破碎是通过外力克服固体物料各质点间的内聚力，使物料块破坏，以减少其颗粒粒度的过程。选煤厂破碎作业的主要用途是：满足人选粒度的要求；破碎夹矸煤，使煤与矸石得到有效分离；把选后产品或煤块破碎到一定粒度，满足用户对产品粒度的要求。物料破碎主要采用机械方法，破碎方式包括压碎、劈碎、折断、击碎和磨碎。
1、问题的提出
对以生产高附加值块煤产品为主的无烟煤选煤厂而言，破碎作业是一个关键的生产环节。一方面破碎作业要满足分选设备的人料粒度要求和用户对产品粒度要求，另一方面又要降低破碎过程中的块煤过粉碎率，提高块煤产率，这对保证无烟煤选煤厂正常生产，提高企业经济效益是非常重要的。
(1)在无烟煤产品中，洗块煤价格高，效益好，吨洗块煤售价比末原煤高300多元，甚至比灰分低于洗块煤的末精煤还要高100多元，而且生产成本低于末精煤。
(2)在选煤生产中，人料的粒度组成均匀有利于改善分选效果。入料的粒度越小，按密度分选的难度越大。因此，人料在破碎过程中的过粉碎将给分选作业带来困难，严重影响分选效果；同时，煤的过粉碎又增加了煤泥处理量，加大了煤泥回收和煤泥水系统的负荷。
因此，在满足分选设备对人料粒度要求的前提下，最大限度地降低破碎过程中物料的过粉碎率，优化破碎产品的粒度特性是无烟煤选煤厂必须面对的重要课题。
2、破碎作业的现状
陈四楼选煤厂是一座处理能力为3. 6Mt/a的矿井型无烟煤选煤厂，原煤筛分破碎车间采用∮100mm的预先分级筛对原煤进行分级，筛上物经过人工拣矸除杂后进入FP型双齿辊
破碎机破碎，以满足跳汰机对入料粒度的需要。FP型破碎机破碎机理属复合型，包括劈裂破碎、挤压破碎、冲击破碎、研磨破碎等。
生产过程中的块煤破碎主要表现为三种形式：物料冲击破碎、H{料转载冲击破碎和破碎机内破碎，i者之中以破碎机内破碎为主。表1所载为改造前破碎机人料原煤的粒度组成。破碎机改造前>80mm级块原煤破碎产品筛分粒度组成见表2。
由表2可以看出，出料过粉碎率(( 13mm)为22.96%，同时中块粒度级产物损失也较大，> 25mm级只占66.24%。也就是说，进入破碎机的物料(>100mm)经过破碎以后有1/3产物达不到中块粒度要求。
3、破碎机中块煤破碎的影响因素分析
3.1齿辊转速
破碎机齿辊的转速越高，冲击力越大，对块煤的冲击破碎就越严重。曰前陈四楼选煤厂破碎机齿辊转速为76r/min，齿顶线速度为2.38 m/s。
3.2齿环间距
破碎机的齿环间距越小，物料在破碎机中的研磨破碎越严重，磨碎作用越大。陈四楼选煤厂破碎机齿环间距仅为20mm。
3.3齿顶到另一齿辊面的距离
破碎机齿辊上齿顶到另一齿辊面距离越小，挤压破碎作用就越严重。陈四楼选煤厂破碎机一个齿辊上辊齿顶点到另一齿辊面的距离仅为20mm。
3.4辊齿的形状
在保证辊齿强度的情况下，采用新材料制作的辊齿可使垂直辊轴方向的辊齿形状变窄，从而有利于减少过粉碎。
3.5单齿环的辊齿数目
在保证有效破碎的前提下，辊齿的数目越少越有利于减少冲击破碎，降低过粉碎率。
4、改进方案
针对陈四楼选煤厂破碎机工作现状，结合对块煤在破碎机中破碎影响因素的分析，从以下几个方面对破碎机进行了改进。
(l)降低齿辊转速。在满足正常生产的前提下，通过试验将齿辊转速由76r/min降为50r/min，齿顶线速度从2. 38 m/s降到了1.57 m/s。
(2)加大齿环距离。将破碎机原有的7排齿环改为5排，同时对辊齿形状也进行了改造，齿环间距由20mm增大到50—80mm。
(3)加大齿顶到另一齿辊面距离。因为破碎机产物的粒度在很大程度上取决于齿辊面与齿顶高差，为提高块煤产率，将齿顶到对面齿辊面的距离增加到50—80mm。
(4)改变齿形，减少齿数。将辊齿形状由普通锥形改为扁平状，单齿环齿数从6齿减为5齿。
5、改造效果
通过技术改造，增加了破碎机破碎过程中的分级作用，使符合粒度要求的物料及时排出，有效避免了块煤在破碎机中的重复混杂破碎。改造后破碎机人料粒度组成见表3，改造后> 80mm级块原煤破碎产品筛分粒度组成见表4。
由表1与表3可见，尽管破碎机改造前后进入破碎机的粒度均大于80mm，但改造后破碎机<13mm的产物减少了4.24个百分点。
通过实际测量，进入破碎机的物料量约占原煤总量的12%。技术改造后，块煤在破碎作业中的过粉碎率降低了4. 24个百分点，块煤产率提高了0.5个百分点。按原煤产量3.6M t/a，块煤售价高出其他品种150元／I计，则年增加经济效益270万元。同时，由于过粉碎率降低，减少了破碎机的磨损和无用功消耗，更有利于分选作业正常运行，提高了分选效果，在一定程度上减少了煤泥的处理量，减轻了煤泥同收和煤泥水系统的负荷，也使破碎机的维护量大大降低。
6、结语
通过对破碎作业过程的分析研究，找出了块煤过粉碎和破碎机产品粒度组成偏小的原因，提出了改进措施。通过对破碎机的技术改造．既提高了块煤产率，增加了企业经济效益，又减少了因块煤过粉碎而产生的末煤含量，减轻了后续煤泥水处理环节的负荷，降低了破碎机的维护量，为同类型选煤厂设计或改造提供了一定的借鉴经验。
