柴里選煤廠精煤均質(zhì)化研究與實踐

劉貴霞 ，劉學(xué)敏， 趙 帥 ，王祁峰， 王建華

(1.棗莊礦業(yè)集團(tuán) 煤質(zhì)管理處，山東 棗莊 277000；2.棗莊礦業(yè)集團(tuán) 柴里煤礦，山東 棗莊 277605)

柴里選煤廠精煤均質(zhì)化研究與實踐

劉貴霞1，劉學(xué)敏2， 趙 帥1，王祁峰1， 王建華2

(1.棗莊礦業(yè)集團(tuán) 煤質(zhì)管理處，山東 棗莊 277000；2.棗莊礦業(yè)集團(tuán) 柴里煤礦，山東 棗莊 277605)

為解決綜合精煤成分配比不均勻、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，柴里選煤廠立足生產(chǎn)實際，嚴(yán)抓各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中灰分、水分的控制，并實施了一系列均質(zhì)化措施，從而取得了良好效果，使產(chǎn)品灰分、水分趨于平穩(wěn)。

均質(zhì)化；綜合精煤；水分；灰分

1 概述

山東能源棗莊礦業(yè)集團(tuán)柴里選煤廠于1991年12月建成投產(chǎn)，年處理能力為2.4 Mt，原設(shè)計采用單一跳汰選煤工藝流程，煤泥不浮選，由沉降離心機(jī)回收，主要產(chǎn)品為煉焦煤、洗混煤和煤泥。為了完善選煤工藝，提高洗選加工能力，減少職工勞動強(qiáng)度，提升經(jīng)濟(jì)效益，2012年以來，柴里選煤廠對原有生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了一系列的優(yōu)化改造，其中：主洗系統(tǒng)完成了2.4 Mt全重介入選工藝改造；浮選系統(tǒng)形成了“浮選機(jī)+浮選柱”聯(lián)合運(yùn)行的分級浮選模式(粗顆粒由浮選機(jī)一次分選，精礦由沉降離心機(jī)回收；細(xì)顆粒由浮選柱二次分選，精礦由精煤壓濾機(jī)回收)；此外，還新建了1.2 Mt外來煤卸車系統(tǒng)，實現(xiàn)了對周邊礦井原煤的吸收入選。完成生產(chǎn)系統(tǒng)升級改造的柴里選煤廠，原煤入選能力、精煤產(chǎn)率均得到了大幅度提升，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，但在生產(chǎn)中也逐漸暴露出一些問題，急需進(jìn)行優(yōu)化改造。

2 存在問題及分析

由于系統(tǒng)升級改造生產(chǎn)經(jīng)驗相對不足，柴里選煤廠在重介系統(tǒng)與浮選系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行上暴露出一些問題。通過表1檢測數(shù)據(jù)可以看出，重介單機(jī)灰分相對較為穩(wěn)定，但是綜合精煤的灰分、水分波動比較大。在產(chǎn)品銷售過程中，廣大客戶對精煤產(chǎn)品質(zhì)量不均勻、不穩(wěn)定的現(xiàn)象反應(yīng)比較強(qiáng)烈。針對此問題，柴里選煤廠進(jìn)行了詳盡的調(diào)查研究，以分析問題的根源所在。

由于柴里選煤廠現(xiàn)有的重介系統(tǒng)是由原來的跳汰系統(tǒng)升級改造而來，因此生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，綜合精煤的組成成分多達(dá)4種，分別為重介精煤、重介粗煤泥、沉降離心機(jī)精礦和壓濾機(jī)精礦(表2)。在各部分精煤中，重介精煤、重介粗煤泥和沉降離心機(jī)精礦灰分、水分相對穩(wěn)定，并可實現(xiàn)連續(xù)配倉，但是壓濾機(jī)精礦存在較多問題：①壓濾機(jī)精礦所占比例達(dá)10.34%，且灰分、水分偏高，因此易導(dǎo)致綜合精煤質(zhì)量不穩(wěn)定；②壓濾機(jī)平均每小時卸料4.5次，平均卸料時間僅6 min，難以實現(xiàn)連續(xù)卸料；③濾餅成團(tuán)嚴(yán)重，破碎不夠徹底，常有大塊煤泥堵住放倉漏斗的情況發(fā)生。

表1 2014年7—12月各產(chǎn)品平均灰分、水分檢測結(jié)果

表2 柴里選煤廠綜合精煤組成

當(dāng)下，煤炭行業(yè)仍然處于嚴(yán)冬時期，如無穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量，就難以保證穩(wěn)定的市場。因此，柴里選煤廠亟需解決精煤產(chǎn)品質(zhì)量不均勻的問題。

3 解決措施

3.1 灰分均質(zhì)

降低灰分是選煤生產(chǎn)的最直接目的，灰分也是衡量一個選煤廠生產(chǎn)水平的重要指標(biāo)之一，沒有穩(wěn)定的灰分，經(jīng)濟(jì)效益就無從談起[1]。

柴里選煤廠以生產(chǎn)8級冶煉精煤為主，灰分要求控制在8.00%～9.00%之間。在實際操作中，依據(jù)各種精煤成分所占比例，合理確定了各精煤的灰分范圍，以確保綜合精煤灰分合格。該廠重介粗煤泥的灰分一般在10.00%左右波動，在重介系統(tǒng)生產(chǎn)操控中，要依據(jù)原煤發(fā)熱量、快速浮沉等數(shù)據(jù)合理確定分選密度[2]。根據(jù)日常操作經(jīng)驗，將分選密度控制在1.45～1.54 g/cm3之間，重介精煤灰分即可控制在7.80%～8.20%之間。同時，力保浮選生產(chǎn)的穩(wěn)定性，合理調(diào)節(jié)影響浮選精煤灰分指標(biāo)的各個因素，將浮選機(jī)精煤灰分控制在9.5%以內(nèi)，浮選柱精煤灰分控制在9.0%以內(nèi)。另外，還加強(qiáng)了噴水系統(tǒng)管理，嚴(yán)防精煤產(chǎn)品帶介對灰分產(chǎn)生影響[3]。

3.2 各組分降水

精煤水分過高，嚴(yán)重影響其結(jié)焦性能，因此客戶對精煤水分的要求也極為苛刻。為了降低水分，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，柴里選煤廠從綜合精煤的各個成分上分別入手，最終達(dá)到了降低綜合精煤水分的目標(biāo)[4]。

3.2.1 重介精煤降水

隨著機(jī)械化采煤程度的不斷提高，原煤煤質(zhì)逐漸變差，原煤中細(xì)粒級含量不斷攀升，這給產(chǎn)品的脫水帶來一定壓力[5]。為此，柴里選煤廠在>13 mm、0.5～13 mm 、<0.5 mm三個粒度級別上分別采取了降水措施：

(1)將精煤脫介篩的分級段13 mm×40 mm沖孔篩板更換為16 mm×40 mm的壓條篩板，從而提高了透篩率，確保水分相對較高的細(xì)粒物料可以進(jìn)入離心機(jī)脫水。

(2)將原設(shè)計的3臺末煤離心機(jī)增加到4臺，以增強(qiáng)脫水效果，使末精煤水分由原來的6.8%降低到6.3%。

3.2.2 一段浮選精礦降水

柴里選煤廠利用沉降離心機(jī)回收一段浮選精礦中的粗顆粒(0.3～0.5 mm)，由于該部分精礦約占綜合精煤的5%，因此沉降離心機(jī)精礦的降水是綜合精煤降水的重要環(huán)節(jié)。為此，柴里選煤廠采取了以下措施：一是在原有工藝的基礎(chǔ)上，將部分一段浮選精礦分流到精煤壓濾機(jī)處理，從而降低了沉降離心機(jī)的負(fù)荷；二是兩臺沉降離心機(jī)交替使用，充分利用停車時間對沉降離心機(jī)進(jìn)行清理，檢查篩縫是否有破損[6]；三是加強(qiáng)沉降離心機(jī)精礦水分的檢測，發(fā)現(xiàn)水分異常時及時排查整改。

3.2.3 二段浮選精礦降水

在設(shè)備管理上，為適應(yīng)浮選產(chǎn)量的增大，柴里選煤廠將精煤壓濾機(jī)由1臺逐步增加到4臺，從而提高了浮選精礦脫水能力。同時，為了增大濾布的透水性，將舊濾布的襯布剪掉，沖洗干凈重復(fù)利用，不僅加快了壓濾機(jī)的打料速度，還達(dá)到了修舊利廢的目的[7]。

在工藝上，對精煤壓濾機(jī)入料采取了摻粗處理。 現(xiàn)有系統(tǒng)中浮選柱分選的沉降液煤泥粒度<0.3 mm，導(dǎo)致壓濾機(jī)濾餅較硬，水分高，并且不易破碎。為了增加濾餅的透氣性，提高松散度，在精煤壓濾機(jī)入料中摻入了部分粒度較粗的一段浮選精礦(0.3～0.5 mm)，從而提高了壓濾精煤的松散度，降低了濾餅水分。通過摻粗，使精煤壓濾機(jī)產(chǎn)品的平均水分由29.0%降至27.0%，并且卸料速度大幅度提升，工作循環(huán)加快。

3.3 加強(qiáng)破碎，實現(xiàn)摻混均質(zhì)

對各精煤的灰分和水分進(jìn)行有效控制是實現(xiàn)精煤均質(zhì)化的前提條件，而有效實現(xiàn)重介精煤與浮選精煤的混合，是柴里選煤廠均質(zhì)化管理的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)[8]。

對于柴里選煤廠來說，要實現(xiàn)均質(zhì)，首先要解決壓濾精礦粒度大、不易破碎的問題。對此，柴里選煤廠采取了“一破二混三配倉”的模式，即：①破碎。通過在壓濾機(jī)下料漏斗架設(shè)鋼絲繩，在各運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭安裝破碎機(jī)，實現(xiàn)了對濾餅的充分破碎。破碎前后濾餅粒度對比如圖1所示；②摻混。在重介精煤與浮選精煤初次混合和灌倉時安裝摻混破碎機(jī)，實現(xiàn)了精煤的充分混合；③配倉。合理調(diào)配三個精煤倉的使用，在灌倉和放倉時實現(xiàn)對不同質(zhì)量產(chǎn)品的配倉摻混[9]。

其次要解決的就是如何保證重介精煤與浮選精煤的均勻配比問題[10]。對此，柴里選煤廠立足實際、集思廣益，完善了精煤壓濾機(jī)操作規(guī)程及工作制度，采用延長卸料時間的辦法來確保浮選精煤連續(xù)卸料，以實現(xiàn)重介精煤與浮選精煤的均勻配比。目前，四臺精煤壓濾機(jī)入料時間約1 800～2 000 s，壓榨20 s、反吹10 s，二次壓榨80 s，松開機(jī)頭60 s，卸料480 s，每個循環(huán)約45 min。并且將四臺精煤壓濾機(jī)卸料時間錯開，大約每隔3～5 min卸一臺壓濾機(jī)，基本實現(xiàn)連續(xù)卸料。

圖1 破碎前后濾餅粒度情況對比

4 均質(zhì)化效果

實踐證明，經(jīng)過實施上述一系列均質(zhì)化措施，柴里選煤廠的均質(zhì)化管理取得了良好效果，使產(chǎn)品灰分、水分趨于平穩(wěn)(表3)，并且實現(xiàn)了放倉漏斗的零事故。

表3 2015年3—12月外運(yùn)精煤平均灰分、水分檢測結(jié)果

2015年，柴里選煤廠年銷售精煤192萬t，超額完成年度生產(chǎn)目標(biāo)，精煤產(chǎn)率高達(dá)73.28%，精煤外運(yùn)批次100%合格，綜合精煤平均灰分為8.68%，平均水分為8.5%，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，樹立了良好的信譽(yù)，獲得了廣大用戶的一致認(rèn)可，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，同時也為行業(yè)內(nèi)其他選煤廠的均質(zhì)化管理提供了參考與借鑒。

[1] 王敦曾 . 選煤新技術(shù)的研究與應(yīng)用[M]. 北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.

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[3] 吳式瑜.選煤廠實用技術(shù)手冊[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008：231-232.

[4] 肖 魏 . 降低精煤水分的探討 [J].科技風(fēng)，2009(24).

[5] 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.

[6] 焦云中，張振紅 . 城郊選煤廠技術(shù)改造分析及建議[J]. 煤炭加工與綜合利用，2004(4)：18-20.

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[9] 李 敏, 高伯瑞, 常春祥. 關(guān)于精煤均質(zhì)化有關(guān)問題的探討[J]. 選煤技術(shù), 1999(1):20-21.

[10] 張敬波, 王強(qiáng)強(qiáng). 浮選精煤脫水系統(tǒng)技術(shù)改造[J]. 潔凈煤技術(shù), 2011, 17(4):19-20.

Homogenization of clean coal at Chaili coal preparation plant-study and practice

LIU Gui-xia1，LIU Xue-min2，ZHAO Shuai1，WANG Qi-feng1，WANG Jian-hua2

(1.Coal Quality Control Division, Zhaozhuang Mining Group, Zaozhuang, Shandong 277000, China 2.Chaili Coal Mine, Zhaozhuang Mining Group, Zaozhuang, Shandong 277605, China)

In order to tackle the problems relating to the non-uniformity of proportioning of clean coal blends and instability of quality of blended clean coal product, a series of homogenization measures is adopted by the plant, including strict control of ash and moisture of each clean coal blend, in the light of the specific condition. The efforts have met with success and a composite clean coal product with stable ash and moisture has been obtained.

homogenization; composite clean coal; moisture; ash

1001-3571(2016)01-0038-03

TD941+.6

B

2016-01-02

10.16447/j.cnki.cpt.2016.01.009

劉貴霞(1987—)，女，山東省棗莊市人，助理工程師，從事選煤與煤質(zhì)技術(shù)管理工作。

E-mail：liuguixia61@163.com Tel：15163237733