煤矸石破碎工艺的优化及生产实践

破碎机是煤矸石破碎的重要设备，由于破碎工艺会消耗大量能源，增加生产成本，因此，选择合适的煤矸石破碎机，对降低能源消耗实现节能环保具有重要意义。本文根据煤矸石的性质及破碎机的性能，提出了利用颚式破碎机粗碎，锤式破碎机中细碎的设计方案。

一、破碎流程和破碎机的选择

1、破碎流程的选择

目前井下开采的煤和矸石较大块度为200~600mm，充填材料要求煤矸石的粒度为5~25mm。根据生产要求将煤矸石破碎分为三段。根据破碎阶段的划分，煤矸石破碎可分为3个阶段，即粗碎、中碎和细碎。随着破碎机的改进，破碎比逐渐增大，为了简化流程，一般可以将中碎和细碎合并成一个阶段。

2、破碎机的选择

目前较常用的破碎机有颚式破碎机、复合式破碎机、圆锥破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机和辊式破碎机等。第1段是粗碎过程，粗碎设备主要有圆锥破碎机和颚式破碎机，2种破碎机均适合大型破碎厂。对于中小型破碎厂，通常采用颚式破碎机，结合不同破碎机的特点，选择颚式破碎机粗碎煤矸石。第2阶段破碎是中、细碎过程，将物料破碎到5mm以下的破碎机有锤式破碎机和反击式破碎机，比较2种破碎机发现，锤式破碎机破碎比达40，生产能力大，适合破碎中硬物料如煤矸石、石灰石，而且排料均匀稳定，因此选取锤式破碎机对煤矸石中细碎。

二、破碎机的参数设计

1、颚式破碎机参数设计

颚式破碎机有2种形式：简摆式和复摆式，由于复摆式结构简单、生产能力高、破碎的物料均匀，目前复摆式已基本替代了简摆式。

颚式破碎机参数设计包括了进、排料口尺寸、动颚行程与啮角、偏心轮的转速等的设计，进、排料口尺寸煤矿井下开采的煤矸石块度一般为200~600mm，国内颚式破碎机的尺寸已经标准化，根据破碎机进料口宽度B和长度L1，进行破碎机规格尺寸的选择。

颚式破碎机

2、锤式破碎机参数设计

锤式破碎机主要依靠锤子的冲击作用和物料本身向衬板冲击而使物料破碎。锤式破碎机生产能力大、破碎比大，能耗低，适合破碎煤矸石、石灰石等中硬物质。转子结构参数主要有转子直径D和长度L。其直径一般根据物料的尺寸来确定。通常转子直径与给料尺寸之比为1.2~5。大型破碎机取较小的比值，中小型取大值。转子的长度值视破碎机的生产能力而定。

三、工程实例

山东能源岱庄煤矿采用充填开采，以煤矸石作为充填骨料，煤矸石的较大粒径为460mm，主要成分是石英砂岩，含泥量低，堆积密度ρ=1.54×103kg/m3。根据膏体充填材料配比实验和生产实际表明，矸石破碎加工要求：

（1）矸石较大粒径小于25mm；

（2）小于5mm比例占40%左右；

（3）按照小于5mm、5~25mm的2种规格分别储存，按设计比例配合使用。

原岱庄煤矿第2段原来使用锤式破碎机进行细碎，能耗大，使用寿命短，适应性较弱，下面的优化设计在满足充填要求的情况下克服以上缺点。矸石从460mm破碎到25mm以下破碎比达到18.4，考虑到5mm和25mm两种规格的要求，破碎比达到92，因此岱庄矿采用二级破碎。一级破碎采用颚式破碎机进行粗碎，排料粒径控制在140mm内；二级破碎采用锤式式破碎机，具体流程如下图所示。

煤矸石破碎工艺流程

经过两段破碎后的煤矸石，小于5mm的比例占44.5%，5~25mm比例为54.5%，粒径较大的煤矸石只占2.7%，煤矸石粒径在5~220mm内均匀分布，在0~5mm内比较富集，能够充分满足充填配比要求，说明设计的煤矸石二段破碎比较合理。

以上煤矸石破碎工艺的优化方案已经在很多选煤厂得以成功应用，取得了满意的破碎效果，实践证明，该煤矸石破碎工艺具有一定的可行性，值得进一步的推广应用。红星机器专业生产颚式破碎机、锤式破碎机、圆锥破碎机等破碎设备，性能稳定，质量可靠，欢迎广大有需要的用户咨询、订购：0371—67772626