河南某煤礦采用膏體充填開(kāi)采，以煤矸石作為充填骨料，煤矸石的最大粒徑為460mm，主要成分是石英砂巖，含泥量低，堆積密度1.54×103kg/m3。為實(shí)現(xiàn)合理破碎煤矸石，下面本文詳細(xì)研究煤矸石破碎工藝與設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)煤矸石破碎利益最大化為目標(biāo)。

煤矸石破碎要求

根據(jù)膏體充填材料配比實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)際表明，煤矸石破碎有以下加工要求：

（1）煤矸石最大粒徑小于25mm；

（2）小于5mm比例占40%左右；

（3）按照小于5mm、5~25mm的2種規(guī)格分別儲(chǔ)存，按設(shè)計(jì)比例配合使用。

該煤礦第2段原來(lái)使用高細(xì)破碎機(jī)進(jìn)行細(xì)碎，能耗大，使用壽命短，適應(yīng)性較弱，下面的優(yōu)化設(shè)計(jì)在滿(mǎn)足充填要求的情況下克服以上缺點(diǎn)。

煤矸石破碎流程的選擇

目前井下開(kāi)采的煤和矸石最大塊度為200~600mm，充填材料要求煤矸石的粒度為5~25mm。根據(jù)生產(chǎn)要求將煤矸石破碎分為三段。

根據(jù)破碎階段的劃分，煤矸石破碎可分為3個(gè)階段，即粗碎、中碎和細(xì)碎。隨著破碎機(jī)的改進(jìn)，破碎比逐漸增大，為了簡(jiǎn)化流程，一般可以將中碎和細(xì)碎合并成一個(gè)階段。

煤矸石破碎設(shè)備及型號(hào)參數(shù)確定

煤矸石從460mm破碎到25mm以下破碎比達(dá)到18.4，考慮到5mm和25mm兩種規(guī)格的要求，破碎比達(dá)到92，因此煤礦采用二級(jí)破碎。一級(jí)破碎采用顎式破碎機(jī)進(jìn)行粗碎，排料粒徑控制在140mm內(nèi)；二級(jí)破碎采用錘式破碎機(jī)。

根據(jù)顎式破碎機(jī)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取型號(hào)為PE-600×900，即進(jìn)料口寬度600mm，進(jìn)料口長(zhǎng)度900mm，排料口最小寬度75mm，排料口最大寬度140mm。

錘式破碎機(jī)的參數(shù)：排料口最大寬度140mm，轉(zhuǎn)子直徑168~700mm，轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度118~1260mm。

煤矸石破碎結(jié)果

煤矸石經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎篩分后，當(dāng)進(jìn)料口寬度為75mm或105mm時(shí)，煤矸石粒徑120mm以下的比例達(dá)到100%，能夠保證二段破碎煤矸石140mm的要求。

由于膏體充填量為150m3/h，其中煤矸石用量約為70m3/h，充填系統(tǒng)設(shè)有煤矸石破碎儲(chǔ)存?zhèn)}，破碎機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)需求。經(jīng)過(guò)兩段破碎后的煤矸石，小于5mm的比例占44.5%，5~25mm比例為54.5%，粒徑較大的煤矸石（20~25mm）只占2.7%，煤矸石粒徑在5~220mm內(nèi)均勻分布，在0~5mm內(nèi)比較富集，能夠充分滿(mǎn)足膏體充填配比要求，說(shuō)明設(shè)計(jì)的煤矸石二段破碎比較合理。

本文我們首先分析了煤矸石破碎要求，根據(jù)其生產(chǎn)要求合理規(guī)劃破碎流程，進(jìn)而選擇合適的破碎設(shè)備及型號(hào)參數(shù)，最終取得不錯(cuò)的生產(chǎn)目標(biāo)。說(shuō)明本文所設(shè)計(jì)的煤矸石二段破碎工藝比較合理，可以成為日后最佳煤矸石破碎工藝推廣應(yīng)用。

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