方慶洲

(淮礦西部煤礦投資管理有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

淮礦西部公司鄂爾多斯地區(qū)選煤廠技術(shù)管理實(shí)踐

方慶洲

(淮礦西部煤礦投資管理有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

根據(jù)淮礦西部公司鄂爾多斯地區(qū)選煤廠的實(shí)際狀況，闡述了各選煤廠的洗選工藝與設(shè)備，針對各工藝系統(tǒng)存在的問題，提出了優(yōu)化與整改方案。新技術(shù)、新工藝、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用，對于完善各工藝系統(tǒng)具有重要作用，也為企業(yè)的發(fā)展與壯大奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

選煤廠；技術(shù)管理；整改與優(yōu)化

淮礦西部煤礦投資管理有限公司(以下簡稱淮礦西部公司)在鄂爾多斯地區(qū)有三座動力煤選煤廠，分別為泊江海子礦選煤廠、唐家會礦選煤廠、色連二礦選煤廠，總設(shè)計能力為35 Mt/a。其中，泊江海子礦選煤廠位于鄂爾多斯市東勝區(qū)泊江海子鎮(zhèn)，設(shè)計能力為10 Mt/a；唐家會礦選煤廠位于鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗薛家灣鎮(zhèn)，設(shè)計能力為15 Mt/a；色連二礦選煤廠位于鄂爾多斯市東勝區(qū)罕臺鎮(zhèn)，設(shè)計能力為10 Mt/a。三座選煤廠的洗選工藝差別不大，主選工藝均為淺槽重介質(zhì)分選機(jī)分選、有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選、煤泥水三段濃縮的聯(lián)合工藝，唐家會礦選煤廠增設(shè)了螺旋分選機(jī)分選工藝。

根據(jù)選煤廠所在地區(qū)環(huán)境，結(jié)合入選原煤煤質(zhì)特征，考慮當(dāng)前的選煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，淮礦西部公司采用新技術(shù)(深度篩分技術(shù))、新工藝(三段濃縮工藝)、先進(jìn)設(shè)備(弛張篩等)對工藝系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化與整改。各選煤廠工藝系統(tǒng)的完善，有利于快速適應(yīng)市場需求變化，提升企業(yè)市場競爭力。

1 煤田概況

1.1 煤種分布

鄂爾多斯地區(qū)煤田主要為石炭二迭紀(jì)和侏羅紀(jì)復(fù)合煤田，南部礦區(qū)的原煤煤質(zhì)優(yōu)于北部，東部礦區(qū)的原煤煤質(zhì)優(yōu)于西部。東勝礦區(qū)各可采煤層的浮煤揮發(fā)分在32.38%～43.56%之間，煤的粘結(jié)指數(shù)為0，透光率在50%以上，根據(jù)GB 5751—86《中國煤炭國家分類標(biāo)準(zhǔn)》[1]劃分，該煤層煤種主要為不粘煤(BN31)和長焰煤(CY41)。其中，4-2煤層煤種為不粘煤(BN31)和長焰煤(CY41)，其他煤層煤種均以不粘煤為主，長焰煤(CY41)有零星分布。準(zhǔn)格爾礦區(qū)各可采煤層的浮煤揮發(fā)分大于37%，煤的粘結(jié)指數(shù)在0～1之間，透光率在81%～84%之間，根據(jù)GB 5751—86《中國煤炭國家分類標(biāo)準(zhǔn)》劃分，主采煤層煤種均為長焰煤(CY41)。

1.2 煤質(zhì)特征

鄂爾多斯地區(qū)煤中的有害成分少，原煤煤質(zhì)差異較小，煤灰軟化溫度較高，原煤具有中/中高灰、低/低中硫、低磷、高抗碎強(qiáng)度、高揮發(fā)分的特點(diǎn)，是良好的民用煤和動力用煤，適合作為火力發(fā)電原料、工業(yè)鍋爐燃料等，也可作為煤化工用煤和氣化用煤，還可在建材工業(yè)、化學(xué)工業(yè)中作為焙燒材料。

鄂爾多斯地區(qū)的煤炭變質(zhì)程度低，內(nèi)部空隙發(fā)達(dá)，內(nèi)在水分較高，平均水分在10%以上。原煤水分較高致使選后產(chǎn)品脫水難度大，進(jìn)而影響商品煤發(fā)熱量。煤層頂?shù)装搴蛫A矸巖多為泥巖、頁巖，提升到地面易風(fēng)化，遇水易泥化，泥化后的細(xì)泥均為極細(xì)顆粒，給后續(xù)煤泥水處理帶來不利影響。

2 洗選工藝與設(shè)備

2.1 洗選工藝

就原煤洗選原則流程來看，泊江海子礦選煤廠與色連二礦選煤廠相同，唐家會礦選煤廠略有不同。泊江海子礦選煤廠的洗選工藝為200～13 mm粒級由淺槽重介質(zhì)分選機(jī)分選、13～1.5 mm粒級由有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選、煤泥水三段濃縮的聯(lián)合工藝，唐家會礦選煤廠洗選工藝為200～13 mm粒級由淺槽重介質(zhì)分選機(jī)分選、13～1.5 mm粒級由有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選、1.5～0.25 mm粒級由螺旋分選機(jī)分選、煤泥水三段濃縮的聯(lián)合工藝，色連二礦選煤廠的洗選工藝為200～13(17)mm粒級由淺槽重介質(zhì)分選機(jī)分選、13(17)～6 mm粒級由有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選、煤泥水三段濃縮的聯(lián)合工藝。泊江海子礦選煤廠和色連二礦選煤廠的原煤洗選原則流程如圖1、圖2所示。

2.2 洗選設(shè)備

淮礦西部公司鄂爾多斯地區(qū)三座選煤廠的主選設(shè)備、脫水設(shè)備及工業(yè)電視監(jiān)控與自動化、煤泥水處理設(shè)備的水平均達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)技術(shù)水平。洗選

圖1 唐家會礦選煤廠原煤洗選原則流程

圖2 色連二礦選煤廠原煤洗選原則流程

設(shè)備主要包括W26F60淺槽重介質(zhì)分選機(jī)、LA1300兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器、10/10SC13/7/C/3螺旋分選機(jī)，脫水設(shè)備主要包括FLL-1500W臥式振動離心機(jī)、BSB1420篩網(wǎng)沉降式離心機(jī)、FFL-1200L煤泥離心機(jī)、AHF2448高頻篩、KMZG600/2000-U快開壓濾機(jī)，篩分設(shè)備主要包括FLZ-1-4373X-2×FE44香蕉篩、BHS40100博后篩、KRL/ED3000×9弛張篩，煤泥水濃縮設(shè)備主要包括GZN-35自動液壓提耙式濃縮機(jī)、BAWJ-500T與BTTF-500T型自動加藥裝置。洗選設(shè)備、脫水設(shè)備、篩分設(shè)備的主要工藝參數(shù)如表1、表2、表3所示。

表1洗選設(shè)備主要工藝參數(shù)

Table1Maintechnicalparametersofwashingequipment%

設(shè)備名稱入選粒度/mm分選密度/(g·cm-3)分選精度W26F60淺槽重介質(zhì)分選機(jī)13～2001.40～2.00≤0.03LA1300兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器1.5～131.40～2.00≤0.04310/10SC13/7/C/3螺旋分選機(jī)0.25～1.51.40～2.00-

表2 脫水設(shè)備主要工藝參數(shù)Table 2 Main technical parameters of dewatering equipment %

表3 篩分設(shè)備主要工藝參數(shù)Table 3 Main technical parameters of screening equipment

3 新技術(shù)的應(yīng)用

3.1 深度篩分技術(shù)的應(yīng)用

原煤經(jīng)洗選后，各粒級產(chǎn)品的灰分均有所下降，但其水分隨之上升。隨著原煤入選粒度的減小，商品煤發(fā)熱量上升幅度減小；對于入浮煤泥(<0.25 mm 粒級)來說，由于顆粒的比表面積成倍增加，產(chǎn)品水分更高，商品煤發(fā)熱量大幅下降?？傊?，隨著原煤入選粒度下限的降低，產(chǎn)品灰分下降，商品煤發(fā)熱量增大；而隨著產(chǎn)品水分的增加，商品煤發(fā)熱量降低，特別是原煤入選粒度下限降低后，分級效率下降，洗選煤泥數(shù)量增多，商品煤發(fā)熱量呈下降趨勢[2-4]。針對鄂爾多斯地區(qū)選煤工藝存在的缺陷，為了減少煤泥數(shù)量，2012年色連二礦選煤廠選用了深度篩分技術(shù)。

為了確定原煤的最佳入選粒度下限，分別以粒度下限為0、3、6、13 mm的原煤進(jìn)行研究。從原煤不同入選粒度下限時的經(jīng)濟(jì)效益曲線(圖3)可以看出：就經(jīng)濟(jì)效益來看，入選粒度下限為0 mm(即原煤全部入選)的高于入選粒度下限為 13 mm的，入選粒度下限為6 mm的高于入選粒度下限分別為0、13 mm的。在入選粒度下限為3 mm 時，經(jīng)濟(jì)效益受分級效率影響較大，當(dāng)分級效率小于50%時，該入選粒度下限下的經(jīng)濟(jì)效益小于入選粒度下限為6 mm的；當(dāng)分級效率達(dá)到50% 時，該入選粒度下限下的經(jīng)濟(jì)效益與入選粒度下限為6 mm的接近，但優(yōu)勢不明顯；當(dāng)分級效率分別達(dá)到60%和70%時，經(jīng)濟(jì)效益均很顯著。以目前的技術(shù)條件，3 mm分級效率在60%以上時存在較大的技術(shù)風(fēng)險[4-5]。因此，以6 mm作為原煤的最佳入選粒度下限。

圖3 原煤不同入選粒度下限時的經(jīng)濟(jì)效益曲線

2015年1月26日色連二礦選煤廠建成投產(chǎn)，3—5月入選原煤質(zhì)量較好，水分在20%～24%之間，發(fā)熱量在18.83 MJ/kg左右。采用弛張篩對原煤進(jìn)行 6 mm分級，分級效果較好，分級效率在70%～90%之間，壓濾煤泥量僅為原煤入選量的1%～1.5%。在6—8月期間，井下掘進(jìn)煤的比例逐漸增大，入選原煤水分在22%～25%之間，發(fā)熱量在14.64 MJ/kg左右，此時弛張篩分級效率在60%～80%之間，壓濾煤泥量占原煤入選量的4%～5%。這說明當(dāng)原煤全水分在20%～25%時，采用弛張篩對其進(jìn)行6 mm分級，完全滿足洗選要求[6-8]。

近10個月的生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用深度篩分技術(shù)，減少入選粉煤量，不但可以簡化煤泥水處理系統(tǒng)工藝，減輕煤泥水處理系統(tǒng)壓力，而且可以降低生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用，提高商品煤質(zhì)量。

3.2 三段濃縮工藝的應(yīng)用

根據(jù)入選原煤煤質(zhì)特征，為了保證煤泥水能夠得到有效處理，淮礦西部公司鄂爾多斯地區(qū)選煤廠工藝設(shè)計中選用了煤泥水三段濃縮工藝[9]，而沒有采用該地區(qū)普遍使用的一段濃縮工藝。

三段濃縮工藝是將兩臺濃縮機(jī)串聯(lián)使用，生產(chǎn)系統(tǒng)中的煤泥水由一段濃縮機(jī)進(jìn)行初步濃縮，一段濃縮機(jī)溢流作為二段濃縮機(jī)的入料，而其底流由粗煤泥處理系統(tǒng)分選、回收，二段濃縮機(jī)溢流作為循環(huán)水，其底流由壓濾機(jī)回收，壓濾機(jī)濾液由三段濃縮機(jī)凈化。

與單段濃縮工藝相比，三段濃縮工藝中煤泥水的有效沉降面積增加，煤泥水處理工藝指標(biāo)得到提高。另外，粗煤泥可單獨(dú)作為產(chǎn)品銷售，也可摻入混煤產(chǎn)品銷售，優(yōu)化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

3.3 篩網(wǎng)沉降離心機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

將篩網(wǎng)沉降離心機(jī)的入料三通閥由手動優(yōu)化為電動，即在三通閥的基礎(chǔ)上增加電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過該機(jī)構(gòu)控制閥門的開度。電控系統(tǒng)可根據(jù)各設(shè)備的負(fù)載情況自動調(diào)節(jié)入料量，無需人工操作，降低了工人勞動強(qiáng)度[10]。

在增加電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)鼓篩網(wǎng)段進(jìn)行優(yōu)化，將轉(zhuǎn)鼓篩網(wǎng)段的篩網(wǎng)更換成模塊化的裝配式篩網(wǎng)。在對篩網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化后，其開孔率由3.40%提高到4.40%，脫水效果得到改善。

4 存在問題與解決方案

4.1 商品煤水分高

鄂爾多斯選煤廠位于嚴(yán)寒地區(qū)，冬季溫度很低，容易發(fā)生凍倉、堵倉現(xiàn)象。因此，對于該地區(qū)選煤廠來說，“降水”與降灰同等重要。為確保商品煤水分滿足客戶要求，首先要從源頭上控制煤炭水分，井下煤炭開采過程中要嚴(yán)格控制礦井水的流向，防止其混入煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)。其次，對于頂板水可以提前排放，以減小回采時的涌水量；此外，可以在采掘施工地點(diǎn)設(shè)置排水設(shè)施，杜絕礦井水的混入。泊江海子礦在井下設(shè)置了疏水巷，有效實(shí)現(xiàn)了煤水分離，確保井下水不混入煤炭。另外，對于出煤系統(tǒng)，要做到“無煤停水、停車停水、煤潮停水”，防止煤炭水分過高。通過優(yōu)化原煤洗選工藝，降低入選粉煤水分，選用深度篩分技術(shù)，可以使煤泥水分下降大約50個百分點(diǎn)。

針對冬季容易發(fā)生的凍倉、堵倉現(xiàn)象，采用氣暖為選煤廠廠房、皮帶棧橋、濃縮池等部位進(jìn)行供暖；分別采用加熱板、加熱帶對裝車站卸料閘門、矸石倉下溜槽進(jìn)行加熱，并選用合適的保溫層為室外管路防寒；商品煤裝車前，在火車車廂內(nèi)噴灑防凍液，防止商品煤與車廂凍結(jié)在一起。

4.2 原煤灰分波動較大

根據(jù)研究結(jié)果，入選原煤灰分對精煤產(chǎn)率有重要影響，其每增加1個百分點(diǎn)，精煤產(chǎn)率下降約1.67個百分點(diǎn)。按原煤入選量10 Mt/a計算，如果入選原煤灰分增加1個百分點(diǎn)，商品煤產(chǎn)量將會減少16.70萬t/a。入選原煤灰分的頻繁波動，不但導(dǎo)致需要頻繁調(diào)整洗選工藝參數(shù)，而且致使介質(zhì)、藥劑等消耗量增加，還會使設(shè)備維護(hù)費(fèi)用升高，生產(chǎn)成本增大。

因此，在煤炭開采過程中要合理安排采場布局，有效控制原煤灰分，保證入選原煤質(zhì)量相對穩(wěn)定。針對含矸量較大的毛煤，可采用淺槽重介質(zhì)分選機(jī)實(shí)現(xiàn)井下排矸，這樣不但能增加塊煤產(chǎn)率，而且能相對提高煤炭的運(yùn)輸能力。在各選煤廠建設(shè)原煤均質(zhì)化儲煤場，將不同質(zhì)量的原煤分類儲存，通過“橫鋪豎取”的方式實(shí)現(xiàn)配煤入選，確保入選原煤質(zhì)量穩(wěn)定。在選煤生產(chǎn)過程中，各選煤廠要充分發(fā)揮自主生產(chǎn)意識，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)洗選產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定且滿足客戶要求。

5 結(jié)語

選用先進(jìn)洗選技術(shù)，優(yōu)化選煤工藝與設(shè)備，推行現(xiàn)代化管理措施，探索切實(shí)可行的煤炭洗選加工方案，是實(shí)現(xiàn)煤炭清潔利用的重要途徑。擁有先進(jìn)、適應(yīng)性強(qiáng)的選煤工藝與方案，才能對市場需求變化做出快速反應(yīng)，提高產(chǎn)品市場競爭能力。只有充分發(fā)揮選煤作用，建立完善的選煤廠管理體系，才能增加企業(yè)效益?；吹V西部公司鄂爾多斯選煤廠結(jié)合入選原煤煤質(zhì)特征，推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，優(yōu)化各選煤環(huán)節(jié)，有力地保證了洗選產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定，對于提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

[1] GB 5751—86 中國煤炭國家分類標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 方 爽,杜 杰,趙宏霞.賓得弛張篩在張集選煤二廠的應(yīng)用[J].煤炭加工與綜合利用,2012(2).

[3] 歐戰(zhàn)備,湯會峰.弛張篩在淮北礦區(qū)深度篩分系統(tǒng)的應(yīng)用[J].煤炭加工與綜合利用,2015(9).

[4] 劉文統(tǒng).弛張篩在動力煤深度分級中的應(yīng)用[J].潔凈煤技術(shù),2015(3).

[5] 王海生.弛張篩在東歡坨選煤廠的應(yīng)用[J].華北科技學(xué)院學(xué)報,2014(11).

[6] 鞏 固,湯會鋒.弛張篩在寺河礦選煤廠的應(yīng)用[J].煤炭加工與綜合利用,2013(1).

[7] 石劍鋒.2SCZ1230型高效雙質(zhì)體弛張篩的研究與應(yīng)用[J]. 選煤技術(shù), 2014(6).

[8] 王永平,張旭亮.JFDI-3048弛張篩干法篩分在選煤廠的應(yīng)用[J].價值工程,2014(29).

[9] 隋廣武.望峰崗選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)的改造[J].選煤技術(shù),2009(2).

[10] 李秋華,魏樹海.篩網(wǎng)沉降離心機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].選煤技術(shù),2011(5).

Technical management practice of coal preparation plants of Huai Mine West Mine Investment Management Co., Ltd. in Ordos

FANG Qing-zhou

(Huai Mine West Mine Investment Management Co., Ltd., Ordos, Inner Mongolia 017000, China)

On the basis of the actual situation of Huai mine west investment Co., Ltd. in Ordos, the improvement in technologies and equipment is proposed by analyzing existing coal preparation processes and devices in the different plants, which plays an important role in optimizing coal washing system and in the development of company.

1001-3571(2015)05-0055-05

TD94

B

Keywordscoal preparation plant; technical management; improvement

2015-09-16

10.16447/j.cnki.cpt.2015.05.014

方慶洲(1959—)，男，安徽省淮南市人，高級工程師，從事選煤廠技術(shù)管理與運(yùn)營管理工作。

E-mail：fqz7624032@sohu.com Tel：0477-5119210