麻家梁選煤廠主洗系統(tǒng)脫水脫介技術(shù)的應(yīng)用研究

張彩英 王艷春 高 振

（1.大同煤礦集團(tuán)大地選煤工程有限責(zé)任公司麻家梁選煤廠，山西 大同 037000；2.山西小回溝煤業(yè)有限公司，山西 太原 030000）

麻家梁選煤廠是麻家梁煤礦的配套項(xiàng)目，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為12.0 Mt/a，屬于大型礦井型選煤廠。其混精煤由塊精煤、末精煤、粗煤泥、細(xì)煤泥四個(gè)部分組成。自2018 年年初開始，精煤中的水分持續(xù)居高不下。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)塊精煤脫水系統(tǒng)與其他三部分精煤脫水系統(tǒng)不同，塊精煤脫水脫介篩是雙層篩，入料粒度為150～13 mm 之間，上層篩板篩孔為50 mm，篩上物因粒度大于50 mm，粒度大，比表面積小，篩上物水分低，下層篩板塞縫為1.5 mm，下層篩板篩上物粒度為50～13 mm，粒度小，比表面積大，且因檢修空間有限、篩孔占比小等原因?qū)е潞Y板頻繁被原煤中尼龍雜物堵塞進(jìn)而導(dǎo)致了精煤中的水分增加。本文提出了采用自清潔固定篩板、優(yōu)化篩板縫隙、增加篩孔百分比等方案對(duì)主洗系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的方案，根據(jù)在麻家梁選煤廠的實(shí)際應(yīng)用表明，優(yōu)化后系統(tǒng)的塊精煤水分降低了0.7%，煤介耗降低了0.25 kg/t，年節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本約1668 萬元，顯著提升了麻家梁選煤廠的精煤品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益。目前該方案已在麻家梁選煤廠得到了廣泛的應(yīng)用。

1 現(xiàn)狀分析

通過對(duì)麻家梁選煤廠塊煤脫水系統(tǒng)工藝流程分析可知，塊原煤由重介淺槽分選機(jī)分選，入洗粒度為150～13 mm。重介淺槽分選出輕產(chǎn)品和重產(chǎn)品兩種產(chǎn)物，輕產(chǎn)物為精煤，重產(chǎn)物為矸石，精煤和矸石進(jìn)入各自的雙層脫水脫介香蕉篩，雙層脫水脫介香蕉篩上層篩孔為50 mm，下層篩縫為1.5 mm。精煤和矸石雙層脫水脫介香蕉篩分出150～50 mm 和50～13 mm 兩種產(chǎn)品，矸石直接進(jìn)入矸石皮帶運(yùn)走，150～50 mm 粒級(jí)的精煤進(jìn)入破碎機(jī)破碎后進(jìn)入精煤皮帶，50～13 mm 粒級(jí)的精煤直接經(jīng)溜槽進(jìn)入精煤皮帶。麻家梁選煤廠塊煤脫水系統(tǒng)工藝流程圖如圖1 所示。

圖1 麻家梁選煤廠塊煤脫水系統(tǒng)工藝流程圖

分析可知，塊精煤脫水脫介設(shè)備只有雙層脫水脫介香蕉篩[1]，因此如果雙層脫水脫介香蕉篩脫水脫介效果不佳將直接影響塊精煤水分和塊煤系統(tǒng)脫介效果。而且因檢修空間有限、篩孔占比小等原因?qū)е潞Y板頻繁被原煤中尼龍雜物堵塞，當(dāng)煤流經(jīng)過篩板時(shí)，煤表面的水和介質(zhì)不能及時(shí)通過篩板進(jìn)入下一環(huán)節(jié)，導(dǎo)致脫水脫介效果較差。

2 優(yōu)化方案分析

針對(duì)選煤廠現(xiàn)有塊煤脫水系統(tǒng)所存在的問題，項(xiàng)目組通過多次試驗(yàn)驗(yàn)證，最終確定了多方案結(jié)合的綜合解決方案。首先是采用自清潔的固定篩板替代了原先的固定式篩板[2]。自清潔固定篩板是在普通篩板的基礎(chǔ)上，在篩面增焊14 條擋筋，相當(dāng)于將篩面分割成了15 小份。當(dāng)物料通過普通固定篩板時(shí)，因?yàn)楹Y板篩縫大，篩面沒有阻擋，物料中的毛絮很容易進(jìn)入篩板篩縫中，堵塞固定篩板。因此將篩縫由3 mm 改為2 mm，篩縫變小，增強(qiáng)在外側(cè)對(duì)毛絮的阻擋效果。當(dāng)物料通過改造后的固定篩板時(shí)，因篩板篩縫較小，篩面有14 根擋筋阻隔，物料中的毛絮進(jìn)入篩板篩縫的概率變?yōu)樵瓉淼?/14，因此自清潔固定篩板的透篩率高，脫水脫介效果更好。優(yōu)化前后的篩板結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

精煤脫水脫介上層篩板[3]結(jié)構(gòu)優(yōu)化，是指將篩板篩孔從50 mm 更為25 mm 圓孔和長條孔篩板。優(yōu)化后塊精煤脫水脫介篩上層篩板篩上物由23.05%增加至38.68%，增加了15.63%。即上下層篩版之間的物料減少了15.68%，也就是下層物料厚度變薄，脫水效果變好。同時(shí)，上層物料雖然變厚，但脫水效果基本沒變，因?yàn)?0～25 mm 這部分塊煤在下層的脫水效果一定不如在上層的脫水效果。優(yōu)化前后上層篩板結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

圖2 優(yōu)化前后篩板結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 優(yōu)化前后上層篩板結(jié)構(gòu)示意圖

下層篩板結(jié)構(gòu)優(yōu)化是指將聚氨酯不銹鋼直線型篩板更改為自清潔篩面篩板。聚氨酯不銹鋼直線型篩板[4]篩條寬，篩縫面積占篩面百分比較低，透篩率較低，當(dāng)物料經(jīng)過篩面時(shí)，脫水、脫介及脫泥效果一般。同時(shí)因井下原煤開采過程中，易混入尼龍條式雜物，在洗選過程中，經(jīng)常掛在篩條上，堵塞篩板篩縫，降低了篩板的脫水、脫介及脫泥的效果。自清潔篩面篩板篩條寬為圓形，其篩縫面積占篩板篩面總面積的比例大于直線型篩面篩板，透篩率提高。當(dāng)物料經(jīng)過篩面時(shí)，脫水、脫介及脫泥效果明顯改善。同時(shí)經(jīng)實(shí)踐生產(chǎn)證明，因自清潔篩面篩板篩條寬為圓形，不易掛尼龍條形雜物，篩縫被堵塞的頻率大幅降低，脫水脫介效果明顯。優(yōu)化前后下層篩板結(jié)構(gòu)如圖4 所示，優(yōu)化后篩縫面積占篩面百分比由優(yōu)化前的94.2%提升到了優(yōu)化后的97.6%。

圖4 優(yōu)化前后下層篩板結(jié)構(gòu)示意圖

3 改善效果分析

麻家梁選煤廠塊煤脫水系統(tǒng)優(yōu)化前后的塊煤含水量對(duì)比如表1 所示。

由表1 可知，塊精煤脫水脫介篩改造前篩上層塊精煤水分為5.02%，改造后篩上層塊精煤水分為5.04%，基本沒有變化；塊精煤脫水脫介篩改造前篩下層塊精煤水分為6.58%，改造后篩下層塊精煤水分為5.54%，水分降低了1.04%。最終結(jié)果為塊精煤水分從5.85%降低至5.15%，降低了0.7%，精煤發(fā)熱量提高了25 大卡。按每噸商品煤單價(jià)增加2 元計(jì)算，麻家梁選煤廠年入洗原煤1200 萬t，精煤產(chǎn)率為62%，經(jīng)濟(jì)效益為1200 萬t×0.62×3 元/t=1488 萬元。

表1 優(yōu)化前后塊煤含水量統(tǒng)計(jì)表

改造前后煤介耗的消耗對(duì)比如表2 所示。

表2 優(yōu)化前后噸煤介耗變化量統(tǒng)計(jì)表

由表2 可知，優(yōu)化后麻家梁選煤廠塊煤脫水系統(tǒng)的噸煤介耗降低了0.25 kg/t。麻家梁選煤廠年處理量按1200 萬t 計(jì)算，介質(zhì)價(jià)格為600 元/t，經(jīng)濟(jì)效益為 1200 萬 t×600 元 /t×0.25 kg/t=180 萬元。

4 結(jié)論

為了解決麻家梁選煤廠主洗系統(tǒng)脫水、脫介過程中存在的塊精煤水分不穩(wěn)定、介質(zhì)消耗量大、毛絮堵塞固定篩板嚴(yán)重的難題，項(xiàng)目組提出了采用自清潔固定篩板、優(yōu)化篩板縫隙、增加篩孔百分比等方案對(duì)主洗系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)分析結(jié)果表明：

（1）麻家梁選煤廠塊煤脫水系統(tǒng)出現(xiàn)脫水脫介效果不佳的原因在于檢修空間有限、篩孔占比小等，導(dǎo)致篩板頻繁被原煤中尼龍雜物堵塞。當(dāng)煤流經(jīng)過篩板時(shí)，煤表面的水和介質(zhì)不能及時(shí)通過篩板進(jìn)入下一環(huán)節(jié)，進(jìn)而導(dǎo)致脫水脫介效果不佳。

（2）通過采用自清潔的固定篩板替代原先的固定式篩板并對(duì)上篩板和下篩板結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，能夠有效地提升脫水脫介效果。

（3）優(yōu)化后系統(tǒng)的塊精煤水分降低了0.7%，煤介耗降低了0.25 kg/t，年節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本約1668 萬元，顯著提升了麻家梁選煤廠的精煤品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益。