顧北選煤廠原煤分級篩的技術改造與效果分析

丁明高

(淮浙煤電有限責任公司 顧北煤礦選煤廠，安徽 淮南 232000)

1 選煤廠概況

顧北選煤廠位于安徽省淮南市鳳臺縣顧橋鎮，設計生產規模與顧北礦產能相匹配，屬坑口型煤礦配套選煤廠，原設計洗選能力3.0 Mt/a，主要系統留有6.0 Mt/a的生產規模。選煤廠于2005年9月開始動工建設，2007年12月建成并投入試生產。選煤廠采用分級入選工藝，其中200～50 mm粒級進入動篩跳汰機洗選；50～13 mm粒級的末原煤進入兩產品重介質旋流器洗選；13 mm粒級以下的末煤直接作為產品入倉。目前，顧北選煤廠采用的兩產品重介質分選工藝，分選精度高，系統簡單，適合煤質變化和產品多樣化的要求。無論從入洗量、電煤產率還是洗選時產生的煤泥量來看，這種分級入洗的方式最適合顧北選煤廠現狀。但也正是由于選擇了分級入選工藝，13 mm的分級篩分環節才成了選煤廠后期生產過程中的最大瓶頸，一旦該環節的篩分效率低下，將會增加后續各個工藝環節的生產壓力。

2 原煤分級篩技術改造的必要性

隨著顧北煤礦井下開采的深入，綜采機械化的普遍投用，原煤煤質有逐年變差的趨勢。2013年以來原煤質量曾長期處于灰分高于45%、水分大于6%的情況。顧北選煤廠原設計安裝的末原煤分級篩208號、209號采用的是傳統香蕉篩，在近年來的生產運行過程中，經常出現篩板表面易粘煤、篩板夾縫中積聚或包裹煤粒的現象，直接影響了煤炭的透篩效果。在生產過程中需要安排人員頻繁清理篩面積煤，既影響了礦井生產也增加了崗位工的勞動量。另外，由于傳統的香蕉篩篩分效果差，處理能力也難以滿足正常生產需求，導致在后續的末原煤重介質返洗的工藝中，出現煤泥產率較高、洗選效果不佳、煤泥水處理難度大、藥劑投入量多、洗選成本增加等情況。由于煤泥產率高，煤泥量大，對銷售和環保等方面也帶來諸多困難。

經實地考察張北選煤廠、謝橋選煤廠的弛張篩使用情況，了解到該型篩對末煤和原煤，尤其對于較為潮濕的原煤分級效果很好。2015年1月顧北礦通過技術改造，將209號原煤分級篩更換為弛張篩；2016年8月，將208號原煤分級篩也更換為弛張篩，從而徹底解決了末原煤篩分困難的問題。

3 技術改造效果分析

技術改造的第一步是拆除原有的209號香蕉篩，將其更換成由激振器及浮動篩框兩部分產生篩面弛張振動的弛張篩(即KRL/ED3000×7m型弛張篩)，對兩者進行了對比試驗。

3.1 弛張篩與香蕉篩的篩上物限下率對比

209號分級篩由原來的香蕉篩更換為弛張篩后，為比較弛張篩和香蕉篩的篩分效果。對未改造的208號香蕉篩與209號弛張篩同時進行篩上物采樣，分別測定篩上物限下率，對比篩分效果。在礦井正常生產1 h以后，將入廠原煤運輸量調節到800 t/h。在礦井正常生產時進行隨機采樣，以15 min間隔一次分別對208號香蕉篩、209號弛張篩的篩上煤炭進行采樣檢測，試驗結果如表1和表2。

表1 209號弛張篩篩上物不同時間采樣檢測結果

表2 208號香蕉篩篩上物不同時間采樣檢測結果

從表1和2可以看出，隨著生產的不斷持續，1～2 h后208號香蕉篩的篩分效果慢慢降低，而209號弛張篩的篩分效果卻沒有發生明顯變化。以25 mm和13 mm為限，可以依次測得208號香蕉篩、209號弛張篩篩上物的限下率(見表3)。

表3 208號香蕉篩與209號弛張篩篩上物限下率比較

由表3可以看出，在礦井正常生產系統滿負荷作業時，209號弛張篩明顯比208號香蕉篩的篩上物限下率低。隨著生產的持續進行，兩種篩分設備之間的差值還會逐漸增大。而209號弛張篩的篩上物中13 mm以下粒級的含量明顯較少，平均值僅為13.80%，這種篩分方式受生產時間的影響較小，開機2 h后，篩分效果仍然較為穩定。但208號香蕉篩的篩上物中小于25 mm粒級物料含量明顯偏高，且隨著生產的持續進行，篩分效率明顯變差，25 mm限下率最高時達到55%。由此試驗得出：209號弛張篩的篩分效果要明顯高于208號香蕉篩。

3.2 弛張篩與香蕉篩的篩分效率

為了檢驗弛張篩投用后的篩分效果變化情況，檢查香蕉篩和弛張篩的篩分效率，進一步對208號香蕉篩與209號弛張篩同時進行篩上物采樣，測定篩分試驗數據如表4和表5。

表4 208號香蕉篩篩分效果測定結果

表5 209號弛張篩篩分效果測定結果

通過下面公式計算篩分效率：

E=β(α-θ) /α(β-θ)

式中：α為入料中小于篩孔尺寸粒級的含量，%；β為篩下物中小于篩孔尺寸粒級的含量，%；θ為篩上物中小于篩孔尺寸粒級的含量，%。

以13 mm粒級為分選下限，得出香蕉篩在生產運行時篩分效率僅能達到78.09%，弛張篩的篩分效率則高達95.34%，比香蕉篩的篩分效

率高17.25個百分點。雖然香蕉篩具有多傾角篩面和較大激振力，其處理能力和篩分效率相對較高；但弛張篩則采用了多段多傾角篩面，更大程度地提升了處理能力和篩分效率，且篩面材料選用具有柔性和彈性的聚氨酯，變形撓度較大，給物料的作用力也較大，所以篩分效果明顯強于普通振動篩，物料在篩面上的分層和松散效果更佳，潮濕物料在受到沖擊力后更容易分散開，且不堵塞篩孔，從而增加了物料透篩幾率。

3.3 技術改造后的經濟效益

以2014年為例，在尚未進行原煤分級篩技術改造前，顧北選煤廠當年重介質系統累計入洗原煤192.38萬t，煤泥產量為30.55萬t，產率高達15.88%。2016年8月208號、209號兩臺弛張篩改造均已完成。2017年1～12月選煤廠重介質系統累計入洗原煤86.09萬t，煤泥產量為9.97萬t，產率僅為11.58%，較2014年下降了5.3%。按2017年同等條件入洗量核算，全年可增加動力精煤4.56萬t；以當前每噸動力煤和煤泥差價200元計算，該項一年即可為礦井增加經濟效益約912.55萬元。

由于入洗原煤中細顆粒煤泥含量的減少，重介質系統及煤泥水處理所用介質、絮凝劑和凝聚劑用量也隨之減少，濃縮及壓濾系統電耗也明顯降低，同時還減少了設備損耗和材料消耗，具有顯著的直接和間接經濟效益。

4 結 論

顧北選煤廠將原香蕉篩改為弛張篩后，篩分效果明顯提升。工業性試驗表明：弛張篩的篩上物限下率低至13.80%，相比香蕉篩降低了34.2個百分點；香蕉篩的篩分效率僅能達到78.09%，而弛張篩的篩分效率則高達95.34%。

由于弛張篩的篩分效果明顯，篩分效率高，減少了入洗原煤中的末煤含量，明顯降低了0.5 mm粒級以下煤泥入水的機會，大大減輕了煤泥水系統的負擔，減小了泥化現象，從而大幅降低了煤泥產率，提高了動力精煤回收率，增加了礦井經濟效益，同時也減少了設備損耗和材料消耗，具有較高的經濟效益和推廣價值。