斜溝煤礦選煤廠設(shè)計特色及新技術(shù)應(yīng)用

黃健華

(山西西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦選煤廠，山西 興縣 033602)

斜溝煤礦選煤廠隸屬于山西西山晉興能源有限責(zé)任公司，位于山西省呂梁地區(qū)興縣縣城以北50 km處魏家灘鎮(zhèn)，距省城太原市240 km。這座年處理能力3 000萬t的現(xiàn)代化礦井型選煤廠，設(shè)計一次完成，分期建設(shè)，適應(yīng)井下兩煤層實行分采分運(yùn)分儲分別入選的要求。一期工程1 500萬t，入選礦井生產(chǎn)的8#原煤，已于2010年2月份正式投產(chǎn)，后期規(guī)模達(dá)到3 000萬t，同時入選礦井生產(chǎn)的8#煤和13#煤。二期工程于2011年9月正式投產(chǎn)。該廠洗選工藝為塊煤重介淺槽加末煤兩段兩產(chǎn)品重介旋流器主、再洗。目前只入洗8#原煤，生產(chǎn)氣精煤和動力煤。

1 主要設(shè)計特色

1．1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

興縣煤田位于河?xùn)|煤田北部，煤炭資源豐富，賦存條件好，主要以氣煤為主。8#和13#煤層是井田內(nèi)2個主要可采煤層，均具有良好的品質(zhì)，主要表現(xiàn)為中灰、低硫、中磷、高揮發(fā)分、高發(fā)熱量。且8#煤黏結(jié)性較好，硫分低(＜0．6%)適合用于煉焦配煤，洗后副產(chǎn)品混煤作為動力煤銷售。

8#原煤洗選煉焦精煤，洗選11%灰分的煉焦精煤時精煤回收率較低，為較難選煤或難選煤。依據(jù)市場銷售情況，該廠產(chǎn)品主要定位為氣精煤和洗混煤，煉焦精煤(灰分≤11%)和洗混煤(發(fā)熱量為20．934 MJ)。

1．2 洗選工藝

塊原煤分選系統(tǒng)對塊煤比例及煤質(zhì)變化的適應(yīng)性強(qiáng)。塊原煤分選采用2臺DMB8013型淺槽重介分選機(jī)，其處理能力可達(dá)800 t/h，分選密度可低至1．30 kg/L，為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整留下了空間。既適用塊煤入選比例提高的需要，也適用于當(dāng)原煤含矸量大時，調(diào)整分選密度實現(xiàn)塊精煤在一定范圍內(nèi)無級調(diào)灰，滿足混煤發(fā)熱量指標(biāo)。

1．3 工藝布置

原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)及主洗系統(tǒng)均為雙系統(tǒng)布置，均具備1 500萬t生產(chǎn)能力，每期系統(tǒng)設(shè)備選型一致，相互獨(dú)立。這樣非常有利于大型選煤廠的建設(shè)及生產(chǎn)管理，可實現(xiàn)邊生產(chǎn)邊基建，縮短基建周期。由于該廠處理量比較大，如果其中一個系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)問題，可以立即啟用另外一期系統(tǒng)，極大地提高了全廠生產(chǎn)的可靠性。

該廠原煤系統(tǒng)和主洗系統(tǒng)之間設(shè)置容量約3 600 t的原煤緩沖倉，有效分開原煤準(zhǔn)備和洗選兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，當(dāng)準(zhǔn)備系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，原煤緩沖倉可繼續(xù)供煤約0．5 h以上，有效避免相互之間的制約。設(shè)計時考慮礦井生產(chǎn)、銷售淡旺季變化及鐵路運(yùn)輸各方面的矛盾，原煤倉及產(chǎn)品倉均為4個3萬t的大容量煤倉，提高了生產(chǎn)緩沖能力，有效緩解了選煤廠與礦井、鐵路運(yùn)銷之間的相互制約，便于組織和協(xié)調(diào)生產(chǎn)。

1．4 總平面布置

該廠所處工業(yè)場地是典型的山地地形，三面環(huán)山，中間一條狹窄的山溝，溝口正對鐵路站場。該廠生產(chǎn)系統(tǒng)主要單位工程有原煤倉、準(zhǔn)備車間、主廠房、濃縮車間、產(chǎn)品倉、快速裝車站及排矸系統(tǒng)等。根據(jù)設(shè)計原則和設(shè)計條件，作為選煤廠核心單位工程的主廠房及與之關(guān)系密切的濃縮車間，布置在鐵路站場以南較為開闊的溝口。儲裝運(yùn)系統(tǒng)平行于鐵路站場，與原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)、主洗系統(tǒng)呈直角折線布置。井口到主廠房之間由里向外沿溝布置原煤倉、準(zhǔn)備車間，單排4個產(chǎn)品倉平行于鐵路站線布置在主廠房和裝車站之間。全廠煤流系統(tǒng)順暢，充分利用了自然地形高差階梯布置，這樣不僅節(jié)約了耕地，提高了防洪標(biāo)準(zhǔn)，同時降低生產(chǎn)能耗，為建成優(yōu)質(zhì)高效選煤廠提供了有力的硬件保障。

2 新技術(shù)、新管理模式

2．1 拐彎皮帶的應(yīng)用

該廠矸石外排系統(tǒng)應(yīng)用了1部帶寬為1 400 mm、帶速為 2．5 m/s、輸送能力為 1 500 t/h、機(jī)長為1 475 m、線路中有2個半徑分別為300 m和400 m的水平曲線段的彎曲U型帶式輸送機(jī)。

該拐彎皮帶用于完成矸石緩沖倉及矸石排放倉之間煤矸石的排放運(yùn)輸任務(wù)，兩倉之間地形復(fù)雜且高低起伏，沿途布置了原煤倉、污水處理廠等建筑物。面對現(xiàn)有生產(chǎn)場地局限，若按傳統(tǒng)設(shè)計模式，需用多部短距離帶式輸送機(jī)互相搭接直線分段運(yùn)輸模式來確保運(yùn)輸系統(tǒng)的連續(xù)。但是這種非連續(xù)的運(yùn)輸方式，處理量較小，運(yùn)輸效率低，不利于生產(chǎn)管理及檢修維護(hù)。該拐彎皮帶的投用既解決土地限制問題，同時簡化了運(yùn)輸系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)效率，降低了機(jī)電事故率，確保了安全生產(chǎn)。

2．2 重疊式高效濃縮機(jī)的應(yīng)用

該廠在設(shè)計時結(jié)合以往選煤廠的煤泥水管理經(jīng)驗，在煤泥水處理系統(tǒng)設(shè)計中考慮處理量大、煤質(zhì)波動大等因素，采用直徑為38 m與事故池重疊的高效濃縮機(jī)。濃縮機(jī)分兩層布置，上層布置工作濃縮機(jī)，下層布置事故池。當(dāng)工作濃縮機(jī)出現(xiàn)故障時，可開啟濃縮機(jī)底流管的放料閥門把工作濃縮機(jī)中的煤泥水直接放到下方的事故池中，待濃縮機(jī)檢修完后，由水泵將事故池中的煤泥水轉(zhuǎn)排到工作濃縮機(jī)中，這樣大大提高了檢修效率。整個濃縮機(jī)呈半地下布置型式，高效利用了土地空間，節(jié)省了基建投資。平時可將事故池作為蓄水池用，在生產(chǎn)過程中清水供應(yīng)不上時用泵將水抽送回生產(chǎn)系統(tǒng)作為循環(huán)水使用。

2．3 快速裝車系統(tǒng)的應(yīng)用

為保證煤炭產(chǎn)品及時外運(yùn)，提高裝車速度，減少裝運(yùn)誤差，該廠引進(jìn)了2套美國Kanawha公司的裝車能力為5 000 t/h的單元式快速定量裝車系統(tǒng)。該系統(tǒng)裝車速度快，單車裝載時間不超過40 s，裝完一列車需約1 h左右，在短時間內(nèi)完成大煤量的精確定量裝車。裝車同時可完成平煤，并采集煤樣，減少污染，改善勞動條件，減輕工人勞動強(qiáng)度。

從2010年2月投入運(yùn)行以來，裝車系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，完全適用于該廠的火車外運(yùn)現(xiàn)狀。

2．4 新的管理模式

選煤廠建設(shè)期間，為縮短設(shè)計周期，確保工程施工按期完成，該廠原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)及產(chǎn)品儲裝運(yùn)系統(tǒng)由大地工程公司設(shè)計施工總承包，主洗系統(tǒng)由約翰芬雷公司設(shè)計施工總承包，借助兩個設(shè)計院的雄厚實力和各自優(yōu)勢，保證在最短的時間內(nèi)完成從開工建設(shè)到投產(chǎn)運(yùn)營的建設(shè)總工期如期完成。

該廠成功投產(chǎn)后，受當(dāng)時人員規(guī)模及檢修人員素質(zhì)、公司體制等條件的制約，一時難以配備專業(yè)齊全的高水平維修隊伍以及相應(yīng)的檢測維修設(shè)備和各種維修備件，于是委托了約翰芬雷公司承包該廠的機(jī)電檢修運(yùn)營，外包的設(shè)備維修業(yè)務(wù)為日常檢查維護(hù)及設(shè)備中小修，憑借約翰芬雷公司雄厚的技術(shù)儲備和成熟的技術(shù)應(yīng)用，獲得更好的維修服務(wù)，不但滿足了選煤廠生產(chǎn)要求，提高了生產(chǎn)效率，而且提高了設(shè)備維修水平，降低維修成本。

設(shè)備檢修外包模式使“交鑰匙”工程得到延續(xù)，并與約翰芬雷公司建立了長期合作的戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，這種全新的管理模式是總承包內(nèi)容的擴(kuò)展，也是總承包模式的深化，為現(xiàn)代高效選煤廠管理探索出了一條新路徑。

3 結(jié)語

斜溝煤礦選煤廠采用先進(jìn)的設(shè)計理念和生產(chǎn)工藝，建設(shè)周期短，運(yùn)營維護(hù)成本低，在特大型選煤廠管理方面可提供借鑒的模式和思路，該設(shè)計理念及建設(shè)模式在國內(nèi)選煤行業(yè)中具有極大的推廣應(yīng)用價值和良好的市場前景。