淺槽排矸及粗煤泥分選系統(tǒng)改造研究

張 佰

（西山煤電（集團）有限公司，山西 太原 030206）

1 項目概況

1.1 淺槽排矸改造的必要性分析

（1）西山煤電集團屯蘭礦2、3號煤層間夾矸層厚、抽瓦斯高低巷道、9號煤含矸量高等因素，礦井煤炭質(zhì)量逐漸變差，毛煤中矸石含量大，動篩處理能力嚴重不足，導致準備車間原煤拉運能力下降。（2）動篩分選系統(tǒng)矸石帶煤量大，在8%左右，存在精煤損失現(xiàn)象。（3）動篩跳汰系統(tǒng)磨損嚴重，設備故障率較高，安全隱患多，制約礦井及選煤廠生產(chǎn)。（4）原煤矸石含量大，導致無壓三產(chǎn)品旋流器處理能力下降，開車時間延長，原煤加工費用升高。

1.2 粗煤泥分選系統(tǒng)改造的必要性分析

（1）屯蘭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3kg/t原煤。（2）煤泥重介工藝對于管理要求較高，由于沒有獨立的介質(zhì)系統(tǒng)，實際煤泥重介旋流器的Ep值達到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 淺槽排矸及粗煤泥分選系統(tǒng)改造

2.1 系統(tǒng)改造內(nèi)容分析

屯蘭選煤廠此次改造單獨建立淺槽排矸、脫泥及粗煤泥分選車間，毛煤在準備車間從500mm破碎至-150mm以下進入原煤倉，經(jīng)帶式輸送機運至新淺槽排矸及粗煤泥分選車間。-150mm原煤首先進入篩孔為25mm的分級篩，分級篩上物料直接進入淺槽分選機，淺槽分選的精煤進入精煤脫介篩，脫介篩的篩上物進入破碎機，破碎至50mm以下后進入末原煤系統(tǒng)。淺槽分選的矸石經(jīng)過矸石脫介篩脫介后，進入矸石系統(tǒng)[1]。分級篩的篩下物25～0mm粒級物料進入脫泥篩。脫泥篩的篩孔為1mm，脫泥篩的篩上物和破碎機下物料混合一起進入末原煤主洗系統(tǒng)（主廠房）。脫泥篩的篩下物進入煤泥桶，然后經(jīng)過泵輸送至煤泥分級旋流器分級，旋流器的溢流去浮選系統(tǒng)，旋流器的底流進入TCS進行分選，分選的粗精煤泥進入主廠房內(nèi)煤泥池，然后經(jīng)過濃縮旋流器濃縮、弧形篩和離心機脫水后摻入精煤上倉皮帶，弧形篩篩下水和離心液進入浮選系統(tǒng)。TCS分選的尾煤進入重介系統(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充[2]。

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，目前形成了原煤預先脫泥，淺槽預先排矸+TCS粗煤泥分選+無壓三產(chǎn)品重介旋流器主選+浮選聯(lián)合流程。改造后的工藝系統(tǒng)各粒級間銜接見圖1所示。

圖1 分粒級分選銜接圖

2.2 系統(tǒng)改造后的主要設備

系統(tǒng)改造后的主要設備情況如表1所示。

3 淺槽排矸及粗煤泥分選系統(tǒng)的應用

原煤通過25mm分級篩分級，+25mm原煤進入淺槽預排矸，促使進入重介主旋流器物料含矸量大幅降低，處理能力大幅提升。原煤的預先脫泥，重介主旋流器分選下限提高至1mm，分選精度相應得到提高，同時介子消耗大幅降低。

原煤-25mm物料通過1mm脫泥篩預先脫泥，煤泥通過分級旋流器再次精確分級，溢流（-0.25mm）進入浮選機，底流進入TCS粗煤泥浮選機分選。因TCS分選機Ep值≤0.09，遠遠小于煤泥重介Ep值，提高了粗煤泥回收效率，減少了精煤損失。

分級旋流器的應用，使得浮選機入浮粒度大幅降低，目前入浮主導粒度-0.25mm，減輕了因煤泥重介溢流跑粗對浮選入料粒級的影響，浮選系統(tǒng)抽出率大幅提升。

通過以上工藝流程，形成原煤+25mm粒級淺槽預排矸、25～1mm重介主旋流器分選、1～0.25mm粗煤泥TCS分選、-0.25mm浮選回收的分級分選流程。原煤中各粒級間分級更加精確，粒度間銜接更加合理緊湊，大幅度提高了各分選設備的分選精度，提高了精煤回收率。

表1 改造后的主要設備情況表

4 應用技術(shù)效果及經(jīng)濟效益分析

4.1 應用技術(shù)效果分析

（1）降低了矸石帶煤損失，大矸帶煤比例由動篩排矸時的8.2%降低到淺槽排矸時的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，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最終粗精煤泥灰分在9%～13%之間，可根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整，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260t/h提高到350t/h。淺槽+2套重介系統(tǒng)精煤小時量達到500t，三套重介系統(tǒng)實現(xiàn)兩用一備。

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

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

4.2 經(jīng)濟效益分析

回收矸石中原煤可獲得經(jīng)濟效益993萬元/年，回收重介系統(tǒng)精煤可獲得經(jīng)濟效益2064萬元/年，回收粗精煤泥可獲得經(jīng)濟效益666萬元/年，降低介耗可獲得經(jīng)濟效益136萬元/年。

增加電耗：608萬元/年，增加配件及淺槽大修費用：350萬元/年，廠房及設備折舊費：300萬元/年，人工費增加220萬元/年。

產(chǎn)生總效益為：993+2064+666+136-608-350-300-220=2381萬元/年。

5 結(jié)論

屯蘭選煤廠淺槽排矸及粗煤泥分選改造工程技術(shù)效果明顯，達到預期，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)濟效益；同時降低了大矸帶煤損失，回收了寶貴的煉焦煤資源，社會效益突出。

改造后在應用過程中也存在一定的問題，表現(xiàn)為：（1）原煤分級篩篩板放大至150mm后，毛煤中大量木材、鐵器、棉紗等雜物進入淺槽車間及主廠房，堵塞溜槽或在破碎機、淺槽底部卡住，造成生產(chǎn)中斷。（2）容易出現(xiàn)脫鏈、斷鏈現(xiàn)象，刮板、鏈條更換頻繁。（3）大矸經(jīng)過準備車間、洗煤車間原煤系統(tǒng)的長距離運輸，沿線皮帶、溜槽等設備磨損較大。針對以上不足，屯蘭選煤廠將在后續(xù)生產(chǎn)中有針對性的采取措施，降低不利因素的影響。