選煤廠分選方案研究及工業試驗效果評價

龐 亮

（山西焦煤西山煤電西銘礦選煤廠，山西 太原 030053）

0 引言

選煤廠是對原煤進行分選加工的場所，隨著煤礦生產能力和效率的提升，當前選煤廠主要面臨著洗選能力與礦井生產能力不相符、不相匹配的問題。同時，還存在原煤入洗率低、產品結構單一、氣煤資源浪費嚴重等突出問題[1]。本文針對選煤廠存在的上述問題，通過分析原煤煤質、時長需求，對分選方案進行優選，最終達到提升原煤入洗率、對產品結構優化以及實現產品結構多元化的目的。

1 工程概況

與選煤廠相配套的礦井共開采7 個煤層，各煤層在水分、灰分、揮發分、含硫成分、平均發熱量等存在一定的差異，對應各個煤層煤質參數，如表1 所示。

表1 待分選原煤性質

從表1 可以看出，原煤屬于中硫煤，通過選煤廠洗選加工變為低硫煤；原煤屬于高灰煤，旨在通過洗選后獲得中灰沒，將其灰分質量分數控制在20%～30%之間；原煤屬于高揮發分煤，通過洗選后降低原煤的揮發分指標。

總的來講，原煤密度組成中，低密度物和高密度物的占比較高，而中密度物的占比較低，有利于原煤進行分選。根據該煤礦井下接替開采方案，可將不同煤層的原煤進行搭配，從而可以洗選出不同的產品[2]。具體配煤方案如下：

當5#、11#、12-1#和12-2#煤層搭配時，可以獲得低灰煉焦產品；當7#、8#和9#煤層搭配時，可以獲得高品位動力煤。上述配煤方案已經在實際生產中進行驗證，其他配煤方案對應所得的產品還需進一步驗證。

2 分選方案對比

為進一步對配采方案展開深入研究，根據當前已經驗證的配采方案，從中提出四種相對較優的配采方案，并對不同配采方案展開試驗，最終確定出所提出的配采方案是適合生產煉焦配煤還是動力煤[3]。所提出的四種相對較優的配采方案，如表2 所示。

表2 配采方案

基于表2 的配采方案，針對煉焦配煤的生產設定了四種不同的分選下限，包括有6、3、0.25、0 mm；針對動力煤的生產同樣設定的四種不同的分選下限，包括有6、3、1、0.25 mm。不同分選下限對應的加工成本，如表3 所示。

表3 不同產品結構對應不同分選下限的生產成本

2.1 分選方案對比

對不同配采方案對應生產煉焦配煤和動力煤時對應的產品收益進行對比。以方案一為例，9#煤層開采的原煤屬于高內灰煤炭；12-1#煤層開采的原煤屬于低內灰煤層；對應不同分選下限時生產煉焦配煤和動力煤的產品收益對比，如圖1 所示。

圖1 配采方案一洗選煉焦配煤和動力煤的產品收益

如圖1 所示，采用配采方案一時，對應精煤的產率較高；而且同一分選下限的條件時，生產煉焦配煤的產品收益大于生產動力煤。因此，對于配采方案一適合用于生產煉焦配煤。同理得出，采用配采方案二適合用于生產煉焦配煤，配采方案三適合用于生產動力煤，配采方案四適合用于生產煉焦配煤。

2.2 分選下限的確定

對應適用于生產煉焦配煤和動力煤配采方案在不同分選下限的產品收益進行對比，從而得出不同產品結構對應的最佳分選下限參數[4]。

2.2.1 生產煉焦配煤分選下限參數的確定

以配采方案一和配采方案二為例對不同分選下限時所生產煉焦配煤的收益進行對比，對比結果如圖2 所示。

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圖2 分選下限對應煉焦配煤的收益

如圖2 所示，對于同一配采方案時，當分選下限為0 mm 時對應產品的收益最大；而且，在同一分選下限時，配采方案一的收益大于方案二。

綜上所述，當生產煉焦配煤時應將分選下限設定為0 mm，并確定采用配采方案一生產煉焦配煤。

2.2.2 生產動力煤分選下限參數的確定

同理，以配采方案三為例，對不同分選下限對應的動力煤收益進行對比。試驗表明，當分選下限為3 mm 時對應動力煤的收益最大。

綜上所述，當生產動力煤時應將分選下限設定為3 mm。

3 工業性試驗效果評價

表4 不同等級煉焦配煤生產成本及利潤對比

如表4 所示，所謂精煤等級指的是煉焦配煤中的灰分比例，對應的精煤等級越高對應的生產成本最高；但是，隨著精煤等級的增加對應所得煉焦配煤的利潤越高。導致上述現象的主要原因為：隨著精煤灰分比例的升高，對應浮選精煤的灰分比也升高，導致最終精煤的產率增大[5]。

因此，綜合市場需求、原煤煤質特征等綜合因素，當生產煉焦配煤時，為了保證選煤廠的利潤最大化應將其灰分質量分數控制在10%～11%之間。

4 結語

選煤廠為對原煤進行加工的場所，其根據原煤的特征可加工出不同的產品結構，包括有煉焦配煤和動力煤等。針對當前選煤廠洗選能力與煤礦生產能力不相符的問題，從分選工藝層面出發展開系列研究，得出適用于生產動力煤和煉焦配煤對應的最佳配采方案和分選下限等參數。總結如下：

1）適用于生產煉焦配煤的最佳配采方案為9#、9#和12-1#的組合，適用于生產動力煤得最佳配采方案為8#、9#和11#。

2）適用于生產煉焦配煤最佳的分選下限為0 m，適用于生產動力煤的最佳分選下限為3 mm。

3）綜合市場需求、原煤煤質特征等綜合因素，當生產煉焦配煤時，為了保證選煤廠的利潤最大化應將其灰分質量分數控制在10%～11%之間。