然影響結(jié)果的準(zhǔn)確性，試驗(yàn)操作受人為操作影響大。

綜上所述，人工浮沉試驗(yàn)勞動(dòng)強(qiáng)度大、間歇多；浮沉液多采用氯化鋅溶液配置，容易灼傷皮膚，安全性低；試驗(yàn)數(shù)據(jù)受人為操作影響大，準(zhǔn)確性低。因此，目前急需設(shè)計(jì)一種自動(dòng)浮沉裝置，達(dá)到節(jié)工、省時(shí)、安全、提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的目的。

3.自動(dòng)浮沉裝置替代人工浮沉的意義

（1）提高工作效率，激發(fā)員工主動(dòng)性和創(chuàng)造力。

（2）極大地降低了浮沉工的勞動(dòng)強(qiáng)度

把浮沉試驗(yàn)中最消耗體力的環(huán)節(jié)，由自動(dòng)化程序的設(shè)備代替。大大降低了工人工作勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）工作安全性更高

避免了浮沉過程中，工人直接接觸腐蝕性藥劑的操作，安全性更高。

（4）檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確

浮沉過程完全由自動(dòng)化程序控制，降低了人為操作因素的影響，使檢測(cè)結(jié)果更為精確。

二、自動(dòng)浮沉裝置的工作原理

煤樣浮沉試驗(yàn)是依據(jù)阿基米德原理將煤樣分成不同密度級(jí)產(chǎn)品，浮沉機(jī)同樣依據(jù)這一基本原理，采用合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)和自動(dòng)化程序?qū)⑷斯じ〕猎囼?yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械自動(dòng)浮沉試驗(yàn)。

1.浮沉裝置結(jié)構(gòu)示意圖

浮沉裝置主要結(jié)構(gòu)包括浮沉桶、刮料器、液位計(jì)、循環(huán)泵、重液輸送泵、電動(dòng)排料器、產(chǎn)品收集桶、重液桶、步進(jìn)電機(jī)、支架等（如下圖所示）。

2.浮沉裝置運(yùn)行步驟

（1）將準(zhǔn)備好的煤炭樣品放入浮沉桶內(nèi)，一定密度的重液從重液桶經(jīng)泵輸送至浮沉桶內(nèi)，直到液位達(dá)到液位計(jì)控制液位；

（2）啟動(dòng)循環(huán)泵，利用循環(huán)泵噴射水流的沖擊力攪散沉積在浮沉桶下部的煤樣，按煤樣粒度設(shè)定好靜置時(shí)間；

（3）高密度煤樣沉在浮沉桶底部，低密度煤樣浮于浮沉桶液面上部，實(shí)現(xiàn)煤樣按密度分層的目的；

（4）低密度煤樣通過刮料器刮出，經(jīng)溜槽進(jìn)入產(chǎn)品收集桶；

（5）收集浮沉桶內(nèi)的煤樣，依靠自重濾干表面粘附的重液，重液自流到重液桶內(nèi)循環(huán)使用，至此完成一個(gè)密度級(jí)分離運(yùn)行過程；

（6）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)浮沉桶轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，到下一個(gè)產(chǎn)品收集桶上方，進(jìn)行下一個(gè)密度級(jí)浮沉試驗(yàn)，重復(fù)步驟（1）-（5）；

（7）最終沉物通過打開電動(dòng)排料器進(jìn)入沉物收集桶。

整個(gè)試驗(yàn)按設(shè)定好的程序不間斷進(jìn)行，進(jìn)一步縮短了試驗(yàn)時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和人工消耗，避免試驗(yàn)誤差。

三、自動(dòng)浮沉裝置的關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)

1.優(yōu)化浮沉桶結(jié)構(gòu)，增加了濾網(wǎng)更換的便捷性，杜絕底部積液現(xiàn)象。

2.在重液輸送過程中，合理利用輸送重液的水力作用將煤樣松散，有利于低密度煤快速上浮，避免煤樣積壓、結(jié)塊難浮等問題。

3.優(yōu)化各部件的結(jié)構(gòu)，變產(chǎn)品收集桶轉(zhuǎn)動(dòng)接料為浮沉桶轉(zhuǎn)動(dòng)排料，使之運(yùn)轉(zhuǎn)更順暢，占地面積更小。

4.優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)程序，簡(jiǎn)化了運(yùn)行步驟和邏輯，效率更高。

實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)密度級(jí)任意可選、任意組合。實(shí)現(xiàn)循環(huán)攪拌、靜置分層時(shí)間任意可調(diào)。增加自動(dòng)/手動(dòng)一鍵切換、一鍵復(fù)位、急停等。

四、自動(dòng)浮沉裝置的應(yīng)用效果

針對(duì)人工浮沉試驗(yàn)現(xiàn)狀，運(yùn)用計(jì)算機(jī)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)浮沉試驗(yàn)替代人工試驗(yàn)，解決長(zhǎng)期以來日常人工浮沉試驗(yàn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、準(zhǔn)確性受限等諸多問題，運(yùn)用自動(dòng)化方式對(duì)煤炭洗選設(shè)計(jì)確定分選方法、工藝流程和設(shè)備要求等方面提供有力的技術(shù)依據(jù)，同時(shí)在煤炭洗選過程中高效指導(dǎo)生產(chǎn)、評(píng)價(jià)生產(chǎn)效果起到積極重要作用。

本浮沉裝置提升了對(duì)原煤粒度的適應(yīng)性，檢測(cè)結(jié)果精度控制在±1%以內(nèi)；達(dá)到節(jié)省勞動(dòng)力、省時(shí)、安全、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高的目標(biāo)。

本裝置可廣泛應(yīng)用于各個(gè)選煤廠、中心化驗(yàn)室等區(qū)域。

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