四臺選煤廠洗選煤工藝的優化研究

魏海東

（大同煤礦集團有限責任公司精煤分公司四臺選煤廠，山西 大同 037007）

四臺選煤廠屬礦井型動力煤選煤廠，于1991年12月與礦井同步建成投產，年設計洗選能力532萬t。塊煤采用重介斜輪分選機分選，末煤篩分后直接裝倉銷售，煤泥經濃縮機濃縮、壓濾機脫水回收的工藝。由于四臺礦井原有侏羅紀煤層資源逐年減少，礦井從2013年起開始石炭紀原煤延伸工作，造成四臺選煤廠入選原煤煤質不穩定，具體表現為灰分高，入料粒度超限、雜物多，原煤中的細粒煤含量增加，導致末煤系統的原生、次生煤泥量增加。四臺選煤廠洗選工藝存在以下問題：

（1）四臺選煤廠原有分級旋流器為FX350-GJX18型分級旋流器組，存在底流夾細現象且無次級濃縮旋流器，煤泥水分較高，無法保證末精煤產品水分。精煤產品水分偏高會造成外運精煤發熱量不達標等煤質事故，嚴重影響企業的產品品牌和經濟效益。

（2）淺槽分選機液位不穩，易受沖擊磨損，進入內部空間作業存在安全隱患。淺槽分選機上升流管路經常被混有煤泥的介質液堵塞，輕者淺槽內部液位過低，部分精煤混在矸石中排出，造成了不必要的損失；重者介質液無法進入淺槽內部，占用大量生產時間處理。

（3）煤泥刮板機負責3臺壓濾機下濾餅的轉載工作。壓濾機沖洗水、管路殘留水由于無處排放，均積聚在煤泥刮板機內部，隨著物料轉移到末煤皮帶之上。這些水分不僅明顯影響了末煤產品質量，而且末煤皮帶“竄煤”現象嚴重，原有末煤脫水系統無法適應產品水分指標要求。

1 四臺選煤廠末煤脫水工藝流程優化

針對原有分級旋流器為FX350-GJX18型分級旋流器組（Φ350mm×18），存在底流夾細現象且無次級濃縮旋流器，煤泥水分較高，無法保證末精煤產品水分的現狀，技改小組提出了一種新的脫水工藝流程，在原有FX350-GJX18型分級旋流器組（Φ350mm×18）之前增加FX1000-GT型分級旋流器組（Φ1000mm×2）進行分級。由于分級旋流器內物料的分離粒度與旋流器的分選直徑成正比[1]，大直徑的旋流器能有效改善底流夾細的狀況，縮小壓濾機入料粒級，改善壓濾機脫水效果。粗顆粒部分經FBS3600型復式流化床分選機進行分選，減小離心脫水機入料含矸量，改善末煤離心機脫水效果。優化后的脫水工藝流程如圖1所示[2]。

圖1 末煤脫水工藝流程示意圖

該新的脫水工藝的核心在于引入了兩臺大直徑（Φ1000mm×2）水力旋流器組進行分級，而將原有18組（Φ350mm×18）旋流器組作為次級濃縮。這樣做除了降低煤泥水分以外，還能減少設備維護量，減輕員工勞動強度。大直徑分級旋流器自安裝之后除更換過兩個底流口之外，沒有進行過其他部件的更換，同時18組旋流器作為次級濃縮分批次輪流使用，零部件磨損程度也大幅減低，節約了材料配件費用，降低員工的勞動強度。

2 淺槽分選機優化

針對淺槽分選機上升流管路經常被混有煤泥的介質液堵塞的情況，通過多次試驗，最終根據連通器原理將介質主管路左側延長與淺槽箱體側壁聯通（如圖2所示），淺槽內外介質形成壓力差從而保證了上升流管路的暢通[3]。

由于受技術水平限制，在分選過程中淺槽內介質液面是否符合分選需求，僅僅依靠崗位工作經驗判斷，無法及時發現問題，導致實際使用過程中堵塞現象加劇。技改小組選擇為淺槽分選機安裝液位報警裝置，一旦淺槽分選機內介質液位低于所設定的報警液位（最低分選液位），系統將自動進行報警，同時調節輸入端的輸入量，提升分選機內的介質液位。分選機集中液位控制界面如圖3所示。

圖2 分選機優化結構示意圖

圖3 四臺選煤廠分選機監控系統界面

同時，為了進一步提升淺槽分選機的工作穩定性，在其惰輪處安裝了失速保護裝置[4]。當運行過程中發生鏈條斷裂、堵卡事故時，惰輪將停止運行，此時系統將自動切斷入洗原煤供應，減少淺槽內堆積物料。在入料溜槽處增加防砸錨鏈，緩解大塊原煤的沖擊力，減輕溜槽以及淺槽內部部件因此造成的磨損。在淺槽處增加就地斷電保護裝置和用錨鏈機械鎖死淺槽驅動輪，能夠由檢修工就地斷開電機電源，為進入淺槽內部作業的員工人身安全提供“雙保險”，從而極大地提升淺槽分選機的工作穩定性和可靠性。

3 煤泥刮板機工藝流程優化

針對煤泥刮板機上沖洗水、管路殘留水積聚嚴重的情況，技改小組提出了對煤泥刮板機動作工藝流程優化的方案。在煤泥刮板機靠近排料端一側的底板上開一個泄水口（700×300mm），在它的下方設置一塊鋼板連接在氣缸（Φ350 mm）上面。通過設置在壓濾機操作平臺處的手柄控制氣缸進氣，從而控制泄水口的開閉，在壓濾機排料間隙，利用刮板排出刮板機內積聚的水分，有效地降低了煤泥水分，提高了精煤產品質量。

4 應用效果分析

根據在四臺選煤廠的應用，該新的洗選煤工藝具有以下顯著效果：

（1）末煤水分由14.65%降至13.27%，按照噸煤提高10元收益計算，每年可創造經濟效益4000余萬元。

（2）每年可減少因更換清載器、皮帶和清理撒煤所影響的生產檢修時間108h，極大地減輕了員工的勞動強度。

（3）由于采用了新的洗選煤工藝，刮煤板、耳朵、鏈條等零配件使用壽命可提高三分之一，由此可節省資金10萬余元。由于精煤產率平均由76.1%提高到79.9%，每年四臺選煤廠塊精煤產量可增加1～3 萬 t。

5 結論

本文針對四臺選煤廠在洗選煤過程中所存在的原煤內的細粒煤含量、進入末煤系統的原生、次生煤泥量增加，原有末煤脫水系統無法適應產品水分指標要求的現狀，提出了一種新的洗選煤優化工藝，在系統中增加FX1000-GT型分級旋流器組（Φ1000m×2）進行濃縮分級，縮小壓濾機入料粒級，改善壓濾機脫水效果，根據實際應用表明：

（1）該新的洗選煤工藝具有洗選流程簡單、煤泥分選效果好的優點。

（2）能夠有效地改善洗選過程中的末煤水分過高的問題，將末煤水分由14.65%降至13.27%。按照噸煤提高10元收益計算，每年可創造經濟效益4000余萬元，同時有效地提升了精煤的產量，提升了四臺選煤廠的經濟效益。

（3）每年降低生產檢修時間108h，極大地減輕了員工的勞動強度。