沙曲選煤廠分儲配洗降硫試驗

張治軍，王金龍

(1. 山西焦煤集團有限責任公司， 山西 太原 030024； 2. 山西焦煤華晉焦煤 沙曲選煤廠， 山西 柳林 033300)

沙曲選煤廠位于山西省柳林縣，為群礦型特大煉焦煤選煤廠，隸屬于山西焦煤華晉焦煤有限責任公司，入洗能力為8 Mt/a，主要入洗沙曲一、二號礦井2#、3#、4#、5#煤，采用“重介淺槽預排矸+脫泥有壓兩產品重介質旋流器主再選+粗煤泥TBS分選+浮選”聯合工藝[1-3].

2017年開始，2#、3#、4#、5#多煤層同時開采，由于不同工作面煤質差別較大，且礦井無法實現分裝、分運，地面無法實現精準分儲及各煤層均勻混合入洗，造成整個洗選過程難以控制，分選后產品質量易波動。特別是2019年2月份以來，受沙曲二礦5#高灰、高硫原煤先期開采入洗的影響，精煤產率一直偏低，遠低于公司下達的考核指標，且生產硫分和銷售硫分均明顯增長，接近銷售合同0.7%的硫分指標。為進一步加強生產管控，合理組織生產，提前掌握各煤層煤質特性，確定合理的原煤配洗方案，以保證精煤質量符合銷售要求，開展了原煤分儲配洗降硫試驗，取得了較好的試驗效果。

1 原煤性質

沙曲一礦5302工作面試驗煤樣總灰分為35.16%，全硫1.25%，內灰為8.60%，內硫0.83%. 當精煤灰分為11%時，理論精煤綜合產率約為36.93%；當精煤灰分為12%時，理論精煤綜合產率約為39.97%.

沙曲二礦5203工作面試驗煤樣總灰分為36.95%，全硫約為1.38%，內灰為8.82%，內硫為1.02%. 當精煤灰分為11%時，理論精煤綜合產率約為43.27%；當精煤灰分為12%時，理論精煤綜合產率約為45.68%；精煤產品硫分約0.97%.

根據礦井各工作面出煤計劃和各煤層煤質資料，對生產情況進行了預測，其結果為：

1) 沙曲一礦按出煤比例單獨入洗時，精煤灰分11%時，理論精煤產率約為52.15%，精煤硫分約0.73%；精煤灰分12%時，理論精煤產率約為55.28%，精煤硫分約0.80%.

2) 沙曲二礦按出煤比例單獨入洗時，精煤灰分11%時，理論精煤產率約為52.92%，精煤硫分約0.77%；精煤灰分12%時，理論精煤產率約為54.93%，精煤硫分約0.82%.

3) 沙曲一、二礦按出煤比例混合入洗，精煤灰分11%時，理論精煤產率約為52.44%，精煤硫分約0.65%；精煤灰分12%時，理論精煤產率約為55.15%，精煤硫分約0.71%. 從試驗結果來看，在各煤層出煤比例穩定的情況下，采取沙曲一、二礦混合配洗方案，精煤產率最大，且硫分相對較低。原煤綜合級浮沉試驗結果見表1，圖1.

表1 原煤綜合級50～0.5 mm浮沉試驗表

圖1 50～0.5 mm浮沉可選性曲線圖

2 原煤分儲配洗降硫方案優化

沙曲一礦原煤正常入動篩跳汰機洗選，選后進1#、2#原煤倉；沙曲二礦原煤先進2#毛煤倉暫存后單獨入動篩跳汰機洗選，選后進5#原煤倉。生產時，2#、3#煤煤質差別不大，可以進同一個原煤倉1#或2#原煤倉，4#煤根據原煤倉庫存情況進1#或2#原煤倉，5#煤和掘進煤進5#原煤倉。

優化方案：1#、2#、5#原煤倉采取“兩倉開三臺給煤機”方法，保證5#原煤倉入洗煤量不超過總入洗原煤量的30%.生產時入洗比例2#、3#煤∶4#∶5#煤和掘進煤=3∶11∶6.

3 試驗數據分析

3.1 快速浮沉數據分析

以優化后的配洗方案進行生產試驗，收集整理8個班的原煤、中煤、矸石快速浮沉試驗資料及帶煤數據，整理結果見表2，3，4.

表2 原煤快速浮沉數據表

由表2可知，精煤產率隨著原煤灰分的增加而降低，當原煤灰分為35.13%時，精煤產率最高為46.63%，當原煤灰分增加至38.34%時，精煤產率降至41.87%，相比降低了4.76%；但精中煤綜合產率基本維持在一個固定區間波動較小。這說明原煤灰分高低對精煤產率有一定影響，但對中煤的回收影響較小。

表3 中煤快速浮沉數據表

由表3可知，各生產班均存在一定的中煤帶煤現象，從多回收精煤的角度，可以提高精煤重介分選密度，以減少中煤帶煤現象，提高精煤產率。

表4 矸石快速浮沉數據表

由表4可知，矸石帶煤量較少，遠低于優質高效選煤廠重介分選工藝低于5%的要求，情況較好。

3.2 精煤質量分析

收集試驗期間各班次精煤灰分、硫分、產率，整理后結果見圖2，3，4.

圖2 各班次精煤灰分走勢曲線圖

由圖2可知，試驗期間各班次精煤平均灰分為11.13%，洗灰分11%的精煤時，精煤最高灰分為11.36%，最低灰分為10.73%，精煤灰分標準差為0.31，方差為0.09；洗灰分12%的精煤時，精煤最高灰分為11.70%，最低灰分為10.82%，精煤灰分標準差為0.36，方差為0.13. 比較而言，洗灰分12%精煤時，各班指標控制波動較小，生產系統操控情況較好。

圖3 各班生產精煤硫分走勢圖

由圖3可知，試驗期間各班精煤硫分情況控制較好，精煤硫分標準差為0.04，方差為0.001 4，除0.71%超標，其它班次生產精煤硫分均滿足0.7%以下的合同要求，可以適當增加5#高硫煤的入洗比例。

圖4 各班生產精煤產率走勢曲線圖

由圖4可知，洗灰分12%精煤時，精煤產率方差為3.01；洗灰分11%精煤時，精煤產率方差為5.16. 比較而言，洗灰分11%精煤時，精煤產率波動較大，生產操控情況不佳，但洗灰分12%時，精煤產率最大相差4.96%，說明各班生產操作水平不一。

4 結 論

試驗期間各班精煤硫分情況控制較好，均滿足0.7%以下的合同要求，從配洗沙曲二礦5#高硫煤角度來看，可以適當增加5#高硫煤的入洗比例。生產時，1#、2#、5#原煤倉采取“兩倉開三臺給煤機”方法，保證5#原煤倉入洗煤量不超過總入洗原煤量的30%，即按照2#、3#煤15%、4#煤55%、5#煤和掘進煤30%的比例配煤入洗，能夠生產出硫分合格的精煤產品。