顧北選煤廠原煤分級(jí)篩的技術(shù)改造與效果分析

丁明高

(淮浙煤電有限責(zé)任公司 顧北煤礦選煤廠，安徽 淮南 232000)

1 選煤廠概況

顧北選煤廠位于安徽省淮南市鳳臺(tái)縣顧橋鎮(zhèn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模與顧北礦產(chǎn)能相匹配，屬坑口型煤礦配套選煤廠，原設(shè)計(jì)洗選能力3.0 Mt/a，主要系統(tǒng)留有6.0 Mt/a的生產(chǎn)規(guī)模。選煤廠于2005年9月開(kāi)始動(dòng)工建設(shè)，2007年12月建成并投入試生產(chǎn)。選煤廠采用分級(jí)入選工藝，其中200～50 mm粒級(jí)進(jìn)入動(dòng)篩跳汰機(jī)洗選；50～13 mm粒級(jí)的末原煤進(jìn)入兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器洗選；13 mm粒級(jí)以下的末煤直接作為產(chǎn)品入倉(cāng)。目前，顧北選煤廠采用的兩產(chǎn)品重介質(zhì)分選工藝，分選精度高，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，適合煤質(zhì)變化和產(chǎn)品多樣化的要求。無(wú)論從入洗量、電煤產(chǎn)率還是洗選時(shí)產(chǎn)生的煤泥量來(lái)看，這種分級(jí)入洗的方式最適合顧北選煤廠現(xiàn)狀。但也正是由于選擇了分級(jí)入選工藝，13 mm的分級(jí)篩分環(huán)節(jié)才成了選煤廠后期生產(chǎn)過(guò)程中的最大瓶頸，一旦該環(huán)節(jié)的篩分效率低下，將會(huì)增加后續(xù)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的生產(chǎn)壓力。

2 原煤分級(jí)篩技術(shù)改造的必要性

隨著顧北煤礦井下開(kāi)采的深入，綜采機(jī)械化的普遍投用，原煤煤質(zhì)有逐年變差的趨勢(shì)。2013年以來(lái)原煤質(zhì)量曾長(zhǎng)期處于灰分高于45%、水分大于6%的情況。顧北選煤廠原設(shè)計(jì)安裝的末原煤分級(jí)篩208號(hào)、209號(hào)采用的是傳統(tǒng)香蕉篩，在近年來(lái)的生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)篩板表面易粘煤、篩板夾縫中積聚或包裹煤粒的現(xiàn)象，直接影響了煤炭的透篩效果。在生產(chǎn)過(guò)程中需要安排人員頻繁清理篩面積煤，既影響了礦井生產(chǎn)也增加了崗位工的勞動(dòng)量。另外，由于傳統(tǒng)的香蕉篩篩分效果差，處理能力也難以滿(mǎn)足正常生產(chǎn)需求，導(dǎo)致在后續(xù)的末原煤重介質(zhì)返洗的工藝中，出現(xiàn)煤泥產(chǎn)率較高、洗選效果不佳、煤泥水處理難度大、藥劑投入量多、洗選成本增加等情況。由于煤泥產(chǎn)率高，煤泥量大，對(duì)銷(xiāo)售和環(huán)保等方面也帶來(lái)諸多困難。

經(jīng)實(shí)地考察張北選煤廠、謝橋選煤廠的弛張篩使用情況，了解到該型篩對(duì)末煤和原煤，尤其對(duì)于較為潮濕的原煤分級(jí)效果很好。2015年1月顧北礦通過(guò)技術(shù)改造，將209號(hào)原煤分級(jí)篩更換為弛張篩；2016年8月，將208號(hào)原煤分級(jí)篩也更換為弛張篩，從而徹底解決了末原煤篩分困難的問(wèn)題。

3 技術(shù)改造效果分析

技術(shù)改造的第一步是拆除原有的209號(hào)香蕉篩，將其更換成由激振器及浮動(dòng)篩框兩部分產(chǎn)生篩面弛張振動(dòng)的弛張篩(即KRL/ED3000×7m型弛張篩)，對(duì)兩者進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。

3.1 弛張篩與香蕉篩的篩上物限下率對(duì)比

209號(hào)分級(jí)篩由原來(lái)的香蕉篩更換為弛張篩后，為比較弛張篩和香蕉篩的篩分效果。對(duì)未改造的208號(hào)香蕉篩與209號(hào)弛張篩同時(shí)進(jìn)行篩上物采樣，分別測(cè)定篩上物限下率，對(duì)比篩分效果。在礦井正常生產(chǎn)1 h以后，將入廠原煤運(yùn)輸量調(diào)節(jié)到800 t/h。在礦井正常生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行隨機(jī)采樣，以15 min間隔一次分別對(duì)208號(hào)香蕉篩、209號(hào)弛張篩的篩上煤炭進(jìn)行采樣檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果如表1和表2。

表1 209號(hào)弛張篩篩上物不同時(shí)間采樣檢測(cè)結(jié)果

表2 208號(hào)香蕉篩篩上物不同時(shí)間采樣檢測(cè)結(jié)果

從表1和2可以看出，隨著生產(chǎn)的不斷持續(xù)，1～2 h后208號(hào)香蕉篩的篩分效果慢慢降低，而209號(hào)弛張篩的篩分效果卻沒(méi)有發(fā)生明顯變化。以25 mm和13 mm為限，可以依次測(cè)得208號(hào)香蕉篩、209號(hào)弛張篩篩上物的限下率(見(jiàn)表3)。

表3 208號(hào)香蕉篩與209號(hào)弛張篩篩上物限下率比較

由表3可以看出，在礦井正常生產(chǎn)系統(tǒng)滿(mǎn)負(fù)荷作業(yè)時(shí)，209號(hào)弛張篩明顯比208號(hào)香蕉篩的篩上物限下率低。隨著生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行，兩種篩分設(shè)備之間的差值還會(huì)逐漸增大。而209號(hào)弛張篩的篩上物中13 mm以下粒級(jí)的含量明顯較少，平均值僅為13.80%，這種篩分方式受生產(chǎn)時(shí)間的影響較小，開(kāi)機(jī)2 h后，篩分效果仍然較為穩(wěn)定。但208號(hào)香蕉篩的篩上物中小于25 mm粒級(jí)物料含量明顯偏高，且隨著生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行，篩分效率明顯變差，25 mm限下率最高時(shí)達(dá)到55%。由此試驗(yàn)得出：209號(hào)弛張篩的篩分效果要明顯高于208號(hào)香蕉篩。

3.2 弛張篩與香蕉篩的篩分效率

為了檢驗(yàn)弛張篩投用后的篩分效果變化情況，檢查香蕉篩和弛張篩的篩分效率，進(jìn)一步對(duì)208號(hào)香蕉篩與209號(hào)弛張篩同時(shí)進(jìn)行篩上物采樣，測(cè)定篩分試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4和表5。

表4 208號(hào)香蕉篩篩分效果測(cè)定結(jié)果

表5 209號(hào)弛張篩篩分效果測(cè)定結(jié)果

通過(guò)下面公式計(jì)算篩分效率：

E=β(α-θ) /α(β-θ)

式中：α為入料中小于篩孔尺寸粒級(jí)的含量，%；β為篩下物中小于篩孔尺寸粒級(jí)的含量，%；θ為篩上物中小于篩孔尺寸粒級(jí)的含量，%。

以13 mm粒級(jí)為分選下限，得出香蕉篩在生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)篩分效率僅能達(dá)到78.09%，弛張篩的篩分效率則高達(dá)95.34%，比香蕉篩的篩分效

率高17.25個(gè)百分點(diǎn)。雖然香蕉篩具有多傾角篩面和較大激振力，其處理能力和篩分效率相對(duì)較高；但弛張篩則采用了多段多傾角篩面，更大程度地提升了處理能力和篩分效率，且篩面材料選用具有柔性和彈性的聚氨酯，變形撓度較大，給物料的作用力也較大，所以篩分效果明顯強(qiáng)于普通振動(dòng)篩，物料在篩面上的分層和松散效果更佳，潮濕物料在受到?jīng)_擊力后更容易分散開(kāi)，且不堵塞篩孔，從而增加了物料透篩幾率。

3.3 技術(shù)改造后的經(jīng)濟(jì)效益

以2014年為例，在尚未進(jìn)行原煤分級(jí)篩技術(shù)改造前，顧北選煤廠當(dāng)年重介質(zhì)系統(tǒng)累計(jì)入洗原煤192.38萬(wàn)t，煤泥產(chǎn)量為30.55萬(wàn)t，產(chǎn)率高達(dá)15.88%。2016年8月208號(hào)、209號(hào)兩臺(tái)弛張篩改造均已完成。2017年1～12月選煤廠重介質(zhì)系統(tǒng)累計(jì)入洗原煤86.09萬(wàn)t，煤泥產(chǎn)量為9.97萬(wàn)t，產(chǎn)率僅為11.58%，較2014年下降了5.3%。按2017年同等條件入洗量核算，全年可增加動(dòng)力精煤4.56萬(wàn)t；以當(dāng)前每噸動(dòng)力煤和煤泥差價(jià)200元計(jì)算，該項(xiàng)一年即可為礦井增加經(jīng)濟(jì)效益約912.55萬(wàn)元。

由于入洗原煤中細(xì)顆粒煤泥含量的減少，重介質(zhì)系統(tǒng)及煤泥水處理所用介質(zhì)、絮凝劑和凝聚劑用量也隨之減少，濃縮及壓濾系統(tǒng)電耗也明顯降低，同時(shí)還減少了設(shè)備損耗和材料消耗，具有顯著的直接和間接經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié) 論

顧北選煤廠將原香蕉篩改為弛張篩后，篩分效果明顯提升。工業(yè)性試驗(yàn)表明：弛張篩的篩上物限下率低至13.80%，相比香蕉篩降低了34.2個(gè)百分點(diǎn)；香蕉篩的篩分效率僅能達(dá)到78.09%，而弛張篩的篩分效率則高達(dá)95.34%。

由于弛張篩的篩分效果明顯，篩分效率高，減少了入洗原煤中的末煤含量，明顯降低了0.5 mm粒級(jí)以下煤泥入水的機(jī)會(huì)，大大減輕了煤泥水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，減小了泥化現(xiàn)象，從而大幅降低了煤泥產(chǎn)率，提高了動(dòng)力精煤回收率，增加了礦井經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也減少了設(shè)備損耗和材料消耗，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和推廣價(jià)值。