破碎是通過外力克服固體物料各質點間的內聚力，使物料塊破壞，以減少其顆粒粒度的過程。選煤廠破碎作業的主要用途是：滿足人選粒度的要求；破碎夾矸煤，使煤與矸石得到有效分離；把選后產品或煤塊破碎到一定粒度，滿足用戶對產品粒度的要求。物料破碎主要采用機械方法，破碎方式包括壓碎、劈碎、折斷、擊碎和磨碎。
1、問題的提出
對以生產高附加值塊煤產品為主的無煙煤選煤廠而言，破碎作業是一個關鍵的生產環節。一方面破碎作業要滿足分選設備的人料粒度要求和用戶對產品粒度要求，另一方面又要降低破碎過程中的塊煤過粉碎率，提高塊煤產率，這對保證無煙煤選煤廠正常生產，提高企業經濟效益是非常重要的。
(1)在無煙煤產品中，洗塊煤價格高，效益好，噸洗塊煤售價比末原煤高300多元，甚至比灰分低于洗塊煤的末精煤還要高100多元，而且生產成本低于末精煤。
(2)在選煤生產中，人料的粒度組成均勻有利于改善分選效果。入料的粒度越小，按密度分選的難度越大。因此，人料在破碎過程中的過粉碎將給分選作業帶來困難，嚴重影響分選效果；同時，煤的過粉碎又增加了煤泥處理量，加大了煤泥回收和煤泥水系統的負荷。
因此，在滿足分選設備對人料粒度要求的前提下，最大限度地降低破碎過程中物料的過粉碎率，優化破碎產品的粒度特性是無煙煤選煤廠必須面對的重要課題。
2、破碎作業的現狀
陳四樓選煤廠是一座處理能力為3. 6Mt/a的礦井型無煙煤選煤廠，原煤篩分破碎車間采用∮100mm的預先分級篩對原煤進行分級，篩上物經過人工揀矸除雜后進入FP型雙齒輥
破碎機破碎，以滿足跳汰機對入料粒度的需要。FP型破碎機破碎機理屬復合型，包括劈裂破碎、擠壓破碎、沖擊破碎、研磨破碎等。
生產過程中的塊煤破碎主要表現為三種形式：物料沖擊破碎、H{料轉載沖擊破碎和破碎機內破碎，i者之中以破碎機內破碎為主。表1所載為改造前破碎機人料原煤的粒度組成。破碎機改造前>80mm級塊原煤破碎產品篩分粒度組成見表2。
由表2可以看出，出料過粉碎率(( 13mm)為22.96%，同時中塊粒度級產物損失也較大，> 25mm級只占66.24%。也就是說，進入破碎機的物料(>100mm)經過破碎以后有1/3產物達不到中塊粒度要求。
3、破碎機中塊煤破碎的影響因素分析
3.1齒輥轉速
破碎機齒輥的轉速越高，沖擊力越大，對塊煤的沖擊破碎就越嚴重。曰前陳四樓選煤廠破碎機齒輥轉速為76r/min，齒頂線速度為2.38 m/s。
3.2齒環間距
破碎機的齒環間距越小，物料在破碎機中的研磨破碎越嚴重，磨碎作用越大。陳四樓選煤廠破碎機齒環間距僅為20mm。
3.3齒頂到另一齒輥面的距離
破碎機齒輥上齒頂到另一齒輥面距離越小，擠壓破碎作用就越嚴重。陳四樓選煤廠破碎機一個齒輥上輥齒頂點到另一齒輥面的距離僅為20mm。
3.4輥齒的形狀
在保證輥齒強度的情況下，采用新材料制作的輥齒可使垂直輥軸方向的輥齒形狀變窄，從而有利于減少過粉碎。
3.5單齒環的輥齒數目
在保證有效破碎的前提下，輥齒的數目越少越有利于減少沖擊破碎，降低過粉碎率。
4、改進方案
針對陳四樓選煤廠破碎機工作現狀，結合對塊煤在破碎機中破碎影響因素的分析，從以下幾個方面對破碎機進行了改進。
(l)降低齒輥轉速。在滿足正常生產的前提下，通過試驗將齒輥轉速由76r/min降為50r/min，齒頂線速度從2. 38 m/s降到了1.57 m/s。
(2)加大齒環距離。將破碎機原有的7排齒環改為5排，同時對輥齒形狀也進行了改造，齒環間距由20mm增大到50—80mm。
(3)加大齒頂到另一齒輥面距離。因為破碎機產物的粒度在很大程度上取決于齒輥面與齒頂高差，為提高塊煤產率，將齒頂到對面齒輥面的距離增加到50—80mm。
(4)改變齒形，減少齒數。將輥齒形狀由普通錐形改為扁平狀，單齒環齒數從6齒減為5齒。
5、改造效果
通過技術改造，增加了破碎機破碎過程中的分級作用，使符合粒度要求的物料及時排出，有效避免了塊煤在破碎機中的重復混雜破碎。改造后破碎機人料粒度組成見表3，改造后> 80mm級塊原煤破碎產品篩分粒度組成見表4。
由表1與表3可見，盡管破碎機改造前后進入破碎機的粒度均大于80mm，但改造后破碎機<13mm的產物減少了4.24個百分點。
通過實際測量，進入破碎機的物料量約占原煤總量的12%。技術改造后，塊煤在破碎作業中的過粉碎率降低了4. 24個百分點，塊煤產率提高了0.5個百分點。按原煤產量3.6M t/a，塊煤售價高出其他品種150元／I計，則年增加經濟效益270萬元。同時，由于過粉碎率降低，減少了破碎機的磨損和無用功消耗，更有利于分選作業正常運行，提高了分選效果，在一定程度上減少了煤泥的處理量，減輕了煤泥同收和煤泥水系統的負荷，也使破碎機的維護量大大降低。
6、結語
通過對破碎作業過程的分析研究，找出了塊煤過粉碎和破碎機產品粒度組成偏小的原因，提出了改進措施。通過對破碎機的技術改造．既提高了塊煤產率，增加了企業經濟效益，又減少了因塊煤過粉碎而產生的末煤含量，減輕了后續煤泥水處理環節的負荷，降低了破碎機的維護量，為同類型選煤廠設計或改造提供了一定的借鑒經驗。
