新集二礦選煤廠煤炭返洗系統改造及應用

葛紅亮

摘 要：受制于礦井開采煤層的不斷變化及市場的不穩定性，新集二礦選煤廠入廠原煤煤質和產品預期煤質要求波動頻繁，給選煤廠洗選煤工藝選擇和礦井經濟效益帶來的負面影響較大。本文對新集二礦選煤廠煤炭洗選及其在均衡煤質、降低入洗率方面的應用實踐進行概述。

關鍵詞：煤質波動;煤炭洗選;商品煤;穩定性;經濟效益

中圖分類號：TD94文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）15-0068-03

Abstract： Subject to the continuous changes of coal seams and the instability of the market， the requirements of raw coal quality and product expected coal quality of Xinji No.2 Coal Preparation Plant fluctuate frequently， which has a great negative impact on the selection of coal washing process and the economic benefits of the mine. This paper summarized the coal Preparation system of Xinji No.2 Coal Preparation Plant and its application practice in balancing coal quality and reducing washing rate.

Keywords： coal quality fluctuation;coal preparation;commodity coal;stability;economic benefit

1 改造背景

新集二礦選煤廠是礦井型選煤廠，原設計年處理能力為400萬t，經過多次改造后，目前年處理能力為300萬t，入選粒度級為0～300 mm，主要產品為動力煤，部分時間段配洗1/3焦煤。受礦井地質條件影響，新集二礦井下地質復雜，斷層和地質構造帶多，各工作面的煤質變化較大，加上采煤工藝和井下生產接續等其他方面的影響，選煤廠來煤煤質波動非常劇烈，原煤灰分在20%～50%波動，部分時段（煤層）更高，達58%，這給選煤廠生產和動力煤產品煤質選擇帶來極大困難。

為了改善這一狀況，自選煤廠建成以來，已經過多次改造，目前形成了+50～150 mm物料動篩排矸、+25～50 mm物料斜輪重介洗選、0～25 mm物料經脫泥后經過有壓三產品洗選的工藝流程，動篩系統、斜輪重介系統和有壓三產品旋流器系統均可以單獨作業，還可以不經洗選直接進入產品倉或儲料場。這一工藝流程的形成可以讓選煤廠有效擺脫礦井煤質波動對最終產品質量的影響，但是，在礦井來煤煤質極好或極差時仍然束手無策，只能通過煤炭落地來減少煤質影響[1]。

新集二礦落地煤場地長約500 m，寬約400 m，用于儲存礦井生產出來的沒有及時銷售或因市場原因無法及時售出的商品煤，特殊情況下也可以按煤質差別存放主井原煤。近年來，隨著煤炭市場不穩定性的增加和礦井采掘生產煤質的變化，部分時間段礦井原煤或煤質過剩，遠超銷售要求;或煤質太低不能滿足銷售需求，被迫落入存煤場地的商品煤只能通過汽運系統緩慢銷售。

為了緩解煤質變化給礦井商品煤銷售帶來的被動局面，減少煤質過低時的煤炭入洗量和煤質過高時煤質過剩帶來的經濟虧損，提高礦井綜合效益，2019年，新集二礦對落地煤返裝運系統進行了進一步設計和優化，并組織選煤廠、總工辦等多家單位進行了聯合施工，設計并施工了落地煤煤場存煤返裝、返洗系統，實現了落地煤煤場高值煤、低值煤任意返裝、返洗、返配，最大限度地提高了銷售效益，提高了二礦整體效益，也保障了二礦礦井穩定生產[2]。

2 選煤廠生產工藝和返煤系統改造方案及優點

2.1 礦井煤主要生產工藝流程簡述

礦井毛煤經過原煤手選系統除雜和去除大塊矸石后，再進行預先篩分，篩上大塊物料經破碎后進入動篩跳汰機洗選，洗選精煤破碎入倉;篩下末煤可以直接進入產品倉，也可以運輸到選煤廠主洗車間經洗選后進入精煤倉或動力煤倉。此外，動篩大塊精煤和主洗車間所有產品均可通過各轉載點翻板的改向落入儲煤場地儲存。礦井來煤主要工藝如圖1所示。

從產品線路圖可以看出，選煤廠最終產品除了直接進入產品煤倉外，就只能進入儲煤場地存儲。由于儲煤場地只能落煤，沒有運輸設備可以返裝、返運，所以進入儲煤場地的產品只能通過汽車銷售慢慢售出，不僅速度慢，而且給礦井環保工作帶來極大影響。

當礦井毛煤煤質過高超出市場需求時，雖然可以以質論價，但是經過經濟分析核算，高煤質帶來的收益遠小于高低值煤搭配后的銷售收益，所以從儲煤場地直接銷售產品煤也給煤礦帶來較大的經濟損失。

當礦井毛煤煤質過低時，雖然可以通過選煤廠洗選來提高產品質量，但是因質的提高帶來最終產品量的損失過大，造成產品總體收益降低，同樣給礦井帶來較大的經濟損失。

2.2 返裝煤系統的相關改造

2.2.1 改造方案。在市場經濟效益論證的基礎上，為了充分提高礦井效益，實現經濟效益最大化，加強儲煤場地煤炭的返裝和返運、返洗工作已經勢在必行。經過選煤廠和礦職能部門的充分討論和對經濟、技術的充分分析，在利用現有洗選和銷售系統的基礎上，本次改造主要包括以下幾點。

第一，分別在落地煤煤場南側、北側安裝一臺620-40T刮板輸送機，用來將落地煤廠的煤炭運輸到后續轉運皮帶機上。

第二，沿煤場南北方向安裝一臺長260 m的帶式輸送機，沿煤場南側安裝一臺長150 m的帶式輸送機，將刮板機運輸過來的煤炭輸送到選煤廠轉載皮帶機上。

第三，在皮帶機頭安裝分煤裝置，通過返煤皮帶機運輸回來的存煤可以直接進入動力煤倉作為產品銷售或進入洗選系統，經過洗選系統洗選后的精煤再進入產品倉銷售。

經過現場調試運行，該套返煤系統輸送能力在200～500 t/h自由調節，完全能滿足生產需要。改造后的返煤系統主要產品線路如圖2所示。

2.2.2 改造后的優勢。改造后的優勢主要包括以下幾方面。

第一，充分利用現有堆取料系統和運輸、裝車銷售系統，通過設計關鍵運輸設備，形成地面煤流網絡的聯通，使礦井煤、堆取料場存煤、落地煤煤場存煤能通過網絡實現任意流通存放。

主井煤可以通過原煤運輸系統進入落地煤皮帶機，通過落地煤皮帶機分料口落入落地煤場三個地段，實現分煤質高低存放;堆取料場存煤可以通過123#取料機、124#皮帶機實現入倉銷售或入洗;落地煤場地存煤可以通過返煤1#刮板機、2#刮板機進入返煤1#皮帶機，然后通過121#皮帶機進入堆取料系統或通過124#皮帶機入倉銷售[3]。

例如：2019年，由于煤炭市場波動，新集二礦部分煤炭積壓不能及時銷售，只能通過落地煤皮帶機落入落地煤場地按質量高低存放。2020年，煤炭市場好轉后，落地煤場地存煤通過返煤系統按質量返運到產品倉，經過后續配煤形成滿足市場需求的產品出售。如果沒有這一套返煤系統，落地煤場地存儲的煤炭只能通過汽車銷售，不僅速度慢、效率低，而且增加了礦井工程車裝載的費用。汽車銷售過程中，由于裝車和采樣的不均勻性和不穩定性，造成實際銷售煤質與采樣煤質有較大誤差，給公司帶來較大的經濟損失。

第二，實現了地面產品煤系統的任意配比，滿足了任何裝車煤質需求，降低了井煤入洗量，保障了礦井經濟利益。

在礦井煤質遠超市場銷售煤質或遠低于市場銷售煤質要求時，通過落地煤系統將礦井高值煤或低值煤預排矸（+50 mm矸石通過動篩跳汰機洗選排出），分類別存放到落地煤場地不同區域，形成高低值煤共同存放的局面。礦井生產條件變化后，當礦井生產低于市場要求的產品時，此時可以通過返煤系統將庫存的高值煤返運回產品倉，通過理論計算煤質搭配后裝車銷售;當礦井生產高于市場要求的產品時，同樣可以通過返煤系統將庫存的低值煤返運回產品倉，搭配后裝車。這就形成了一個穩定的裝車銷售煤質，確保產品質量在滿足市場要求的同時，又不會造成煤質過剩的情況[4]。

2020年，由于礦井生產接續等方面的原因，礦井出煤經過動篩排除大塊矸石后，產品煤發熱量高達5 600 cal/g，如果按照公司煤炭階梯式售價，只能按照5 200 cal/g牌號的動力煤價格賣出，造成煤質極大過剩，且影響公司效益。有了返煤系統后，通過將2019年因煤炭市場不好堆積在落地煤場地的發熱量稍低（4 000～4 400 cal/g）的煤炭按1∶1比例返裝配比后，搭配成4 800 cal/g的動力煤產品售出，每噸煤可增加收入100元左右的利潤，非常可觀。

第三，通過煤流網絡的聯通，保證了礦井生產和銷售工作的穩定性。由于礦井煤系統、落地存煤系統和堆取料場地系統的聯通，保證了在銷售困難、存煤較多的情況下礦井依然能夠有序生產，無須考慮落地煤場存煤的返裝、銷售工作，保證了礦井生產的穩定性。

3 改造后的生產現狀

返煤系統改造并投入運行后，給礦井生產和選煤廠產品配煤帶來了極大便利，不僅緩解了礦井煤存放的相關問題，而且為礦井和公司銷售提供了更多的銷售方案。在礦井源頭煤質過高或過低的情況下，通過儲料場將產品煤分開存放，在市場合適的時機再將存儲的煤炭分質返洗或返裝入倉，從而滿足市場各種需要。同時，由于返裝系統的便利性，商品煤煤質可以穩定在市場利潤最大化的銷售水平，為公司效益提升做出了杰出貢獻。

2019年選煤廠返煤系統正式投入使用后，至2021年4月份，已經返裝、返洗高低值煤60萬t，經濟部門核算后，返配后的銷售產品較以前直接銷售的動力煤產品，增加了約2 083萬元的經濟效益。同時，高低值煤的返洗搭配工作也給公司維持了一個穩定的客戶市場，不會因為煤炭產品質量的忽高忽低造成客戶的流失[5]。

4 結語

返煤系統的改造和投入使用相當于擴展了選煤廠產品分類存儲空間，同時也給沒有緩沖倉的礦井型選煤廠提供了多種工藝選擇方案，在產品質量搭配上也提供了多種解決方案，可以說解決了礦井型選煤廠來什么煤銷售什么煤的困擾。該反煤系統投入使用后，選煤廠可以自由搭配銷售煤質，高煤質不賣、低煤質不洗，最大限度地提高了市場效益，值得在煤質不穩定的礦井型選煤廠推廣運用。

參考文獻：

[1]謝廣元.選礦學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2001.

[2]張洪海.南屯煤礦選煤廠返煤系統改造研究[J].山東煤炭科技，2011（4）：268.

[3]朱長玉，邢茂儉，任桂飛.淺談選煤廠工作的創新[J].選煤技術，2003（3）：56-插1.

[4]甘道霞.選煤廠反選系統的設計與應用[J].科技風，2017（1）：65-66.

[5]任波.回坡底煤礦選煤廠技術改造方案研究[J].山東煤炭科技，2019（1）：1-2，4.