提高塊煤回收率技術(shù)的創(chuàng)新與實(shí)踐

曹來洋

（晉城煤業(yè)集團(tuán)成莊煤礦，山西 晉城 048021）

·技術(shù)經(jīng)驗(yàn)·

提高塊煤回收率技術(shù)的創(chuàng)新與實(shí)踐

曹來洋

（晉城煤業(yè)集團(tuán)成莊煤礦，山西 晉城 048021）

通過分析洗選加工環(huán)節(jié)造成嚴(yán)重塊損的現(xiàn)狀，找出了造成商品煤塊率偏低的原因，并對(duì)可能造成塊煤破碎損失的環(huán)節(jié)因素進(jìn)行辨識(shí)，對(duì)原煤破碎系統(tǒng)、系統(tǒng)篩分轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)、斜輪分選環(huán)節(jié)進(jìn)行創(chuàng)新性改造，通過優(yōu)化生產(chǎn)管理流程，改進(jìn)破碎環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工藝，對(duì)運(yùn)輸環(huán)節(jié)溜槽進(jìn)行改造，對(duì)斜輪控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)懸浮液密度智能控制改造等，提高了商品煤塊率，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)效益最大化，每年可多生產(chǎn)塊精煤15萬t。

洗選加工；塊煤回收率；改造

晉城煤業(yè)集團(tuán)成莊礦洗選廠生產(chǎn)加工的產(chǎn)品主要有篩末煤、洗末煤、洗塊煤，其中利潤較好的品種有洗末煤、洗塊煤。受國際金融危機(jī)的影響，2013年以來，洗末煤的售價(jià)在不斷下調(diào)，為了適應(yīng)目前日益嚴(yán)峻的煤炭市場(chǎng)形勢(shì)，洗選廠充分挖掘潛能，采取積極有效措施，盡最大努力提高塊煤回收率，實(shí)現(xiàn)效益最大化。

1 系統(tǒng)存在問題分析

洗選廠設(shè)計(jì)能力為400萬t/年，經(jīng)過不斷的技術(shù)改造升級(jí)，系統(tǒng)已經(jīng)具備800萬t/年的生產(chǎn)能力，但產(chǎn)品倉等部分基礎(chǔ)設(shè)施已與目前的生產(chǎn)能力不相匹配，加上車皮來車不均衡，造成塊煤頻繁落地、返煤的局面，而且隨著礦井向井田深部的延伸，煤炭從采掘工作面提升運(yùn)輸?shù)降孛娴木嚯x在逐漸加長，加上放頂煤工藝和大采高技術(shù)的應(yīng)用以及受地質(zhì)構(gòu)造影響，原煤開采過程中矸石量增大并伴有超硬度巖石出現(xiàn)，由于矸石硬度較大，在轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)中不易破碎，但大矸大塊對(duì)塊煤的沖擊碰撞以及因此導(dǎo)致的破碎機(jī)頻繁更換齒板，加劇了塊煤的破碎，同時(shí)由于夾矸煤的大量出現(xiàn)，造成洗選精煤回收率偏低。

1）洗選環(huán)節(jié)塊煤損失情況。

根據(jù)多年的煤質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得知：井下80 m膠帶機(jī)上原煤塊率為52．7%，經(jīng)洗選轉(zhuǎn)載運(yùn)輸和洗選加工，到商品煤裝車外運(yùn)，塊率只有43．7%（折合成原煤后塊率），除了原煤未經(jīng)分級(jí)直接入MMD破碎機(jī)破碎，造成了5．0%的塊損外，篩分、洗選轉(zhuǎn)載運(yùn)輸和洗選加工造成了4．0%的塊損。

2）造成商品煤塊率偏低原因分析。

洗選加工運(yùn)輸環(huán)節(jié)造成的塊煤破碎，原煤篩分過程中出現(xiàn)的篩末煤限上偏大，塊洗精煤回收率偏低。

a）塊煤落返造成塊損嚴(yán)重原因分析。

洗選廠現(xiàn)有的塊煤倉已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)的需要，只能通過煤山落返來緩解逐年增加的產(chǎn)量和來車不均衡的壓力，如果直接將塊煤落到煤山再返回，由于推煤機(jī)碾壓、風(fēng)化等因素將會(huì)造成落地塊煤35%左右的破碎損失。

b）轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)造成塊損嚴(yán)重原因分析。

由于不少轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)落差較大，塊煤質(zhì)量大，和末煤相比，落地時(shí)間短、速度大，根據(jù)動(dòng)量定理Ft=mv，塊煤在轉(zhuǎn)載過程中受力F=mv/t，塊煤質(zhì)量一定，受力決定于塊煤的速度和碰撞時(shí)間，速度v越大，碰撞時(shí)間越短，受力越大，越容易造成塊煤破碎。

c）破碎環(huán)節(jié)塊損嚴(yán)重成因分析。

由于原煤未經(jīng)分級(jí)全部進(jìn)入破碎機(jī)，一部分炭塊經(jīng)過破碎可能成為末煤，另一方面大矸或巖石不能及時(shí)排出，容易造成卡堵。為避免破碎機(jī)卡堵影響原煤提升，頻繁更換破碎機(jī)齒板，新齒板會(huì)加大塊煤的破碎。

d）篩末煤限上偏大原因分析。

降低末煤限上，是在滿足生產(chǎn)的前提下盡可能使用13 mm或更小點(diǎn)孔徑篩板進(jìn)行原煤分級(jí)篩分，但是生產(chǎn)組織過程中，由于東西系統(tǒng)分煤不均或篩網(wǎng)堵塞、篩板透孔率低、原煤水分大等多種原因可能造成篩分不透。為保證進(jìn)入下一工序的塊煤質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)一般采用更換部分大孔徑篩板的方法，造成部分13～18 mm的塊煤流失到末煤中。

e）塊精煤回收率偏低原因分析。

改造前，由于塊煤采用斜輪重介分選，主要靠人工檢測(cè)、控制斜輪重介懸浮液的密度，密度波動(dòng)幅度大，約在±0．03 kg/L，所以，盡管密度要求在1．75 kg/L左右，由于人工操作的局限性，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，崗位司機(jī)一般將分選密度控制在1．72～1．75 kg/L，這樣一部分夾矸煤就容易流失到矸石中外排。

2 改造的總體思路

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存在的問題，本著保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高原煤塊率，確?，F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)安全的思路，從以下幾方面加以改進(jìn)：

1）加強(qiáng)生產(chǎn)組織管理，合理預(yù)報(bào)車皮，力保塊煤不落地。

2）對(duì)幾個(gè)落差較大，塊損比較嚴(yán)重的轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)進(jìn)行改造，通過增加各種形式的緩沖裝置，降低煤流速度，減少塊煤破碎，提高原煤塊率。

3）通過對(duì)原煤破碎環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)改造，降低破碎機(jī)的塊損。

4）懸浮液密度實(shí)現(xiàn)智能控制，根據(jù)產(chǎn)品灰分情況適當(dāng)回收部分中煤產(chǎn)品。

3 具體實(shí)施方案

1）優(yōu)化生產(chǎn)組織，減少塊煤落地。

a）充分了解井下生產(chǎn)實(shí)際，根據(jù)倉儲(chǔ)合理預(yù)報(bào)車皮，特別是塊車的預(yù)報(bào)，力求準(zhǔn)確。b）積極和相關(guān)部門協(xié)調(diào)溝通，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際協(xié)調(diào)老礦配煤數(shù)量。c）充分利用0#混煤倉緩沖，盡可能避免塊煤落地。d）擴(kuò)建產(chǎn)品倉。如因特殊原因造成塊煤落地，要將塊煤落在斗輪下方，并及時(shí)返回，裝車外運(yùn)。

2）設(shè)計(jì)排矸工藝，避免大矸、巖石造成破碎機(jī)卡堵。

為了能將進(jìn)入破碎機(jī)內(nèi)的大矸或巖石及時(shí)排出，避免其在破碎機(jī)內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)加速齒板磨損或造成卡堵事故，在破碎機(jī)驅(qū)動(dòng)端南側(cè)護(hù)罩上開孔（尺寸：400 mm×400 mm）并制作一活動(dòng)小門。制作一可移動(dòng)式上開口排矸溜槽，上口與排矸孔下端對(duì)齊，下口直達(dá)地面。這樣，無法破碎的大矸或巖石在后續(xù)煤流的推動(dòng)下到達(dá)箱體南側(cè)排矸孔位置，打開破碎機(jī)的排矸孔，大矸或巖石順著排矸溜槽到達(dá)地面，有效地降低了負(fù)荷，減少了卡堵故障。

3）增加破碎機(jī)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝。

將104破碎機(jī)抬高并向西移動(dòng)2 m，將210皮帶向西延長約8 m，使104、211兩臺(tái)破碎機(jī)的破碎產(chǎn)物直接上210皮帶入洗或緩沖落地；在破碎樓一樓107膠帶機(jī)上方安裝一臺(tái)新破碎機(jī)作為備用。通常情況下以211和104破碎機(jī)作為主運(yùn)系統(tǒng)，當(dāng)其中任一臺(tái)出現(xiàn)故障后，立即啟用備用破碎機(jī)，減少故障影響時(shí)間。

改造后工藝流程圖見圖1。

圖1 改造后工藝流程圖

4）控制齒板更換，降低破碎環(huán)節(jié)塊損。

對(duì)車間更換齒板做出以下特殊規(guī)定：a）齒尖與齒輥距離保持在30～100 mm。b）在破碎機(jī)未出現(xiàn)頻繁卡堵的情況下，禁止更換齒板。c）破碎機(jī)兩齒輥相嚙合部位的齒板不準(zhǔn)同時(shí)更換。d）破碎機(jī)入料點(diǎn)不準(zhǔn)使用新齒板，只能使用已經(jīng)磨損的舊齒板。e）建立破碎機(jī)齒板臺(tái)賬，對(duì)每一塊齒板進(jìn)行編號(hào)，并記錄每一塊齒板的更換時(shí)間。

改造前后齒板間隙對(duì)比圖見圖2。

圖2 改造前后齒板間隙對(duì)比圖

5）對(duì)運(yùn)輸環(huán)節(jié)溜槽進(jìn)行改造。

為了能夠有效地降低塊煤在轉(zhuǎn)載過程中造成的破碎，在落差較大的機(jī)頭溜槽設(shè)計(jì)的過程中增設(shè)緩沖點(diǎn)，在脫介篩機(jī)頭溜槽中加了導(dǎo)流板和滯留角鋼，在501膠帶機(jī)機(jī)頭和塊煤產(chǎn)品倉安裝了螺旋溜槽，以有效減小物料的最終速度。煤倉螺旋溜槽及脫介篩前溜槽示意圖見圖3。

圖3 煤倉螺旋溜槽及脫介篩前溜槽示意圖

6）對(duì)原煤篩分系統(tǒng)進(jìn)行改造。

提高篩板（篩子）的開孔率，提高篩分效果。盡量使用開孔率高的不銹鋼焊接篩板，在滿足生產(chǎn)的條件下，改變分級(jí)篩篩板支撐筋板，減小篩條尺寸，提高篩板開孔率。

增加篩分面積，提高篩分效果。在分級(jí)篩入篩溜槽安裝緩沖裝置，使落煤點(diǎn)后移，增加篩分面積；在篩面安裝篩壩，以減小煤流速度，提高篩分效率。增加篩分面積示意圖見圖4。

7）對(duì)斜輪控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)懸浮液密度智能控制。

圖4 增加篩分面積示意圖

通過改造，實(shí)現(xiàn)了斜輪崗位無人值守，懸浮液密度根據(jù)精煤灰分指標(biāo)設(shè)定，并依據(jù)煤質(zhì)變化可做相應(yīng)密度設(shè)定值的調(diào)整，同時(shí)懸浮液密度和懸浮液煤泥含量（或磁性物含量）實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，自動(dòng)分流和自動(dòng)補(bǔ)水可無擾切換，控制系統(tǒng)精度高，密度波動(dòng)為±0．003 g/cm3，磁性物含量穩(wěn)定控制在770 g/L，達(dá)到穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化重介分選環(huán)境、提高重介分選產(chǎn)品回收率的目的。重介懸浮液密度自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖見圖5。

圖5 重介懸浮液密度自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖

4 實(shí)施效果

系統(tǒng)改造完成以后，破碎機(jī)系統(tǒng)的塊損由原來的5%左右降到了3%左右，轉(zhuǎn)載入倉環(huán)節(jié)塊損降低了0．5%左右，篩末煤限上降低了1%左右，同時(shí)由于斜輪重介懸浮液實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)控制，精煤回收率提高了0．3%左右，僅此幾項(xiàng)每年可多生產(chǎn)塊精煤15萬t。其中：

1）提高塊率后，每年增加的塊煤量。

按礦井年產(chǎn)原煤800萬t，精煤回收率58%計(jì)算，每年可多生產(chǎn)洗塊煤：（800×0．025+800×0．538 ×0．01）×0．58=14．10萬t。

2）精煤回收率提高增加的塊煤量。

按礦井年產(chǎn)原煤800萬t，改造后原煤塊率提高3%計(jì)算，可增加塊煤：800×0．467×0．003=1．12萬t。

Innovation and Practice of Improving Lump Coal Recovery Rate Technology

Cao Lai-yang

By analyzing the status quo which the washing and processing link cause serious loss of lump coal，finds out the causes of low commodity coal lump rate，and the link factors which may cause lump coal break and lose are identified．The raw coal crushing system，screening transfer links and inclined round sorting links are innovatively reformed．Through optimizing production management process，improves the production process of broken link．Transport link chute is reformed，inclined gear control system realizes intelligent control reformation of suspension density and so on．Increases the commodity coal lump rate，realizes the enterprise benefit maximization，can produce more 150 000 tons lump clean coal every year．

Washing and processing；Lump coal recovery rate；Transformation

TD94

B

1672-0652（2013）07-0008-03

2013-05-15

曹來洋（1969—），女，山西晉城人，1995年畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院，工程師，主要從事洗選廠技術(shù)管理工作（E-mail）cly3612160＠163．com