淺槽排矸及粗煤泥分選系統(tǒng)的改造研究

蘇松嶸

（山西鋪龍灣煤業(yè)有限公司， 山西 大同 037100）

1 項(xiàng)目建設(shè)的必要性分析

選煤廠建設(shè)時(shí)間較早，原有建筑物及相關(guān)設(shè)備不能滿足生產(chǎn)需求，導(dǎo)致動(dòng)篩處理能力不足，主選旋流器分選精度下降等問題，必須進(jìn)行升級(jí)改造。

1.1 淺槽排矸改造的必要性

1）2、3 號(hào)煤層間夾矸層厚，抽瓦斯高低巷道，9號(hào)煤含矸量高等因素，礦井煤炭質(zhì)量逐漸變差，毛煤中矸石含量大，動(dòng)篩處理能力嚴(yán)重不足，導(dǎo)致選煤廠準(zhǔn)備車間原煤拉運(yùn)能力下降。

2）動(dòng)篩分選系統(tǒng)矸石帶煤量大，在8%左右，存在精煤損失現(xiàn)象。

3）動(dòng)篩跳汰系統(tǒng)磨損嚴(yán)重、設(shè)備故障率較高，安全隱患多，制約礦井及選煤廠生產(chǎn)。

4）原煤矸石含量大，導(dǎo)致無壓三產(chǎn)品旋流器處理能力下降，開車時(shí)間延長(zhǎng)，原煤加工費(fèi)用升高。

1.2 粗煤泥分選系統(tǒng)改造的必要性

1）選煤廠入洗原煤中煤泥含量較高，原生煤泥和次生煤泥總量約在20%以上，最高達(dá)到30%，原有工藝為不脫泥無壓三產(chǎn)品旋流器主選+煤泥重介+浮選，由于煤泥含量大，造成主選旋流器分選精度下降、介質(zhì)消耗高，最高達(dá)3 kg/t 原煤[1-2]。

2）煤泥重介工藝對(duì)于管理要求較高，由于沒有獨(dú)立的介質(zhì)系統(tǒng)，實(shí)際煤泥重介旋流器的Ep 值達(dá)到0.2 以上，分選效率較低，粗精煤泥灰分在13%以上，影響最終精煤灰分。

2 排矸及粗煤泥分選系統(tǒng)改造方案

2.1 排矸及粗煤泥分選系統(tǒng)改造方案

1）此次改造單獨(dú)建立淺槽排矸、脫泥及粗煤泥分選車間，毛煤在準(zhǔn)備車間從500 mm 破碎至-150 mm 以下進(jìn)入原煤倉，經(jīng)帶式輸送機(jī)運(yùn)至新淺槽排矸及粗煤泥分選車間。

2）采用篩孔為25 mm 的分級(jí)篩對(duì)-150 mm 原煤進(jìn)行篩分處理，將25 mm 分級(jí)篩上的物料直接輸送至淺槽分選機(jī)進(jìn)行處理，經(jīng)淺槽分選機(jī)分選的精煤進(jìn)入精煤脫介篩，脫介篩的篩上物進(jìn)入破碎機(jī)，破碎至50 mm 以下后進(jìn)入末原煤系統(tǒng)。

3）經(jīng)淺槽分選機(jī)分選的矸石經(jīng)過矸石脫介篩脫介后，進(jìn)入矸石系統(tǒng)。

4）25 mm 分級(jí)篩的篩下物25～0 mm 粒級(jí)物料進(jìn)入脫泥篩。脫泥篩的篩孔為1 mm，脫泥篩的篩上物和破碎機(jī)下物料混合一起進(jìn)入末原煤主洗系統(tǒng)（主廠房）。

5）脫泥篩的篩下物進(jìn)入煤泥桶，然后經(jīng)過泵輸送至煤泥分級(jí)旋流器分級(jí)，旋流器的溢流去浮選系統(tǒng)，旋流器的底流進(jìn)入TCS 進(jìn)行分選，分選的粗精煤泥進(jìn)入主廠房?jī)?nèi)煤泥池，然后經(jīng)過濃縮旋流器濃縮、弧形篩和離心機(jī)脫水后摻入精煤上倉皮帶，弧形篩篩下水和離心液進(jìn)入浮選系統(tǒng)。

6）TCS 分選的尾煤進(jìn)入重介系統(tǒng)中矸脫介篩，由現(xiàn)有中矸、尾煤系統(tǒng)回收。脫介篩下的合介循環(huán)使用，脫介采用主廠房精煤磁尾作為噴水，脫介篩下的稀介經(jīng)磁選機(jī)回收后，合介循環(huán)使用，磁尾作為脫泥篩噴水，不足部分由主廠房精煤磁尾補(bǔ)充。

選煤廠淺槽排矸及粗煤泥分選系統(tǒng)改造于2017年6 月24 日正式開工，于2018 年2 月22 日完成。

2.2 主要設(shè)備

選煤廠淺槽排矸及粗煤泥分選系統(tǒng)改造后的主要運(yùn)行設(shè)備情況如下。

原煤分級(jí)篩：3661 型直線篩，直徑為25（30）mm，F(xiàn)=21.96 m2，Q=900 t/h，2 臺(tái)。精煤泥離心機(jī)：1100型，篩籃直徑1 100 mm，Q=50～80 t/h，4 臺(tái)。重介淺槽分選機(jī)：XZQ-GJ-1679 型，Q=750 t/h，介質(zhì)循環(huán)量為1 500 m3/h，1 臺(tái)。精煤脫介篩為3661 型直線篩，Q=300 t/h，F(xiàn)=21.96 m2，2 臺(tái)。精煤破碎機(jī)為FP50AM分級(jí)破碎機(jī)，Q=150 t/h，入料粒度為200 mm，2 臺(tái)。矸石脫介篩為3673 型直線篩，篩縫為合介段0.5 mm、稀介段0.75 mm，1 臺(tái)。脫泥篩為3673 型直線篩，篩縫為2 mm，F(xiàn)=26.28 m2，Q=450 t/h，2 臺(tái)。塊煤磁選機(jī)為HMDA-6 型，914×2972，Q=100 m3/（m·臺(tái)），效率為99.9%，4 臺(tái)。煤泥濃縮旋流器為直徑900 mm，Q=900 m3/h，2 臺(tái)。中煤泥離心機(jī)：1100 型，篩籃直徑1 100 mm，Q=50～80 t/h，2 臺(tái)。特大塊破碎機(jī)：800 雙齒滾型，Q=150 t/h，2 臺(tái)。粗煤泥分選機(jī)：Φ3.65 m，Q=150 t/（h·臺(tái)），2 臺(tái)。

3 項(xiàng)目投資的分析

淺槽排矸及粗煤泥分選系統(tǒng)由煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，山西金城建筑有限公司施工，項(xiàng)目建設(shè)總造價(jià)為5 947.57 萬元。其中：土建工程投資1 620.03 萬元；設(shè)備及工器具購(gòu)置投資為2 652.77萬元；安裝工程投資為1 344.2 萬元；工程建設(shè)其他費(fèi)用投資為330.57 萬元。

投資分析：土建1 620.03 萬元：新建廠房、兩條皮帶走廊、新建1 號(hào)轉(zhuǎn)載站、原有排矸及原煤皮帶改造、給排水、消防、采暖、照明等。安裝1 344.2萬元：新增設(shè)備、供電系統(tǒng)、煤泥水管路安裝。設(shè)備2 652.77 萬元：重介淺槽系統(tǒng)、粗煤泥分選系統(tǒng)及附屬設(shè)備購(gòu)置費(fèi)。其他費(fèi)用330.57 萬元：監(jiān)理費(fèi)、設(shè)計(jì)費(fèi)、地質(zhì)勘察費(fèi)用、臨近建筑物鑒定費(fèi)等[3-5]。

4 技術(shù)效果的分析

1）降低了矸石帶煤損失，大矸帶煤比例由動(dòng)篩排矸時(shí)的8.2%降低到淺槽排矸時(shí)的0.4%。

2）經(jīng)過淺槽排矸后，三產(chǎn)品旋流器入洗原煤灰分由42%左右降至32%左右，灰分降低10%。脫泥后，無壓三產(chǎn)品旋流器分選效果提升，中煤損失由改造前的10%降低至5%。

3）與原煤泥重介分選工藝相比，TCS 粗精煤泥灰分可根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整，TCS 最終粗精煤泥灰分在9%～13%之間，水分為10%左右，尾礦灰分50%以上，滿足生產(chǎn)需要。粗精煤泥產(chǎn)率可提高0.2%。

4）提高了重介系統(tǒng)原煤入洗能力，重介系統(tǒng)無壓三產(chǎn)品旋流器處理能力由260 t/h 提高到350 t/h。淺槽+2 套重介系統(tǒng)精煤小時(shí)量達(dá)到500 t，三套重介系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩用一備。

5）系統(tǒng)耗介量降低，淺槽系統(tǒng)介質(zhì)消耗＜0.5 kg/t，淺槽+兩套重介旋流器噸原煤介耗由原來的2.9 kg下降至2.2 kg。

6）工藝指標(biāo)先進(jìn)：淺槽重介質(zhì)分選機(jī)分選精度Ep=0.05，η=96.16%；TCS 分選機(jī)I=0.14，η=93.89%。

5 經(jīng)濟(jì)效益的分析

1）回收矸石中原煤產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為303×10%×（8.2-0.4）%×420=993 萬元。其中：303 為年入洗原煤量，萬t；10%為動(dòng)篩排矸量占原煤百分比；8.2%為動(dòng)篩矸石帶煤量；0.4%為淺槽矸石帶煤量；420 為原煤價(jià)格，元/t。

2）回收重介系統(tǒng)精煤產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為303×15.6%×（10-5）%×（1 098.29-225）=2 064 萬元。其中：303 為年入洗原煤量，萬t；15.6%為中煤產(chǎn)率10%為改造前重介中煤損失；5%為改造后中煤損失；1 098.29 為精煤價(jià)格（不含稅），元/t；225 為4 500 kcal 中煤價(jià)格，元/t。

3）回收粗精煤泥產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為0.2%×303×1 098.29=666 萬元。其中：303 為年入洗原煤量，萬t；0.2%為粗精煤泥產(chǎn)率提高百分比；1 098.29為精煤價(jià)格（不含稅），元/t。

4）降低介耗產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為303×（2.9-2.2）×640/1 000=136 萬元。其中：2.9 為改造前介耗，kg/t；2.2 為改造后介耗，kg/t；640 為介質(zhì)粉價(jià)格，元/t。

5）增加電耗產(chǎn)生的費(fèi)用為（3 812.8-1 200）×16×0.533 7×330×82.61%=608 萬元。其中：3 812.8為改造后系統(tǒng)增加功率，kW；1 200 為單套重介系統(tǒng)功率，kW；16 為每天開車時(shí)間，h；0.533 7 為電費(fèi)，元/kWh；330 為全年330 d 工作制；82.61%為負(fù)荷率。

增加配件及淺槽大修費(fèi)用：350 萬元；廠房及設(shè)備折舊費(fèi)：300 萬元；人工費(fèi)40×5.5=220 萬元。其中40為新淺槽車間新增定員人數(shù)；5.5 為人均年工資，萬元。

總效益為：993+2 064+666+136-608-350-300-220=2 381 萬元/年。

6 結(jié)論

1）選煤廠淺槽排矸及粗煤泥分選改造工程技術(shù)效果明顯，達(dá)到預(yù)期，降低了入洗原煤灰分，提高了重介及粗煤泥分選效果，提高了精煤產(chǎn)率，降低了介耗，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)降低了大矸帶煤損失，回收了寶貴的煉焦煤資源，社會(huì)效益突出。

2）存在的不足：原煤分級(jí)篩篩板放大至150 mm后，毛煤中大量木材、鐵器、棉紗等雜物進(jìn)入淺槽車間及主廠房，堵塞溜槽或在破碎機(jī)、淺槽底部卡住，造成生產(chǎn)中斷。大矸經(jīng)過準(zhǔn)備車間、洗煤車間原煤系統(tǒng)的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，沿線皮帶、溜槽等設(shè)備磨損較大。針對(duì)以上不足，選煤廠將在后續(xù)生產(chǎn)中有針對(duì)性地采取措施，降低不利因素的影響。