平煤股份二礦篩分系統(tǒng)改造的探索與實踐

尤嘉鑫++陳俊濤

【摘 要】平煤股份二礦原有篩分系統(tǒng)存在諸如運輸能力弱、效率低、安全系數(shù)不高等問題，在實際生產(chǎn)中嚴(yán)重制約了礦井發(fā)展的需要。經(jīng)過對原有篩分系統(tǒng)的改造，不僅優(yōu)化了生產(chǎn)系統(tǒng)布局，更簡化了工藝流程，整個設(shè)備布置合理，煤流通暢。系統(tǒng)通過改造優(yōu)化后，提高了煤質(zhì)與整體經(jīng)濟(jì)效益。

【Abstract】The existing screening system in Pingdingshan Tianan Coal Mining Co. Ltd.No.2 Mine has many problems， such as weak transport capacity， low efficiency and low safety factor， seriously restricted the development of mine . Through the transformation of the original screening system， not only optimized the layout of the production system， but also simplified the process， so that the whole equipment layout is reasonable， the flow of coal is smooth.After the optimization and modification， the coal quality and the economic benefit are improved.

【關(guān)鍵詞】篩分系統(tǒng)；改造；工藝

【Keywords】 screening system； transformation； technology

【中圖分類號】TD82-9 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0194-03

1 引言

二礦主斜井皮帶運輸出的原煤產(chǎn)品中灰分高，必須進(jìn)行二次加工后才能達(dá)到集團(tuán)及客戶的要求。二礦的篩分系統(tǒng)有以下問題：①窄軌排矸系統(tǒng)影響正常生產(chǎn)、穩(wěn)定性差。排矸系統(tǒng)在手選后使用非標(biāo)1.5t窄軌礦車進(jìn)行矸石的轉(zhuǎn)運，在轉(zhuǎn)運至矸石山過程中除運輸能力有限外還存在受氣象條件影響大、穩(wěn)定性差的問題，此外由于礦車在運輸過程中上口一直處于裸露狀態(tài)，稍有顛簸便會致使部分矸石撒落，存在一定安全隱患及環(huán)保問題。②手選除矸。手選除矸對職工的身心健康造成一定的危害外，更存在勞動強(qiáng)度大、效率低的問題。在矸石量大時，手選除矸矸石剔除率明顯下降。目前國內(nèi)多數(shù)選煤廠早已采用機(jī)械排矸，人工手選只作為除雜，很多老礦井早已摒棄手選除矸采用機(jī)械除矸。③原煤產(chǎn)品灰分比較高，折噸嚴(yán)重，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益。手選除矸只對直徑大于50mm的矸石進(jìn)行剔除，矸石剔除率低，選后產(chǎn)品灰分仍然很高，按照集團(tuán)對煤質(zhì)的相關(guān)要求折價折噸后，經(jīng)濟(jì)效益受影響十分嚴(yán)重。④原煤中大量矸石無效率的運輸。原煤產(chǎn)品中的大量矸石，在增加運輸成本的同時又無形中浪費了鐵路運輸資源，不節(jié)能更不環(huán)保，且無形中增加了田洗、八洗等洗煤廠生產(chǎn)成本。大量矸石無效運輸對集團(tuán)公司的總體經(jīng)濟(jì)利益也是很大的損害。鑒于以上情況，很有必要對二礦的篩分系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2 改造后的選煤方法、分選粒級及工藝流程

2.1 分選粒級及選煤方法

設(shè)計中視直徑小于25mm原煤為分選后合格產(chǎn)品，直徑在25mm和180mm之間的原煤采用淺槽除矸，直徑大于180mm的矸石直接廢棄，煤泥水在濃縮壓濾后再回收摻入分選后的產(chǎn)品。

2.2 工藝及流程說明

二礦現(xiàn)有篩分系統(tǒng)毛煤經(jīng)50mm分級后，篩上+50mm經(jīng)人工分選后給入破碎機(jī)破碎至50mm以下，與分級篩篩下-50mm原煤一同作為產(chǎn)品。人工選出矸石排至矸石山。為提高生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定性，以及在改造期間不影響現(xiàn)有生產(chǎn)，本次改造中將現(xiàn)有篩分系統(tǒng)予以保留，改造完成后，原有篩分系統(tǒng)作為備用系統(tǒng)。

新增的排矸系統(tǒng)工藝流程說明如下：

①毛煤分級。

來自主斜井皮帶運輸出的毛煤進(jìn)入篩分樓后以直徑25mm為基準(zhǔn)進(jìn)行分級，直徑小于25mm的原煤直接視為選后產(chǎn)品，直徑大于25mm的原煤再以直徑180mm為基準(zhǔn)進(jìn)行分級，直徑大于180mm視為矸石直接廢棄，直徑在25mm和180mm之間的毛煤再輸送到淺槽排矸系統(tǒng)進(jìn)行分選。

②淺槽排矸系統(tǒng)。

分級后直徑在25mm和180mm之間的原煤給入重介淺槽系統(tǒng)進(jìn)行分選排矸，分選出的輕產(chǎn)物在固定篩作業(yè)下完成一次脫介，再經(jīng)產(chǎn)品煤脫介篩達(dá)成二次脫介，脫介篩篩孔直徑1.0mm，脫介后輕產(chǎn)物經(jīng)破碎后直徑小于50mm，與直徑小于25mm原煤一同通過高強(qiáng)皮帶運送至儲煤倉或落地儲存；分選出淺槽重產(chǎn)物給入矸石脫介篩進(jìn)行脫介，脫介篩篩縫為1.0mm。脫介后重產(chǎn)物則作為水洗矸石。

③磁鐵礦粉回收及添加工藝。

工作中的介質(zhì)密度由計算機(jī)自動控制及調(diào)節(jié)。外購符合生產(chǎn)需要的介質(zhì)加入介質(zhì)攪拌桶，研磨、加水、攪拌配制成合格介質(zhì)再由泵補(bǔ)給入合格介質(zhì)桶。稀介系統(tǒng)主要回收處理廠內(nèi)介質(zhì)系統(tǒng)的跑、冒、滴、漏介質(zhì)。固定篩篩下回收的合格稀介質(zhì)與其他合格稀介質(zhì)包括矸石脫介篩、精煤脫介篩的篩下物返回合格介質(zhì)桶及產(chǎn)品煤、矸石脫介篩篩下的稀介段介質(zhì)一起進(jìn)入磁選機(jī)回收利用。[1]

④粗煤泥回收。

磁選機(jī)尾礦先后進(jìn)入分級旋流器和高頻篩進(jìn)行回收利用，高頻篩的篩上物可摻入產(chǎn)品煤直接賣出，分級旋流器的溢流則進(jìn)入濃縮機(jī)循環(huán)利用。

⑤煤泥水回收。

煤泥水的回收利用主要由濃縮機(jī)完成，首先，濃縮機(jī)的溢流可當(dāng)循環(huán)水直接利用，其次，濃縮機(jī)底流可排入壓濾機(jī)進(jìn)行回收利用，回收的煤泥可摻入產(chǎn)品煤中直接銷售。廠房內(nèi)的跑、冒、滴、漏煤泥水由矸石脫介篩回收。

3 工藝布置

3.1 地面工藝總布置

結(jié)合二礦目前的地面儲裝運系統(tǒng)布置及工業(yè)場地可利用范圍，本次改造利用現(xiàn)有篩分樓北部至二礦變電所、西部至壓風(fēng)機(jī)房、東部至木材廠之間的場地建設(shè)新增生產(chǎn)車間，包括排矸車間、濃縮車間及泵房。改造后的封閉式矸石外運系統(tǒng)經(jīng)多方案比選后，最終確定的走向是自排矸車間西側(cè)運出，途經(jīng)廢棄的二礦污水處理池向東北方向，跨過礦區(qū)規(guī)劃路，向東運輸，轉(zhuǎn)載至現(xiàn)有矸石上山帶式輸送機(jī)。

3.2 工業(yè)場地布置特點

根據(jù)工藝布置的需要及地形具體情況，在充分利用廠區(qū)現(xiàn)有設(shè)施的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)新老系統(tǒng)合理搭接，避免無效運輸和轉(zhuǎn)載，本次改造以篩分樓為中心，各車間合理布置在其周圍，簡述如下：新建建、構(gòu)筑物有：排矸車間、濃縮車間及泵房、轉(zhuǎn)載點及帶式輸送機(jī)棧橋等，改造建、構(gòu)筑特有：篩分樓。新建排矸車間與篩分樓聯(lián)系緊密，故位于其北側(cè)，棧橋短，節(jié)省投資。濃縮車間及泵房與排矸車間緊密聯(lián)系，緊臨其布置，1號轉(zhuǎn)載點位于原壓風(fēng)機(jī)房東側(cè)，2號轉(zhuǎn)載點及3號轉(zhuǎn)載點位于整個場地的北側(cè)。整個平面貨物分流，互不交叉。優(yōu)點是建、構(gòu)筑物整體布局美觀大方。本次布置功能分區(qū)合理，占地省，環(huán)節(jié)少，煤流簡潔、順暢，布置較為緊湊合理。

3.3 篩分系統(tǒng)的地面工藝總布置

礦井提升的毛煤自斜井帶式輸送機(jī)運至現(xiàn)有篩分樓，經(jīng)25mm分級后， +25mm塊煤經(jīng)帶式輸送機(jī)向北運至排矸車間，排矸處理后的原煤經(jīng)帶式輸送機(jī)返回篩分樓，與毛煤分級篩下-25mm末煤一同利用現(xiàn)有帶式輸送機(jī)給至原煤倉或落地儲存，壓濾系統(tǒng)與重介系統(tǒng)聯(lián)合布置，壓濾煤泥摻入產(chǎn)品煤。濃縮車間及泵房布置在排矸車間與老立井之間的空地，便于生產(chǎn)管理。排矸車間的矸石通過封閉式矸石運輸系統(tǒng)轉(zhuǎn)載至矸石山。

3.4 各車間布置

①篩分樓。

更換原有2臺單梁激振篩的篩板，篩孔直徑由50mm變?yōu)?5mm，延長原有手選皮帶運輸機(jī)長度至排矸車間，更換原有皮帶及動力裝置，增加變頻器。在排矸車間停止運轉(zhuǎn)時，可降低首選皮帶的運行速度，通過人工選矸后再經(jīng)破碎機(jī)破碎作為產(chǎn)出產(chǎn)品，運輸?shù)街付ǖ攸c。

②排矸車間。

篩分樓的北面為排矸車間位置，建筑體長、寬、高分別為21.0m、19.5m，19.9m，內(nèi)部局部有四層，主體有二層。

排矸車間14.90m平面接收來自篩分樓直徑大于25mm的原煤，經(jīng)皮帶運輸機(jī)機(jī)頭分叉溜槽分流，正常情況下直徑大于25mm的原煤分至二次分級篩，直徑大于180mm的矸石直接排至封閉式矸石轉(zhuǎn)運系統(tǒng)。二次分級篩、磁選機(jī)布及壓濾機(jī)分別置于11.00、11.60平面，作為排矸車間主要平面的5.50平面，用于布置產(chǎn)品煤脫介篩、煤泥刮板、淺槽分選機(jī)、矸石脫介篩，合格介質(zhì)桶、介質(zhì)堆場、配電室、稀介質(zhì)桶、磁尾桶及配套渣漿泵則布置在±0.00平面。

工藝操作流程：

直徑大于25mm的原煤經(jīng)篩分樓給入二次分級篩以180mm為基準(zhǔn)進(jìn)行分級，直徑大于180mm視為矸石給入±0.00平面矸石帶式輸送機(jī)。分級后直徑在25mm和180mm之間的原煤給入重介淺槽系統(tǒng)進(jìn)行分選排矸，分選出的輕產(chǎn)物在固定篩作業(yè)下完成一次脫介，再經(jīng)產(chǎn)品煤脫介篩達(dá)成二次脫介，脫介篩篩孔直徑0.75mm，脫介后輕產(chǎn)物經(jīng)破碎后直徑小于50mm，與直徑小于25mm原煤一同通過高強(qiáng)皮帶運送至存儲煤倉或落地儲存；分選出淺槽重產(chǎn)物給入矸石脫介篩進(jìn)行脫介，脫介篩篩縫為0.75mm。脫介后重產(chǎn)物則作為水洗矸石與直徑大于180mm的矸石排到矸石山。

產(chǎn)品煤固定篩篩下的合格介質(zhì)進(jìn)行分流，一段合格介質(zhì)返回合格介質(zhì)桶直接利用，二段稀介質(zhì)以及矸石脫介篩的稀介段合格介質(zhì)返回11.00平面進(jìn)入磁選機(jī)。磁選后精礦可以循環(huán)利用，尾礦采用自流的方式尾礦桶，然后打入分級旋流器，分級旋流器的底流進(jìn)入高頻篩回收利用并摻入產(chǎn)品煤，溢流及高頻篩篩下水進(jìn)入濃縮機(jī)回收利用。

工作中的介質(zhì)密度由計算機(jī)自動控制及調(diào)節(jié)。外購符合生產(chǎn)需要的介質(zhì)加入介質(zhì)攪拌桶，研磨、加水、攪拌配制成合格介質(zhì)再由泵補(bǔ)給入合格介質(zhì)桶。稀介系統(tǒng)主要回收處理廠內(nèi)介質(zhì)系統(tǒng)的跑、冒、滴、漏介質(zhì)。

③濃縮車間及泵房。

在經(jīng)過篩選后，濃縮車間最后安裝的是1座Φ12m濃縮機(jī)，建造于排矸車間與老立井之間，原有污水處理池經(jīng)過改造后變?yōu)槭鹿仕?。泵房、循環(huán)水池及加藥間設(shè)置在濃縮池北側(cè)。布置沖洗水泵、循環(huán)水泵各一臺、底流泵2臺、排污泵1臺。

④壓濾系統(tǒng)。

壓濾系統(tǒng)與重介系統(tǒng)位于排矸車間內(nèi)，采用聯(lián)合布置的方案。設(shè)備包含2臺煤泥壓濾機(jī)及配套刮板，排污泵、風(fēng)包等。

濃縮機(jī)底流由壓濾系統(tǒng)進(jìn)行脫水回收，壓濾后煤泥產(chǎn)品由刮板輸送機(jī)運輸、轉(zhuǎn)載并摻入產(chǎn)品煤，然后一起進(jìn)入儲煤倉或落地儲存并一起銷售。壓濾機(jī)的濾液排入濃縮機(jī)循環(huán)利用。

⑤矸石外運系統(tǒng)。

排矸車間產(chǎn)出的矸石分別向西、向北、向東途經(jīng)1號、2號、3號轉(zhuǎn)載點，最終將矸石轉(zhuǎn)載至原有上矸石山的皮帶輸送機(jī)，運至矸石山。

4 結(jié)語

采用的工藝流程和布置合理可靠，生產(chǎn)系統(tǒng)完備?？偲矫娌贾煤唵魏侠?，煤流通暢。工藝環(huán)節(jié)簡單，廠房布局合理。自動化程度高，生產(chǎn)效率高。環(huán)保健全，全廠生產(chǎn)系統(tǒng)洗水閉路循環(huán)?？刂萍氨O(jiān)測監(jiān)控設(shè)備先進(jìn)，系統(tǒng)完善。充分利用了現(xiàn)有工業(yè)場地和設(shè)施，并與原有的生產(chǎn)系統(tǒng)銜接可靠，保證了原有系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

【參考文獻(xiàn)】

【1】司士軍，等.二礦篩分系統(tǒng)改造方案研究[J].煤炭技術(shù)，2016，35（11）：328-330.