朱家峁選煤廠工藝設計研究

呂進云

（中煤科工集團北京華宇工程有限公司，陜西 西安 710001）

朱家峁選煤廠位于橫山縣波羅鎮，由陜西中太能源投資有限公司2016年建成投產，該選煤廠屬礦井型動力煤選煤廠，建設規模3.0Mt/a。洗選工藝為150～6mm塊煤采用淺槽分選，-6mm末煤不洗選，預留末煤洗選的可能性。洗后塊煤供煤氣化項目，混煤做動力煤。

1 煤質資料及產品分析

1.1 煤質特征

朱家峁煤礦主要可采煤層為3煤層，煤層平均厚度2.17m。原煤屬低灰、中高硫、低磷、高發熱量、富油、中等軟化溫度灰、特高熱值的長焰煤，是良好的動力煤和化工用煤[1]。煤質特征見表1。

本礦井已投產，選煤廠設計所用生產煤樣來源于本礦井3煤層。原煤篩分前灰分為13.56%，篩分后原煤灰分為13.76%，校正后篩分資料見表2。由表2可知，原煤可見矸含量為1.91%，可見矸石含量少。隨著粒度的減小，灰分呈逐漸減小趨勢，-0.5mm物料產率6.74%，灰分為13.09%，灰分比鄰近粒度級高，說明-0.5mm矸石含量較高，矸石易碎。設計以校正后篩分浮沉資料作為設計依據。

1.2 產品用戶及產品方案

本廠塊煤產品主要供給配套煤氣化綜合利用項目（0.6Mt/a 蘭炭、2 萬t/a 金屬鎂、0.3Mt/a 型煤和2萬t/a 副產焦油）。混煤（13～0mm）作為優質動力煤外銷。根據目標用戶對產品要求制定產品結構見表3。

表2 校正后原煤篩分試驗報告表

表3 產品結構表

2 洗選工藝設計

2.1 煤的可選性

根據篩分、浮沉試驗結果繪制朱家峁選煤廠150～6mm級原煤可行性曲線見圖1。由圖1可知，當要求精煤灰分小于11%，理論分選密度為1.86kg/l，原煤可選性為中等可選煤。

2.2 分選工藝制定

選煤工藝取決于原煤煤質，目標用戶對產品粒度、數量、質量的要求及分選設備的特性。國內常見動力煤選煤廠采用塊煤入洗，末煤旁路工藝。重介淺槽、跳汰是塊煤洗選常用工藝，適用范圍不同[2,3]。朱家峁選煤廠工藝設計綜合考慮最終推薦采用150～6mm淺槽分選，-6mm篩下旁路作為混煤產品。設計采用脫粉入洗以提高分選系統分選精度，減少煤泥水系統負荷，降低煤泥產品對動力煤產品質量影響。

圖1 150～6mm原煤可選性曲線

2.3 設備選型

設備選型是選煤廠工藝設計的關鍵，將影響到選煤廠正常運營及產品質量。設備類型應適于本礦井煤質特征，可實現產品質量要求。設備選型、臺數應與選煤廠廠型相匹配，優先選用性能可靠、處理量大、高效低耗、技術先進的大型設備，使系統簡潔，管理方便。設備選型計算按設計規范選取不均衡系數，生產實際中煤泥水系統的不確定因素較多，在設計中對朱家峁選煤廠煤泥水系統的處理能力留有一定的富裕能力。具體選煤廠工藝設備選型見表4。

表4 主要工藝設備選型表

2.4 工藝布置

礦井原煤由帶式輸送機向東運至2個Φ18m圓筒倉緩存，單倉容量5500t。倉下帶式輸送機將物料轉載后向東運至主廠房。脫粉、塊煤洗選、煤泥回收、介質配制均在主廠房完成。洗后塊精煤及矸石分別向南運至塊煤矸石倉，塊精煤在倉上實現“三八塊”分級。塊煤矸石倉為10個7×7m的方倉，其中5個用于存儲13～30mm小塊煤，3個用于存儲30～80mm中塊煤，1個倉用于80～150mm大塊煤，剩余一個倉用于存儲矸石，各倉容與產品數量相匹配。塊煤配倉采用可逆移動帶式輸送機，大塊煤及中塊煤采用螺旋溜槽防碎。末煤在塊煤矸石倉上轉載后向西運至3個Φ18m圓筒倉存儲，單倉容量5500t。濃縮車間就近布置于主廠房西北角，選煤廠化驗辦公樓布置在主廠房西南側，管理方便。

3 設計特點

3.1 脫粉入洗

對于動力煤選煤廠來說，在產品質量滿足用戶要求前提下，宜盡量減少末煤入洗量，減輕煤泥水負擔，降低生產成本[4,5]。據篩分資料，朱家峁選煤廠-6mm篩末煤低位發熱量為25.76MJ/kg，不經洗選其發熱量滿足目標電廠要求。最終確定朱家峁選煤廠洗選工藝為6mm脫粉，篩上150～6mm塊煤采用淺槽分選，篩下-6mm末煤不洗選。

3.2 工藝靈活

在主廠房北側預留有末煤洗選場地，當煤質出現較大幅度波動，現有塊煤洗選系統不能滿足用戶要求時可增加，與現有系統銜接方便。壓濾煤泥即可摻入末煤系統也可晾干后銷售，根據生產實際煤泥特性變化確定是否摻混，以保證末煤產品質量。

3.3 布置緊湊、工藝設備可靠

洗選系統與礦井生產系統緊密結合，整個廠區占地較省，各生產系統功能劃分明確，布置緊湊，煤流順暢，產品運輸方便。工藝設計采用目前最為常用的塊煤淺槽排矸工藝，工藝流程簡潔實用并且成熟可靠。設備選型技術先進，性能可靠，高效低耗。

4 結 語

朱家峁選煤廠設計過程中對煤質資料進行了合理分析，制定了采用弛張篩進行6mm脫粉，對150～6mm塊原煤重介淺槽排矸工藝。該工藝靈活可靠，適應性強，符合原煤煤質特性和目標用戶對產品的質量要求。重介分選系統自動化程度高，其精確的控制系統，可實現全工藝的監測、監控，達到高效生產。脫粉工藝使淺槽的分選下限能力得以發揮，提高了入洗率，穩定了混煤產品質量，增加企業經濟效益。