矿选煤厂压滤机增容

随着我国社会的不断进步，科技的不断创新， 智能化选煤厂建设对于推动我国煤炭工业供给侧 结构性改革，打造选煤业竞争新优势，实现科技强 国具有重要战略意义。

压滤机作为选煤厂煤泥水闭 路循环系统的关键设备，目前正向着大产能、高效 率的方向发展，其中主要有煤泥处理能力强、过滤 面积大、多端口高压强流入料、多油缸均匀压紧、快 速拉开卸料、PLC 及信息化自动控制等优势。

煤泥水处理现状

受矿井地质条件的影响，东滩煤矿煤层断层和 夹矸岩性为粉砂岩或泥岩，均属于遇水极易泥化的 粘土类矿物，随着矿区井下开采时间的不断延长， 优质煤储量逐渐降低，原煤中的煤泥含量越来越 大，尤其是井下采场出现断层时，原煤入洗泥化现 象严重，煤泥中细颗粒含量高 （-200 目占 70％以 上），造成煤泥水过滤速度慢、煤泥含水率高。 煤泥性质（高灰细泥，易泥化，粘度大等）严重 影响压滤生产效率，矿井煤质好时，KM300/2000 型 快速隔膜压滤机循环周期约为 15min，煤质差时， KM300/2000 型 快 速 隔 膜 压 滤 机 循 环 周 期 约 为 40min，压滤效率降低 2~3 倍。矿井煤泥含量 15%左 右时煤泥水处理具备全入洗处理能力，但矿井部分 工作面煤泥含量偏高时，如 3306 综放工作面煤泥 含量最高达到 25.95%，增幅近 60%，且矸石、夹矸 易泥化，选煤厂现有的煤泥水过滤压滤机的处理能 力不能满足原煤入洗的要求。煤质差时系统中细粒 煤泥积聚，循环水、澄清水浓度剧增，无压重介系统 分选效率降低，产品质量不稳定，严重时必须采取 减产措施，实施“以水定产”，影响整个洗煤系统的 正常生产。

 增容改造

选煤厂压滤厂房 615（KM300/2000 型）压滤机煤泥过滤面积小，入料时间长。煤泥性质 （高灰细泥，易泥化，粘度大等）严重影响压滤生产 效率。另外该压滤机 2005 年 4 月投入使用，主机部 分虽没有出现大的变形和失效问题，但锈蚀和磨损 严重，液压系统和传动装置也经常出现故障，故计 划对压滤厂房二层 615 压滤机进行增容。通过增加 KM 型快速压滤机专用滤板、更新滤板分组拉开卸 料技术、改进多油缸同步压紧技术、完善压榨安全 保护系统等研发与升级，实现压滤机增容。增容后压滤机煤泥有效过滤面积由 300m2 增加到 600m2， 以提高煤泥处理能力。 为了满足现有压滤机处理难过滤煤泥的要求， 对现有 KM300/2000 型快速隔膜板框压滤机进行增 容为 KM600/2000 快速隔膜板框压滤机，从而提高 单台压滤机处理能力，满足洗煤厂煤泥水系统闭路 循环的生产需要，同时避免厂房再扩建和增加新设 备系统带来的大量人力、物料投入。

主要的研究项目

1）研制 KM 型快速压滤机专用滤板。滤板采用 KM 系列快速压滤机 1.6MPa 高压压滤专用滤板，专 用滤板及隔膜片选用高热稳定性纯聚丙烯材料，采 用细颗粒直接熔模压铸工艺，不添加碳酸钙、玻璃 纤维等任何添加剂，滤板采用明暗流同时排液设 计、专用滤板的过滤面、出液孔、集成孔、角孔进行 流体力学优化设计，保证水力学半径递减，使滤液 流道形成从内向外明显、均匀的压力梯度，可实现 快速负压高效压滤，同时将压滤机滤板数量由 44 块滤板增加到 88 块实现压滤机扩容。

2）设计最新滤板分段拉开卸料技术。采用最新 滤板拉开传动机构，由现有三次分组拉开更改为分 段快速拉开卸料，滤板拉开距离不变，同时具有滤 板偏转力矩摆动冲机卸料功能。

3）改进多油缸同步压紧技术。改进油缸压紧密 闭滤板组技术，使多个油缸压紧松开过程同步性更 好，故障率更低，保证在 0.8MPa 高压入料和 1.6MPa 隔膜压榨时滤板组密封力足够，避免油缸压紧力不 够或压偏而造成设备喷料现象。

4）完善压榨安全保护系统。增加液压油缸失压 保护程序，通过设置压力传感器，自动控制程序检 测高压入料和压榨过程，避免出现油缸或液压元件 密封力不够时造成人员和设备安全问题。

改造方案

近几年，国内外应用在矿山行业的同类型隔膜 板框压滤机的发展趋势是大型化、智能化，单台压 滤机的过滤面积一般都在 500m2 以上，滤板尺寸为 2×2m 或 2.5×2.5m，在钢铁行业的铁精粉过滤压 滤机，滤板尺寸达到了 3.5m 以上。 随着压滤机过滤面积的增大，单台压滤机的单 循环产能增大，并且配套的压滤机自动化控制水平 也明显提高，压滤机可以实现全过程自动运行，工 业机控制系统可以实时监测和记录压滤机工作运 行参数，真正实现工业生产的自动化、智能化管理。 与国内先进压滤机生产厂家技术合作，该厂家作为国内第一家率先研制快开压滤机的生产厂家， 具有高强度、高韧性滤板及隔膜片；液压马达拖动 系统及液压马达 PLC 自动控制系统；液压驱动控制 系统及传动链拖动新型连杆结构拉板小车分段拉 开滤板卸料装置均有先进的研究成果。该项目结合选煤厂现有 KM300/2000 隔膜压滤机存在 的过滤面积小、压滤循环时间长等问题，采取技术 调研、现场绘制、优化设计布局、组织科研攻关等方 法，研究并确定液压马达驱动活动压板拉开滤板初 次卸料和驱动新型连杆结构拉板小车实现分段自 动拉开滤板卸料系统的设计方案。 将原有300m2三次分组拉开的压滤机滤板增加一倍；分组拉开改为分段拉开，每次拉开5块滤板 卸滤饼；原有运输系统、入料系统、液压系统、出水 系统、管路系统保持不变，减少没必要的投入。将原 有的 KM600/2000 快速隔膜压滤机增加了44块滤 板，使得压滤机的处理能力增加一倍。

关键设计

1）采用主油缸带动 4 个辅助油缸压紧，可提高 压紧机构的动作效率，保证滤板组密封力足够，不会 出现因油缸压紧力不够或压偏而造成设备喷料现象， 保证压滤机生产过程入料的稳定性及可靠性。

2） 液压马达通过滚子链带动拉板小车分多次 拉开卸料及工作过程的自动化程序控制。增加拉板 小车带动滤板分段拉开过程的放掉板结构设计。

3）提高压滤机多端口入料结构的安全性、可靠 性和使用寿命，在满足多段入料功能的前提下，做 到压滤机入料管布置位置合理，外形美观，操作维 护方便。

4）增加新型机械连杆式拉板装置，利用液压马 达拖动链拉板系统完成压滤机滤板自动合拢、拉开 进行多次卸料功能。

5）改为分段快速拉开卸料，具有滤板偏转力矩 摆动冲击卸料功能。

6）增加伸缩入料管装置，替换原有的侧入料软 管组件，在改进设备外观的同时提高压滤机运行稳 定性和安全性。

7）增加液压油缸失压保护程序，通过设置压力 传感器，自动控制程序监测高压入料和压榨过程， 避免出现油缸或液压元件密封力不够时造成人员 和设备安全问题。

增容效果

KM300/2000 快速隔膜板框压滤机扩容后，过滤 面积由 300m2 增大到 600m2，滤室容积由现在的 6m2 增大为 12m2，压滤机单循环产量可增加一倍。 通过增容改造，使得压滤机的小时处理能力增 加一倍，解决了煤泥性质变化而造成煤泥处理难的 问题，满足了洗煤厂整体生产的要求。同时减少了 没必要的投入，例如厂房、接水槽、下料槽、入料泵、 运输机、操作台和管道及阀门等投入。

 主要技术指标

过滤面积：600m2 滤板外形尺寸：2000×2000mm 滤板块数：88 块 滤室深度：40mm 滤室容积：12m2 入料压力：芨0.8MPa 压榨压力：芨0.8MPa 2.5 经济社会效益 压滤厂房的压滤机增容，可增加煤泥水系统的 处理能力，增加洗选系统的入洗量。改造前，洗选系统会因为煤泥水恶化，系统中细粒煤泥积聚，循环 水、澄清水浓度剧增，无压重介系统分选效率降低， 产品质量不稳定，严重时必须采取减产措施。改造 后，过滤面积为 300m2/ 台增容至 600m2/ 台，可每天 多生产尾煤泥 160t，入洗量可增加约 1000t。改造前 2018 年 1-8 月份共入洗原煤 241.93 万 t，月均入洗 34.56 万 t，改造后 8-12 月份共入洗原煤 209.9 万 吨，月均 41.98 万 t。吨煤洗选效益 115.29 元，月均增效见如下： （41.98-34.59）×115.29=851.99 万元 另外若购置1台 KM600/2000 快速隔膜压滤机约需资金150万元，改造同样规格型号的旧压滤机仅需资 金 85 万元，每台可节约压滤机购置资金65万元， 利用该技术进行更新改造具有极高的推广应用价 值和良好的经济、社会效益。

推广应用价值

增容改造后的压滤机共安装滤板 88 块，其中 隔膜、厢式各 44 块。滤板滤室总容积由现在的 6m2 增大为 12m2，煤泥有效过滤面积由现在的 300m2 增 大到 600m2，每个压滤循环处理煤泥量 15t，煤质好 时每压滤循环用时 20min；煤质差时每压滤循环用 时 45min；增容研制后的压滤机可实现所有滤板一 次自动合拢压紧、多点入料、逆向反吹、二次压榨、 负压高效过滤、明暗流同时排液。 增容改造后的隔膜板框压滤机与其他同类型 压滤机对比，在同等入料浓度及压力的情况下，此 压滤机可缩短 25%的入料时间，且滤饼不易粘滤 布，亦可减少卸料时间，降低职工的劳动强度，单台 压滤机处理能力大，设备可靠，操作方便。 压滤机扩容后，可提高单台压滤机的过滤处理 能力，提高选煤厂洗煤系统运行的可靠性和稳定 性，同时还提高了煤矿设备管理现代化水平，具有 极好的推广应用价值。2018 年 12 月 20 日该项目通过公司验收。压滤机新式技术已部分应用于其他压滤机，煤泥水处理能力明显提高，操作方便，设备可靠性增加，可以创造出巨大的经济效益。