大同地區(qū)侏羅紀(jì)和石炭紀(jì)原煤煤泥特性研究

彭建喜，王 東

（山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院，山西大同037003)

大同地區(qū)侏羅紀(jì)和石炭紀(jì)原煤煤泥特性研究

彭建喜，王 東

（山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院，山西大同037003)

大同地區(qū)侏羅紀(jì)煤炭資源已基本枯竭，目前新建礦井及老礦延伸后，開(kāi)采的基本上為石炭紀(jì)原煤，其灰分較侏羅紀(jì)原煤成倍增加，煤質(zhì)變差。文章就大同地區(qū)石炭紀(jì)、侏羅紀(jì)煤泥特性進(jìn)行比對(duì)分析研究，提出合理的礦井延伸接替原煤洗選煤泥系統(tǒng)處理工藝及參數(shù)。

石炭紀(jì)原煤；侏羅紀(jì)原煤；沉降；篩分；煤泥

大同地區(qū)侏羅紀(jì)原煤為低灰、低硫、低磷、高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤，洗選時(shí)只需將塊矸選出，煤泥不入洗，回收后直接摻入精煤，產(chǎn)品質(zhì)量就能達(dá)到客戶要求。而石炭紀(jì)原煤灰分在40%左右，不僅塊煤、末煤分選系統(tǒng)矸石含量較侏羅紀(jì)成倍增大，煤泥灰分也較侏羅紀(jì)大幅增加，可選性發(fā)生明顯變化，使原來(lái)入洗侏羅紀(jì)原煤的選煤廠在礦井延伸至石炭紀(jì)后無(wú)法正常生產(chǎn)，必須進(jìn)行技術(shù)改造[1-2]。新建開(kāi)采石炭紀(jì)原煤的礦井，其配套洗煤廠的工藝與入洗侏羅紀(jì)原煤的工藝差別較大，其中煤泥系統(tǒng)變化尤為突出。通過(guò)對(duì)大同石炭紀(jì)、侏羅紀(jì)煤泥特性進(jìn)行比對(duì)分析研究，找出合理的石炭紀(jì)原煤洗選煤泥系統(tǒng)處理工藝及參數(shù)，才能為洗煤廠的技術(shù)改造以及新建洗煤廠的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

1 煤泥水粒度組成

同煤集團(tuán)燕子山礦選煤廠當(dāng)時(shí)入洗侏羅紀(jì)原煤，其原煤性質(zhì)、洗選工藝及產(chǎn)品指標(biāo)對(duì)大同地區(qū)侏羅紀(jì)原煤具有代表性；同煤集團(tuán)塔山礦選煤廠入洗石炭紀(jì)原煤，其原煤性質(zhì)、洗選工藝及產(chǎn)品指標(biāo)對(duì)大同地區(qū)石炭紀(jì)原煤具有代表性。侏羅紀(jì)煤泥水樣，石炭紀(jì)煤泥水樣的煤泥粒度組成，見(jiàn)表1。

表1 燕子山選煤廠和塔山礦選煤廠濃縮機(jī)底流小篩分試驗(yàn)

由表1可見(jiàn)，燕子山礦選煤廠濃縮機(jī)底流各粒級(jí)的灰分都低于塔山礦選煤廠濃縮機(jī)底流的灰分，說(shuō)明石炭紀(jì)原煤煤泥灰分比侏羅紀(jì)原煤煤泥灰分高得多；而且，兩種煤種在濃縮機(jī)入料中粗粒含量相差很大。為了不因粗粒含量的不同影響沉降試驗(yàn)結(jié)果的可比性，在做兩個(gè)煤種的沉降實(shí)驗(yàn)前，都用60網(wǎng)目的標(biāo)準(zhǔn)篩篩出了其中的粗顆粒，只保留對(duì)沉降試驗(yàn)具有決定性影響的細(xì)粒部分作為沉降試驗(yàn)的試樣。篩除粗顆粒后，侏羅紀(jì)煤泥和石炭紀(jì)煤泥的粒度分布對(duì)比，見(jiàn)表2。

表2 不同煤系煤泥-60網(wǎng)目粒度分布比較

由表2可以看出，兩不同煤系的煤泥水樣，其粒度組成比較接近。

2 煤泥水沉降特性

為了了解侏羅紀(jì)、石炭紀(jì)煤煤泥水的沉降特性，分別采取同煤集團(tuán)燕子山礦選煤廠和同煤集團(tuán)塔山礦選煤廠的煤泥水樣進(jìn)行沉降比較試驗(yàn)。

沉降試驗(yàn)是在添加絮凝劑的情況下，測(cè)一定時(shí)間內(nèi)清水層的厚度。在同一時(shí)間內(nèi)，清水層的厚度越大，沉降效果越好[3]。兩種煤泥水都分別采用三種不同的絮凝劑進(jìn)行沉降試驗(yàn)及比對(duì)分析。沉降試驗(yàn)結(jié)果，見(jiàn)表3。

表3 侏羅系煤和石炭系煤煤泥水沉降試驗(yàn)結(jié)果

由表3知，62526絮凝劑的效果最好，塔山礦選煤廠使用的絮凝劑的效果次之，效果最差的是燕子山選煤廠使用的絮凝劑，說(shuō)明煤泥水的沉降關(guān)鍵在于絮凝劑，與煤種關(guān)系不大。

3 煤泥過(guò)濾特性

為了了解侏羅系煤和石炭二疊系煤煤泥水的過(guò)濾特性，分別從洗選侏羅系煤的燕子山選煤廠和洗選石炭二疊系煤的塔山選煤廠采取了濃縮機(jī)底流煤泥水樣作為試樣。經(jīng)測(cè)定兩種煤泥水樣濃度不同，其中燕子山礦選煤廠濃縮機(jī)底流煤泥水樣的濃度為371.0 g/L。

為了使塔山礦選煤廠石炭系煤和燕子山礦選煤廠侏羅系煤濃縮機(jī)底流的煤泥水的可濾性具有可比性，一方面，把塔山選煤廠濃縮機(jī)底流的濃度調(diào)整到和燕子山礦選煤廠濃縮機(jī)底流的濃度一致，都是371.0 g/L；另一方面需使這兩個(gè)濃縮機(jī)底流煤泥水樣的粒度比較接近。為此，采用40網(wǎng)目的標(biāo)準(zhǔn)篩把塔山礦選煤廠濃縮機(jī)的底流進(jìn)行濕法篩分，剔除其中過(guò)粗部分后進(jìn)行比較。剔除粗粒后，粒度比較，見(jiàn)表4。

表4 濃縮機(jī)底流-40網(wǎng)目粒度分布比較

由表4可見(jiàn)，塔山礦選煤廠石炭系煤濃縮機(jī)底流煤泥水經(jīng)過(guò)篩除粗顆粒后，其粒度分布與燕子山礦選煤廠侏羅系煤濃縮機(jī)底流煤泥水的粒度分布很接近。

對(duì)上述兩種煤泥水分別進(jìn)行過(guò)濾試驗(yàn)。試驗(yàn)后分析濾餅水分，水分越低，可濾性越好；反之，濾餅水分越高，可濾性越差[4]。試驗(yàn)結(jié)果，見(jiàn)表5。

表5 煤泥水的壓濾試驗(yàn)對(duì)比

由表5可以看出，兩種煤泥水的濾餅的水分都是隨著壓力的增加而降低，且塔山礦選煤廠濃縮機(jī)底流的濾餅水分明顯低于燕子山礦選煤廠濃縮機(jī)底流的水分，說(shuō)明石炭系煤泥的可濾性要好于侏羅系煤泥的可濾性。另外，在壓力為0.4 MPa時(shí)，添加助濾劑聚丙烯酰胺不但沒(méi)有助濾效果，反而使濾餅的水分增加，所以加壓過(guò)濾無(wú)需添加助濾劑。

4 結(jié)論

大同石炭系煤泥的沉降性能主要取決于絮凝劑，選擇62526型絮凝劑其沉降性能優(yōu)于侏羅系煤泥；石炭系煤泥的可濾性要好于侏羅系煤泥的可濾性，且加壓過(guò)濾時(shí)無(wú)需添加助濾劑。因此，入洗侏羅紀(jì)原煤的洗煤廠，改入洗石炭系原煤時(shí)，在煤泥量沒(méi)有增加的情況下，只要選擇適當(dāng)?shù)男跄齽?，整個(gè)煤泥工藝無(wú)需改變。

[1]吳廣明.動(dòng)篩跳汰機(jī)在燕子山動(dòng)力煤選煤廠的應(yīng)用[J].煤,2006(6)：61-62.

[2]彭建喜.同煤集團(tuán)燕子山選煤廠塊煤系統(tǒng)技術(shù)改造分析[J].科學(xué)視界,2014(36)：334,351.

[3]解國(guó)輝.選礦工藝[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2006.

[4]中國(guó)煤炭加工利用協(xié)會(huì).選煤實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2008.

〔責(zé)任編輯 王東〕

The Research of Coal Slime Feature of Jurassic and Carboniferous in Datong Area

PENG Jian-xi,WANG Dong
（School of Coal Engineering,Shanxi Datong University,Datong Shanxi,037003）

Jurassic coal resources have been largely dried up in Datong area.At present,after the extension new mines and old mine,basically carboniferous coal is mining,and its ash multiply,the coal quality becomes poor.This paper analyzes slime feature of carboniferous coal and Jurassic coal in Datong area,and puts forward the reasonable processing technology and parameter of coal slime system for mine extention to replace raw coal washing.

Carboniferous coal;Jurassic coal;settling;screening;coal slime

TD94

A

1674-0874(2016)03-0065-03

2016-02-17

彭建喜（1966-），男，山西原平人，碩士，副教授，研究方向：煤炭洗選和化工。