斜溝煤礦選煤廠主再洗竄介原因分析及解決措施

方瑞新

(西山晉興能源公司 斜溝煤礦選煤廠，山西 興縣 033602)

1 概 述

隨著煤炭資源的不斷深入開采，優(yōu)質(zhì)易選煤炭儲(chǔ)量日趨減少，現(xiàn)階段開采的煤炭質(zhì)量相對(duì)變差，給分選作業(yè)帶來很大困難。重介選煤工藝憑其分選下限低、分選效率高、對(duì)煤質(zhì)量變化適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在選煤行業(yè)占據(jù)極其重要的地位，目前在國際上重介選煤占比高達(dá)70%以上。重介選煤是原煤在重介質(zhì)懸浮液中根據(jù)物料密度差異進(jìn)行分選的一種選煤方法，因此重介系統(tǒng)的介質(zhì)平衡和合格懸浮液的穩(wěn)定性對(duì)分選效果和效率起著決定性作用。

斜溝煤礦選煤廠是一座現(xiàn)代化千萬噸級(jí)煉焦煤選煤廠，隸屬于山西西山晉興能源有限責(zé)任公司，位于山西省興縣縣城北50 km處嵐漪河兩側(cè)，年設(shè)計(jì)處理原煤15.0 Mt。該廠采用全重介分選工藝，主要洗選工藝為：150～50 mm塊煤采用重介淺槽排矸，溢流為塊精煤，脫介后經(jīng)轉(zhuǎn)載膠帶機(jī)進(jìn)入洗混煤產(chǎn)品倉；小于50 mm末原煤經(jīng)1.2 mm脫泥后進(jìn)入主洗混料桶，然后進(jìn)入主洗旋流器排矸，尾礦產(chǎn)品脫介后進(jìn)入矸石倉，溢流脫介后進(jìn)入再洗混料桶，然后經(jīng)再洗旋流器分選得到末精煤和末中煤2種產(chǎn)品，脫介后進(jìn)入各自儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)；小于1.2 mm末原煤經(jīng)過TCS智能分選機(jī)分選，精礦產(chǎn)品進(jìn)入洗混煤系統(tǒng)，煤泥經(jīng)過沉降脫水離心機(jī)、快開式隔膜壓濾機(jī)等脫水回收摻入洗混煤。因本文論述只涉及小于50 mm末煤主再洗系統(tǒng)，所以工藝流程簡圖只展示末煤系統(tǒng)(如圖1)。

圖1 末煤系統(tǒng)主再洗工藝流程

2 主再洗介質(zhì)系統(tǒng)存在的問題

在重介選煤中，重介懸浮液密度決定產(chǎn)品分選密度，直接影響產(chǎn)品產(chǎn)率和產(chǎn)品指標(biāo)，所以對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益均有重要影響。該廠采用介質(zhì)回收系統(tǒng)為：旋流器溢流脫介篩下的合格介質(zhì)，絕大部分與底流脫介篩的合格介質(zhì)一起返回到合格介質(zhì)桶，繼續(xù)循環(huán)使用；經(jīng)脫介篩稀介段噴水脫介后的篩下懸浮液進(jìn)入稀介質(zhì)桶，經(jīng)泵打到磁選機(jī)磁選回收，磁選精礦返回到合格介質(zhì)桶中，磁選尾礦進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)。但是，在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常會(huì)有主洗系統(tǒng)合格介質(zhì)桶位迅速下降，再洗系統(tǒng)密度急劇升高，同時(shí)桶位上漲的現(xiàn)象發(fā)生，由于主再洗重介懸浮液密度不同，主洗密度高于再洗，因此再洗系統(tǒng)中精煤質(zhì)量難以保證，影響經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)主洗系統(tǒng)合格介質(zhì)通液位偏低，原煤處理量下降，甚至有混料管堵塞的事故發(fā)生。

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研和集控室數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)分析判斷，此現(xiàn)象的發(fā)生是因?yàn)橹飨聪到y(tǒng)重介懸浮液竄入再洗系統(tǒng)所導(dǎo)致的，致使主再洗重介系統(tǒng)不平衡，局部工作流程示意如圖2所示。

圖2 工作流程示意

3 竄介問題的原因分析

通過對(duì)井下原煤煤質(zhì)的檢查和現(xiàn)場生產(chǎn)狀況的觀察分析，發(fā)現(xiàn)主要有以下2個(gè)因素：

(1)脫介篩篩縫堵塞嚴(yán)重。由于井下開采設(shè)備的原因，導(dǎo)致入洗原煤帶有較多絲狀物質(zhì)，脫介篩篩板篩縫極易堵塞，物料流經(jīng)固定篩篩面時(shí)脫介效果不理想，致使主洗溢流帶有大量合格介質(zhì)懸浮液進(jìn)入再洗混料桶，然后混入到再洗系統(tǒng)。

(2)合格介質(zhì)段固定篩安裝角度不合適。現(xiàn)場觀察主洗旋流器溢流段脫介固定篩板脫介情況發(fā)現(xiàn)，由于旋流器壓力較大(達(dá)到210 kPa)，物料在流經(jīng)篩面時(shí)速度過快，合格介質(zhì)懸浮液得不到有效透篩就直接進(jìn)入振動(dòng)篩段，嚴(yán)重影響物料脫介；同時(shí)，在現(xiàn)場勘查后得知，固定篩篩面與水平線夾角為30°，查閱相關(guān)資料和根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況得出結(jié)論，固定篩篩面角度偏大，坡度過于陡峭，影響物料脫介。

4 解決措施

(1)要解決脫介篩篩縫堵塞問題，首先要從源頭開始治理，同原料煤生產(chǎn)單位協(xié)調(diào)，避免絲狀物進(jìn)入系統(tǒng)，同時(shí)提高準(zhǔn)備車間除雜作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格剔除原煤中的纖維等絲狀物質(zhì)；另外每天白班停車以后加強(qiáng)篩板巡檢，有堵塞情況及時(shí)更換，將更換下的篩板，用高壓清洗機(jī)進(jìn)行噴淋清理，為下次篩板更換做好準(zhǔn)備。

(2)針對(duì)篩面角度偏高問題，車間技術(shù)人員通過反復(fù)論證和試驗(yàn)，調(diào)整固定篩軌座，由原來的30°調(diào)整為5°，既保證了物料能夠緩慢流經(jīng)篩面，提高了合格介質(zhì)懸浮液透篩率，也保證了物料在篩面不堆積，緩慢有序流入下一脫介環(huán)節(jié)。

(3)為了能夠及時(shí)、快速、準(zhǔn)確處理主再洗系統(tǒng)竄介問題，又在再洗系統(tǒng)合格介質(zhì)懸浮液入料管和主洗系統(tǒng)稀介桶之間加裝1根管路，以便再洗系統(tǒng)高密度合格介質(zhì)懸浮液回流到主洗稀介系統(tǒng)，再通過磁選機(jī)磁選后回收循環(huán)利用，同時(shí)安裝電控閘板閥，并接入集控系統(tǒng)，達(dá)到現(xiàn)場/集控雙控制功能。安裝以后一旦發(fā)生竄介現(xiàn)象，即可通過回流管回流迅速調(diào)整平衡主再洗介質(zhì)系統(tǒng)，如圖3所示。

圖3 改造后工作流程示意

5 實(shí)施效果

通過上述措施的有效實(shí)施，基本解決了主再洗介質(zhì)不平衡問題，以往出現(xiàn)桶位、密度失衡現(xiàn)象需要大約1 h甚至更長，來平衡介質(zhì)密控系統(tǒng)，改造后只需10 min即可達(dá)到重新平衡穩(wěn)定，密度、桶位重新滿足生產(chǎn)要求。在以往調(diào)整過程中，單套系統(tǒng)需要每班添加至少5 t磁鐵礦粉以提升主洗系統(tǒng)的密度和桶位，該廠共有3套平行系統(tǒng)，共計(jì)15 t。改造以后基本不再需要因?yàn)楦Z介而導(dǎo)致系統(tǒng)添加磁鐵礦粉，同時(shí)不需要降低小時(shí)帶煤量調(diào)整密控系統(tǒng)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性相應(yīng)提高。

本次改造人工費(fèi)、材料費(fèi)等共計(jì)3.5萬元，按該廠目前生產(chǎn)狀況，每月30個(gè)生產(chǎn)班，改造后每班可節(jié)約磁鐵礦粉15 t，則每月節(jié)省磁鐵礦粉30×15=450 t，按照目前磁鐵礦粉單價(jià)800 元/t計(jì)算，每月可節(jié)省磁鐵礦粉費(fèi)用450t×800元/t=36萬元，改造費(fèi)用一次性投入，效果長期有效，帶來的經(jīng)濟(jì)效益很可觀。

6 結(jié) 語

末煤主再洗選煤工藝在重介選煤中較為常見，重介懸浮液密控系統(tǒng)是決定產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素之一。本次改造工序簡單、施工便捷，基本解決了因主再洗竄介而導(dǎo)致密控系統(tǒng)失衡問題，保證了生產(chǎn)連續(xù)性、提升產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，同時(shí)降低介耗、節(jié)約成本，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。