陽(yáng)煤集團(tuán)新景選煤廠全入洗工藝改造實(shí)踐

吳宏斌

(陽(yáng)泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 陽(yáng)泉 045000)

陽(yáng)煤集團(tuán)新景礦選煤廠選煤工藝為150～13 mm塊煤采用重介淺槽分選，13～1 mm末原煤采用重介旋流器分選，小于1 mm煤泥采用螺旋分選機(jī)分選，末煤洗選能力4.00 Mt/a。

1 問(wèn)題分析

1.1 現(xiàn)有末煤洗選系統(tǒng)存在能力不足、設(shè)備老舊等問(wèn)題

新景礦近幾年產(chǎn)量連續(xù)增加，毛煤量已達(dá)10.00 Mt/a，末原煤已超過(guò)6.50 Mt/a。而選煤廠目前末煤分選車(chē)間共有5套重介旋流器分選系統(tǒng)，其中：1系統(tǒng)旋流器型號(hào)3NZX700/500，年原煤處理量0.30 Mt，已廢止不用；2、3系統(tǒng)旋流器3NWX1000/700，單系統(tǒng)年原煤處理量0.90 Mt；4、5系統(tǒng)旋流器型號(hào)3SNWX1200/850，單系統(tǒng)年原煤處理量1.50 Mt，全年可以洗選4.00 Mt左右。按目前生產(chǎn)條件，要保證當(dāng)前以及將來(lái)更高電煤產(chǎn)品發(fā)熱量的要求，現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)已無(wú)法滿足，而且部分噴吹煤無(wú)法入洗，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)現(xiàn)有系統(tǒng)末煤洗選能力也無(wú)法滿足末煤全入洗要求。

另外新景礦選煤廠歷經(jīng)多次技改，受限于技改時(shí)我國(guó)選煤行業(yè)的裝備技術(shù)水平，導(dǎo)致現(xiàn)有系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備臺(tái)數(shù)多、處理量小的生產(chǎn)現(xiàn)狀。目前1系統(tǒng)已不完整，無(wú)法使用。2、3系統(tǒng)受現(xiàn)有條件影響，脫泥篩脫泥效率低，致使分選系統(tǒng)分選效果差，而且隨著設(shè)備使用年限的增長(zhǎng)，設(shè)備故障率越來(lái)越高，選煤廠檢修任務(wù)愈發(fā)繁重，急需對(duì)末煤洗選進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和系統(tǒng)升級(jí)。系統(tǒng)提能結(jié)合現(xiàn)有廠房條件，應(yīng)按照設(shè)備大型化、減少設(shè)備臺(tái)數(shù)、系統(tǒng)簡(jiǎn)單化、降低管理難度、提高生產(chǎn)效率、降低運(yùn)營(yíng)成本的原則進(jìn)行改造，適應(yīng)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。

1.2 原煤煤質(zhì)變差，洗電煤時(shí)缺少脫粉環(huán)節(jié)

新景礦選煤廠現(xiàn)階段無(wú)脫粉環(huán)節(jié)，15號(hào)煤末原煤在沒(méi)有脫粉的前提下全部入選，造成產(chǎn)出煤泥多，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)效益低；15號(hào)煤的小于6 mm粉原煤發(fā)熱量比13～6 mm末原煤發(fā)熱量高約1.26 MJ/kg，6 mm以下粉煤入洗不僅會(huì)增加生產(chǎn)成本，而且洗選后發(fā)熱量的提高幅度并不大。因此，洗電煤時(shí)增加脫粉環(huán)節(jié)非常必要，脫粉粒級(jí)定為6 mm是比較合適的[1]。

1.3 濃縮機(jī)故障率高

新景選煤廠606濃縮機(jī)于1997年開(kāi)始使用，設(shè)備老舊，沒(méi)有自動(dòng)提耙功能，全靠人工操作，壓耙現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，經(jīng)多年使用，現(xiàn)場(chǎng)軌道已經(jīng)變形，故障頻發(fā)，檢修任務(wù)重，制約了生產(chǎn)。

1.4 原煤輸送系統(tǒng)部分輸送機(jī)運(yùn)能不足

當(dāng)系統(tǒng)具備全入洗能力時(shí)，原煤系統(tǒng)運(yùn)輸膠帶機(jī)、精煤、中煤、矸石運(yùn)輸系統(tǒng)膠帶機(jī)、刮板等運(yùn)能不足，需提能改造。

1.5 塊煤系統(tǒng)存在跑粗現(xiàn)象

塊煤重介系統(tǒng)磁選尾礦直接自流至濃縮池，存在跑粗現(xiàn)象，影響煤泥水處理效果，因此增加煤泥截粗裝置是十分必要的[2]。

2 洗選系統(tǒng)改造方案

2.1 末煤全入洗主要改造工程

塊煤重介車(chē)間：新增末煤脫粉系統(tǒng)，新增塊精煤破碎系統(tǒng)，新增磁選尾礦處理系統(tǒng)。

末煤重介車(chē)間：拆除1系統(tǒng)部分設(shè)備，提高2、3系統(tǒng)處理能力，原有粗煤泥系統(tǒng)提能。

濃縮壓濾系統(tǒng)：濃縮機(jī)改造，底流泵、循環(huán)水泵改造換新。

原煤運(yùn)輸系統(tǒng)：231、233A、3001A、3101膠帶機(jī)提高運(yùn)輸能力。

產(chǎn)品運(yùn)輸系統(tǒng)：3321、3328、706、3320G、751、901、902、903、904膠帶機(jī)、709刮板提升運(yùn)量。

2.2 工藝改造流程

2.2.1 塊煤系統(tǒng)

(1)脫粉環(huán)節(jié)。在塊煤重介車(chē)間增加脫粉環(huán)節(jié)，主要針對(duì)15號(hào)末原煤(13～0～mm)，經(jīng)6 mm脫粉后(根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況可實(shí)現(xiàn)脫粉量的調(diào)整)，篩上末煤進(jìn)入到末煤重介車(chē)間洗選，篩下末煤經(jīng)膠帶轉(zhuǎn)載至末精煤倉(cāng)配煤銷(xiāo)售。當(dāng)洗選3號(hào)、8(9)號(hào)末原煤時(shí)，同時(shí)保留有不脫粉入洗的通道[3]。

(2)塊煤除雜破碎環(huán)節(jié)。之前的原煤系統(tǒng)對(duì)大于150 mm大塊設(shè)置有手選除雜環(huán)節(jié)，但是小于150 mm無(wú)除雜環(huán)節(jié)。

選煤廠現(xiàn)有2套塊煤重介洗選系統(tǒng)，1套系統(tǒng)1用1備，每套塊煤脫介篩前增加1臺(tái)除雜篩、1臺(tái)除雜帶式輸送機(jī)、1臺(tái)破碎機(jī)。

當(dāng)塊煤銷(xiāo)路不暢時(shí)，將塊精煤脫介篩上層篩孔調(diào)整為1 mm，所有塊煤均走上層篩板，篩上塊煤給至除雜篩篩分以及破碎，篩上雜物落地，破碎后產(chǎn)品運(yùn)輸至塊煤倉(cāng)或末精煤倉(cāng)，篩下塊煤給至除雜帶式輸送機(jī)，轉(zhuǎn)載運(yùn)輸至塊煤倉(cāng)中。

(3)塊煤磁尾環(huán)節(jié)。新增磁選尾礦處理環(huán)節(jié)，塊煤磁選尾礦泵至分級(jí)旋流器分級(jí)后，底流經(jīng)高頻篩脫水后進(jìn)入701帶式輸送機(jī)，分級(jí)旋流器溢流及高頻篩篩下水自流至濃縮池。

根據(jù)塊煤車(chē)間的特性，為防止跑粗造成分級(jí)旋流器底流口堵塞，影響系統(tǒng)正常生產(chǎn)，本次設(shè)計(jì)選用φ500 mm的分級(jí)旋流器組。

2.2.2 末煤系統(tǒng)

采用末煤重介系統(tǒng)改造2、3系統(tǒng)，提高末原煤入洗能力，實(shí)現(xiàn)末煤全入洗目標(biāo)。

末原煤經(jīng)配倉(cāng)刮板分配至末原煤緩沖倉(cāng)，由振動(dòng)給煤機(jī)給至末煤脫泥篩脫泥后，篩上末煤進(jìn)入三產(chǎn)品重介旋流器分選，篩下煤泥水進(jìn)入煤泥水池。重介旋流器分選出精煤、中煤、矸石3種產(chǎn)品，末精煤和末中煤分別經(jīng)弧形篩、末精煤脫介篩、末中煤脫介篩脫介脫水，再經(jīng)離心機(jī)脫水后分別落入精煤、中煤帶式輸送機(jī)；矸石經(jīng)矸石脫介篩脫水后落入矸石帶式輸送機(jī)。當(dāng)洗選動(dòng)力煤產(chǎn)品時(shí)，旋流器中煤可以進(jìn)入精煤篩脫介脫水，可以降低系統(tǒng)功耗，從而降低運(yùn)營(yíng)成本[4]。

弧形篩和脫介篩脫出的合格介質(zhì)返回合格介質(zhì)桶，脫介篩下稀介質(zhì)及合格介質(zhì)分流出的一小部分，經(jīng)過(guò)磁選回收后，精礦返回合格介質(zhì)桶，磁選尾礦由泵打至分級(jí)旋流器。合格介質(zhì)一部分直接泵至三產(chǎn)品旋流器中，一部分泵至旋流器入料溜槽中起潤(rùn)濕作用。離心機(jī)離心液自流至離心液收集池，經(jīng)泵轉(zhuǎn)排至中煤脫介篩稀介段。

2.2.3 煤泥水系統(tǒng)

原生煤泥經(jīng)分級(jí)旋流器分級(jí)后，溢流去濃縮系統(tǒng)，底流進(jìn)入螺旋分選機(jī)分選，螺旋精礦經(jīng)臥式降離心機(jī)脫水回收后摻入精煤產(chǎn)品中，螺旋中礦經(jīng)弧形篩、煤泥離心機(jī)脫水后進(jìn)入中煤產(chǎn)品中，螺旋尾礦經(jīng)高頻篩脫水后摻入矸石中[5]。

精煤磁選尾礦經(jīng)分級(jí)后，溢流去濃縮，底流經(jīng)臥式離心機(jī)脫水后摻入精煤中；中矸磁選尾礦經(jīng)分級(jí)后溢流進(jìn)入濃縮池，底流經(jīng)離心機(jī)脫水后摻入中煤中。

中矸磁選尾礦增加1條去脫泥篩沖水的旁路通道，增大脫泥篩潤(rùn)濕水量，減少系統(tǒng)循環(huán)水用量，循環(huán)水系統(tǒng)將循環(huán)高位水池旁路掉，循環(huán)水直接接系統(tǒng)噴水管路，保證循環(huán)水噴水壓力，提高脫泥脫介效果。

濃縮機(jī)底流采用壓濾機(jī)脫水回收，壓濾煤泥單獨(dú)作為煤泥產(chǎn)品。濃縮機(jī)溢流作為循環(huán)水復(fù)用，保證選煤廠洗水閉路循環(huán)。

2.2.4 儲(chǔ)煤場(chǎng)返煤系統(tǒng)

新景選煤廠正常煤流系統(tǒng)為：原煤先經(jīng)150 mm篩分破碎再經(jīng)13 mm分級(jí)后，塊、末原煤分別入原煤倉(cāng)，經(jīng)倉(cāng)下帶式輸送機(jī)將塊、末原煤分別轉(zhuǎn)載至塊末煤車(chē)間進(jìn)行洗選，同時(shí)末原煤也可以通過(guò)222帶式輸送機(jī)落入原煤儲(chǔ)煤場(chǎng)進(jìn)行儲(chǔ)存。原煤儲(chǔ)煤場(chǎng)有受煤坑，可實(shí)現(xiàn)末煤配煤裝車(chē)，同時(shí)具備儲(chǔ)煤場(chǎng)返煤功能，原煤儲(chǔ)煤場(chǎng)內(nèi)末原煤經(jīng)受煤坑下給煤機(jī)給至258帶式輸送機(jī)，經(jīng)259帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載后給入原煤倉(cāng)下231帶式輸送機(jī)進(jìn)入末煤入洗系統(tǒng)。

現(xiàn)有儲(chǔ)煤場(chǎng)長(zhǎng)×寬=179 m×118 m，高度約45 m，按平均15 m堆高計(jì)算，儲(chǔ)量約30 萬(wàn)t，現(xiàn)有裝車(chē)倉(cāng)為6個(gè)直徑為φ15 m圓筒倉(cāng)，單倉(cāng)容量約為2 700 t，其中5號(hào)、6號(hào)倉(cāng)為末原煤倉(cāng)，3號(hào)、4號(hào)倉(cāng)為洗電煤倉(cāng)，用于與5號(hào)、6號(hào)倉(cāng)配煤使用，1號(hào)、2號(hào)煤倉(cāng)為噴吹煤倉(cāng)，每種煤種緩沖能力僅為1列火車(chē)的能力，因此儲(chǔ)煤場(chǎng)為裝車(chē)系統(tǒng)的主要緩沖儲(chǔ)量。

末煤重介車(chē)間的選后低硫中煤產(chǎn)品經(jīng)帶式輸送機(jī)運(yùn)輸至儲(chǔ)煤場(chǎng)，用于15號(hào)煤配煤使用，降低15號(hào)電煤產(chǎn)品的硫分。

3 改造后洗選系統(tǒng)靈活

改造后末煤系統(tǒng)處理能力達(dá)到7.00 Mt/a，可適應(yīng)煤質(zhì)的較大范圍波動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)末煤全部入洗。脫粉系統(tǒng)以及塊精煤破碎系統(tǒng)根據(jù)原煤質(zhì)量及產(chǎn)品質(zhì)量要求選擇開(kāi)或者不開(kāi)。當(dāng)洗選一號(hào)精煤或四號(hào)精煤時(shí)原煤全部入洗；當(dāng)洗選電煤產(chǎn)品時(shí)，末原煤經(jīng)6 mm脫粉后進(jìn)入末煤重介系統(tǒng)洗選。當(dāng)塊精煤產(chǎn)品銷(xiāo)路不好時(shí)，可以破碎后銷(xiāo)售，同時(shí)保留有塊精煤不破碎的通道，塊精煤產(chǎn)品市場(chǎng)變好時(shí)，可以直接銷(xiāo)售塊精煤產(chǎn)品[6]。

4 改造后的工藝產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

改造后根據(jù)煤質(zhì)情況、市場(chǎng)需求、經(jīng)濟(jì)效益因素，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)確定如下。

(1)塊煤：25～13 mm、90～25 mm，化工塊炭(可全部破碎摻入電煤產(chǎn)品中)。

(2)末煤：13～0 mm，1號(hào)精煤：灰分不大于11%，硫分不大于0.65%；4號(hào)精煤：灰分不大于12%，硫分不大于1.0%；電煤：發(fā)熱量不小于23.00 MJ/kg或24.27 MJ/kg。

電煤發(fā)熱量可結(jié)合原煤質(zhì)量，可實(shí)現(xiàn)電煤全入洗、部分入洗及脫粉入洗等生產(chǎn)方式，并結(jié)合精準(zhǔn)配煤來(lái)實(shí)現(xiàn)電煤質(zhì)量的控制。

(3)煤泥：干燥后摻入電煤或作為低熱值煤銷(xiāo)售給電廠。

(4)矸石：可用于填溝、覆土種草恢復(fù)植被。

5 改造后效果分析

本項(xiàng)目的主要產(chǎn)品為1號(hào)精煤、4號(hào)精煤、鐵路末煤、煤泥和矸石。經(jīng)計(jì)算，年可增加銷(xiāo)售收入5 853.10萬(wàn)元(含稅)，計(jì)算方法如下：

參考新景礦選煤廠2020年6月商品煤售價(jià)，1號(hào)精煤價(jià)格為598.90 元/t、4號(hào)精煤價(jià)格為568.90 元/t、鐵路末煤價(jià)格為327.05元/t( 發(fā)熱量大于22.18 MJ/kg)、鐵路末煤價(jià)格為359.05 元/t(發(fā)熱量大于23.85 MJ/kg)，煤泥價(jià)格為140.10 元/t，排矸費(fèi)用為20.00 元/t，新景礦洗煤廠改造前及改造后銷(xiāo)售收入如表1、表2。

表1 改造前銷(xiāo)售收入計(jì)算

表2 改造后銷(xiāo)售收入計(jì)算

改造實(shí)施后年增加銷(xiāo)售收入=227805.44萬(wàn)元-221952.34萬(wàn)元=5853.10萬(wàn)元。

6 結(jié) 語(yǔ)

優(yōu)化工程實(shí)施后，將電煤發(fā)熱量提升到23.43 MJ/kg以上，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)生產(chǎn)發(fā)熱量24.27 MJ/kg電煤的能力，加大電煤市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。實(shí)現(xiàn)噴吹煤的全入洗，提高4號(hào)精煤產(chǎn)量。

全入洗改造后，增強(qiáng)了產(chǎn)品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，符合集團(tuán)整體戰(zhàn)略布局，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。