風(fēng)選工藝在高山煤礦應(yīng)用的可行性研究

姚曉蘭

（貴州能發(fā)高山礦業(yè)有限公司，貴州 黔西 551500）

1 企業(yè)概況

高山煤礦屬于貴州省“西電東送”重點項目，永貴能源開發(fā)有限責(zé)任公司控股60%，貴州能發(fā)電力燃料開發(fā)有限公司持股40%，2013年7月正式投產(chǎn)，礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力60萬t，設(shè)計可采煤層為4、9號煤層，均為無煙煤。由于煤質(zhì)差，為提高效益，該礦采用復(fù)合式風(fēng)選工藝進(jìn)行提質(zhì)，如圖1所示。

復(fù)合式干法選煤作為動力煤排矸的有效風(fēng)選技術(shù)，突破了傳統(tǒng)風(fēng)力選煤的模式。一方面，既符合國家保護(hù)環(huán)境政策要求，又適合煤炭行業(yè)現(xiàn)狀；另一方面，不僅解決了易泥化煤的分選問題，而且分選物料粒度范圍寬，可以分選出灰分由低到高的多種產(chǎn)品。

2 復(fù)合干法選煤的工作原理

干法選煤技術(shù)是我國獨創(chuàng)的一種新型選煤方法，入選物料由給料機(jī)送到分選床的給料口，在床面上形成具有一定厚度的床層，最下層的物料直接與振動的床面接觸。

2.1 翻轉(zhuǎn)剝離分選原理

利用床面振動和風(fēng)力作用使不同密度的煤、矸石、硫鐵礦在床面上松散分層，通過物料在床面作螺旋翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，層層剝離表層低密度物料。

圖1 復(fù)合式風(fēng)選工藝設(shè)備流程圖

2.2 自生介質(zhì)的分選原理

利用原煤中含有的細(xì)粒煤形成懸浮介質(zhì)層提高分選精度，即密度小的煤懸浮于介質(zhì)層中，由排料邊排出，密度大的矸石則下沉到床面被運(yùn)往矸石端。

2.3 離析作用和風(fēng)力作用的綜合作用

在振動力和風(fēng)力綜合作用下，物料按密度分層，即煤在上層，矸石在下層。

2.4 高密度礦粒浮力效應(yīng)

床層底部高密度礦粒（矸石）相互擠壓碰撞產(chǎn)生浮力將低密度煤不斷擠出矸石層，從而使矸石產(chǎn)品得到凈化。

2.5 床面上格條分選

床面上平行格條形成多個平行槽體，使礦粒受到多次分選，其分選原理類似濕法搖床選煤。

五種分選原理都可選煤，單獨使用哪一種都選不好，綜合為一體則達(dá)到風(fēng)力選煤技術(shù)領(lǐng)先的水平。

3 產(chǎn)品市場需求定位

高山煤礦目前主要供應(yīng)轄區(qū)煤化工用煤。煤化工氣化原料煤質(zhì)量指標(biāo)要求發(fā)熱量Qnet,ar≥5600cal/g、全水分Mt≤9.0%、St≤2.5%；燃料煤要求發(fā)熱量Qnet,ar≥4500cal/g、全水分Mt≤9.0%，St≤3.0%。該礦4#煤正?；夭善陂g，末煤發(fā)熱量3700～4500cal/g，末煤硫分5.0%以上。9#煤工作面末煤在不過地質(zhì)構(gòu)造情況下可滿足化工原料使用要求。因此，預(yù)計通過選煤加工后9#煤全部作為煤化工原料煤銷售，4#煤作為化工動力煤銷售，提高產(chǎn)品綜合收益。

4 末煤風(fēng)選試驗情況

以該礦主采煤層4#、9#煤末煤分別進(jìn)行的風(fēng)選試驗為例，煤樣為該礦篩分后的0～13mm末原煤約4.0t，試驗結(jié)果如表1、表2所示。

4.1 4#末煤試驗結(jié)果

表1 13～0mm 原煤直接干選結(jié)果

表2 13～0mm入選干選產(chǎn)品平衡表

（1）13～0mm煤樣干選后，可得到62.71%的總精煤產(chǎn)品，相對原煤總精煤熱值提高681kcal/kg，可直接作為化工動力煤使用。

（2）對總精煤進(jìn)行6mm分級脫粉，可得到更高質(zhì)量的＞6mm末精煤但產(chǎn)率低，可作為化工原料煤配煤使用。

（3）中煤量偏大，發(fā)熱量不足4000cal/g，可與精煤參配后作為化工動力煤使用。

4.2 9#末煤試驗結(jié)果

（1）13～0mm煤樣干選后，可得到50.38%的總精煤產(chǎn)品，相對原煤總精煤熱值提高736kcal/kg，脫硫率達(dá)到70.44%，精煤提質(zhì)效果顯著。

（2）將中煤和精煤混合后產(chǎn)率88.11%，發(fā)熱量5453cal/g，基本滿足化工要求?？紤]實際生產(chǎn)過程中，過構(gòu)造期間末煤發(fā)熱量平均5200cal/g，屆時中煤和精煤產(chǎn)品混合后可滿足化工要求。

表3 13～0mm 原煤直接干選結(jié)果

5 選煤效益測算

通過選煤加工后，預(yù)計4#煤綜合售價提高58.5元/t，9#煤綜合售價提高122.9元/t，按照2019年37萬t原煤產(chǎn)量（其中28%的原煤需經(jīng)洗選后方可滿足化工原料煤要求）、4#煤及掘進(jìn)煤3萬t的產(chǎn)量計劃，扣除洗選成本后可創(chuàng)效1359.9萬元，預(yù)計5個月可回收投入成本。

6 結(jié)語

結(jié)合實際試驗結(jié)論、產(chǎn)品定位需求、選煤效益測算，可以確定高山煤礦適合建設(shè)風(fēng)選項目。該礦末原煤經(jīng)風(fēng)選后會形成三個產(chǎn)品：風(fēng)選精煤、風(fēng)選中煤、矸石。風(fēng)選精煤可直接作為動力煤或化工原料煤銷售，風(fēng)選中煤可進(jìn)行返選或直接作為動力煤銷售，根據(jù)精煤質(zhì)量情況可與精煤參配作為化工原料煤銷售。選用該選煤工藝技術(shù)，能夠較好地滿足用戶需求，有利于提高礦井噸煤售價，創(chuàng)收可觀經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到預(yù)期目的。