補連塔選煤廠1-2煤系統(tǒng)優(yōu)化改造實踐

陳 釗，王 斌

(1.神東洗選中心 補連塔選煤廠，內蒙古 鄂爾多斯 017209；2.神東技術研究院，陜西 榆林 719315)

補連塔選煤廠是一座特大型現(xiàn)代化礦井型選煤廠，設計處理能力22 Mt/a，主要負責補連塔煤礦1-2煤和2-2煤的洗選加工。礦井1-2煤和2-2煤分采分運分儲，為選煤廠兩個煤種分開洗選提供了條件。補連塔選煤廠分兩個子系統(tǒng)，即1-2煤系統(tǒng)和2-2煤系統(tǒng)，分別處理礦井1-2煤和2-2煤，同時篩分系統(tǒng)留有兩個煤種的互換通道，即1-2煤原煤經(jīng)過篩分破碎準備后可進入2-2煤洗選系統(tǒng)處理，2-2煤原煤經(jīng)過篩分破碎準備后可進入1-2煤洗選系統(tǒng)處理，工藝靈活。

1-2煤系統(tǒng)于2006年由原跳汰系統(tǒng)改造為重介系統(tǒng)，生產(chǎn)工藝為：200～50 mm塊煤采用重介淺槽分選，末煤不洗，粗煤泥采用煤泥離心機脫水，細煤泥經(jīng)濃縮后采用加壓過濾機回收。2-2煤系統(tǒng)2010年開工建設，2012年建成投產(chǎn)，生產(chǎn)工藝為：200～25 mm塊煤采用重介質淺槽分選，25～2 mm末煤采用兩產(chǎn)品重介質旋流器分選，粗煤泥采用煤泥離心機脫水，細煤泥經(jīng)濃縮后采用加壓過濾機和板框壓濾機回收。2-2煤系統(tǒng)建成后，經(jīng)調試運行，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在諸多問題，選煤廠對2-2煤系統(tǒng)及與1-2煤系統(tǒng)交叉處進行了多項改造，取得了不菲的經(jīng)濟效益。近年來，1-2煤系統(tǒng)生產(chǎn)中也發(fā)現(xiàn)了諸多問題，筆者對這些問題進行了研究，提出了改造措施，分析了改造效果。

1 煤泥水處理工藝改造

1.1 煤泥水處理工藝分析

補連塔選煤廠1-2煤塊煤洗選系統(tǒng)采用8 mm濕式脫泥工藝，產(chǎn)出三種煤泥產(chǎn)品，即8～1.5 mm見水末煤、1.5～0.35 mm粗煤泥、小于0.35 mm細煤泥，三種產(chǎn)品分別采用弧形篩加振動卸料離心機脫水、弧形篩加刮刀卸料離心機脫水、加壓過濾機脫水，見圖1。在實際生產(chǎn)中，此工藝主要存在以下問題：① 8～1.5 mm末煤產(chǎn)品灰分高，由于1-2煤矸石易碎易泥化，8～1.5 mm見水末煤產(chǎn)品中密度大于1.7 kg/L的產(chǎn)物占8%左右，產(chǎn)品灰分達16.65%；② 1.5～0.35 mm粗煤泥產(chǎn)品水分高，由于這部分產(chǎn)品粒度較細，弧形篩和煤泥離心機脫水效果差，產(chǎn)品水分可達36.52%；③ 煤泥水沉降效果差，藥劑消耗量較大，由于進入煤泥水系統(tǒng)的矸石量較多(8～1.5 mm矸石進入)，煤泥水處理工藝較長，加之矸石易泥化，造成進入濃縮池的煤泥粒度組成細粒含量高(詳見表1)，沉降效果差，藥劑消耗量較大；④ 小于0.35 mm細煤泥產(chǎn)品水分高，加壓過濾機生產(chǎn)效率低，由于細煤泥粒度細，加藥量較大，造成加壓過濾機濾餅薄，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品水分高，電耗高。

表1 改造前濃縮機入料小篩分試驗報告

圖1 改造前1-2煤煤泥水處理工藝流程

1.2 煤泥水處理工藝改造

根據(jù)上述分析，煤泥水處理工藝主要按以下原則改造：一是降低脫泥粒度；二是減少煤泥水處理工藝環(huán)節(jié)；三是提高粗煤泥粒度組成，降低粗煤泥水分；四是改變進入濃縮機的煤泥粒度組成，提高大顆粒含量，提升沉降效果和壓濾效果。

本次改造將脫泥篩篩縫改為3 mm，將篩下煤泥水用管道直接引入煤泥桶，將水力分級旋流器底流口直徑由35 mm改為50 mm，只產(chǎn)出兩種煤泥產(chǎn)品，即3～0.5 mm粗煤泥、小于0.5 mm細煤泥。退出了原用于8～1.5 mm見水末煤脫水的309、310弧形篩和311離心機3臺設備。8～3 mm原煤進入淺槽分選，增加了入洗量。改造后工藝流程見圖2。

圖2 改造后1-2煤煤泥水處理工藝流程

1.3 煤泥水處理系統(tǒng)改造效果

與原工藝比較，改造后主要有以下4個優(yōu)點：

(1)退出3臺設備，降低運維成本。改造后，退出了2臺型號為2400×2036R×45的弧形篩和1臺型號為VM1300的振動卸料離心機，每年節(jié)省4個弧形篩篩面和2個篩籃，節(jié)省了運行電耗，減少了這3臺設備及相關聯(lián)溜槽的檢修維護成本。

(2)降低了煤泥水沉降藥劑消耗。由于8～3 mm粒級矸石經(jīng)淺槽分選后由矸石脫介篩排出系統(tǒng)，降低了矸石泥化量，使進入濃縮池的細泥含量降低，同時水力旋流器分級粒度提高，且有適量的跑粗，進入濃縮池的粗顆粒增加，細顆粒減少，詳見表2，沉降效果大幅提升，藥劑消耗降低。經(jīng)統(tǒng)計，陽離子消耗降低2.6 g/t，陰離子消耗降低0.56 g/t。

表2 改造后濃縮機入料小篩分試驗報告

(4)提高了加壓過濾機生產(chǎn)效率，生產(chǎn)成本大幅降低。細煤泥處理系統(tǒng)有2臺型號為100ZJ-I-A50的煤泥泵，2臺型號為GPJ-60的國產(chǎn)加壓過濾機，4臺型號為GA200-7.5的低壓風機，2臺型號為GX11P-13的高壓風機，1臺型號為XGZ-1200/22的煤泥轉載刮板機，共計11臺套設備。改造前，加壓過濾機排料時間通常在600 s以上，極端情況超過1 000 s，為保證煤泥能及時處理，系統(tǒng)正常生產(chǎn)，2臺加壓過濾機一般與主系統(tǒng)同時啟停。改造后，經(jīng)過近1個月的運行統(tǒng)計，加壓過濾機的排料時間低于200 s，平均每天只開啟1臺加壓過濾機運行一個班，就能將煤泥處理完。加壓過濾機運行效率大幅提升，減少了細煤泥處理設備運行時間，大幅降低電耗和材料消耗，同時節(jié)約了維護檢修的人力。另外，可以用1-2煤加壓過濾機空余的能力處理2-2煤系統(tǒng)煤泥，進一步提高2-2煤入洗量，提高特低灰、神優(yōu)2等特種煤產(chǎn)量，進一步提高效益。

(4)增加了入洗量，降低了粗、細煤泥的水分，提高了產(chǎn)品發(fā)熱量，提升了產(chǎn)品價值。改造后，8～3 mm這部分原煤進入了淺槽分選，入洗量提高1.33%。經(jīng)采樣篩分化驗，精煤產(chǎn)品中8～3 mm粒級產(chǎn)率3.51%、灰分8.56%；改造后，由于粗細煤泥粒度組成的改變，產(chǎn)品水分明顯下降，經(jīng)采樣檢測，粗煤泥水分低于21%，細煤泥水分低于30%。

2 系統(tǒng)瓶頸環(huán)節(jié)改造

2.1 系統(tǒng)瓶頸環(huán)節(jié)分析

補連塔選煤廠1-2煤系統(tǒng)原煤設計處理能力為2 400 t/h，塊煤主洗系統(tǒng)設計處理能力850 t/h，塊煤經(jīng)重介質淺槽洗選排矸后由1臺型號為MMD625加長型的精煤破碎機破碎至50 mm以下，與原煤分級篩篩下末煤及粗細煤泥混合，按神混1產(chǎn)品發(fā)運。隨著井下采煤設備大型化，工作面采高提升，原煤粒度組成發(fā)生了較大變化，大粒級占比越來越多，給選煤廠生產(chǎn)帶來困難。

隨著補連塔礦12513工作面8 m大采高投產(chǎn)，原煤大粒級含量的增加明顯，特別是大于100 mm粒級大塊含量的增加，1-2煤主洗系統(tǒng)312精煤破碎機無法滿足增加的破碎量，破碎能力不足，生產(chǎn)中常出現(xiàn)無法通過的情況，成為1-2煤系統(tǒng)生產(chǎn)的瓶頸。為保障系統(tǒng)順利運行生產(chǎn)，減少因312破碎機堵煤造成的故障停機，就必須降低小時入洗量。降低小時入洗量有兩個方法：一是部分塊原煤走旁路破碎進入混煤；二是降低原煤總的小時處理量。第一種方法降低了混煤煤質，減少了精煤產(chǎn)量，效益損失大。第二種方法生產(chǎn)效率大幅下降，生產(chǎn)成本大幅提升。經(jīng)過多方考慮，選煤廠選擇一臺手選帶的塊煤走旁路，再通過降低總的原煤小時量來保障正常生產(chǎn)，嚴重時，生產(chǎn)效率不足75%。為完成每日生產(chǎn)任務，就必須延長生產(chǎn)時間，這樣停車檢修時間就大大縮短，設備檢查維護跟不上，故障率提升，停車時間就更短，形成惡性循環(huán)。

2.2 系統(tǒng)瓶頸環(huán)節(jié)改造

提升破碎能力有兩種途徑：一是提升單機破碎處理能力；二是增加破碎機，并聯(lián)運行。經(jīng)與進口破碎機廠家交流，按現(xiàn)在1-2煤的粒度組成，處理量要超過800 t/h，單臺破碎機不能達到要求，為此只有增加1臺破碎機來提高處理量。根據(jù)現(xiàn)場空間位置分析，新增破碎機有兩種方案：

方案一：在312破碎機東側安裝1臺MMD500破碎機。根據(jù)現(xiàn)場的位置空間，在312破碎機東側，原313離心機位置新安裝1臺破碎機，307上層塊煤出料溜槽東側部分增加下溜槽，分40%左右的塊煤去新加破碎機，新加破碎機的出料進入314刮板機，由刮板機轉載到501精煤上倉膠帶機。三樓新增加破碎機，需要將313離心機移至二樓安裝，離心機出料進入503膠帶機上倉，離心液引入一樓339加介泵坑，由339泵回收進入脫介篩稀介段回收介質。原除塵風機移至西側安裝。此方案改造量較大，改造成本較高，改造所需時間較長，影響生產(chǎn)接續(xù)。優(yōu)點是破碎精煤可以單獨上倉，產(chǎn)品可單裝單運，不影響單發(fā)精煤。

方案二：在312破碎機下層新增加1臺破碎機。改變現(xiàn)有除塵風機的位置，在現(xiàn)有的除塵風機位置增加破碎機，新增加破碎機入料溜槽由原來的直通溜槽上側增加閘板，下側安裝翻板，新增破碎機出料進入503混煤膠帶機。在此位置安裝空間位置能滿足要求，改動量較小，可在系統(tǒng)生產(chǎn)檢修時間內改造，不影響生產(chǎn)接續(xù)，目前503膠帶機混煤量在1 800～2 000 t/h，設計能力在2 500 t/h，新增精煤破碎機只需處理量在200～300 t/h即能滿足要求，不超503膠帶機運輸能力。缺點是新增破碎機出料只能進入混煤，按混煤銷售，但近年來，根據(jù)神東公司整體煤源及市場，補連塔選煤廠1-2煤精煤未單獨外運過，均是與混煤配裝，按神混1產(chǎn)品發(fā)運。為此采取了此方案二進行改造。

2.3 瓶頸環(huán)節(jié)改造效果

改造后，制約1-2煤塊煤入洗的瓶頸問題得到解決，1-2煤原煤生產(chǎn)效率可以達到100%生產(chǎn)，塊煤入洗能力最高達到900 t/h，入洗能力提高18.4%，入洗率提高到37.5%，商品煤發(fā)熱量可以提高91.96 kJ/kg，有效實現(xiàn)了提質增效的目地。

3 結 語

通過分析煤泥水處理工藝，縮短煤泥水處理環(huán)節(jié)，改變粗細煤泥粒度組成，來提高煤泥處理設備效率和效果，通過分析原料組成，產(chǎn)品結構，現(xiàn)場空間，對系統(tǒng)做出合適的改造，提高生產(chǎn)效率，提高入洗量，最終實現(xiàn)節(jié)能降耗，提質增效。