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摘要:

分析了唐家會(huì)礦選煤廠入洗原煤煤質(zhì)情況;為了使選煤廠能適應(yīng)煤質(zhì)變化及市場需求，以可全級入洗也可部分入洗為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了塊煤重介質(zhì)淺槽+末煤重介質(zhì)旋流器+粗煤泥螺旋分選的工藝流程;取得了較好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞:

選煤廠;動(dòng)力煤;工藝設(shè)計(jì);應(yīng)用

煤炭在我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占有重要地位，但同時(shí)煤炭的低效率使用造成的能源和環(huán)境等問題日益突出，因此在我國發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)已刻不容緩。為適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，增強(qiáng)市場的競爭力，鄂爾多斯市華興能源有限責(zé)任公司在建設(shè)唐家會(huì)煤礦的同時(shí)配套建設(shè)了唐家會(huì)煤礦選煤廠，既符合國家合理利用煤炭資源的產(chǎn)業(yè)政策，又可優(yōu)化企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，適應(yīng)煤炭市場對高質(zhì)量、多品種產(chǎn)品的要求，增加企業(yè)駕馭市場的能力。

1工藝設(shè)計(jì)路線

1.1入洗原煤煤質(zhì)分析唐家會(huì)礦選煤廠為唐家會(huì)煤礦配套工程，規(guī)模為15.00Mt/a。唐家會(huì)煤礦原煤灰分(Ad)30.42%、水分(Mt)11.75%、發(fā)熱量(Qnet.ar)17.57MJ/kg。選煤廠入選原煤粒度及浮沉組成見表1、表2。從表1看出:(1)原煤灰分總計(jì)為30.42%，屬中高灰分煤。13～6mm主導(dǎo)粒度級產(chǎn)率為20.86%;原煤灰分隨粒度減小而降低，表明矸石的硬度比煤的硬度偏高。(2)大于50mm粒級含量占全樣的30.85%，灰分31.60%，塊煤量較多。矸石含量占全樣的4.43%，屬中含矸煤;小于0.5mm原生煤泥產(chǎn)率為3.88%，含量較低，灰分小于原煤灰分，說明煤比矸石容易破碎。從表2看出:(1)除小于0.5mm外，各粒度級1.3～1.4kg/L密度級均為主導(dǎo)密度級，且基元灰分較高，不易分選出低灰煤;其次為大于2.0kg/L密度級，而且灰分較高，有利于產(chǎn)品降灰;中間密度物含量較少，各粒級可選性比較一致。(2)各粒級中大于2.0kg/L密度級的灰分均大于70%，矸石較純;利于產(chǎn)品降灰。(3)與本級原煤灰分相比，各粒度級浮沉煤泥灰分均稍高，但占全樣產(chǎn)率較低，表明矸石泥化輕微。(4)小于0.5mm粒級的浮沉組成中以1.4～1.5kg/L密度級為主導(dǎo)密度級，且基元灰分較其他粒度級灰分偏低;從1.5～0.5mm浮沉組成可以看出，中間密度物含量較多，粗煤泥屬于難選煤。根據(jù)煤質(zhì)分析，唐家會(huì)礦原煤具有低硫、低磷、抗碎強(qiáng)度高、熱值高、揮發(fā)分高、煤質(zhì)變化較小、煤灰軟化溫度較高等特點(diǎn)，是良好的民用及動(dòng)力用煤。唐家會(huì)礦選煤廠產(chǎn)品主要供周邊電廠。根據(jù)電廠對產(chǎn)品煤的質(zhì)量要求，唐家會(huì)礦選煤廠產(chǎn)品指標(biāo)確定為:混煤:水分(Mt)不大于14%，發(fā)熱量17.97～22.15MJ/kg;矸石:灰分(Ad)大于70%;壓濾煤泥:摻入電煤或晾干后地銷。

1.2選煤工藝流程的確定

1.2.1入選方式的確定唐家會(huì)礦選煤廠要求產(chǎn)品方案靈活多變。為降低生產(chǎn)成本，在發(fā)熱量滿足要求的情況下，應(yīng)盡可能減少入洗量。滿足這種要求的最佳入洗方式就是分級、分流入洗，根據(jù)市場及煤質(zhì)情況，塊煤、末煤、粉煤都既可全部入洗，又可部分入洗，實(shí)現(xiàn)塊煤、末煤、粉煤無級分選。結(jié)合唐家會(huì)礦區(qū)原煤具有煤層灰分高、夾矸含量大、煤質(zhì)波動(dòng)性大等特點(diǎn)，采用分級入洗，當(dāng)煤質(zhì)較好或生產(chǎn)普通動(dòng)力煤產(chǎn)品時(shí)，只洗選塊煤，末煤可不洗，精煤和末煤分別裝倉，產(chǎn)品配煤銷售，產(chǎn)品品種多，適應(yīng)市場能力強(qiáng)。

1.2.2選煤方法的確定從產(chǎn)品方案、可選性分析來看，分選密度為1.8g/cm3左右。從技術(shù)角度看，分選塊煤時(shí)，動(dòng)篩跳汰選煤方法精煤產(chǎn)品回收率低于重介質(zhì)選煤方法;分選末煤時(shí)，跳汰選煤方法精煤產(chǎn)品回收率遠(yuǎn)低于重介質(zhì)選煤方法。對于特大型選煤廠，經(jīng)濟(jì)效益相差明顯。而重介質(zhì)選煤方法受煤質(zhì)可選性變化影響較小，能夠適應(yīng)難選煤的分選，并可以達(dá)到理想的分選效果，分選效率較高。對于動(dòng)力煤選煤廠粗煤泥的分選，可采用工藝簡單且分選精度高的螺旋分選機(jī)分選。通過對選煤廠產(chǎn)品和技術(shù)的分析和論證，確定采用原煤脫泥分級入選，即200～13mm塊煤采用重介質(zhì)淺槽分選，13～1.5mm末煤采用兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝，1.5～0.25mm粒級粗煤泥采用螺旋分選機(jī)分選，小于0.25mm細(xì)煤泥不洗選直接回收。選煤廠工藝流程見圖1。

1.3工藝布置特點(diǎn)選煤工藝流程和設(shè)備選型確定后，工藝布置是選煤廠設(shè)計(jì)水平的高度體現(xiàn)。工藝布置應(yīng)從生產(chǎn)管理和生產(chǎn)操作的方便性入手，對工藝設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃，是選煤工藝靈魂的客觀體現(xiàn)。地面工藝布置功能分區(qū)明確，煤流順暢，整體布置緊湊，充分考慮風(fēng)向、朝向問題，主要建構(gòu)筑物全部采用東西坐落、南北朝向，充分利用南北朝向房冬暖夏涼的特點(diǎn)，節(jié)約能源。廠房布置是選煤工藝設(shè)計(jì)的重要組成部分，要根據(jù)工藝總平面布置、工藝流程圖、設(shè)備選型資料以及生產(chǎn)經(jīng)營管理要求等，將廠房和設(shè)備綜合而合理地在廠房(設(shè)施)的平面及剖面上進(jìn)行布置。隨著選煤工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，模塊式廠房布置成為現(xiàn)階段廠房工藝布置的潮流和導(dǎo)向，具有以下特點(diǎn):設(shè)備大型化，作業(yè)環(huán)節(jié)單機(jī)化，全廠系統(tǒng)化;系統(tǒng)模塊化，單層廠房大廳式布置，設(shè)備檢修方便;布置緊湊，廠房體積小，節(jié)省投資。主廠房布置結(jié)合工藝布置的總體要求和塊、末煤生產(chǎn)系統(tǒng)單獨(dú)入洗的需要，設(shè)備布置結(jié)合了“模塊選煤廠”及“傳統(tǒng)選煤廠”的優(yōu)點(diǎn)，采用“階梯狀”大跨度的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)形式，投資省，是美觀又實(shí)用的新型高效選煤廠。主廠房布置為一聯(lián)合車間，包括塊煤分選系統(tǒng)、末煤分選系統(tǒng)、粗煤泥分選回收系統(tǒng)、煤泥壓濾系統(tǒng)等作業(yè)。

1.4設(shè)計(jì)特點(diǎn)選煤廠設(shè)計(jì)充分考慮各種工藝設(shè)備和工藝環(huán)節(jié)的要求，達(dá)到生產(chǎn)系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的相互配套和協(xié)調(diào)，并實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的高效生產(chǎn)。其工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn):(1)工藝設(shè)計(jì)先進(jìn)，對應(yīng)不同粒度采用先進(jìn)的分級入選工藝。200～13mm粒級采用重介質(zhì)淺槽分選機(jī)，處理能力大、分選精度高、介耗低;13～1.5mm采用大直徑重介質(zhì)旋流器，是分選該粒級最為有效的工藝;1.5～0.25mm粒級采用螺旋分選機(jī)分選，既可有效分選，又可降低全廠介耗，成本低。(2)三種工藝配置合理，可實(shí)現(xiàn)全廠分系統(tǒng)布置，為設(shè)備選型、簡化系統(tǒng)工藝流程提供了條件。(3)三種分選工藝的入料粒級都處于各粒級所采用分選設(shè)備的最佳分選范圍內(nèi)，而且每種分選設(shè)備的有限分選粒級都可合理交叉，從而滿足實(shí)際生產(chǎn)煤質(zhì)變化及用戶要求變動(dòng)的需要。(4)系統(tǒng)配置時(shí)，塊、末煤系統(tǒng)的生產(chǎn)能力都考慮了一定的富余量，以適應(yīng)將來生產(chǎn)時(shí)塊煤分選下限由13mm降低到6mm，末煤系統(tǒng)分選上限由13mm提高到70mm的可行性。(5)設(shè)備選型具有技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、整體配套、高效低耗、可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，主要設(shè)備或其關(guān)鍵部位選擇世界知名的選煤設(shè)備供貨商提供的產(chǎn)品。(6)分選系統(tǒng)按獨(dú)立的雙系統(tǒng)設(shè)置，既可獨(dú)立生產(chǎn)，又可聯(lián)合使用，系統(tǒng)切換方便，靈活性強(qiáng)。

2工藝應(yīng)用實(shí)踐

2.1生產(chǎn)準(zhǔn)備礦井原煤煤質(zhì)發(fā)熱量15.88～16.72MJ/kg，結(jié)合礦井掘進(jìn)煤生產(chǎn)情況及用戶對煤質(zhì)的要求，選煤廠制定兩種生產(chǎn)方案:(1)生產(chǎn)一種混煤(18.81MJ/kg以上)產(chǎn)品時(shí)，末煤70%～80%入洗，塊煤全入洗，具體入洗比例根據(jù)生產(chǎn)煤質(zhì)而定。(2)生產(chǎn)塊煤(20.90MJ/kg以上)和混煤(18.81MJ/kg以上)兩種產(chǎn)品時(shí)，末煤90%～100%入洗，塊煤全入洗。

2.2生產(chǎn)組織根據(jù)市場需求，生產(chǎn)組織方案如下:(1)當(dāng)生產(chǎn)發(fā)熱量18.81MJ/kg左右混煤時(shí)，采取塊煤全入洗，末原煤按80%比例進(jìn)行入洗，混煤商品煤產(chǎn)率47%，平均灰分21.35%;煤泥產(chǎn)率8.9%，平均灰分24.57%。(2)當(dāng)生產(chǎn)20.90MJ/kg塊精煤時(shí)，同時(shí)要求混煤發(fā)熱量在18.81MJ/kg左右，采取塊、末原煤全入洗，塊煤產(chǎn)率17.2%，平均灰分18.10%;混煤產(chǎn)率27.3%，平均灰分21.35%;煤泥產(chǎn)率約為9.0%，平均灰分24.57%。

2.3生產(chǎn)指標(biāo)唐家會(huì)礦選煤廠自2015年3月26日帶煤帶介試運(yùn)轉(zhuǎn)以來，截止到2015年10月14日生產(chǎn)調(diào)試期間，共計(jì)入選原煤641996t，平均灰分38.73%，發(fā)熱量13.89MJ/kg。其中:入選南山堆放的劣質(zhì)工程煤224965t，占全部原煤35.04%，平均灰分40.26%，發(fā)熱量12.97MJ/kg;入選礦井掘進(jìn)煤417031t，占全部原煤64.96%，平均灰分37.81%，發(fā)熱量14.30MJ/kg。選煤廠洗選產(chǎn)品:塊煤產(chǎn)品24724.2t，占全部比例3.85%，灰分18.90%，發(fā)熱量21.07MJ/kg;混煤303279.3t，占全部比例47.24%，灰分21.25%，發(fā)熱量19.40MJ/kg;煤泥61407.6t，占全部比例9.57%，灰分24.95%，水分26.5%，發(fā)熱量12.73MJ/kg，選煤產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，完全滿足用戶需求。

3結(jié)語

采用塊煤重介質(zhì)淺槽+末煤重介質(zhì)旋流器+粗煤泥螺旋分選的動(dòng)力煤洗選工藝，使唐家會(huì)礦選煤廠既可以實(shí)現(xiàn)全部入洗，也可部分入洗，能更好地適應(yīng)市場需求，節(jié)約洗選成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。該工藝也是目前國內(nèi)較為廣泛使用的動(dòng)力煤洗選工藝。

參考文獻(xiàn)

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［4］匡亞莉．選煤工藝設(shè)計(jì)與管理(設(shè)計(jì)篇)［M］．徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006．

作者：方慶洲 樊李興 單位：淮礦西部煤礦投資管理有限公司 山西約翰芬雷華能設(shè)計(jì)工程有限公司 北京分公司