淮北礦業集團煤炭洗選加工現狀分析及展望

張國祥，歐戰備，黃海峰

(淮北礦業集團煤炭運銷分公司，安徽 淮北 235000)

1 基本概況

淮北礦業集團公司坐落在安徽省淮北市，前身為淮北礦務局，始建于1958年，1998年改制為淮北礦業(集團)有限責任公司(簡稱“淮北礦業”)，同年由原直屬煤炭部轉為安徽省直屬企業，現已發展成以煤電、化工、現代服務為主導產業，跨區域、跨行業、跨所有制的大型能源化工集團，連續18年進入中國企業500強，名列2019中國企業500強第287位、煤炭企業50強第17位，60年來累計生產原煤9億多噸。

目前，淮北礦業集團公司現有選煤廠9座，設計入洗能力39.50 Mt/a，其中，煉焦煤選煤廠4座，設計入洗能力29.00 Mt/a，年生產精煤1 100 萬t左右；動力煤選煤廠5座，設計入選能力10.50 Mt/a，每年可生產動力混煤800 萬t左右。桃園、祁南、朱仙莊礦3座動力煤選煤廠可根據需要安排生產低灰煉焦精煤。另外，許疃、孫疃、青東、袁店、袁一、袁二等煤礦均設有塊煤復合干法風力排矸車間，孫疃、蘆嶺、許疃等煤礦建成智能選矸系統，作為選前預排矸，排矸能力與礦井生產相匹配。

2 淮北礦業煤炭資源稟賦特性

2.1 煤炭資源豐富

淮北礦區踞蘇魯豫皖四省接連之要沖，臥黃淮海之腹地，包括濉蕭、宿州、臨渙、渦陽四大礦區，東西長40～150 km，南北寬約135 km，總面積9 600 km2，目前煤炭儲量70億t，礦區產能穩定、資源供給充足，淮北礦業集團現有生產礦井18對，核定生產能力36.11 Mt/a；2021年新投產信湖礦1對(設計產能3.00 Mt/a)。根據后期產能變化，“十四五”期間原煤產量維持在30.00 Mt/a左右，年產冶煉精煤1 000萬t以上。

2.2 多為稀缺煤種

煉焦煤是煤炭中的稀缺資源，在我國煉焦煤資源結構中，主要煤種焦、肥(含氣肥)煤在煉焦煤查明資源儲量占比分別為23.6%、12.8%；我國約一半的焦煤、肥煤為高硫煤，而低灰低硫煉焦煤是煉焦的優質基礎煤。從華東區域看，氣煤占本地煉焦煤的78%，余下的焦、肥煉焦煤儲量80%以上在淮北礦區，淮北礦業的焦煤、肥煤、瘦煤等稀缺煤種儲量55 億t，占比約78%。

2.3 煤種優勢明顯

淮北礦業煤炭資源有焦煤、肥煤、氣煤、1/3焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤、無煙煤等八大主要煤種，是華東地區唯一煤種齊全的礦區，多為低中灰、特低硫、特低磷，中高發熱量，粘結性強，結焦性好的“綠色環保型”煤炭。其中煉焦煤產品有焦精煤(10級、11級、12級)、肥精煤(10級、12級)、瘦精煤(11級)、1/3焦精煤(8級、9級)，還可以根據用戶需求進行定制生產。其中，作為煉焦骨架用主焦煤和肥煤年產量在800 萬t左右，占總產量75%以上，是華東地區煤種最齊全的冶煉精煤生產基地。

3 淮北礦業選煤廠布局

3.1 洗選加工發展方向

淮北礦區雖然煤種齊全、煉焦煤資源較為豐富，但煤炭賦存條件差，礦井規模小，原煤灰分高。因此，充分利用資源優勢，依托洗選加工，實施“精煤戰略”是淮北礦業發展的必由之路。淮北礦業集團依靠洗選加工與實施“精煤戰略”，實現了煤炭產品結構優化、市場穩定與經濟效益的最大化，推動了礦區經濟的持續快速發展。

3.2 選煤廠規劃布局

3.2.1 礦區資源煤種分布

淮北礦區包括濉蕭、宿州、臨渙、渦陽四大礦區，其中濉蕭礦區煤種以焦煤、瘦煤、貧瘦煤為主，宿州縣礦區煤種以1/3焦煤、氣煤為主，臨渙礦區煤種以焦煤、肥煤為主，渦陽礦區以焦煤為主。

3.2.2 礦區選煤廠布局

淮北礦業洗選加工以煤炭區域分布、煤種分布特點進行規劃。濉肖、臨渙、渦陽礦區結合焦、肥煤集中的特點，選煤廠按照礦區型和群礦型建設；宿州礦區主要建設礦井型煉焦煤或動力煤選煤廠，部分動力煤選煤廠具備生產低灰煉焦精煤的功能。地質條件相對較差的新區煉焦煤礦井設計建設復合風力排矸系統和煤礦智能選矸系統，進行選前預排矸。

3.2.3 建設集中選煤廠優勢

淮北礦區現有3座礦區型煉焦煤選煤廠，可通過內部運力優勢、資源煤種優勢、可選性互補優勢進行合理配洗，以利于提高選煤綜合效益。礦區型煉焦煤選煤廠可利用礦區內部鐵路運輸線，克服礦區煤質波動變化大、煤種復雜等困難，充分發揮集中洗選質量保證能力強、專業化管理的優勢；兼顧資源需求特點配置的礦井型選煤廠運行成本低、資源利用充分、經濟效益好。

4 淮北礦業洗選加工情況

為實施“精煤戰略”，淮北礦業集團持續加大投入、提升洗選工藝水平。

4.1 洗洗加工能力充足

現有3座礦區型煉焦煤選煤廠，洗選加工能力富余，可定制化生產各品種、各級別煉焦精煤。淮北礦業集團按照煤炭區域分布、煤種分布特點來規劃洗選加工布局，在焦、肥煤分布相對集中的濉蕭、臨渙、渦陽分別建成淮北、臨渙、渦北3座礦區型煉焦煤選煤廠，其中，臨渙選煤廠實際入洗能力達到16.00 Mt/a，實行礦區原煤集中入洗，實現了精煤生產均衡、質量穩定。

4.2 洗選裝備技術領先

煉焦煤選煤廠全部采用全重介旋流器+煤泥浮選聯合工藝，該工藝產品質量保證能力強、洗選效率高。淮北礦業集團煉焦煤選煤工藝經歷了傳統的跳汰選煤、粗精煤重介、中煤重介與當前的重介旋流器選煤工藝。目前，分選精度高、對原煤適應性強、易于實現自動控制的不脫泥無壓給料三產品重介旋流器選煤工藝占主導地位。2018—2019年，臨渙選煤廠、渦北選煤廠率先在行業內使用新型重介旋流器，用5臺S-3GHMC870/410新型重介質旋流器替代10臺傳統1300/930型重介旋流器，簡化了系統、提高了臺時處理量；2018年開始國內首家使用精煤壓濾降水技術，實現單臺壓濾機精煤降水10個百分點。

4.3 洗選加工功能靈活

選煤廠立足以市場調節采場、以洗選加工配置精煤資源，實現市場需求對接精煤、動力煤互換。為適應市場要求，“十一五”至“十三五”期間擴建或改造的桃園、鄒莊、朱仙莊選煤廠，分別具備洗選動力煤和冶煉精煤的要求，可以根據資源狀況和客戶需求實現“宜精則精、宜動則動”，滿足“精動轉換”生產要求，洗選加工功能靈活。

4.4 產品質量保障能力

選煤廠實施技術創新+技術改造+裝備升級+質量預警等手段，全程為產品質量“保駕護航”。近年來，伴隨著國家環保要求的不斷提高、部分省份出臺限煤政策，用煤企業對精煤降水、降灰呼聲日益高漲。為適應市場需求、提高產品競爭力，淮北礦業集團通過創新實施兩段濃縮+兩段回收+二次浮選工藝，進一步提升浮選效果、穩定產品質量、提高精煤產率。先后對淮北部分品牌品種的煉焦精煤進行提質降灰升級，精煤水分降低至當前的10.1%左右。其中，“九神”牌焦精煤、“青龍山牌”瘦精煤為安徽省知名品牌。

4.5 推進智能化建設

淮北礦業集團堅持一廠一策、注重實效、總體規劃、分布實施、創新引領、數據驅動的建設原則，引用成熟示范工程案例，逐步進行智能化選煤廠建設。2017年在渦北選煤廠開展智能化建設，2018年啟動臨渙選煤廠智能化建設，提高選煤廠提質穩質水平，在利用科技手段提高質量管控水平方面，主要開展了入洗原煤自動化控制、重介灰分在線閉環控制、浮選加藥自動化控制等技術攻關。

4.6 實行專業化管理

為提高選煤工效和效益，“十二五”末實行選煤專業化管理。2015年淮北礦業集團實施選煤專業化管理，按照生產、人員、設備、資產專業化和就近管理，將6座礦井選煤廠劃轉礦區選煤廠集中管理，按照委托加工模式，礦、廠單獨計質計量、結算考核。專業化管理后，技術和管理優勢得以充分發揮，選煤廠各項技術、經濟指標明顯提高，介耗、藥耗等消耗性指標居行業前列。

5 淮北礦業洗選技術特點

5.1 煉焦煤洗選加工

5.1.1 重介工藝普遍推廣，技術水平行業領先

淮北礦區煉焦煤選煤廠工藝經歷了從傳統的跳汰選煤、中煤重介到目前的原煤全重介選煤工藝，工藝發展始終走在選煤行業前列。原煤全重介工藝技術在淮北礦區應用嫻熟，該工藝技術已完全適應淮北地區的煤質波動大、煤泥含量高、可選性差的煉焦煤與動力煤的洗選。目前，采用重介工藝選煤數量效率高達98.5%以上；產品質量保障能力強，煤質指標穩定合格率99.5%以上；新型重介旋流器投用后1條重介生產線入洗能力達到4.60 Mt/a，噸原煤介耗多數控制在1.0 kg以下，其它各項技術指標均達到了國內先進水平。

5.1.2 生產規模化、設備大型高效化

淮北礦區選煤廠建設近年來向規模化，設備向大型高效化方向發展，以適應礦區礦井地質條件復雜、礦井產能波動大、煤質波動大、煤種復雜局面。目前，臨渙選煤廠年入洗原煤能力16.00 Mt，渦北選煤廠年入洗能力達到6.00 Mt，淮北選煤廠(南北區)和蘆嶺選煤廠入洗能力也均達到3.50 Mt/a。

5.1.3 創新新型脫泥浮選工藝

淮北礦區各廠針對不同煤質狀況及工藝條件，在煤泥浮選及煤泥水處理方面采用了不同的處理方式，并在運行中不斷進行改進、完善及創新。針對濃縮浮選入浮濃度高的問題，經多年研究，突破了濃縮浮選與直接浮選的局限，充分發揮濃縮機脫泥穩定、操作方便、可控性強的優勢，把濃縮浮選與直接浮選工藝完美地結合在一起，充分運用“淺度濃縮、底流大排放浮選”操作優勢，創新新型脫泥浮選工藝，實現了重介選煤與煤泥水處理最優嫁接。新型脫泥浮選工藝實施以來，浮選指標得到極大改善，取得了較好的使用效果。

5.1.4 基于“2+2+2”新型煤泥水處理工藝技術研究取得積極進展

“十三五”期間，淮北礦業在“2+2創新模式煤泥水流程”基礎上進行創新，成功推出了“2+2+2”新型煤泥水處理工藝，即：對煤泥水處理采用2次脫泥+2次浮選+浮選精煤2級脫水回收工藝。在蘆嶺選煤廠、臨渙選煤廠等煤泥水系統改造中采用“2+2+2”新型煤泥水處理工藝取得了突破，浮選精煤灰分降低約1個百分點，極大降低了浮選精煤“背灰”幅度，提高了精煤綜合產率，降低了浮選藥劑消耗，節約了生產成本。浮選精煤采用兩級脫水，取消摻粗環節，浮選精煤水分也達到了與加壓過濾脫水相當的效果，與加壓過濾脫水工藝相比，解決了濾液閉路循環的問題，維護檢修量大幅降低，生產成本低，值得推廣應用。

5.1.5 在地質條件相對復雜的新區建設復合干法風力排矸和智能選矸系統，發揮選前預排矸作用

新建煉焦煤礦井井口設置塊煤復合干法風力排矸和煤礦智能選矸系統，作為選前預排矸，能力與礦井配套。該工藝的應用，可有效解決礦區型選煤廠矸石堆放、銷售問題，釋放礦區內部鐵路運輸系統壓力，降低了洗選加工成本。從干選廠運行效果來看，礦井單系統降灰深度可達4～5個百分點。

5.2 動力煤洗選加工

5.2.1 動力煤分選創新性推出了線性配洗工藝，適應性大大增強

淮北礦業集團動力煤洗選從無到有，從純分級入洗到線性配洗，系統、工藝適應性逐步增強，工藝技術與裝備水平不斷提高。對原動力煤生產工藝進行完善，采用原煤二次篩分，篩上物入洗與篩下物任意比例配洗工藝，使動力煤廠可以根據市場需要定制化加工動力煤產品，市場適應度極大提高，加工成本最大程度降低，資源利用率盡可能最高。

5.2.2 率先在動力煤生產工藝中引入無壓三產品重介分選工藝

國內首創將無壓三產品重介旋流器分選工藝應用于動力煤洗選生產中，分選效率大大提高，實現了低密度分選，提高了資源回收效率與市場適應性。同時，選煤廠可根據礦井煤炭資源條件與市場需要，安排生產任意規格的動力煤，或生產低灰煉焦精煤，增加了工藝系統的靈活性，進一步提高了淮北礦業集團精煤加工能力，增強了市場競爭力。

5.2.3 新型粗、細煤泥回收新工藝成功應用，簡化了動力煤生產系統，提高了資源回收率

根據淮北礦區的煤質特點，成功引入新型粗、細煤泥回收工藝技術，即：斜管深錐+沉降過濾式離心機回收粗煤泥、細煤泥壓濾回收聯合，粗細煤泥回收效率高，系統簡化，經濟效益好。目前集團公司桃園、祁南等礦井選煤廠均采用這一工藝，運行效果好。

5.2.4 融合原煤全重介與二次篩分線性配洗、新型粗煤泥回收工藝技術，建設功能靈活的選煤廠

在資源利用價值較高的動力煤礦井，建設二次篩分線性配洗+原煤全重介+新型粗煤泥回收工藝的新型動力煤選煤廠，對其工藝進行必要改造，使本類選煤廠正常條件生產市場需要的動力煤，在市場需要精煤時，生產低灰精煤，從而實現資源最大程度的增值。

5.2.5 有針對性引用煤泥干燥技術，取得了經濟、社會效益最優化

“十二五”期間，淮北礦業根據不同選煤廠的煤泥特性，采用不同脫水方法。針對朱仙莊礦煤泥熱值高的特點，引進壓濾煤泥火力干燥系統，干燥后煤泥摻入商品煤銷售，使煤泥由副產品變為主產品。2021年，集團公司“向煤泥要效益”，提出煤泥壓干摻燒建議，桃園選煤廠、臨渙選煤廠西區先后進行煤泥壓濾技術改造，實現了單臺壓濾機煤泥降水達10個百分點，目前2座選煤廠均實現煤泥壓干摻燒，后期礦區將逐步推廣煤泥壓干技術。綜合回收利用煤炭資源，解決了環保問題，取得了經濟、社會效益最優化。

6 結 語

6.1 強化精煤戰略，充分發揮煉焦煤資源品種優勢與三大礦區型選煤廠功能，打造華東地區最大煉焦煤洗選加工基地

展望后期，淮北礦業將繼續實施選煤專業化管理，構建以淮北、臨渙、渦北三大選煤廠為中心的具有淮北礦區特色的洗選加工中心，發揮專業化管理的優勢，科學調配礦區入選資源，提高洗選效率、效益，打造工藝先進、技術一流、管理高效、效益顯著的洗選加工基地。

6.2 探索煉焦煤資源特性研究，加強新技術、新工藝、新材料的運用，打造國內一流高效選煤廠

淮北礦業將繼續加強與高校和科研院所的溝通聯系，深度探索淮北礦區煉焦煤資源特性，實現資源與市場對接；緊跟大型、高效選煤設備與新技術、新材料、新工藝的發展，不斷推進公司洗選加工工藝、技術、裝備等進步；大力推進選煤廠“物聯網技術”，重點提高選煤廠“人工智能+選煤AI”控制水平，建設現代化高效選煤廠。

6.3 加強市場研判分析與資源研究，深度探索研究精煤降灰、降水技術，推進精煤產品柔性定制化生產

淮北礦業將探索研究選煤行業發展在布局、技術、裝備、精細化洗選等方面謀求新的突破，以適應煤炭細分市場的變化；探索研究精煤精細化洗選技術，開展煉焦煤洗選產品結構優化調整研究，以適應市場對煉焦精煤的降灰、降水等質量要求提高的新形勢。