沙曲選煤廠分儲(chǔ)配洗降硫試驗(yàn)

張治軍，王金龍

(1. 山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司， 山西 太原 030024； 2. 山西焦煤華晉焦煤 沙曲選煤廠， 山西 柳林 033300)

沙曲選煤廠位于山西省柳林縣，為群礦型特大煉焦煤選煤廠，隸屬于山西焦煤華晉焦煤有限責(zé)任公司，入洗能力為8 Mt/a，主要入洗沙曲一、二號(hào)礦井2#、3#、4#、5#煤，采用“重介淺槽預(yù)排矸+脫泥有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器主再選+粗煤泥TBS分選+浮選”聯(lián)合工藝[1-3].

2017年開始，2#、3#、4#、5#多煤層同時(shí)開采，由于不同工作面煤質(zhì)差別較大，且礦井無(wú)法實(shí)現(xiàn)分裝、分運(yùn)，地面無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分儲(chǔ)及各煤層均勻混合入洗，造成整個(gè)洗選過(guò)程難以控制，分選后產(chǎn)品質(zhì)量易波動(dòng)。特別是2019年2月份以來(lái)，受沙曲二礦5#高灰、高硫原煤先期開采入洗的影響，精煤產(chǎn)率一直偏低，遠(yuǎn)低于公司下達(dá)的考核指標(biāo)，且生產(chǎn)硫分和銷售硫分均明顯增長(zhǎng)，接近銷售合同0.7%的硫分指標(biāo)。為進(jìn)一步加強(qiáng)生產(chǎn)管控，合理組織生產(chǎn)，提前掌握各煤層煤質(zhì)特性，確定合理的原煤配洗方案，以保證精煤質(zhì)量符合銷售要求，開展了原煤分儲(chǔ)配洗降硫試驗(yàn)，取得了較好的試驗(yàn)效果。

1 原煤性質(zhì)

沙曲一礦5302工作面試驗(yàn)煤樣總灰分為35.16%，全硫1.25%，內(nèi)灰為8.60%，內(nèi)硫0.83%. 當(dāng)精煤灰分為11%時(shí)，理論精煤綜合產(chǎn)率約為36.93%；當(dāng)精煤灰分為12%時(shí)，理論精煤綜合產(chǎn)率約為39.97%.

沙曲二礦5203工作面試驗(yàn)煤樣總灰分為36.95%，全硫約為1.38%，內(nèi)灰為8.82%，內(nèi)硫?yàn)?.02%. 當(dāng)精煤灰分為11%時(shí)，理論精煤綜合產(chǎn)率約為43.27%；當(dāng)精煤灰分為12%時(shí)，理論精煤綜合產(chǎn)率約為45.68%；精煤產(chǎn)品硫分約0.97%.

根據(jù)礦井各工作面出煤計(jì)劃和各煤層煤質(zhì)資料，對(duì)生產(chǎn)情況進(jìn)行了預(yù)測(cè)，其結(jié)果為：

1) 沙曲一礦按出煤比例單獨(dú)入洗時(shí)，精煤灰分11%時(shí)，理論精煤產(chǎn)率約為52.15%，精煤硫分約0.73%；精煤灰分12%時(shí)，理論精煤產(chǎn)率約為55.28%，精煤硫分約0.80%.

2) 沙曲二礦按出煤比例單獨(dú)入洗時(shí)，精煤灰分11%時(shí)，理論精煤產(chǎn)率約為52.92%，精煤硫分約0.77%；精煤灰分12%時(shí)，理論精煤產(chǎn)率約為54.93%，精煤硫分約0.82%.

3) 沙曲一、二礦按出煤比例混合入洗，精煤灰分11%時(shí)，理論精煤產(chǎn)率約為52.44%，精煤硫分約0.65%；精煤灰分12%時(shí)，理論精煤產(chǎn)率約為55.15%，精煤硫分約0.71%. 從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，在各煤層出煤比例穩(wěn)定的情況下，采取沙曲一、二礦混合配洗方案，精煤產(chǎn)率最大，且硫分相對(duì)較低。原煤綜合級(jí)浮沉試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1，圖1.

表1 原煤綜合級(jí)50～0.5 mm浮沉試驗(yàn)表

圖1 50～0.5 mm浮沉可選性曲線圖

2 原煤分儲(chǔ)配洗降硫方案優(yōu)化

沙曲一礦原煤正常入動(dòng)篩跳汰機(jī)洗選，選后進(jìn)1#、2#原煤倉(cāng)；沙曲二礦原煤先進(jìn)2#毛煤倉(cāng)暫存后單獨(dú)入動(dòng)篩跳汰機(jī)洗選，選后進(jìn)5#原煤倉(cāng)。生產(chǎn)時(shí)，2#、3#煤煤質(zhì)差別不大，可以進(jìn)同一個(gè)原煤倉(cāng)1#或2#原煤倉(cāng)，4#煤根據(jù)原煤倉(cāng)庫(kù)存情況進(jìn)1#或2#原煤倉(cāng)，5#煤和掘進(jìn)煤進(jìn)5#原煤倉(cāng)。

優(yōu)化方案：1#、2#、5#原煤倉(cāng)采取“兩倉(cāng)開三臺(tái)給煤機(jī)”方法，保證5#原煤倉(cāng)入洗煤量不超過(guò)總?cè)胂丛毫康?0%.生產(chǎn)時(shí)入洗比例2#、3#煤∶4#∶5#煤和掘進(jìn)煤=3∶11∶6.

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

3.1 快速浮沉數(shù)據(jù)分析

以優(yōu)化后的配洗方案進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)，收集整理8個(gè)班的原煤、中煤、矸石快速浮沉試驗(yàn)資料及帶煤數(shù)據(jù)，整理結(jié)果見(jiàn)表2，3，4.

表2 原煤快速浮沉數(shù)據(jù)表

由表2可知，精煤產(chǎn)率隨著原煤灰分的增加而降低，當(dāng)原煤灰分為35.13%時(shí)，精煤產(chǎn)率最高為46.63%，當(dāng)原煤灰分增加至38.34%時(shí)，精煤產(chǎn)率降至41.87%，相比降低了4.76%；但精中煤綜合產(chǎn)率基本維持在一個(gè)固定區(qū)間波動(dòng)較小。這說(shuō)明原煤灰分高低對(duì)精煤產(chǎn)率有一定影響，但對(duì)中煤的回收影響較小。

表3 中煤快速浮沉數(shù)據(jù)表

由表3可知，各生產(chǎn)班均存在一定的中煤帶煤現(xiàn)象，從多回收精煤的角度，可以提高精煤重介分選密度，以減少中煤帶煤現(xiàn)象，提高精煤產(chǎn)率。

表4 矸石快速浮沉數(shù)據(jù)表

由表4可知，矸石帶煤量較少，遠(yuǎn)低于優(yōu)質(zhì)高效選煤廠重介分選工藝低于5%的要求，情況較好。

3.2 精煤質(zhì)量分析

收集試驗(yàn)期間各班次精煤灰分、硫分、產(chǎn)率，整理后結(jié)果見(jiàn)圖2，3，4.

圖2 各班次精煤灰分走勢(shì)曲線圖

由圖2可知，試驗(yàn)期間各班次精煤平均灰分為11.13%，洗灰分11%的精煤時(shí)，精煤最高灰分為11.36%，最低灰分為10.73%，精煤灰分標(biāo)準(zhǔn)差為0.31，方差為0.09；洗灰分12%的精煤時(shí)，精煤最高灰分為11.70%，最低灰分為10.82%，精煤灰分標(biāo)準(zhǔn)差為0.36，方差為0.13. 比較而言，洗灰分12%精煤時(shí)，各班指標(biāo)控制波動(dòng)較小，生產(chǎn)系統(tǒng)操控情況較好。

圖3 各班生產(chǎn)精煤硫分走勢(shì)圖

由圖3可知，試驗(yàn)期間各班精煤硫分情況控制較好，精煤硫分標(biāo)準(zhǔn)差為0.04，方差為0.001 4，除0.71%超標(biāo)，其它班次生產(chǎn)精煤硫分均滿足0.7%以下的合同要求，可以適當(dāng)增加5#高硫煤的入洗比例。

圖4 各班生產(chǎn)精煤產(chǎn)率走勢(shì)曲線圖

由圖4可知，洗灰分12%精煤時(shí)，精煤產(chǎn)率方差為3.01；洗灰分11%精煤時(shí)，精煤產(chǎn)率方差為5.16. 比較而言，洗灰分11%精煤時(shí)，精煤產(chǎn)率波動(dòng)較大，生產(chǎn)操控情況不佳，但洗灰分12%時(shí)，精煤產(chǎn)率最大相差4.96%，說(shuō)明各班生產(chǎn)操作水平不一。

4 結(jié) 論

試驗(yàn)期間各班精煤硫分情況控制較好，均滿足0.7%以下的合同要求，從配洗沙曲二礦5#高硫煤角度來(lái)看，可以適當(dāng)增加5#高硫煤的入洗比例。生產(chǎn)時(shí)，1#、2#、5#原煤倉(cāng)采取“兩倉(cāng)開三臺(tái)給煤機(jī)”方法，保證5#原煤倉(cāng)入洗煤量不超過(guò)總?cè)胂丛毫康?0%，即按照2#、3#煤15%、4#煤55%、5#煤和掘進(jìn)煤30%的比例配煤入洗，能夠生產(chǎn)出硫分合格的精煤產(chǎn)品。