同煤集團(tuán)燕子山選煤廠塊煤系統(tǒng)技術(shù)改造分析

彭建喜

【摘 要】同煤集團(tuán)燕子山選煤廠原設(shè)計(jì)按入洗侏羅紀(jì)原煤，原煤灰分為20%左右，可選性為易選。2008年下半年，由于礦井侏羅紀(jì)煤炭資源逐漸枯竭，開始向石炭二疊紀(jì)延伸，原計(jì)劃2009年上半年開采石炭二疊紀(jì)原煤，原煤灰分約40%左右，礦井配套洗煤廠原有工藝及設(shè)備無法適應(yīng)礦井原煤煤質(zhì)變化，需進(jìn)行系統(tǒng)技術(shù)改造。本文就洗煤廠塊煤系統(tǒng)技術(shù)改造進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】跳汰；動(dòng)篩；塊煤；重介淺槽

1 燕子山洗煤廠原工藝

入洗原煤為侏羅紀(jì)原煤。礦井原煤破碎至-100mm進(jìn)入洗煤廠，首先經(jīng)脫泥篩分級(jí)，100～50mm塊煤進(jìn)入動(dòng)篩跳汰機(jī)，分選出塊精煤、塊矸石兩種產(chǎn)品；50～1.5mm末煤進(jìn)入有壓兩產(chǎn)品重介旋流器分選，分選出末精煤、末矸石兩種產(chǎn)品；-1.5mm物料由煤泥濃縮旋流器分級(jí)后，1.5～0.25mm粒級(jí)經(jīng)脫水后摻入精煤產(chǎn)品；-0.25mm粒級(jí)經(jīng)濃縮、壓濾后摻入精煤產(chǎn)品。

2 原工藝存在的問題

2.1 塊煤系統(tǒng)

燕子山洗煤廠原設(shè)計(jì)按入洗侏羅紀(jì)原煤，原煤灰分為20%左右，可選性為易選。洗選能力為4.50Mt/a，采用分粒級(jí)全入洗。其中100～50mm塊煤采用動(dòng)篩跳汰機(jī)分選，設(shè)計(jì)入料塊煤含矸量在20%以下，塊煤灰分23%左右。而延伸后的石炭二疊紀(jì)+50mm塊煤含矸量大于40%，灰分大于45%。表1為燕子山礦石炭系原煤篩分試驗(yàn)報(bào)告表。從表1中可以看出，石炭系+50mm塊煤含矸量為42.3%，灰分為47.69%，致使動(dòng)篩跳汰機(jī)處理能力變小，塊煤系統(tǒng)能力大幅降低。另外，燕子山礦石炭系煤層為特厚煤層，煤礦采用綜采放頂煤開采工藝，塊煤率會(huì)進(jìn)一步增加。所以塊煤系統(tǒng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)（延伸后產(chǎn)能仍為4.50Mt/a）需求，必須進(jìn)行技術(shù)改造，并且是洗煤廠技術(shù)改造的重點(diǎn)。

2.2 粗煤泥系統(tǒng)

燕子山洗煤廠原系統(tǒng)不對(duì)粗煤泥（1.5～0.25mm ）進(jìn)行分選，粗煤泥脫水后直接摻入末精煤中銷售。這部分煤泥比例占入洗原煤的18%左右，灰分約為23%。而石炭紀(jì)粗煤泥盡管比例變化不大，但灰分高達(dá)30%左右，如果不分選直接摻入末精煤中則質(zhì)量無法保證，所以必須進(jìn)行技術(shù)改造。本文不對(duì)此作具體分析。

3 塊煤系統(tǒng)技術(shù)改造分析

洗煤廠技術(shù)改造的宗旨是：在符合洗選產(chǎn)品指標(biāo)以及工藝先進(jìn)性的前提下，最大程度地利用原有工藝及設(shè)備，節(jié)約投資，力爭(zhēng)利益最大化。

3.1 洗選方法的選擇

理論上講，100～50mm塊煤率、含矸量增大，只需擴(kuò)大動(dòng)篩跳汰機(jī)的能力，即拆掉原有跳汰機(jī)更換處理能力更大的動(dòng)篩跳汰機(jī)，或者在原有的基礎(chǔ)上再并聯(lián)1～2臺(tái)動(dòng)篩跳汰機(jī)。前者存在以下問題：

（1）原動(dòng)篩跳汰機(jī)無法利用，投資較大；

（2）動(dòng)篩跳汰機(jī)要求入料量穩(wěn)定，入料煤質(zhì)（含矸率、粒度組成等）穩(wěn)定。入料量可以控制，但對(duì)于石炭紀(jì)原煤其煤質(zhì)變化較大，無法保證入料煤質(zhì)穩(wěn)定，分選效果差；

（3）動(dòng)篩跳汰機(jī)對(duì)易選煤其分選效果尚且可以，但對(duì)中等可選甚至難選煤其分選效果差。燕子山石炭二疊紀(jì)+50mm塊煤其可選性為中等可選，采用動(dòng)篩跳汰機(jī)分選矸石帶煤量大，產(chǎn)品回收率低，損失嚴(yán)重。

后者不僅存在上述問題，而且原廠房也沒有多余空間再并聯(lián)1～2臺(tái)動(dòng)篩跳汰機(jī)，只能在原廠房外再建一個(gè)小廠房布置，投資則更大。

塊煤系統(tǒng)改造確定采用重介淺槽分選塊煤，主要是重介淺槽具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）分選精度高，產(chǎn)品回收率高；

（2）單臺(tái)設(shè)備處理能力大，對(duì)原煤入料量及煤質(zhì)波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)；

（3）分選上限高，分選粒度寬，分選粒度范圍為200～13mm，能有效減少大塊矸石及煤的破碎率，對(duì)降低最終產(chǎn)品水分有利；

（4）分選介質(zhì)波動(dòng)小，分選時(shí)間短，煤在介質(zhì)中相對(duì)速度小，矸石可以在最短時(shí)間內(nèi)排出，矸石泥化程度可得到有效控制，對(duì)煤泥水處理和確保產(chǎn)品質(zhì)量有利；

（5）分選密度調(diào)節(jié)范圍寬，可在1.4～1.9之間調(diào)節(jié)，對(duì)產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)；

（6）自動(dòng)化程度高，密度液可自動(dòng)調(diào)節(jié)；

（7）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低且易于維修；

（8）設(shè)備空間高度小，體積小，投資小。

所以采用重介淺槽分選塊煤是最佳選擇。

3.2 重介淺槽參數(shù)的確定

燕子山洗煤廠技術(shù)改造方案確定重介淺槽的分選粒度為100～25mm，處理量是改造前動(dòng)篩跳汰機(jī)的2倍，這不僅是因?yàn)橹亟闇\槽分選粒度寬，單臺(tái)設(shè)備處理能力大，而是基于重介旋流器系統(tǒng)考慮。重介旋流器由原來入洗侏羅紀(jì)粒度50～1.5mm，調(diào)整為入洗石炭二疊紀(jì)粒度25～1.5mm，入洗量減少近一半，但二者的矸石量基本相同，這是因?yàn)槭考o(jì)原煤煤質(zhì)差，矸石含量大的緣故。如此改造就無需考慮重介旋流器系統(tǒng)（末煤系統(tǒng)）的矸石皮帶，重介旋流器整個(gè)系統(tǒng)可保持不變，只需增大塊煤系統(tǒng)的矸石皮帶，改造投資達(dá)到最小化。

從表1可以看出，燕子山石炭紀(jì)原煤+25mm產(chǎn)率為40.41%，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，綜采放頂煤開采+25mm產(chǎn)率最高可達(dá)60%。洗煤廠還按入洗能力4.50Mt/a，年工作330天，日工作16小時(shí)，淺槽最大小時(shí)產(chǎn)率能力為：

4.50×106t/a÷330d/a÷16h/d×60%=511t/h

洗煤廠技術(shù)改造方案選取T18054型重介淺槽，其技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 T18054型重介淺槽技術(shù)參數(shù)

T18054型重介淺槽處理量滿足計(jì)算結(jié)果。

4 結(jié)論

燕子山洗煤廠2009年技術(shù)改造完成投入運(yùn)營(yíng)后，塊煤系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)正常，與理論分析基本一致，順利完成由侏羅紀(jì)煤層向石炭紀(jì)煤層的延伸，為煤礦持續(xù)環(huán)保發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]選礦工藝[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.

[4]選煤廠技術(shù)檢查[M].煤炭工業(yè)出版社.

[責(zé)任編輯：薛俊歌]