高河動(dòng)篩排矸系統(tǒng)技術(shù)改造分析

金前進(jìn)

(潞安集團(tuán) 煤質(zhì)洗選中心，山西 長(zhǎng)治 046204)

山西高河能源是一座特大型現(xiàn)代化礦井，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力600萬t/a，配套建有600萬t/a的選煤廠及鐵路專用線。礦井主采煤層為3號(hào)煤，煤種為貧瘦煤，是優(yōu)質(zhì)的動(dòng)力用煤、化工用煤、煉焦配煤和高爐噴吹用煤。高河選煤廠目前全入洗工藝為150～40 mm塊煤采用重介淺槽分選；40～1.5 mm末煤采用重介旋流器主、再選；1.5～0.2 mm粗煤泥采用TBS分選機(jī)分選；0.2～0 mm細(xì)煤泥浮選。

1 改造塊原煤系統(tǒng)的必要性

1) 增加選煤廠總處理能力。近年來，經(jīng)過擴(kuò)能和改造，高河礦井核定生產(chǎn)能力已達(dá)到750萬t/a，選煤廠洗選能力嚴(yán)重不足，將塊原煤在未進(jìn)入原煤倉前單獨(dú)進(jìn)行洗選，可增加部分洗選能力，緩解選煤廠生產(chǎn)壓力。同時(shí)，由于改善了現(xiàn)有洗選系統(tǒng)原煤質(zhì)量，可使現(xiàn)有洗選系統(tǒng)的處理能力有一定的提高。

2) 提高原煤倉的緩沖時(shí)間。+40 mm塊原煤的產(chǎn)率約為35%左右，排矸后的精煤和矸石進(jìn)入新建的塊煤倉和矸石倉，減少了進(jìn)入原煤倉的數(shù)量，可提高原煤倉的緩沖時(shí)間。

3) 配合井下矸石充填項(xiàng)目的開展。高河煤礦采區(qū)上部地面村莊較多，壓煤現(xiàn)象較嚴(yán)重，采用井下矸石充填技術(shù)，可解放大量的煤炭資源，延長(zhǎng)礦井的服務(wù)年限[1]。本項(xiàng)目與充填項(xiàng)目共用一塊建設(shè)場(chǎng)地，經(jīng)聯(lián)合工藝布置，可達(dá)到減少工業(yè)占地、工藝系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合和降低運(yùn)營(yíng)成本的目的。

2 改造方案分析

目前常用于分選塊煤的成熟設(shè)備有動(dòng)篩跳汰機(jī)、重介淺槽分選機(jī)。動(dòng)篩跳汰機(jī)以水為介質(zhì)進(jìn)行分選，以機(jī)械方式替代人工手選，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，或用于臟雜煤的分選，其分選粒度范圍為300～25 mm[2]。動(dòng)篩系統(tǒng)可充分利用現(xiàn)有設(shè)施，技術(shù)成熟、使用可靠、設(shè)備大型化，所需擴(kuò)建的廠房體積小、設(shè)備臺(tái)數(shù)少、基建投資低；而淺槽分選系統(tǒng)復(fù)雜、基建投資高、電耗高，且有介耗、生產(chǎn)成本高。

綜合考慮由于動(dòng)篩排矸系統(tǒng)的生產(chǎn)能耗、循環(huán)水量、設(shè)備損耗等指標(biāo)均低于現(xiàn)有選煤廠重介洗選系統(tǒng)，且動(dòng)篩排矸不需要介質(zhì)，從而較大地降低了生產(chǎn)成本，所以本次技術(shù)改造推薦采用動(dòng)篩跳汰機(jī)作為本礦塊煤排矸分選設(shè)備。

1) 生產(chǎn)能力。破碎車間來煤量按照1 420 t/h考慮，工作制度330 d/a、16 h/d；+40 mm原煤產(chǎn)率為35%，其中矸石占60%。

2) 選煤方法。150～40 mm塊煤采用動(dòng)篩跳汰機(jī)分選。

3) 產(chǎn)品質(zhì)量。在保留原有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上洗塊煤,Ad≤15%,St，d≤0.5%。

4) 充分利用現(xiàn)有設(shè)施,建設(shè)時(shí)盡量不影響生產(chǎn)。

3 塊原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)技術(shù)改造

動(dòng)篩排矸系統(tǒng)工藝流程如圖1所示,經(jīng)改造后最終產(chǎn)品平衡表見表1。

3.1 主要工藝設(shè)備簡(jiǎn)介

1) 準(zhǔn)備分級(jí)篩。采用國(guó)產(chǎn)先進(jìn)的ZX系列香蕉篩3臺(tái)，兩用一備，設(shè)備型號(hào)為ZXF3061/5，單臺(tái)最大入料量1 420 t/h。準(zhǔn)備篩分的入料上限為150 mm，分級(jí)粒度為40 mm。該振動(dòng)篩篩面采用不同傾角的折線形式，達(dá)到篩面料層厚度均勻，各段篩面上的物料量與流速的比值穩(wěn)定，比同等面積直線振動(dòng)篩處理能力提高1.5～2倍，特別是對(duì)中、細(xì)粒度分級(jí)效果更為明顯。

2) 動(dòng)篩跳汰機(jī)。選用國(guó)產(chǎn)4 m2液壓動(dòng)篩跳汰機(jī)3臺(tái)，單臺(tái)最大入料量572 t/h。該機(jī)分選精度高、處理量大、運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、生產(chǎn)成本低[3]。本項(xiàng)目動(dòng)篩入料粒度為150～40 mm。

3.2 工藝布置

礦井原煤首先進(jìn)行除鐵和150 mm預(yù)先破碎，2臺(tái)破碎機(jī)出料溜槽均更換為分岔溜槽，由液壓翻板控制，-150 mm原煤可通過現(xiàn)有系統(tǒng)運(yùn)至原煤倉。也可以由液壓翻板控制，將-150 mm原煤給入新增的加長(zhǎng)帶式給煤機(jī)運(yùn)至轉(zhuǎn)載點(diǎn)A，經(jīng)轉(zhuǎn)載由帶式輸送機(jī)運(yùn)至動(dòng)篩車間進(jìn)行40 mm準(zhǔn)備篩分，篩下物料返回轉(zhuǎn)載點(diǎn)A；篩上+40 mm塊原煤進(jìn)入動(dòng)篩跳汰機(jī)排矸，分選出塊精煤、塊矸石兩種產(chǎn)品。經(jīng)轉(zhuǎn)載直接運(yùn)至矸石汽車倉和塊煤汽車倉。

圖1 動(dòng)篩排矸系統(tǒng)工藝流程

表1 動(dòng)篩系統(tǒng)產(chǎn)品平衡

4 投資估算與經(jīng)濟(jì)分析

4.1 投資估算

本項(xiàng)目總投資為6 007.15萬元，其中：土建工程2 269.03萬元，設(shè)備購置2 547.37萬元，安裝工程896.80萬元，其他費(fèi)用293.95萬元。

4.2 經(jīng)濟(jì)分析

項(xiàng)目改造完成后，高河選煤廠可以達(dá)到原煤入洗的可能，可根據(jù)市場(chǎng)需要靈活調(diào)整生產(chǎn)，追求企業(yè)最大經(jīng)濟(jì)效益。選煤廠新增的洗選能力初步估計(jì)銷售收入可增加 18 900萬元，扣除加工費(fèi)用,純收入增加 13 900萬元,利潤(rùn)可觀,經(jīng)濟(jì)效益顯著[4]。

5 結(jié) 語

通過以上分析及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)可以看出,高河動(dòng)篩排矸系統(tǒng)技術(shù)改造項(xiàng)目在技術(shù)上是可行的,經(jīng)濟(jì)效益也是可觀的。通過技術(shù)改造，不僅降低了企業(yè)生產(chǎn)成本、減少了排矸繳費(fèi), 而且減少了井下矸石充填項(xiàng)目的投資，有著良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。