平煤一礦選煤廠技術(shù)改造實(shí)踐

于鳳芹

(中煤科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司，河南 平頂山 467002)

平煤一礦選煤廠技術(shù)改造實(shí)踐

于鳳芹

(中煤科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司，河南 平頂山 467002)

為解決平煤一礦選煤廠煤泥壓濾系統(tǒng)處理能力不足、粗煤泥水分高的問題，啟用主廠房干篩系統(tǒng)，改造動(dòng)篩車間工藝系統(tǒng)，更換振動(dòng)篩和磁選機(jī)。采取一系列整改措施后，煤泥壓濾系統(tǒng)回收能力大大提高，粗煤泥水分由30%降低至17%，原煤洗選能力由2.90 Mt/a提高至3.15 Mt/a，精煤產(chǎn)量增加16.25萬t/a。

壓濾系統(tǒng)；粗煤泥；技術(shù)改造

平煤一礦選煤廠是一座礦井型動(dòng)力煤選煤廠，一期工程設(shè)計(jì)能力為1.20 Mt/a，設(shè)計(jì)工藝為塊煤斜輪排矸、13～0 mm粒級末煤不分選、煤泥壓濾回收的聯(lián)合工藝。2004年在對主廠房改造的同時(shí)，新建了末煤重介車間，設(shè)計(jì)能力擴(kuò)大至3.15 Mt/a。該廠目前的洗選工藝為原煤50 mm預(yù)先分級、>50 mm粒級塊煤由動(dòng)篩跳汰機(jī)排矸、50～0 mm粒級再進(jìn)行6 mm分級、50～6 mm粒級脫泥(0.5 mm粒級)后由兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選、粗煤泥由振動(dòng)篩脫水回收、細(xì)煤泥壓濾干燥后回收。

平煤一礦礦井生產(chǎn)能力約為6.0 Mt/a，井田構(gòu)造簡單，煤層平緩，傾斜角為8°～9°，主要開采煤層為丁5、丁6、戊8、戊9、戊10等。丁組煤為1/3焦煤，戊組煤由西向東依次為氣煤、1/3焦煤、肥煤，以肥煤為主，其次為1/3焦煤，氣煤較少；丁、戊組煤為中/中高灰、中高揮發(fā)分、低硫/特低硫、特低磷、強(qiáng)粘結(jié)性、中高/特高發(fā)熱量、高灰熔點(diǎn)煤。入主廠房原煤粒度為50～0 mm，灰分為50.93%，屬高灰煤，矸石含量高，高達(dá)42.67%。由于內(nèi)灰較高，該廠原煤適宜洗選動(dòng)力煤產(chǎn)品。主要產(chǎn)品為混煤和矸石，混煤粒度為50～0 mm，Ad≤34.22%，Mt≤9.22%，Qnet.ar≥18.83 MJ/kg，通常作為電廠燃料；矸石Ad≥80% ，Mt≤16%，一般作為矸石電廠燃料或磚廠制磚原料。

1 存在問題與原因分析

(1)壓濾系統(tǒng)處理能力不足。近年來，隨著礦井開采深度的增加，原煤水分增高，動(dòng)篩車間6 mm干法篩分效果變差；加之主廠房原干篩系統(tǒng)年久失修，無法投入使用，導(dǎo)致系統(tǒng)中細(xì)粒級含量劇增，壓濾系統(tǒng)處理能力明顯不足。此外，重介系統(tǒng)磁選機(jī)使用時(shí)間過長，設(shè)備老化嚴(yán)重，分選效果差，致使煤泥水中磁性物含量升高[1]，這也是影響壓濾系統(tǒng)處理能力的一個(gè)重要因素。

平煤一礦選煤廠原有過濾面積500 m2、800 m2的壓濾機(jī)各三臺[2]，500 m2的壓濾機(jī)每臺每小時(shí)可回收煤泥7.60～7.80 t，800 m2的壓濾機(jī)每臺每小時(shí)可回收煤泥約12.50 t，六臺壓濾機(jī)每小時(shí)回收的煤泥總量約為60.90 t，除去24%的水分，折算成干煤泥約為46.28 t。根據(jù)煤質(zhì)資料和工藝流程計(jì)算，當(dāng)該廠原煤全部入選時(shí)，每小時(shí)產(chǎn)生的煤泥量為50.98 t；依據(jù)不均衡系數(shù)1.15核算后，壓濾系統(tǒng)每小時(shí)的入料量為58.63 t。

由此來看，在原煤全部入選的情況下，壓濾系統(tǒng)實(shí)際處理量小于入料量。煤泥回收能力不足的問題凸顯，嚴(yán)重制約原煤的洗選，使該廠原煤洗選量由3.15 Mt/a下降至2.90 Mt/a。

(2)粗煤泥水分高。該廠采用濃縮旋流器組、振動(dòng)篩對粗煤泥進(jìn)行回收，但設(shè)備脫水效果差，粗煤泥水分高達(dá)30%，摻入混煤后使其水分升高，發(fā)熱量降低，嚴(yán)重影響產(chǎn)品銷售和選煤廠經(jīng)濟(jì)效益。

因此，必須對平煤一礦選煤廠進(jìn)行技術(shù)改造，提高原煤洗選能力，降低產(chǎn)品水分，提升產(chǎn)品市場競爭力。

2 解決方案

針對生產(chǎn)中存在的問題，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，對相關(guān)工藝、設(shè)備進(jìn)行整改，確保洗選系統(tǒng)運(yùn)行流暢。

2.1 啟用主廠房干篩系統(tǒng)

平煤一礦選煤廠主廠房篩分系統(tǒng)由四套等厚篩組成[3]，三套用于0.5 mm脫泥，另一套因損壞而長期閑置。針對這種現(xiàn)狀，修復(fù)損壞的等厚篩，啟用原干篩系統(tǒng)，并將其篩縫由13 mm調(diào)整為25 mm。干篩系統(tǒng)篩下物直接進(jìn)入產(chǎn)品皮帶，可減少系統(tǒng)煤泥量[4]，能有效減少粗煤泥回收系統(tǒng)和壓濾系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，進(jìn)而提高原煤洗選能力。啟用干篩系統(tǒng)前后的產(chǎn)品組成如表1所示。由表1可知：啟用干篩系統(tǒng)后，粗煤泥、壓濾煤泥數(shù)量均減少，壓濾煤泥數(shù)量減少至7.62%。壓濾系統(tǒng)處理能力達(dá)到40.41 t/h即可滿足生產(chǎn)需要，現(xiàn)有壓濾系統(tǒng)完全滿足要求。

表1 啟用干篩系統(tǒng)前后的產(chǎn)品組成Table 1 Product composition before and after using dry screening system

啟用干篩系統(tǒng)后，<25 mm粒級原煤不入選，壓濾系統(tǒng)負(fù)擔(dān)有所下降，在產(chǎn)品發(fā)熱量要求不高時(shí)可以滿足要求；但要求產(chǎn)品發(fā)熱量高時(shí)，原煤必須全部入選，仍不能滿足生產(chǎn)需要。

2.2 改造動(dòng)篩車間工藝系統(tǒng)

由于配套礦井井下煤炭開采時(shí)間段不同，部分原煤水分較高，導(dǎo)致動(dòng)篩車間篩分效率降低，大量<0.5 mm粒級煤泥進(jìn)入洗選系統(tǒng)，進(jìn)而使煤泥水量大增，粗煤泥回收系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)負(fù)擔(dān)加重。為此，將原來的兩臺振動(dòng)篩更換成干篩效果較好的馳張篩，并將篩孔由6 mm擴(kuò)大至9 mm。同時(shí)加強(qiáng)動(dòng)篩車間的生產(chǎn)管理[5]，減少進(jìn)入主選車間的大塊矸石和末煤的數(shù)量，確保全廠生產(chǎn)能力得到全面提升。

經(jīng)此改造后，粗煤泥、壓濾煤泥數(shù)量大大下降，粗煤泥回收系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)負(fù)擔(dān)得以減輕，原煤洗選能力大增。

2.3 更換振動(dòng)篩

粗煤泥原采用濃縮旋流器組和振動(dòng)篩脫水、回收，但該工藝脫水效果較差，粗煤泥水分在30%左右。為此，將振動(dòng)篩更換成振動(dòng)弧形篩和粗煤泥離心機(jī)，采用兩組水力旋流器組[6]、兩組振動(dòng)弧形篩、兩臺煤泥離心機(jī)對其進(jìn)行脫水、回收[7]，并對配套運(yùn)輸設(shè)備和配電設(shè)備進(jìn)行必要的改造。粗煤泥回收工藝改造后，粗煤泥水分由30%降至17%，產(chǎn)品水分和質(zhì)量得到了控制。

2.4 更換磁選機(jī)

原φ914×2972mm磁選機(jī)已使用近十年，設(shè)備老化嚴(yán)重，磁選效率降低，磁選尾礦中的磁性物含量較高。為減少煤泥中的磁性物含量[8]，將其更換成φ1219×2972 mm磁選機(jī)。更換磁選機(jī)后，磁選效果轉(zhuǎn)好，磁選尾礦中的磁性物含量下降，煤泥水質(zhì)量得到改善。

3 改造效果

平煤一礦選煤廠技術(shù)改造前后的原煤洗選原則流程如圖1所示。當(dāng)產(chǎn)品發(fā)熱量要求低時(shí)，啟用主廠房干篩系統(tǒng)，壓濾煤泥數(shù)量減少至40.41 t/h，現(xiàn)有壓濾系統(tǒng)處理能力為44.46 t/h，完全滿足生產(chǎn)要求。在更換磁選機(jī)、振動(dòng)篩的同時(shí)，加強(qiáng)動(dòng)篩車間生產(chǎn)管理，減少大塊矸石和末煤進(jìn)入主選車間的數(shù)量，使全廠原煤入選能力由2.90 Mt/a提高至3.15 Mt/a，粗煤泥水分由30%降低至17%，滿足原煤洗選和產(chǎn)品質(zhì)量要求。

圖1 改造前后的原煤洗選原則流程Fig.1 Coal preparation basic flowsheet before and after modification

通過技術(shù)改造，平煤一礦選煤廠原煤入選能力由2.90 Mt/a提高至3.15 Mt/a，原煤入選量增加0.25 Mt/a。按精煤產(chǎn)率65%計(jì)算，每年可多回收精煤16.25萬t，按精煤價(jià)格600元/t計(jì)算，每年可增加收入9 750萬元。

4 結(jié)語

洗選系統(tǒng)技術(shù)改造后，有效解決了平煤一礦選煤廠煤泥處理系統(tǒng)能力不足的問題，粗煤泥水分降至17%，原煤洗選能力提高至3.15 Mt/a，在提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量的同時(shí)，提升了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 王 兵，崔萌萌.葛店選煤廠洗選工藝技術(shù)改造實(shí)踐[J].選煤技術(shù)，2014(3)：44-47.

[2] 建瑞革，戴 華，葉慧峰，等.選煤廠煤泥脫水回收系統(tǒng)設(shè)備和工藝現(xiàn)狀分析[J].煤炭加工與綜合利用，2010(2).

[3] 張秀梅.某選煤廠原煤分級問題的研究[J].煤炭工程，2006(11)：9-11.

[4] 戴少康.選煤工藝設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,2010.

[5] 匡亞莉.選煤廠工藝設(shè)計(jì)與管理[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2006.

[6] 謝廣元.選煤廠產(chǎn)品脫水[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2004.

[7] 顧民兆.選煤廠工藝流程與設(shè)備選型計(jì)算[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,1990.

[8] 蔡 璋.選煤廠固-液、固-氣分離技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,1992.

Modification on technology in coal preparation plant of Pingdingshan coal mining group No.1 mine

YU Feng-qin

(CCTEG Beijing Huayu Engineering Co., Ltd., Pingdingshan, Henan 467002, China)

In order to solve problems caused by short of capacity of coal slurry processing system and coarse slime with high moisture in coal preparation plant of Pingdingshan coal mining group No.1 mine, dry screening system starts to be used, modified moving sieve technology system at the same time replaced vibrating screen and magnetic separator.The application shows that the filter pressing system can serve coal slurry well, with moisture drop of coarse slime from 30% to 17%, increased capacity of raw coal processing from 2.90 Mt/a to 3.15 Mt/a , meanwhile, clean coal production is increased by 0.162 5 Mt/a.

filter pressing system; coarse slime; modification on technology

1001-3571(2015)03-0056-03

TD94

B

2015-03-11

10.16447/j.cnki.cpt.2015.03.016

于鳳芹(1982—)，女，山東省濰坊市人，工程師，從事選煤廠設(shè)計(jì)工作。

E-mail: yufengqin1982@126.com Tel:15093762481