選煤廠選煤工藝升級改造及生產(chǎn)能力驗證

羅中緒

（陽泉市燕龕煤炭有限責(zé)任公司， 山西 陽泉 045000）

引言

目前，煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著開采工藝、綜采設(shè)備自動化水平的不斷提升，工作面生產(chǎn)能力顯著提升。選煤廠為對煤炭進行分選的場所，原煤從綜采工作面運輸出來以后中間夾雜著部分矸石且煤炭質(zhì)量不均勻，為了能夠?qū)崿F(xiàn)不同質(zhì)量的煤炭應(yīng)用于不同行業(yè)，必須對煤炭進行分選[1]。在上述背景下，提升選煤廠的選煤工藝不僅提升選煤廠的選煤效率，而且可提升選煤質(zhì)量。本文將重點對選煤廠選煤工藝進行升級改造，并對最終的生產(chǎn)能力進行驗證。

1 選煤工藝現(xiàn)狀分析

對于綜采工作面的煤層而言，隨著煤層埋藏深度的變化其煤炭質(zhì)量也各不均勻。鑒于某些煤礦的跨度區(qū)域較大，煤炭質(zhì)量相差也較大。本文所研究原煤為己組煤，該類型煤炭的變質(zhì)程度差異十分明顯，主要分為肥煤、主焦煤和1/3 焦煤。選煤廠當(dāng)前的選煤工藝主要通過重介質(zhì)斜輪主再選分選系統(tǒng)、浮選系統(tǒng)，包括有加壓過濾機、真空過濾機、濃縮機等。具體工藝如下：原煤運輸至選煤廠后，通過18 mm、25 mm 的分級篩對其進行分級處理，其中，30～180 mm 直徑大小的塊煤進入重介斜輪主再選分系統(tǒng)；上述分選所得的0.5～18 mm 的末煤二產(chǎn)品通過重介質(zhì)旋流器進行再次分選；0.5 mm 以下的煤泥通過復(fù)選系統(tǒng)進行處理；最后，在加壓過濾機、真空過濾機以及壓濾機等設(shè)備的作用下完成最后的選煤工作，最后分選所得的精煤、中煤以及矸石分別運輸至各自的場地后待銷售[2]。

結(jié)合多年的生產(chǎn)經(jīng)驗，當(dāng)前選煤廠工藝系統(tǒng)在受煤系統(tǒng)、原煤倉、主廠房、粗煤泥車間、粗煤泥分選車間、濃縮車間、帶式輸送機棧橋、矸石倉等均或多或少存在問題，總結(jié)如下：

1）當(dāng)前的老式O 型翻車機的故障率高，導(dǎo)致現(xiàn)場工作人員的勞動強度較大，效率較低。

2）原煤倉的配煤工作主要依靠人工進行控制，控制過程精度不足，整體穩(wěn)定性較差。

3）主廠房中的刮板輸送機、帶式輸送機、循環(huán)水泵的流量問題主要表現(xiàn)為擴產(chǎn)后其運量無法滿足要求。

4）粗煤泥車間中的分級篩設(shè)備老化嚴重，其可靠性較低，車間中涉及到的刮板輸送機的運量不能夠滿足擴產(chǎn)后的運輸要求。

5）粗煤泥分選車間的主要問題為所得產(chǎn)品的脫介效果偏差，循環(huán)介質(zhì)的密度變化幅度較大。

6）裝車系統(tǒng)的問題主要表現(xiàn)為落煤嚴重、稱重誤差較大、裝車速度較慢等。

2 選煤廠升級改造的關(guān)鍵設(shè)計

在對當(dāng)前選煤廠設(shè)備性能和選煤工藝綜合評估的基礎(chǔ)上，本節(jié)重點針對性地對選煤廠升級改造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行設(shè)計[3]。通過對選煤廠的升級改造最終使得各個車間入料、排料的數(shù)量和質(zhì)量滿足要求；使得整個工藝流程中的煤炭、水、分選介質(zhì)以及分選質(zhì)量達到平衡狀態(tài)。該選煤廠最終產(chǎn)品的平衡狀態(tài)如表1 所示。

表1 選煤廠各產(chǎn)品平衡狀態(tài)參數(shù)

綜合考慮本選煤廠中水量、分選介質(zhì)以及循環(huán)介質(zhì)的整體平衡狀態(tài)，要求循環(huán)水的消耗量應(yīng)為2 822.78 m3/h，清水總的消耗量為199.68 m3/h，介質(zhì)總消耗量為0.08 m3/h。

2.1 選煤工藝流程結(jié)構(gòu)設(shè)計

擬定選煤工藝流程改造后的流程如下：原煤準(zhǔn)備→分選流程（塊煤主再選流程、末煤分選系統(tǒng)、粗煤泥分級流程、浮選流程）→介質(zhì)回收流程→煤泥水處理流程。

上述各個流程中具體改造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)如下：

1）在粗煤泥分選流程中增加粗煤泥干擾床分選系統(tǒng)；

2）在塊煤主再選流程中將塊煤分選的下限值改造為16 mm，控制末煤二產(chǎn)品旋流器中的煤炭的量，最終降低煤炭中的矸石的比例，從而提升分選后產(chǎn)品的質(zhì)量；

3）針對塊煤再選流程中分選能力不足的問題，將再選斜輪分選機更換為重介淺槽分選機。

2.2 選煤工藝設(shè)備的選型

針對當(dāng)前選煤廠設(shè)備無法保證達到擴產(chǎn)后的生產(chǎn)要求，需對大部分設(shè)備結(jié)合擴產(chǎn)后的生產(chǎn)能力和改造程度重新進行選型設(shè)計[4]。選煤工藝升級改造后配置的關(guān)鍵選煤設(shè)備重新選型后的結(jié)果如表2 所示。

表2 選煤廠重新選型設(shè)計的關(guān)鍵設(shè)備的參數(shù)

以塊煤系統(tǒng)流程為例，改造后的工藝流程如圖1所示。

圖1 塊煤系統(tǒng)改造后的工藝流程

3 升級改造生產(chǎn)能力與效果驗證

選煤廠在原選煤工藝下生產(chǎn)，其對原煤本身的灰分要求較高，若灰分不滿足要求會導(dǎo)致最終產(chǎn)品的質(zhì)量不達標(biāo)[5]。同時，在實際選煤過程中原選煤設(shè)備的故障率較高，導(dǎo)致選煤廠的生產(chǎn)效率降低，而且設(shè)備維護的成本和周期較長；其次，原選煤工藝下所得產(chǎn)品質(zhì)量的波動較大。

總的來講，對選煤廠工藝及相關(guān)設(shè)備進行升級改造后在很大程度上解決了原選煤工藝落后、設(shè)備穩(wěn)定差以及關(guān)鍵環(huán)節(jié)工藝不完善的問題，從根本上解決了選煤工藝對原煤灰分要求較高的問題，為生產(chǎn)高質(zhì)量精煤、降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)率奠定了扎實的基礎(chǔ)。

從選煤廠的生產(chǎn)能力來講，原選煤工藝和設(shè)備對應(yīng)的生產(chǎn)能力為18 036 t，經(jīng)升級改造后生產(chǎn)能力可達30 303 t。也就是說，經(jīng)升級改造后選煤廠的生產(chǎn)能力增加了40%，對應(yīng)各項的消耗降低了35%左右，最高可達50%。

4 結(jié)論

選煤廠為對原煤進行分選的場所，經(jīng)過分選后可對煤炭質(zhì)量進行分類，進而將其適配于不同的行業(yè)。針對傳統(tǒng)選煤廠生產(chǎn)能力不足、當(dāng)前選煤工藝和選煤設(shè)備不足以滿足擴產(chǎn)后生產(chǎn)能力的問題，本文重點對選煤廠工藝和設(shè)備進行升級改造，并總結(jié)如下。

1）主要改造內(nèi)容如下：在粗煤泥分選流程中增加粗煤泥干擾床分選系統(tǒng)；在塊煤主再選流程中將塊煤分選的下限值改造為16 mm，控制末煤二產(chǎn)品旋流器中煤炭的量，最終降低煤炭中矸石的比例，從而提升分選后產(chǎn)品的質(zhì)量。

2）對選煤廠選煤工藝和設(shè)備升級改造后，選煤廠生產(chǎn)能力提升了40%，生產(chǎn)成本最高可降低50%，平均降低35%。

3）針對塊煤再選流程中分選能力不足的問題，將再選斜輪分選機更換為重介淺槽分選機。