園子溝礦井選煤工藝及經濟效益分析

劉 杰，陳 鋒，石曉軍

(陜西麟北煤業開發有限責任公司，陜西 寶雞 721505)

0 引言

選煤工藝設計是選煤廠設計的靈魂。一個選煤廠設計做得成功與否，水平高低，首先取決于工藝設計是否具有前瞻性，是否站在科技的最尖端，其次才談得上設備的性能和廠房布局的合理性。近年來中國選煤工業處于快速發展的時期，涌現出一批新技術、新設備，如何優化資源配置、進行合理的工藝設計將是煤炭洗選加工的關鍵[1-3]。

近幾年我國煤炭行業處于供需相對寬松狀態，煤炭行業由黃金十年轉入低迷期，企業競爭日趨嚴峻；選煤廠作為市場的上游企業，應以市場為導向，注重市場調研，不同的客戶對煤質的要求是不一樣的，比如動力煤，有的用戶對粒度，塊煤限下率要求較嚴，有的客戶對產品灰分和發熱量要求較為嚴格，由于環保政策要求，部分客戶對產品硫份要求較為苛刻。因此對于新建礦井選煤廠的設計要根據國家目前煤炭市場行情，并注重市場調研與市場預測，采取靈活的生產方式，及時調整產品結構，適時生產與市場接軌的產品，做到市場需要什么產品，在不進行大的改造的情況下就能生產什么產品，拓寬用戶要求范圍，增強煤炭產品的市場適用性，用有限的資源創造出更多的效益[4-6]。

1 礦井概況及選煤廠設計原則

園子溝礦井隸屬于永隴礦區麟游區，永隴礦區是國家13個大型煤炭基地之一，園子溝礦井可采儲量7.8億t，礦井核定生產能力8.00 Mt/a，服務年限達70 a。根據《煤炭洗選工程設計規范》(GB50359—2005)規定，選煤廠每年工作330 d，每天兩班生產、一班檢修，每天生產16 h，日處理原煤達到24 242 t，處理原煤應達到1 515 t/h。選煤廠設備選型最大能力按10.00 Mt/a考慮，并且在此基礎上考慮了一定的不均衡系數。

園子溝礦井井田內煤層共5層，自上而下分別為2-1、2、3-1、3-1下和3煤層。2-1煤層、2煤層、3煤層均為可采煤層，3-1煤層為具一定可采面積的不可采煤層。其中2煤層為主要可采煤層，3煤層、2-1煤層為次要可采煤層。

根據陜西省煤田地質局2011年11月編制的《陜西省黃隴侏羅紀煤田永隴礦區麟游區園子溝勘查區勘探地質報告》，園子溝礦井煤質屬低-中灰、低-中磷、特低-低硫、富油、較低-中等軟化溫度、對CO2反應性差、高熱穩定性、可磨性差的不粘煤，是良好的動力、化工用煤，可用于火力發電，各種工業鍋爐；也可作氣化、液化、水煤漿及低溫干餾、高爐噴吹用煤。

為了使園子溝礦井產品更好地與市場接軌，實現公司經濟效益最大化，根據井田煤質資料、客戶需求設計最佳生產方案。在滿足產品質量要求的前提下，實現精煤產率最大化原則[7-8]。遵照技術先進、經濟合理的原則，為用戶提供穩定、可靠的生產系統。工藝系統靈活可調，系統靈活性滿足不同生產方式。工藝簡潔、生產成本較低，需實現選煤廠經濟效益最大化。

2 園子溝礦井選煤工藝流程

2.1 原煤準備及篩分系統

300～0 mm的礦井來煤首先進入原煤倉儲存，原煤經原煤倉儲存后經帶式輸送機輸送至篩分破碎車間。

150～3 mm塊、末煤全入洗情況下，原煤進入篩分破碎車間后經過原煤分級篩150(80)、50 mm的篩分，篩上+150 mm物料經過手選除雜后破碎到80 mm以下；篩下-50 mm物料進入雙層弛張篩進行8、3 mm篩分，上層50～8 mm物料與下層篩前8～3 mm物料由帶式輸送機收集，與破碎后的物料及原煤分級篩篩下150～50 mm物料混合，由帶式輸送機運至主廠房進行洗選。

弛張篩篩下-3 mm物料由帶輸送機收集，經轉載后進入地銷煤倉，也可進入1號產品倉。

150～8 mm塊煤入洗，-8 mm末煤不入洗時，原煤經過150(80)、50 mm的篩分，篩上+150 mm物料經過手選除雜后破碎到80 mm以下與篩下150～50 mm物料混合；篩下-50 mm物料進入雙層弛張篩進行8、3 mm篩分，上層篩前50～8 mm物料與除雜后破碎到80 mm以下及150～50 mm物料混合由帶式輸送機運至主廠房進行洗選，弛張篩下層篩前8～3 mm物料與篩下-3 mm物料混合由帶式輸送機收集后，進入地銷煤倉，也可進入1號產品倉。

若原煤不分選時，原煤進入分級篩經過150、50 mm雙段篩分，篩上+150 mm物料經過手選除雜后，進入大塊煤破碎機破碎至-80 mm，破碎后物料與150～50 mm物料混合后再進入小塊煤破碎機破碎至-50 mm，進而與篩下-50 mm物料混合，既可進地銷煤倉，也可轉載進入1號產品倉。

當市場不需要特大塊產品時，更換原煤分級篩篩板為80 mm，將大塊原煤破碎至-80 mm，出“三八塊”產品。

2.2 塊煤洗選系統

塊煤脫泥系統：原煤(150～3 mm)經帶式輸送機運至主廠房進行洗選，首先進入塊原煤脫泥篩(篩孔8 mm)進行濕法脫泥，脫泥后的篩上塊原煤進入塊煤重介淺槽分選機分選，篩下-8 mm煤泥水自流進入末煤脫泥篩或進入末煤弧形篩進行處理。

塊煤分選系統：塊原煤脫泥篩篩上塊原煤進入淺槽分選機，淺槽溢流進入塊精煤脫介脫水分級篩(φ上=13 mm，φ下=1.0 mm)進行脫介、脫水、分級，篩上可進入塊精煤產品帶式輸送機運至塊煤倉進行80、30 mm分級后分別進入塊煤倉，塊精煤也可以在主廠房破碎至-50 mm給入末精煤帶式輸送機運至1號產品倉、裝車、外運。-13 mm的篩下物料用精煤離心機進一步脫水后給入末精煤產品帶式輸送機，精煤離心機離心液自流入稀介桶。淺槽底流進入塊矸石脫介脫水篩(φ上=50 mm，φ下=1.0 mm)進行脫介脫水后給入帶式輸送機經轉載運至矸石倉儲存外運。

2.3 末煤分選系統

末煤脫泥系統：塊原煤脫泥篩篩下水(-8 mm)自流進入末原煤脫泥篩(篩縫1 mm)進行濕法脫泥，脫泥后的篩上物料進入混料桶，再經泵輸送至兩產品旋流器分選，篩下煤泥水進入煤泥水桶。

末煤分選系統：末原煤脫泥篩篩上物料給入混料桶，與合格介質一起通過旋流器入料泵給入兩產品重介旋流器分選，經重介旋流器分選后，溢流去精煤脫介篩進行脫介脫水，篩上末精煤通過離心機進一步脫水后給入末精煤產品帶式輸送機，精煤離心機離心液自流入稀介桶；旋流器底流去矸石脫介篩(篩縫1.0 mm)進行脫介脫水后，經轉載運至矸石倉儲存外運。

2.4 粗煤泥分選系統

1.0～0 mm煤泥水經分級旋流器組進行分級，分級旋流器溢流去濃縮池，底流(1.0～0.25 mm)至螺旋分選機分選。螺旋分選機精礦經弧形篩、煤泥離心機脫水后摻入末精煤作為最終產品，煤泥離心液自流至離心液桶，用泵送至濃縮機入料緩沖池處理。螺旋分選機尾礦經高頻篩脫水后進入矸石皮帶。弧形篩、高頻篩篩下水自流去濃縮池處理。

3 三種生產方案經濟效益對比分析

3.1 三種生產方案經濟收益分析

生產方案一：150(80)～8 mm塊煤淺槽分選，8～1 mm末煤旋流器分選，1～0.25 mm螺旋分選機分選；產品結構為塊精煤、末精煤、混煤。表1～3為生產方案一、二、三的產品結構及經濟收益。

生產方案二：150(80)～8 mm塊煤淺槽分選，-8 mm末煤不入洗；產品結構分別為塊精煤、末精煤和混煤。

表2 方案二的產品結構及經濟收益

生產方案三：原煤不分選，直接破碎至-50 mm，產品結構為混煤。

表3 方案三的產品結構及經濟收益

通過表1、表2、表3對比分析，塊煤入洗(150～8 mm)，末煤不入洗(8～3 mm)生產方案比單產品篩混煤生產方案多收益2.86億元；塊末煤(150～3 mm)全入洗生產方案比單產品生產方案多收益3.62億元。

3.2 三種生產方案經濟成本對比分析

礦井生產能力按8.00 Mt/a考慮，選煤廠每年工作330 d，每天生產16 h，日處理原煤24 242 t處理原煤1 515 t/h，其中，綜合單價包括(介耗、水耗、電耗、材料配件、藥劑、油脂、人工費、管理費、稅金等)。通過表4得出結論：方案二比方案三經濟成本增加3 514.64萬元，方案一比方案二經濟成本增加2 452.89萬元。

表4 三種生產方案成本對比

3.3 三種產品方案經濟效益分析

結合表1～表4得出結論：方案二比方案三雖然成本增加0.35億元，但收益提高2.86億元，方案一比方案二成本增加0.25億元，但收益提高0.77億元。通過經濟效益對比可以發現，園子溝礦井選煤工藝采取方案一經濟收益最大。

4 結語

園子溝礦井根據公司煤質情況，定期進行煤質大樣分析(煤樣篩分浮沉試驗、煤和矸石的泥化試樣，煤的轉筒泥化及煤泥水沉降試驗、煤泥水沉降試驗)按照試驗結果，進一步分析原煤煤質，根據市場需求，科學合理調整生產工藝，提質增效，實現公司經濟效益最大化。此外，園子溝礦井注冊“優質環保動力煤”品牌商標，同時加大宣傳力度，通過“互聯網+營銷”策略，提高產品知名度，使園子礦井商品煤走向周邊省份。