車集選煤廠提高末精煤質(zhì)量穩(wěn)定性研究與實(shí)踐

陳 峰 劉 鑫

（河南龍宇能源股份有限公司車集選煤廠，河南省永城市，476600）

1 概述

車集選煤廠隸屬于河南煤業(yè)化工集團(tuán)永煤公司龍宇能源股份有限公司，位于河南省永城市高莊鎮(zhèn)，屬礦井型動(dòng)力煤選煤廠，1999年12月正式投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)處理能力為180萬t／a，采用塊煤跳汰洗選工藝，煤泥廠內(nèi)壓濾回收，洗水一級(jí)閉路循環(huán)。

2004年9月實(shí)施二期改造工程，增加一套跳汰選煤系統(tǒng)，設(shè)計(jì)處理能力達(dá)到240萬t／a。2008年6月又完成了浮選系統(tǒng)改造，實(shí)現(xiàn)了跳汰—浮選聯(lián)合工藝流程，洗選加工工藝進(jìn)一步完善。車集選煤廠末精煤產(chǎn)品由跳汰末精煤和浮選精煤組成，這兩種產(chǎn)品在質(zhì)量上存在著顯著差異，受到生產(chǎn)工藝和設(shè)備布置等因素的影響，末精煤產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定。

2 問題分析

車集選煤廠煤泥系統(tǒng)的工藝流程見圖1，煤泥水首先進(jìn)入撈坑沉淀分級(jí)，撈坑底流由斗式提升機(jī)輸送至離心機(jī)脫水后形成跳汰末精煤；撈坑溢流的煤泥水靠自流進(jìn)入浮選入料池后，再由泵打入礦漿準(zhǔn)備器；礦化后進(jìn)入浮選機(jī)開始分選作業(yè)；浮選尾煤進(jìn)入濃縮系統(tǒng)壓濾回收煤泥；浮選精煤首先進(jìn)入浮選精礦池消泡后，再經(jīng)過加壓過濾機(jī)脫水后作為浮選精煤。

最終末精煤是由跳汰末精煤和浮選精煤混合而成。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于以下原因，常常造成跳汰末精煤和浮選精煤混合不均勻，從而導(dǎo)致最終末精煤產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

2.1 產(chǎn)品質(zhì)量不同

車集選煤廠最終要求末精煤產(chǎn)品灰分和水分指標(biāo)為：Ad=9.5%～11.2%，Mt=7.8%～9.3%；而跳汰末精煤的灰分和水分指標(biāo)為：Ad=10.5%～12%，Ad=7%～8%，浮選精煤的灰分和水分指標(biāo)為：Mt=5%～6%，Mt=17%～18%。兩種產(chǎn)品的灰分和水分等質(zhì)量指標(biāo)差異懸殊。若兩種產(chǎn)品混合不均勻，會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)大，指標(biāo)不穩(wěn)定。

圖1 車集選煤廠煤水系統(tǒng)工藝流程圖

2.2 排料方式不同

撈坑沉降底流由斗式提升機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到精煤離心機(jī)脫水，煤泥經(jīng)離心機(jī)脫水后，跳汰末精煤連續(xù)均勻的下落到末精煤帶式輸送機(jī)上，加壓過濾機(jī)的工作原理決定了其排料過程為間歇性排料。當(dāng)物料在加壓過濾機(jī)排料倉內(nèi)積累到設(shè)定高度時(shí)，加壓過濾機(jī)閘板打開將物料排空，大量的浮選精煤 （約為1.6 t）瞬時(shí)涌向排料口下方的刮板輸送機(jī)，再轉(zhuǎn)載到末精煤帶式輸送機(jī)，造成瞬時(shí)浮選精煤相對(duì)于跳汰精煤過于集中，最終導(dǎo)致末精煤灰分偏低、水分偏高。當(dāng)加壓過濾機(jī)處于排料間隙時(shí)，末精煤帶式輸送機(jī)上僅有跳汰末精煤，此時(shí)灰分偏高、水分偏低。

2.3 物料分布不均衡

浮選系統(tǒng)是車集選煤廠實(shí)施浮選系統(tǒng)工藝改造項(xiàng)目新增的系統(tǒng)，加壓過濾機(jī)在末精煤帶式輸送機(jī)的尾部。在生產(chǎn)過程中，浮選精煤被首先轉(zhuǎn)載到末精煤帶式輸送機(jī)上，隨后跳汰末精煤覆蓋到浮選精煤的上層，因此造成在帶式輸送機(jī)上的下層產(chǎn)品水分高、灰分低，上層產(chǎn)品水分低、灰分高。

3 解決方案

跳汰末精煤和浮選精煤兩種產(chǎn)品相混合形成最終產(chǎn)品，最終灰分Ad和水分Mt存在見式 （1）和式 （2）。

式中：m1、Ad1、Mt1——分別為跳汰末精煤的質(zhì)量、灰分和水分；

m2、Ad2、Mt2——分別為浮選精煤的質(zhì)量、灰分和水分。

車集選煤廠根據(jù)影響最終產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的原因采取以下措施提高末精煤產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。

3.1 加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量控制，做好物料準(zhǔn)備工作

車集選煤廠采用立式螺旋刮刀卸料離心機(jī)和GPJ-120型加壓過濾機(jī)分別用于跳汰末精煤和浮選精煤的脫水，設(shè)備正常工作時(shí)，脫水后的水分分別是Mt1=5%～6%和Mt2=17%～18%。據(jù)統(tǒng)計(jì)跳汰精煤與浮選精煤的質(zhì)量比m1∶m2=7∶3，根據(jù)式 （1）和式（2）將跳汰末精煤的灰分和水分控制在Ad=10.5%～12%，Mt=5%～6%；浮選精煤灰分和水分Ad=7%～8%，Mt=17%～18%，兩種產(chǎn)品在混合均勻后則可保證最終末精煤產(chǎn)品質(zhì)量合格。

為了保證產(chǎn)品質(zhì)量在規(guī)定的范圍內(nèi)，車集選煤廠對(duì)會(huì)影響浮選精煤和跳汰精煤質(zhì)量的關(guān)鍵崗位制定了專門的考核和激勵(lì)辦法。每月根據(jù)跳汰末精煤和浮選精煤產(chǎn)品指標(biāo)完成情況對(duì)崗位司機(jī)進(jìn)行考核，根據(jù)考核結(jié)果對(duì)崗位司機(jī)進(jìn)行專項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)，并且引入競爭機(jī)制，每半年根據(jù)各崗位司機(jī)的指標(biāo)完成情況進(jìn)行評(píng)比，實(shí)行末位淘汰制。通過以上措施加強(qiáng)產(chǎn)品的質(zhì)量控制，為最終產(chǎn)品質(zhì)量合格做好物料準(zhǔn)備。

3.2 延長排料時(shí)間，改變浮選精煤排料方式

浮選精煤經(jīng)由加壓過濾機(jī)脫水，在完成一次脫水作業(yè)后浮選精煤瞬間排放到排料口下方的刮板輸送機(jī)上，再由刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)載到末精煤帶式輸送機(jī)上。為了避免浮選精煤瞬時(shí)間涌向末精煤帶式輸送機(jī)上，采用變頻技術(shù)控制刮板輸送機(jī)的運(yùn)行速度，延長浮選精煤的排料時(shí)間，使刮板輸送機(jī)的排料周期與加壓過濾機(jī)的排料周期相吻合。排料過程中浮選精煤暫時(shí)儲(chǔ)存在刮板輸送機(jī)倉內(nèi)，緩慢排出刮板輸送機(jī)，通過這種方法將原加壓過濾機(jī)浮選精煤的間歇排料轉(zhuǎn)化為連續(xù)排料。

3.3 安裝攪拌撥輪，實(shí)現(xiàn)兩種精煤產(chǎn)品二次混合

末精煤帶式輸送機(jī)上末精煤下層灰分低、水分高，上層灰分高、水分低，造成物料分布不均勻。為了改善產(chǎn)品的混合效果，在末精煤入倉帶式輸送機(jī)機(jī)頭轉(zhuǎn)載點(diǎn)處安裝攪拌撥輪裝置，攪拌撥輪的應(yīng)用現(xiàn)場見圖2。

圖2 攪拌撥輪的應(yīng)用現(xiàn)場

由圖2所知，撥輪攪拌裝置由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，按逆煤流方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)煤流經(jīng)過時(shí)，依靠撥輪的轉(zhuǎn)動(dòng)改變煤流的原有運(yùn)動(dòng)軌跡，在轉(zhuǎn)載時(shí)實(shí)現(xiàn)跳汰精煤和浮選精煤的二次混合，避免產(chǎn)品分層現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)末精煤產(chǎn)品質(zhì)量的均勻穩(wěn)定。

4 應(yīng)用效果

車集選煤廠通過對(duì)跳汰末精煤和浮選精煤的質(zhì)量指標(biāo)的控制，從源頭上做好物料準(zhǔn)備、延長浮選精煤的排料時(shí)間和加強(qiáng)精煤的二次混合等方法提高了末精煤產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性，產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)在要求的范圍內(nèi)，末精煤灰分和水分對(duì)照數(shù)據(jù)見表1，辦法實(shí)施前后效果曲線對(duì)比圖見圖3。

圖3 辦法實(shí)施前后效果曲線對(duì)比圖

綜上所述，車集選煤廠在完成提高末精煤產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的研究與實(shí)施后，減少了灰分和水分指標(biāo)的波動(dòng)，大大提高了末精煤產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)煤質(zhì)糾紛，也體現(xiàn)了車集選煤廠生產(chǎn)管理水平，塑造了企業(yè)良好的市場形象。

表1 末精煤灰分水分對(duì)照表

［1］ 劉軍伶，陳峰等.車集選煤廠增設(shè)沉降過濾式離心脫水機(jī)可行性研究 ［J］.煤質(zhì)技術(shù)，2010 （5）

［2］ 劉永義.車集煤礦績效考核的實(shí)踐與探索 ［J］.中國煤炭，2005 （7）