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摘要：通过对九里山矿选煤厂的筛下室跳汰机的关键部件和操作方法进行改进完善，提高跳汰分选的效果，改善分选细颗粒原煤矸石带煤指标高的难题。
关键词：跳汰、细颗粒、床层、风水
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2021）-01-379
1、引言：
随着九里山矿开采年代的增加，煤层结构也逐渐发生较大变化，原煤结构细颗粒含量占比较大，达到60%以上，而且-0.5mm以下含量占比例也到达20%以上。这样以来给跳汰洗选工艺分选增加了难度，一方面要保证精煤灰分合格，另一方面要保证排出的矸石中带煤率要符合标准，并要尽可能降低，提高回收率。新的问题制约了生产质量的提高和效益最大化。经过对现有的跳汰进行大胆的改进和摸索，研究出一套适合细颗粒原煤的跳汰分选思路，进一步提高分选效果，降低了矸石带煤，从而初步探讨出一些对传统型跳汰机分选细颗粒原煤的方法和新观点，有助于以后选煤领域提高产品回收率相关方面研究提供宝贵的实践经验。
2、跳汰机分选原理与特点
2.1 跳汰机组成及原理
跳汰机一般由机体、风阀、筛板、排料装置、排矸道、排中煤道等部分构成。机体分为空气室和跳汰室两部分，两室的下部相通;跳汰选煤是指物料主要在垂直上升的变速水流中，按密度差异进行分选的过程。被选物料给到跳汰机的筛板上，形成一个密集的物料层，这个密集的物料层称为床层。在给料的同时，从跳汰机下部透过筛板周期地给入一个上下交变的水流，物料在水流的作用下进行分选。首先在上升水流的作用下，床层逐渐松散、悬浮，这时床层中的矿粒按本身的特性（矿粒的密度、粒度和形状）彼此作相对运动，进行分层。上升水流结束后，在休止期间（停止给入压缩空气）以及下降水流期间，床层逐渐紧密并继续进行分层。待全部矿粒都沉降到筛板上以后，床层又恢复了紧密状态，这时大部分矿粒彼此间已失去相对运动的可能性，分层作用几乎全部停止，只有那些极细的矿粒，尚可以穿过床层的缝隙继续向下运动（钻隙运动），并继续分层。下降水流结束后，分层暂告终止，至此完成一个跳汰周期的分层过程。物料在每一个跳汰周期中，都只能受到一定的分选作用，经过多次重复后，分层逐渐完善，最后，密度低的矿粒集中在最上层，密度高的矿粒集中在最底层。物料在跳汰过程中之所以能分层，起主要作用的内因是矿粒自身的性质（矿粒的密度、粒度和形状），但能让分层得以实现的客观条件，则是垂直升降的交变水流。在跳汰机入料端给入入料的同时，伴随物料也给入了一定量的水平水流。水平水流虽然对分选也起一定的影响的，但它的主要作用是起润湿和运输作用。润湿是为了防止干物料进入水中后结团;运输是负责将分层之后居于上层的低密度物料冲带而走，使它从跳汰机的溢流堰排出机外。
跳汰机一般用于处理分选粒度0-80mm的不分级原煤，是目前主要应用较为广泛成熟的选煤方式。
2.2目前使用的跳汰机设备概况
SKT14型跳汰机：跳汰面积：14m2; 入料粒度：0-100mm 处理能力：130-200t/h 低压风工作压力0.35-0.5kg/cm2 高压风工作压力：3.5-5kg/cm2 矸石段筛孔：8*20mm 中煤段筛缝：6*15mm
3、原煤结构特点分析
随着矿井开采的深入，地区煤层发生变化，原煤结构特性为细颗粒比例较多，3mm以下比例占约23.3%。细粒级含量增多，给跳汰分选增加了难度，原煤在设备内的分层、细粒级物料的透筛、矸石层厚度等直接影响跳汰的分选效果。
4、洗选存在的问题
4.1 设备系统方面
根据洗选核心设备跳汰机的结构特性和工作原理，以及工艺流程的科学性、辅助设备的性能情况，逐一对应分析查找问题，设备硬件方面存在以下几个方面问题。并总结研究出解决问题的思路和方法，概括归纳为以下方面内容：
4.1.1电磁风阀
跳汰机电磁风阀是保证设备风水配合的关键部件，电磁风阀的工作性能降低，会造成跳汰机风室风压不稳，气缸工作不正常，影响风水配合。所以，该部件需要加强检查维修，定期清洗，保证电磁风阀的灵活性，才可以保证跳汰风水配合和床层的松散度。
4.1.2 排料装置及护板
经过对排料装置的检查发现，跳汰的排料护板是单点吊挂固定，使用一段时间后，因磨损造成吊挂连接部位间隙变大而松动，护板存在倾斜情况，相邻护板间出现较大缝隙，造成护板覆盖不严密，存在一定程度的漏煤现象。
4.1.3浮标装置
跳汰浮標是探测床层和控制排料的关键部件，浮标的灵敏程度和配重的精细调控至关重要。目前使用的浮标体积较小，灵敏程度较低，且材质厚度薄，使用一段时间后会出现磨损、进水现象，浮标渗入水后，该问题不易及时发现，感应床层的准确度不够，易出现质量控制不精确。另外，所使用的浮标配重都是废旧铁器，重量大小不一，对浮标的调整不够精细。
4.1.4 矸石筛分系统
洗矸石中的细粒级末矸，经过跳汰洗选后较为湿粘，不易筛分，且目前使用的冲孔筛板开孔率低，筛分效果差，筛分系统不能彻底的回收利用这部分末矸石。
4.2 操作及管理方面：
4.2.1 司机操作方法
洗选过程中，风水控制的不够科学精确，进气、休止、膨胀、排气期参数设置不够科学，振幅和频率的参数及用风、用水量没有及时根据物料的变化而科学调整。
4.2.2 培训学习不够
培训提升不够，跳汰司机年龄结构较为偏老龄化，观念保守，找原煤因素较多。认为受原煤结构性质的影响，主观能动性不大，只能洗选成目前的效果，认识上也存在误区，知识缺乏更新补充。
5.研究改造实施内容：
5.1改进设备性能，重点攻克关键环节的制约因素 5.1.1加强风阀的保养与维护
电磁风阀是20世纪70年代设计的一种新型风阀结构。这种风阀调整灵活，可以任意调整跳汰周期，进气、排气的变换速度极快。因此，可以精确的控制脉动周期和吸啜过程的时间，从而获得良好的床层松散度和精度较高的分选效果。
首先从加强跳汰机设备硬件维修保养来入手;风阀等关键部件的检查，加大对电磁阀块的保养、清洗检查，对跳汰机的电磁风阀实行责任到人，杜绝带病运行，确保工作性能良好;风水的调整是跳汰洗选的关键因素，是保证床层分层的直接因素，在跳汰洗选操作上进行调整和跟班指导，对跳汰司机的操作进行针对性指导，组织跳汰司机、班组长、车间主任、技术人员、厂领导相关人员召开跳汰操作及质量控制专题会议，分析当前存在的主要问题和薄弱点，提出保证跳汰洗选过程的床层是首要目标，床层厚度要达到一定的标准;洗选过程中，原料煤要均匀，不能出现断流，或者给料变化较大，从原煤线和返煤环节加强联系和及时到位。通过专业技术人员定期对跳汰洗选进行跟班，对洗选过程监督和指导，发现问题，及时反馈到厂调度控制室或生产调度会，通过协调得到较好的解决。给跳汰司机创造较好的洗选环境和必要条件，从提高跳汰洗选作业的整体流程中入手，强化设备稳定性，司机的责任心和业务技能来促进;从严格跳汰司机各项指标考核奖罚来激励约束。
5.1.2 自制大体积实心浮标
浮标是中空而密封的容器，它一般安装在排料口前200mm左右的床层中。根据要求，浮标应具有一定的密度，能处于与其相同密度的床层中，可视它为床层中一个力度较大的矿粒。因此，它在床层中所处的位置高低主要取决于它的密度，但多少也受脉动水流特性的影响。然而，脉动水流特性不是经常变化的因素，所以认为浮标在床层中的位置的高低，基本反映了重产物床层厚度的变化。生产实践证明，浮标装置结构简单、检测准确、调节方便，因此，应用最普遍。
浮标的形状较多，其断面为流线形。一般在跳汰机第一段多采用高度较大，底面积较小的浮标。根据浮标的作用和原理，对跳汰浮标装置进行改造，自制大体积浮标装置，根据跳汰机床层洗选处理的面积大小，和原有浮标固定的位置、高度，设计并绘制浮标加工图纸，按照图纸进行加工制作安装。制作时从材料选择到加工工艺，严格按照使用的标准和特点，需要耐磨、硬度高，钢板厚度提高，浮标密封性要好。在浮标的设计上，迎向煤流和水流的接触面，采用流线形，高度较原来有所提高，采用平底设计，进而更好的探测高密度重产物厚度。经过分析考虑，打破常规，采用井下使用的密封材料“固特捷”填充，该药剂固化后为细小泡沫状，不影响浮标的密度控制，且能有效的防止浮标磨损后进水。改造后，一方面大体积浮标对床层的控制更加灵敏，有效的反应床层厚度和控制排料;另一方面焊接缝更加严密，而且通过填充“固特捷”密封化学材料，防漏水，浮标腔体内填充后，使用寿命增加，解决了因浮标磨损进水造成失灵的问题，减少购买成本投入。原使用浮标的体积为8升，自制浮标体积13升，增加了5升。同时，还对跳汰浮标的配重进行了重新的规范和统一，自制形状、大小统一的配重块，可量化性强，有利于跳汰操作时调整实现床层控制的微调功能。
5.1.3改造跳汰排料护板
跳汰机排料装置，是将床层中按密度分好层次后的物料，准确地、及时地和连续地排出，以保证床层稳定和产品分离的重要部件。使跳汰机能得到较高的生产率和较好的分选效果。
本厂跳汰机是叶轮式排料装置，它的排料是连续自动的。叶轮设在排料口跳汰机筛板的下面，其前方有一块挡板，挡板的上端装在固定的轴上，另一端用链条悬挂在一定的位置，并可做一定的摆动，以防止大块重产物卡住叶轮，挡板沿跳汰机宽度可分成数块。叶轮由电动机带动。根据矸石层的厚度，通过自动控制装置可以调整叶轮的转速，控制重产物的排料速度，从而达到自动控制排料的目的。其优点是排料连续、而且较均匀，床层稳定。
结合排料装置的原理和构造，针对排料护板存在侧偏跑煤的情况进行改造。为了提高排料护板的防护性能，解决护板不严，缝隙大，容易漏煤的情况，经过现场的查看分析，对跳汰排料护板进行重新测量、设计、改造加工，提高加工精度。
从改进跳汰机排料轮护板固定方式入手，确定改变护板单点吊挂为双点吊挂的方式，将每块护板固定点由一个变成两个，连接装置加工精度提高，配合紧密，同时，按照测量的最佳护板尺寸和形状要求加工，材料更换成耐磨材料，焊接合适配重，这样护板不容易磨损和倾斜，也更加牢固，护板与护板间隙减低到3mm以内，提高了精度。
防护更加稳定，护板的弧度设计与排料轮的圆弧相贴合，护板包裹范围要大于或等于相邻两个叶片的弧度范圍，即A点到B点的弧度范围。如果弧度过大，护板处于两个叶片之间时会向叶轮内下沉，如果弧度过小，叶片转到护板下端时会受到阻挡，同时护板会被顶起，弧度过大或者过小都影响护板的稳定性。
另外，在配重块固定位置的选择上，考虑如何能发挥配重的最大作用。在护板与叶轮位置固定的情况下，配重块的重量一定，根据力矩公式：
M= F×L，
式中：M为力矩
F为所受力
L为力臂
当F为定量时，L越大，M越大。即配重块的固定位置选择在护板弧度最外端，力臂L最长，力矩M也就最大，配重块能发挥最大作用。
改造后提高了护板的防护稳定性，解决侧偏跑煤的情况，使用效果良好。
5.1.4 矸石筛分改造
在洗选矸石分级工艺上进行改进，因矿井原煤结构细颗粒比例大的情况，洗选后排出的矸石中末矸较多，目前的矸石分级筛无法较好的筛分处理干净。经过现场的观察分析，改造加工废旧编制网筛板，在有限的筛分面积中，提高筛板的开孔率，进而提高筛分效果。经改进安装试运转后，效果良好，筛分效果大大提高，有效的回收利用这部分末矸石。班中巡检人员加强对矸石筛的检查，定期对筛板进行清理，保证设备正常和筛分效果。 5.2 加强跳汰洗选操作培训指导及更新传统观念
5.2.1提升业务学习和培训
完善了硬件设施后，加强了从理论业务知识上对跳汰司机进行指导和培训，引导跳汰司机正确的科学操作调整跳汰风水量，控制好床层。改变传动认识，发挥主观能动性，原煤结构性质不利于跳汰洗选的老观念要更新，增强创新意识。
5.2.2影响跳汰过程的因素
主要有物料性质、机械结构、操作因素三大类。对于一定的物料和跳汰机，确定合理的操作制度是获得良好分选效果的保证。跳汰机的操作制度主要指跳汰机的给料、排料、风水搭配、床层培养及参数调整。
5.2.2.1跳汰机的给料
要使跳汰机工作正常，首先应保证均量给入均质的物料。也就是给入跳汰机的原料煤的性质和数量要均匀稳定。
跳汰機的给料，在一定的跳汰制度下，对分选效果影响很大。过大的给料量，因为单位面积负荷增加，物料在机内运动速度快，停留时间短，分选精度低，将直接引起产品质量下降;但过小的给料量不仅使设备能力不能充分发挥，甚至会造成精煤损失增加。所以，跳汰机的给料，不能时大时小，时断时续，给料应沿跳汰机宽度均匀分布，即入料流在纵向和横向上厚度都应一样。同时不能堆积和打团。
5.2.2.2床层状态
由于床层的分层主要是在垂直交变水流的作用下完成的，而分层的产生又是以床层获得松散为前提的。因此，研究跳汰周期的性质，即水流运动特性及其对床层松散与分层的作用，具有十分重要的意义。
5.2.2.3 风水控制操作
引导跳汰司机正确的科学操作调整跳汰风水量，控制好床层。在跳汰洗选操作方面，针对不同原煤性质的操作调整方法：第一种：细颗粒含量较多的原料煤时候：（1）尽量将顶水用量应沿跳汰机长度方向逐室降低。对风水用量进行调整，在跳汰机前部采用大水和小风，从而防止细粒级物料过早过多透筛;在跳汰机中部可加大风量，使质量较差的细粒物料分层后透筛排出;并且根据情况对跳汰矸石段和中煤段的筛板调整筛孔大小，筛孔变小。（2）如果原料煤中粗粒级质量好，细粒级质量差时，采取加强透筛，增强吸啜力。对风阀的调整采取进气时间短，排气时间长，风量大，水量小的原则。（3）如果原料煤中粗粒级质量差，细粒级质量好时，应减少透筛，重产物多从筛上排出，因此应加强上升期，减弱下降期。对风阀的调整一般是进气时间长，排气时间短。（4）细粒级物料多时，加大矸石层的厚度控制，配合浮标配重调整，减少细颗粒精煤透筛。第二种：若原料煤粒度均匀，质量较好时，应采取小风大水的操作制度;原料煤粒度均匀，质量较差时，应采取大风小水的操作制度。
所谓吸啜作用，是指床层逐渐紧密的过程中，细颗粒在下降水流作用下，穿过大颗粒间隙的现象。所以，风水调配是保证床层按密度分选的主导因素。根据原煤的不同变化，应用总结出的不同的风水调整方法，有效的改善了洗选的效果。
6.使用效果：
6.1生产质量提升
通过加强对跳汰机关键部件的维护保养和优化改进，加强对跳汰司机等关键岗位的业务培训指导，跳汰分选效果明显提高，质量控制稳定，操作水平明显提高，实现科学操作、正确掌握风水调整的方法，主要参数的设置标准，能够应对不同性质物料的洗选处理，确保了商品煤达到质量标准要求。
改造后，跳汰洗选效果稳定，质量得到有效控制。其中，块矸石灰分80%以上，水分5%，发热量1000kcal/kg以下。筛分出的末矸，发热量1800kcal/kg左右。
通过对比表可以看出，实施创新改造后，在矿井原煤煤质基本稳定，没有发生大的变化情况下，跳汰分选的稳定性提高，质量控制稳定，产品回收率进一步提高，避免低灰分精煤流失，同时彻底回收洗矸石中的末矸用于产品掺配，2018年上半年较2017年下半年，商品煤产率提高4.34%，洗矸石产率降低7.28%。
6.2 经济效益
对跳汰洗选系统全面优化改造后，分选效果得到提高，商品煤产率增加，主要表现在：跳汰硬件设施的完善，操作方法的改进，分选细粒级物料，回收精煤，洗末煤产率有所增加;筛分系统的改造，对洗矸石合理分级，多回收末矸石进行掺配利用;进而提高高附加值产品产率，提高经济效益。自制加工及修旧利废，可减少购买的资金投入，节约成本。
6.2.1洗末煤产率提高
通过实施技术改造，跳汰分选效果进一步提高，将原煤中细颗粒物料进行有效分选，回收精煤，达到了改造前无法实现的效果。
通过洗末煤产率对比可以看出，洗末煤产率增加了1%，全年按80万吨原煤产量计算，可增加洗末煤产量8000吨，洗末煤售价为845元/吨，较洗矸石售价（25元/吨）高820元/t，年可增加经济效益约656万元。
6.2.2末矸石的回收利用
跳汰设施优化改造后，末矸石灰分显著提高，筛分系统的优化改造，进一步提高了末矸石的回收利用率。改造后，每年可多回收末矸石26400吨左右用于掺配。末煤平均售价为418元/吨，合9.5元/百大卡。末矸石发热量约1800 kcal/kg，掺配入末煤按发热量计价约合171元/t，较洗矸石售价（25元/吨）高146元/t，年可增加经济效益约385万元。
6.2.3、矸石筛筛板改造利用废旧材料、旧筛板可节约材料费约0.5万元，既提高效率也节约材料成本;自行加工浮标，一方面节省了材料备件费用，一个浮标购买需要约2000元，一年使用8个浮标可节约材料费约1.6万元，合计约2.1万元。
6.2.4综合测算，656+385+2.1=1043.1万元，通过创新改造，年可创效益1000余万元。
六、结语
通过实践分析，查找分析存在问题的原因，结合本厂生产工艺现状，对跳汰分选设备关键部位进行改造，对制约洗选精度效果的部件和筛分系统大胆进行优化改进，开拓思路制定解决办法并实施，突破了技术瓶颈，解决了处理细颗粒原煤矸石带煤率高的难题。在整个项目的实施过程中，既锻炼了技术人员队伍，提高了业务技术水平，拓宽了管理思路，又完善了关键设备设施，提升了设备性能，稳定洗选效果，同时也为企业创造了可观的经济效益。
河南能源焦煤公司九里山矿 河南省 焦作市 454000
关键词：跳汰、细颗粒、床层、风水
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2021）-01-379
1、引言：
随着九里山矿开采年代的增加，煤层结构也逐渐发生较大变化，原煤结构细颗粒含量占比较大，达到60%以上，而且-0.5mm以下含量占比例也到达20%以上。这样以来给跳汰洗选工艺分选增加了难度，一方面要保证精煤灰分合格，另一方面要保证排出的矸石中带煤率要符合标准，并要尽可能降低，提高回收率。新的问题制约了生产质量的提高和效益最大化。经过对现有的跳汰进行大胆的改进和摸索，研究出一套适合细颗粒原煤的跳汰分选思路，进一步提高分选效果，降低了矸石带煤，从而初步探讨出一些对传统型跳汰机分选细颗粒原煤的方法和新观点，有助于以后选煤领域提高产品回收率相关方面研究提供宝贵的实践经验。
2、跳汰机分选原理与特点
2.1 跳汰机组成及原理
跳汰机一般由机体、风阀、筛板、排料装置、排矸道、排中煤道等部分构成。机体分为空气室和跳汰室两部分，两室的下部相通;跳汰选煤是指物料主要在垂直上升的变速水流中，按密度差异进行分选的过程。被选物料给到跳汰机的筛板上，形成一个密集的物料层，这个密集的物料层称为床层。在给料的同时，从跳汰机下部透过筛板周期地给入一个上下交变的水流，物料在水流的作用下进行分选。首先在上升水流的作用下，床层逐渐松散、悬浮，这时床层中的矿粒按本身的特性（矿粒的密度、粒度和形状）彼此作相对运动，进行分层。上升水流结束后，在休止期间（停止给入压缩空气）以及下降水流期间，床层逐渐紧密并继续进行分层。待全部矿粒都沉降到筛板上以后，床层又恢复了紧密状态，这时大部分矿粒彼此间已失去相对运动的可能性，分层作用几乎全部停止，只有那些极细的矿粒，尚可以穿过床层的缝隙继续向下运动（钻隙运动），并继续分层。下降水流结束后，分层暂告终止，至此完成一个跳汰周期的分层过程。物料在每一个跳汰周期中，都只能受到一定的分选作用，经过多次重复后，分层逐渐完善，最后，密度低的矿粒集中在最上层，密度高的矿粒集中在最底层。物料在跳汰过程中之所以能分层，起主要作用的内因是矿粒自身的性质（矿粒的密度、粒度和形状），但能让分层得以实现的客观条件，则是垂直升降的交变水流。在跳汰机入料端给入入料的同时，伴随物料也给入了一定量的水平水流。水平水流虽然对分选也起一定的影响的，但它的主要作用是起润湿和运输作用。润湿是为了防止干物料进入水中后结团;运输是负责将分层之后居于上层的低密度物料冲带而走，使它从跳汰机的溢流堰排出机外。
跳汰机一般用于处理分选粒度0-80mm的不分级原煤，是目前主要应用较为广泛成熟的选煤方式。
2.2目前使用的跳汰机设备概况
SKT14型跳汰机：跳汰面积：14m2; 入料粒度：0-100mm 处理能力：130-200t/h 低压风工作压力0.35-0.5kg/cm2 高压风工作压力：3.5-5kg/cm2 矸石段筛孔：8*20mm 中煤段筛缝：6*15mm
3、原煤结构特点分析
随着矿井开采的深入，地区煤层发生变化，原煤结构特性为细颗粒比例较多，3mm以下比例占约23.3%。细粒级含量增多，给跳汰分选增加了难度，原煤在设备内的分层、细粒级物料的透筛、矸石层厚度等直接影响跳汰的分选效果。
4、洗选存在的问题
4.1 设备系统方面
根据洗选核心设备跳汰机的结构特性和工作原理，以及工艺流程的科学性、辅助设备的性能情况，逐一对应分析查找问题，设备硬件方面存在以下几个方面问题。并总结研究出解决问题的思路和方法，概括归纳为以下方面内容：
4.1.1电磁风阀
跳汰机电磁风阀是保证设备风水配合的关键部件，电磁风阀的工作性能降低，会造成跳汰机风室风压不稳，气缸工作不正常，影响风水配合。所以，该部件需要加强检查维修，定期清洗，保证电磁风阀的灵活性，才可以保证跳汰风水配合和床层的松散度。
4.1.2 排料装置及护板
经过对排料装置的检查发现，跳汰的排料护板是单点吊挂固定，使用一段时间后，因磨损造成吊挂连接部位间隙变大而松动，护板存在倾斜情况，相邻护板间出现较大缝隙，造成护板覆盖不严密，存在一定程度的漏煤现象。
4.1.3浮标装置
跳汰浮標是探测床层和控制排料的关键部件，浮标的灵敏程度和配重的精细调控至关重要。目前使用的浮标体积较小，灵敏程度较低，且材质厚度薄，使用一段时间后会出现磨损、进水现象，浮标渗入水后，该问题不易及时发现，感应床层的准确度不够，易出现质量控制不精确。另外，所使用的浮标配重都是废旧铁器，重量大小不一，对浮标的调整不够精细。
4.1.4 矸石筛分系统
洗矸石中的细粒级末矸，经过跳汰洗选后较为湿粘，不易筛分，且目前使用的冲孔筛板开孔率低，筛分效果差，筛分系统不能彻底的回收利用这部分末矸石。
4.2 操作及管理方面：
4.2.1 司机操作方法
洗选过程中，风水控制的不够科学精确，进气、休止、膨胀、排气期参数设置不够科学，振幅和频率的参数及用风、用水量没有及时根据物料的变化而科学调整。
4.2.2 培训学习不够
培训提升不够，跳汰司机年龄结构较为偏老龄化，观念保守，找原煤因素较多。认为受原煤结构性质的影响，主观能动性不大，只能洗选成目前的效果，认识上也存在误区，知识缺乏更新补充。
5.研究改造实施内容：
5.1改进设备性能，重点攻克关键环节的制约因素 5.1.1加强风阀的保养与维护
电磁风阀是20世纪70年代设计的一种新型风阀结构。这种风阀调整灵活，可以任意调整跳汰周期，进气、排气的变换速度极快。因此，可以精确的控制脉动周期和吸啜过程的时间，从而获得良好的床层松散度和精度较高的分选效果。
首先从加强跳汰机设备硬件维修保养来入手;风阀等关键部件的检查，加大对电磁阀块的保养、清洗检查，对跳汰机的电磁风阀实行责任到人，杜绝带病运行，确保工作性能良好;风水的调整是跳汰洗选的关键因素，是保证床层分层的直接因素，在跳汰洗选操作上进行调整和跟班指导，对跳汰司机的操作进行针对性指导，组织跳汰司机、班组长、车间主任、技术人员、厂领导相关人员召开跳汰操作及质量控制专题会议，分析当前存在的主要问题和薄弱点，提出保证跳汰洗选过程的床层是首要目标，床层厚度要达到一定的标准;洗选过程中，原料煤要均匀，不能出现断流，或者给料变化较大，从原煤线和返煤环节加强联系和及时到位。通过专业技术人员定期对跳汰洗选进行跟班，对洗选过程监督和指导，发现问题，及时反馈到厂调度控制室或生产调度会，通过协调得到较好的解决。给跳汰司机创造较好的洗选环境和必要条件，从提高跳汰洗选作业的整体流程中入手，强化设备稳定性，司机的责任心和业务技能来促进;从严格跳汰司机各项指标考核奖罚来激励约束。
5.1.2 自制大体积实心浮标
浮标是中空而密封的容器，它一般安装在排料口前200mm左右的床层中。根据要求，浮标应具有一定的密度，能处于与其相同密度的床层中，可视它为床层中一个力度较大的矿粒。因此，它在床层中所处的位置高低主要取决于它的密度，但多少也受脉动水流特性的影响。然而，脉动水流特性不是经常变化的因素，所以认为浮标在床层中的位置的高低，基本反映了重产物床层厚度的变化。生产实践证明，浮标装置结构简单、检测准确、调节方便，因此，应用最普遍。
浮标的形状较多，其断面为流线形。一般在跳汰机第一段多采用高度较大，底面积较小的浮标。根据浮标的作用和原理，对跳汰浮标装置进行改造，自制大体积浮标装置，根据跳汰机床层洗选处理的面积大小，和原有浮标固定的位置、高度，设计并绘制浮标加工图纸，按照图纸进行加工制作安装。制作时从材料选择到加工工艺，严格按照使用的标准和特点，需要耐磨、硬度高，钢板厚度提高，浮标密封性要好。在浮标的设计上，迎向煤流和水流的接触面，采用流线形，高度较原来有所提高，采用平底设计，进而更好的探测高密度重产物厚度。经过分析考虑，打破常规，采用井下使用的密封材料“固特捷”填充，该药剂固化后为细小泡沫状，不影响浮标的密度控制，且能有效的防止浮标磨损后进水。改造后，一方面大体积浮标对床层的控制更加灵敏，有效的反应床层厚度和控制排料;另一方面焊接缝更加严密，而且通过填充“固特捷”密封化学材料，防漏水，浮标腔体内填充后，使用寿命增加，解决了因浮标磨损进水造成失灵的问题，减少购买成本投入。原使用浮标的体积为8升，自制浮标体积13升，增加了5升。同时，还对跳汰浮标的配重进行了重新的规范和统一，自制形状、大小统一的配重块，可量化性强，有利于跳汰操作时调整实现床层控制的微调功能。
5.1.3改造跳汰排料护板
跳汰机排料装置，是将床层中按密度分好层次后的物料，准确地、及时地和连续地排出，以保证床层稳定和产品分离的重要部件。使跳汰机能得到较高的生产率和较好的分选效果。
本厂跳汰机是叶轮式排料装置，它的排料是连续自动的。叶轮设在排料口跳汰机筛板的下面，其前方有一块挡板，挡板的上端装在固定的轴上，另一端用链条悬挂在一定的位置，并可做一定的摆动，以防止大块重产物卡住叶轮，挡板沿跳汰机宽度可分成数块。叶轮由电动机带动。根据矸石层的厚度，通过自动控制装置可以调整叶轮的转速，控制重产物的排料速度，从而达到自动控制排料的目的。其优点是排料连续、而且较均匀，床层稳定。
结合排料装置的原理和构造，针对排料护板存在侧偏跑煤的情况进行改造。为了提高排料护板的防护性能，解决护板不严，缝隙大，容易漏煤的情况，经过现场的查看分析，对跳汰排料护板进行重新测量、设计、改造加工，提高加工精度。
从改进跳汰机排料轮护板固定方式入手，确定改变护板单点吊挂为双点吊挂的方式，将每块护板固定点由一个变成两个，连接装置加工精度提高，配合紧密，同时，按照测量的最佳护板尺寸和形状要求加工，材料更换成耐磨材料，焊接合适配重，这样护板不容易磨损和倾斜，也更加牢固，护板与护板间隙减低到3mm以内，提高了精度。
防护更加稳定，护板的弧度设计与排料轮的圆弧相贴合，护板包裹范围要大于或等于相邻两个叶片的弧度范圍，即A点到B点的弧度范围。如果弧度过大，护板处于两个叶片之间时会向叶轮内下沉，如果弧度过小，叶片转到护板下端时会受到阻挡，同时护板会被顶起，弧度过大或者过小都影响护板的稳定性。
另外，在配重块固定位置的选择上，考虑如何能发挥配重的最大作用。在护板与叶轮位置固定的情况下，配重块的重量一定，根据力矩公式：
M= F×L，
式中：M为力矩
F为所受力
L为力臂
当F为定量时，L越大，M越大。即配重块的固定位置选择在护板弧度最外端，力臂L最长，力矩M也就最大，配重块能发挥最大作用。
改造后提高了护板的防护稳定性，解决侧偏跑煤的情况，使用效果良好。
5.1.4 矸石筛分改造
在洗选矸石分级工艺上进行改进，因矿井原煤结构细颗粒比例大的情况，洗选后排出的矸石中末矸较多，目前的矸石分级筛无法较好的筛分处理干净。经过现场的观察分析，改造加工废旧编制网筛板，在有限的筛分面积中，提高筛板的开孔率，进而提高筛分效果。经改进安装试运转后，效果良好，筛分效果大大提高，有效的回收利用这部分末矸石。班中巡检人员加强对矸石筛的检查，定期对筛板进行清理，保证设备正常和筛分效果。 5.2 加强跳汰洗选操作培训指导及更新传统观念
5.2.1提升业务学习和培训
完善了硬件设施后，加强了从理论业务知识上对跳汰司机进行指导和培训，引导跳汰司机正确的科学操作调整跳汰风水量，控制好床层。改变传动认识，发挥主观能动性，原煤结构性质不利于跳汰洗选的老观念要更新，增强创新意识。
5.2.2影响跳汰过程的因素
主要有物料性质、机械结构、操作因素三大类。对于一定的物料和跳汰机，确定合理的操作制度是获得良好分选效果的保证。跳汰机的操作制度主要指跳汰机的给料、排料、风水搭配、床层培养及参数调整。
5.2.2.1跳汰机的给料
要使跳汰机工作正常，首先应保证均量给入均质的物料。也就是给入跳汰机的原料煤的性质和数量要均匀稳定。
跳汰機的给料，在一定的跳汰制度下，对分选效果影响很大。过大的给料量，因为单位面积负荷增加，物料在机内运动速度快，停留时间短，分选精度低，将直接引起产品质量下降;但过小的给料量不仅使设备能力不能充分发挥，甚至会造成精煤损失增加。所以，跳汰机的给料，不能时大时小，时断时续，给料应沿跳汰机宽度均匀分布，即入料流在纵向和横向上厚度都应一样。同时不能堆积和打团。
5.2.2.2床层状态
由于床层的分层主要是在垂直交变水流的作用下完成的，而分层的产生又是以床层获得松散为前提的。因此，研究跳汰周期的性质，即水流运动特性及其对床层松散与分层的作用，具有十分重要的意义。
5.2.2.3 风水控制操作
引导跳汰司机正确的科学操作调整跳汰风水量，控制好床层。在跳汰洗选操作方面，针对不同原煤性质的操作调整方法：第一种：细颗粒含量较多的原料煤时候：（1）尽量将顶水用量应沿跳汰机长度方向逐室降低。对风水用量进行调整，在跳汰机前部采用大水和小风，从而防止细粒级物料过早过多透筛;在跳汰机中部可加大风量，使质量较差的细粒物料分层后透筛排出;并且根据情况对跳汰矸石段和中煤段的筛板调整筛孔大小，筛孔变小。（2）如果原料煤中粗粒级质量好，细粒级质量差时，采取加强透筛，增强吸啜力。对风阀的调整采取进气时间短，排气时间长，风量大，水量小的原则。（3）如果原料煤中粗粒级质量差，细粒级质量好时，应减少透筛，重产物多从筛上排出，因此应加强上升期，减弱下降期。对风阀的调整一般是进气时间长，排气时间短。（4）细粒级物料多时，加大矸石层的厚度控制，配合浮标配重调整，减少细颗粒精煤透筛。第二种：若原料煤粒度均匀，质量较好时，应采取小风大水的操作制度;原料煤粒度均匀，质量较差时，应采取大风小水的操作制度。
所谓吸啜作用，是指床层逐渐紧密的过程中，细颗粒在下降水流作用下，穿过大颗粒间隙的现象。所以，风水调配是保证床层按密度分选的主导因素。根据原煤的不同变化，应用总结出的不同的风水调整方法，有效的改善了洗选的效果。
6.使用效果：
6.1生产质量提升
通过加强对跳汰机关键部件的维护保养和优化改进，加强对跳汰司机等关键岗位的业务培训指导，跳汰分选效果明显提高，质量控制稳定，操作水平明显提高，实现科学操作、正确掌握风水调整的方法，主要参数的设置标准，能够应对不同性质物料的洗选处理，确保了商品煤达到质量标准要求。
改造后，跳汰洗选效果稳定，质量得到有效控制。其中，块矸石灰分80%以上，水分5%，发热量1000kcal/kg以下。筛分出的末矸，发热量1800kcal/kg左右。
通过对比表可以看出，实施创新改造后，在矿井原煤煤质基本稳定，没有发生大的变化情况下，跳汰分选的稳定性提高，质量控制稳定，产品回收率进一步提高，避免低灰分精煤流失，同时彻底回收洗矸石中的末矸用于产品掺配，2018年上半年较2017年下半年，商品煤产率提高4.34%，洗矸石产率降低7.28%。
6.2 经济效益
对跳汰洗选系统全面优化改造后，分选效果得到提高，商品煤产率增加，主要表现在：跳汰硬件设施的完善，操作方法的改进，分选细粒级物料，回收精煤，洗末煤产率有所增加;筛分系统的改造，对洗矸石合理分级，多回收末矸石进行掺配利用;进而提高高附加值产品产率，提高经济效益。自制加工及修旧利废，可减少购买的资金投入，节约成本。
6.2.1洗末煤产率提高
通过实施技术改造，跳汰分选效果进一步提高，将原煤中细颗粒物料进行有效分选，回收精煤，达到了改造前无法实现的效果。
通过洗末煤产率对比可以看出，洗末煤产率增加了1%，全年按80万吨原煤产量计算，可增加洗末煤产量8000吨，洗末煤售价为845元/吨，较洗矸石售价（25元/吨）高820元/t，年可增加经济效益约656万元。
6.2.2末矸石的回收利用
跳汰设施优化改造后，末矸石灰分显著提高，筛分系统的优化改造，进一步提高了末矸石的回收利用率。改造后，每年可多回收末矸石26400吨左右用于掺配。末煤平均售价为418元/吨，合9.5元/百大卡。末矸石发热量约1800 kcal/kg，掺配入末煤按发热量计价约合171元/t，较洗矸石售价（25元/吨）高146元/t，年可增加经济效益约385万元。
6.2.3、矸石筛筛板改造利用废旧材料、旧筛板可节约材料费约0.5万元，既提高效率也节约材料成本;自行加工浮标，一方面节省了材料备件费用，一个浮标购买需要约2000元，一年使用8个浮标可节约材料费约1.6万元，合计约2.1万元。
6.2.4综合测算，656+385+2.1=1043.1万元，通过创新改造，年可创效益1000余万元。
六、结语
通过实践分析，查找分析存在问题的原因，结合本厂生产工艺现状，对跳汰分选设备关键部位进行改造，对制约洗选精度效果的部件和筛分系统大胆进行优化改进，开拓思路制定解决办法并实施，突破了技术瓶颈，解决了处理细颗粒原煤矸石带煤率高的难题。在整个项目的实施过程中，既锻炼了技术人员队伍，提高了业务技术水平，拓宽了管理思路，又完善了关键设备设施，提升了设备性能，稳定洗选效果，同时也为企业创造了可观的经济效益。
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