重介淺槽在協莊選煤廠的改造與應用

【摘 要】近年來，隨著協莊煤礦礦井開采機械化程度的不斷提高和采煤工藝的變化，煤中含矸量增大，煤質變差，精煤回收率低。為提高精煤產率，協莊煤礦對祥泰潔凈煤協莊選煤廠進行了原煤動篩排矸系統和重介選煤工藝改造，改善了煤炭質量，提高了經濟效益。

【關鍵詞】重介淺槽；選煤廠；應用

祥泰潔凈煤協莊選煤廠隸屬于山東能源新礦集團協莊煤礦，始建于1983年，1987年竣工投產，原設計為120萬噸的動力煤選煤廠，跳汰選煤工藝。歷經多次技術改造，至2005年達到入洗能力150萬噸/年的煉焦煤選煤廠，主要工藝為跳汰選煤+浮選+尾煤壓濾，煤泥水一級閉路循環，其煤源主要來自于協莊煤礦礦井。近年來，隨著礦井開采機械化程度的不斷提高和采煤工藝的變化，煤中含矸量增大，煤質變差，現有的工藝已不適應礦井發展的需求。出于提高經濟效益和建設優質高效選煤廠的需要，協莊煤礦對祥泰潔凈煤協莊選煤廠進行了原煤動篩排矸系統和重介選煤工藝改造，取得了良好的效益。

1.系統改造的背景

1.1生產工藝落后

現有的系統復雜，設備老化運行故障多，嚴重制約礦井的生產，工藝落后已不適應未來發展的需要；由于30mm—50mm粒級的矸石進入重介車間，延長了開機時間，增加了處理難度。

1.2成本費用過高

選煤廠動篩跳汰系統因設備性能的的因素，洗選不完全，排出的矸石產品中仍有精煤存在，需要人工手選；由于系統多且復雜，造成配備的崗位人員多，日常運行維護費用高，不符合優質高效選煤廠建設的要求。

2.系統改造的過程

2.1選煤方法的確定

協莊煤礦的煤種主要是氣煤、氣肥煤等，易選煤。現在我國動力煤選煤廠洗選+30mm粒級原煤的選煤方法，主要有重介和跳汰兩種，重介分選的優勢如下：一是重介分選效率高，相比較之下跳汰分選效率低，一般重介分選效率可達99%，而跳汰的分選效率僅為95%左右。二是重介選對煤質適應性強，當煤質發生變動時跳汰選不如重介效果好。三是跳汰選耗水量大，給后續煤泥水處理帶來壓力大，一般跳汰入洗1噸煤需要3立方水左右，而重介入洗只需要1.8立方左右。相比較重介選耗水量要少的多。四是如果采用動篩洗選，其分選效率更低，一般動篩要比淺槽低4%左右。綜合分析：+30mm粒級物料采用重介淺槽分選具有一定的優越性。根據淺槽設備的要求，一般淺槽的分選下限可達到13mm，分選效果較好的情況下一般25mm，下限越高淺槽的分選效果越好，根據工藝要求，本次設計按照30mm分級，即淺槽分選下限位30mm，淺槽的分選上限確定為200mm。

2.2主要工藝流程

（1）塊煤分選系統：采用重介淺槽分選機，分選塊煤和矸石。

（2）產品脫介、脫水系統：重介淺槽分選機分選出的塊煤經直線振動篩脫介脫水，篩上塊煤經破碎機破碎后進入原煤倉；矸石經直線振動篩脫水脫介后，篩上物作為矸石產品。

（3）介質循環、回收、添加系統：精煤脫介篩篩下水分為二段，精煤脫介篩第一段介質作為合格介質入合格介質桶循環使用；精煤脫介篩二段稀介質、矸石脫介篩篩下稀介質由磁選機回收，磁選精礦進入合格介質桶循環使用，磁選尾礦用泵打入旋流器，旋流器的底流進入高頻篩，高頻篩的篩上物進入原煤倉。旋流器溢流進入濃縮池系統，經過濃縮后溢流循環利用，洗水閉路循環利于環境保護。介質添加采用磁鐵礦粉加水稀釋攪拌后，由泵打入合格介質桶。

2.3工藝布置優勢

該礦將淺槽車間布置在選煤廠的原手選車間，淺槽系統與動篩系統可以互為備用，正常生產時使用淺槽系統，當淺槽系統檢修時，可以使用動篩系統，不影響生產。

2.4改造的系統和環節

原煤重介淺槽分選車間控制系統分為集中控制、重介質密度控制、介質桶液位控制、合介泵變頻控制等部分。選煤廠綜合自動化系統包括供配電、設備集中控制系統、單機自動化系統、視頻監控系統及調度通訊指揮系統以及生產信息管理系統。自動化系統按網絡分為3層，即管理層、控制層以及設備層。控制層與管理層之間需經防火墻，以保護數據通訊的安全，確保控制層、設備層穩定、可靠運行。生產工藝信息管理系統實現了生產集中控制系統與廠辦公網聯網，能將現場生產工藝信息自動生成報表傳輸到全廠所有辦公網用戶，且能實時在線監控，使相關管理人員能及時掌握第一手的生產信息，有效提高了生產管理、市場經營效率。

3.系統改造的效果

（1）原煤準備隊共110人，改造后可減少人員18人，則每年可減少職工薪酬支出54萬元。

（2）改造后矸石含煤由4%降至1%以下，每年矸石產量89萬噸計算，減少煤炭損失2.7萬噸，則可增加經濟效益2.7萬噸/年x500元/噸=1350萬元/年。

（3）動篩排矸系統噸煤加工費為4.6元/噸，改造后預計噸煤加工費為5.6元/噸。加工費增加320萬元/年。

（4）改造后，進入主洗系統原煤量減少40萬噸/年，小時原煤入洗量增加，縮短了開機時間，提高了洗選效率，年可節省電費295萬元。

（5）主洗系統矸石量的減少，減輕了對旋流器、入料泵、篩板及原煤運輸皮帶及矸石運輸皮帶的磨損，延長了設備使用壽命，年可減少材料費用消耗70萬元左右。

（6）矸石量減少，主洗車間降低了介質損耗，每年可節省13萬元。

（7）通過系統改造最大限度地回收了煤炭資源，減少了矸石升井量，降低了環境污染，實現了綠色開采。此外，每年可增加經濟效益1462萬元。改造完成后1.5年即可收回投資成本。 [科]