淮北礦業(yè)集團煤炭洗選加工現(xiàn)狀分析及展望

張國祥，歐戰(zhàn)備，黃海峰

(淮北礦業(yè)集團煤炭運銷分公司，安徽 淮北 235000)

1 基本概況

淮北礦業(yè)集團公司坐落在安徽省淮北市，前身為淮北礦務(wù)局，始建于1958年，1998年改制為淮北礦業(yè)(集團)有限責(zé)任公司(簡稱“淮北礦業(yè)”)，同年由原直屬煤炭部轉(zhuǎn)為安徽省直屬企業(yè)，現(xiàn)已發(fā)展成以煤電、化工、現(xiàn)代服務(wù)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，跨區(qū)域、跨行業(yè)、跨所有制的大型能源化工集團，連續(xù)18年進入中國企業(yè)500強，名列2019中國企業(yè)500強第287位、煤炭企業(yè)50強第17位，60年來累計生產(chǎn)原煤9億多噸。

目前，淮北礦業(yè)集團公司現(xiàn)有選煤廠9座，設(shè)計入洗能力39.50 Mt/a，其中，煉焦煤選煤廠4座，設(shè)計入洗能力29.00 Mt/a，年生產(chǎn)精煤1 100 萬t左右；動力煤選煤廠5座，設(shè)計入選能力10.50 Mt/a，每年可生產(chǎn)動力混煤800 萬t左右。桃園、祁南、朱仙莊礦3座動力煤選煤廠可根據(jù)需要安排生產(chǎn)低灰煉焦精煤。另外，許疃、孫疃、青東、袁店、袁一、袁二等煤礦均設(shè)有塊煤復(fù)合干法風(fēng)力排矸車間，孫疃、蘆嶺、許疃等煤礦建成智能選矸系統(tǒng)，作為選前預(yù)排矸，排矸能力與礦井生產(chǎn)相匹配。

2 淮北礦業(yè)煤炭資源稟賦特性

2.1 煤炭資源豐富

淮北礦區(qū)踞蘇魯豫皖四省接連之要沖，臥黃淮海之腹地，包括濉蕭、宿州、臨渙、渦陽四大礦區(qū)，東西長40～150 km，南北寬約135 km，總面積9 600 km2，目前煤炭儲量70億t，礦區(qū)產(chǎn)能穩(wěn)定、資源供給充足，淮北礦業(yè)集團現(xiàn)有生產(chǎn)礦井18對，核定生產(chǎn)能力36.11 Mt/a；2021年新投產(chǎn)信湖礦1對(設(shè)計產(chǎn)能3.00 Mt/a)。根據(jù)后期產(chǎn)能變化，“十四五”期間原煤產(chǎn)量維持在30.00 Mt/a左右，年產(chǎn)冶煉精煤1 000萬t以上。

2.2 多為稀缺煤種

煉焦煤是煤炭中的稀缺資源，在我國煉焦煤資源結(jié)構(gòu)中，主要煤種焦、肥(含氣肥)煤在煉焦煤查明資源儲量占比分別為23.6%、12.8%；我國約一半的焦煤、肥煤為高硫煤，而低灰低硫煉焦煤是煉焦的優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)煤。從華東區(qū)域看，氣煤占本地?zé)捊姑旱?8%，余下的焦、肥煉焦煤儲量80%以上在淮北礦區(qū)，淮北礦業(yè)的焦煤、肥煤、瘦煤等稀缺煤種儲量55 億t，占比約78%。

2.3 煤種優(yōu)勢明顯

淮北礦業(yè)煤炭資源有焦煤、肥煤、氣煤、1/3焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤、無煙煤等八大主要煤種，是華東地區(qū)唯一煤種齊全的礦區(qū)，多為低中灰、特低硫、特低磷，中高發(fā)熱量，粘結(jié)性強，結(jié)焦性好的“綠色環(huán)保型”煤炭。其中煉焦煤產(chǎn)品有焦精煤(10級、11級、12級)、肥精煤(10級、12級)、瘦精煤(11級)、1/3焦精煤(8級、9級)，還可以根據(jù)用戶需求進行定制生產(chǎn)。其中，作為煉焦骨架用主焦煤和肥煤年產(chǎn)量在800 萬t左右，占總產(chǎn)量75%以上，是華東地區(qū)煤種最齊全的冶煉精煤生產(chǎn)基地。

3 淮北礦業(yè)選煤廠布局

3.1 洗選加工發(fā)展方向

淮北礦區(qū)雖然煤種齊全、煉焦煤資源較為豐富，但煤炭賦存條件差，礦井規(guī)模小，原煤灰分高。因此，充分利用資源優(yōu)勢，依托洗選加工，實施“精煤戰(zhàn)略”是淮北礦業(yè)發(fā)展的必由之路?；幢钡V業(yè)集團依靠洗選加工與實施“精煤戰(zhàn)略”，實現(xiàn)了煤炭產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、市場穩(wěn)定與經(jīng)濟效益的最大化，推動了礦區(qū)經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展。

3.2 選煤廠規(guī)劃布局

3.2.1 礦區(qū)資源煤種分布

淮北礦區(qū)包括濉蕭、宿州、臨渙、渦陽四大礦區(qū)，其中濉蕭礦區(qū)煤種以焦煤、瘦煤、貧瘦煤為主，宿州縣礦區(qū)煤種以1/3焦煤、氣煤為主，臨渙礦區(qū)煤種以焦煤、肥煤為主，渦陽礦區(qū)以焦煤為主。

3.2.2 礦區(qū)選煤廠布局

淮北礦業(yè)洗選加工以煤炭區(qū)域分布、煤種分布特點進行規(guī)劃。濉肖、臨渙、渦陽礦區(qū)結(jié)合焦、肥煤集中的特點，選煤廠按照礦區(qū)型和群礦型建設(shè)；宿州礦區(qū)主要建設(shè)礦井型煉焦煤或動力煤選煤廠，部分動力煤選煤廠具備生產(chǎn)低灰煉焦精煤的功能。地質(zhì)條件相對較差的新區(qū)煉焦煤礦井設(shè)計建設(shè)復(fù)合風(fēng)力排矸系統(tǒng)和煤礦智能選矸系統(tǒng)，進行選前預(yù)排矸。

3.2.3 建設(shè)集中選煤廠優(yōu)勢

淮北礦區(qū)現(xiàn)有3座礦區(qū)型煉焦煤選煤廠，可通過內(nèi)部運力優(yōu)勢、資源煤種優(yōu)勢、可選性互補優(yōu)勢進行合理配洗，以利于提高選煤綜合效益。礦區(qū)型煉焦煤選煤廠可利用礦區(qū)內(nèi)部鐵路運輸線，克服礦區(qū)煤質(zhì)波動變化大、煤種復(fù)雜等困難，充分發(fā)揮集中洗選質(zhì)量保證能力強、專業(yè)化管理的優(yōu)勢；兼顧資源需求特點配置的礦井型選煤廠運行成本低、資源利用充分、經(jīng)濟效益好。

4 淮北礦業(yè)洗選加工情況

為實施“精煤戰(zhàn)略”，淮北礦業(yè)集團持續(xù)加大投入、提升洗選工藝水平。

4.1 洗洗加工能力充足

現(xiàn)有3座礦區(qū)型煉焦煤選煤廠，洗選加工能力富余，可定制化生產(chǎn)各品種、各級別煉焦精煤?；幢钡V業(yè)集團按照煤炭區(qū)域分布、煤種分布特點來規(guī)劃洗選加工布局，在焦、肥煤分布相對集中的濉蕭、臨渙、渦陽分別建成淮北、臨渙、渦北3座礦區(qū)型煉焦煤選煤廠，其中，臨渙選煤廠實際入洗能力達到16.00 Mt/a，實行礦區(qū)原煤集中入洗，實現(xiàn)了精煤生產(chǎn)均衡、質(zhì)量穩(wěn)定。

4.2 洗選裝備技術(shù)領(lǐng)先

煉焦煤選煤廠全部采用全重介旋流器+煤泥浮選聯(lián)合工藝，該工藝產(chǎn)品質(zhì)量保證能力強、洗選效率高?；幢钡V業(yè)集團煉焦煤選煤工藝經(jīng)歷了傳統(tǒng)的跳汰選煤、粗精煤重介、中煤重介與當(dāng)前的重介旋流器選煤工藝。目前，分選精度高、對原煤適應(yīng)性強、易于實現(xiàn)自動控制的不脫泥無壓給料三產(chǎn)品重介旋流器選煤工藝占主導(dǎo)地位。2018—2019年，臨渙選煤廠、渦北選煤廠率先在行業(yè)內(nèi)使用新型重介旋流器，用5臺S-3GHMC870/410新型重介質(zhì)旋流器替代10臺傳統(tǒng)1300/930型重介旋流器，簡化了系統(tǒng)、提高了臺時處理量；2018年開始國內(nèi)首家使用精煤壓濾降水技術(shù)，實現(xiàn)單臺壓濾機精煤降水10個百分點。

4.3 洗選加工功能靈活

選煤廠立足以市場調(diào)節(jié)采場、以洗選加工配置精煤資源，實現(xiàn)市場需求對接精煤、動力煤互換。為適應(yīng)市場要求，“十一五”至“十三五”期間擴建或改造的桃園、鄒莊、朱仙莊選煤廠，分別具備洗選動力煤和冶煉精煤的要求，可以根據(jù)資源狀況和客戶需求實現(xiàn)“宜精則精、宜動則動”，滿足“精動轉(zhuǎn)換”生產(chǎn)要求，洗選加工功能靈活。

4.4 產(chǎn)品質(zhì)量保障能力

選煤廠實施技術(shù)創(chuàng)新+技術(shù)改造+裝備升級+質(zhì)量預(yù)警等手段，全程為產(chǎn)品質(zhì)量“保駕護航”。近年來，伴隨著國家環(huán)保要求的不斷提高、部分省份出臺限煤政策，用煤企業(yè)對精煤降水、降灰呼聲日益高漲。為適應(yīng)市場需求、提高產(chǎn)品競爭力，淮北礦業(yè)集團通過創(chuàng)新實施兩段濃縮+兩段回收+二次浮選工藝，進一步提升浮選效果、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、提高精煤產(chǎn)率。先后對淮北部分品牌品種的煉焦精煤進行提質(zhì)降灰升級，精煤水分降低至當(dāng)前的10.1%左右。其中，“九神”牌焦精煤、“青龍山牌”瘦精煤為安徽省知名品牌。

4.5 推進智能化建設(shè)

淮北礦業(yè)集團堅持一廠一策、注重實效、總體規(guī)劃、分布實施、創(chuàng)新引領(lǐng)、數(shù)據(jù)驅(qū)動的建設(shè)原則，引用成熟示范工程案例，逐步進行智能化選煤廠建設(shè)。2017年在渦北選煤廠開展智能化建設(shè)，2018年啟動臨渙選煤廠智能化建設(shè)，提高選煤廠提質(zhì)穩(wěn)質(zhì)水平，在利用科技手段提高質(zhì)量管控水平方面，主要開展了入洗原煤自動化控制、重介灰分在線閉環(huán)控制、浮選加藥自動化控制等技術(shù)攻關(guān)。

4.6 實行專業(yè)化管理

為提高選煤工效和效益，“十二五”末實行選煤專業(yè)化管理。2015年淮北礦業(yè)集團實施選煤專業(yè)化管理，按照生產(chǎn)、人員、設(shè)備、資產(chǎn)專業(yè)化和就近管理，將6座礦井選煤廠劃轉(zhuǎn)礦區(qū)選煤廠集中管理，按照委托加工模式，礦、廠單獨計質(zhì)計量、結(jié)算考核。專業(yè)化管理后，技術(shù)和管理優(yōu)勢得以充分發(fā)揮，選煤廠各項技術(shù)、經(jīng)濟指標(biāo)明顯提高，介耗、藥耗等消耗性指標(biāo)居行業(yè)前列。

5 淮北礦業(yè)洗選技術(shù)特點

5.1 煉焦煤洗選加工

5.1.1 重介工藝普遍推廣，技術(shù)水平行業(yè)領(lǐng)先

淮北礦區(qū)煉焦煤選煤廠工藝經(jīng)歷了從傳統(tǒng)的跳汰選煤、中煤重介到目前的原煤全重介選煤工藝，工藝發(fā)展始終走在選煤行業(yè)前列。原煤全重介工藝技術(shù)在淮北礦區(qū)應(yīng)用嫻熟，該工藝技術(shù)已完全適應(yīng)淮北地區(qū)的煤質(zhì)波動大、煤泥含量高、可選性差的煉焦煤與動力煤的洗選。目前，采用重介工藝選煤數(shù)量效率高達98.5%以上；產(chǎn)品質(zhì)量保障能力強，煤質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定合格率99.5%以上；新型重介旋流器投用后1條重介生產(chǎn)線入洗能力達到4.60 Mt/a，噸原煤介耗多數(shù)控制在1.0 kg以下，其它各項技術(shù)指標(biāo)均達到了國內(nèi)先進水平。

5.1.2 生產(chǎn)規(guī)?；?、設(shè)備大型高效化

淮北礦區(qū)選煤廠建設(shè)近年來向規(guī)?；O(shè)備向大型高效化方向發(fā)展，以適應(yīng)礦區(qū)礦井地質(zhì)條件復(fù)雜、礦井產(chǎn)能波動大、煤質(zhì)波動大、煤種復(fù)雜局面。目前，臨渙選煤廠年入洗原煤能力16.00 Mt，渦北選煤廠年入洗能力達到6.00 Mt，淮北選煤廠(南北區(qū))和蘆嶺選煤廠入洗能力也均達到3.50 Mt/a。

5.1.3 創(chuàng)新新型脫泥浮選工藝

淮北礦區(qū)各廠針對不同煤質(zhì)狀況及工藝條件，在煤泥浮選及煤泥水處理方面采用了不同的處理方式，并在運行中不斷進行改進、完善及創(chuàng)新。針對濃縮浮選入浮濃度高的問題，經(jīng)多年研究，突破了濃縮浮選與直接浮選的局限，充分發(fā)揮濃縮機脫泥穩(wěn)定、操作方便、可控性強的優(yōu)勢，把濃縮浮選與直接浮選工藝完美地結(jié)合在一起，充分運用“淺度濃縮、底流大排放浮選”操作優(yōu)勢，創(chuàng)新新型脫泥浮選工藝，實現(xiàn)了重介選煤與煤泥水處理最優(yōu)嫁接。新型脫泥浮選工藝實施以來，浮選指標(biāo)得到極大改善，取得了較好的使用效果。

5.1.4 基于“2+2+2”新型煤泥水處理工藝技術(shù)研究取得積極進展

“十三五”期間，淮北礦業(yè)在“2+2創(chuàng)新模式煤泥水流程”基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新，成功推出了“2+2+2”新型煤泥水處理工藝，即：對煤泥水處理采用2次脫泥+2次浮選+浮選精煤2級脫水回收工藝。在蘆嶺選煤廠、臨渙選煤廠等煤泥水系統(tǒng)改造中采用“2+2+2”新型煤泥水處理工藝取得了突破，浮選精煤灰分降低約1個百分點，極大降低了浮選精煤“背灰”幅度，提高了精煤綜合產(chǎn)率，降低了浮選藥劑消耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本。浮選精煤采用兩級脫水，取消摻粗環(huán)節(jié)，浮選精煤水分也達到了與加壓過濾脫水相當(dāng)?shù)男Ч?，與加壓過濾脫水工藝相比，解決了濾液閉路循環(huán)的問題，維護檢修量大幅降低，生產(chǎn)成本低，值得推廣應(yīng)用。

5.1.5 在地質(zhì)條件相對復(fù)雜的新區(qū)建設(shè)復(fù)合干法風(fēng)力排矸和智能選矸系統(tǒng)，發(fā)揮選前預(yù)排矸作用

新建煉焦煤礦井井口設(shè)置塊煤復(fù)合干法風(fēng)力排矸和煤礦智能選矸系統(tǒng)，作為選前預(yù)排矸，能力與礦井配套。該工藝的應(yīng)用，可有效解決礦區(qū)型選煤廠矸石堆放、銷售問題，釋放礦區(qū)內(nèi)部鐵路運輸系統(tǒng)壓力，降低了洗選加工成本。從干選廠運行效果來看，礦井單系統(tǒng)降灰深度可達4～5個百分點。

5.2 動力煤洗選加工

5.2.1 動力煤分選創(chuàng)新性推出了線性配洗工藝，適應(yīng)性大大增強

淮北礦業(yè)集團動力煤洗選從無到有，從純分級入洗到線性配洗，系統(tǒng)、工藝適應(yīng)性逐步增強，工藝技術(shù)與裝備水平不斷提高。對原動力煤生產(chǎn)工藝進行完善，采用原煤二次篩分，篩上物入洗與篩下物任意比例配洗工藝，使動力煤廠可以根據(jù)市場需要定制化加工動力煤產(chǎn)品，市場適應(yīng)度極大提高，加工成本最大程度降低，資源利用率盡可能最高。

5.2.2 率先在動力煤生產(chǎn)工藝中引入無壓三產(chǎn)品重介分選工藝

國內(nèi)首創(chuàng)將無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選工藝應(yīng)用于動力煤洗選生產(chǎn)中，分選效率大大提高，實現(xiàn)了低密度分選，提高了資源回收效率與市場適應(yīng)性。同時，選煤廠可根據(jù)礦井煤炭資源條件與市場需要，安排生產(chǎn)任意規(guī)格的動力煤，或生產(chǎn)低灰煉焦精煤，增加了工藝系統(tǒng)的靈活性，進一步提高了淮北礦業(yè)集團精煤加工能力，增強了市場競爭力。

5.2.3 新型粗、細煤泥回收新工藝成功應(yīng)用，簡化了動力煤生產(chǎn)系統(tǒng)，提高了資源回收率

根據(jù)淮北礦區(qū)的煤質(zhì)特點，成功引入新型粗、細煤泥回收工藝技術(shù)，即：斜管深錐+沉降過濾式離心機回收粗煤泥、細煤泥壓濾回收聯(lián)合，粗細煤泥回收效率高，系統(tǒng)簡化，經(jīng)濟效益好。目前集團公司桃園、祁南等礦井選煤廠均采用這一工藝，運行效果好。

5.2.4 融合原煤全重介與二次篩分線性配洗、新型粗煤泥回收工藝技術(shù)，建設(shè)功能靈活的選煤廠

在資源利用價值較高的動力煤礦井，建設(shè)二次篩分線性配洗+原煤全重介+新型粗煤泥回收工藝的新型動力煤選煤廠，對其工藝進行必要改造，使本類選煤廠正常條件生產(chǎn)市場需要的動力煤，在市場需要精煤時，生產(chǎn)低灰精煤，從而實現(xiàn)資源最大程度的增值。

5.2.5 有針對性引用煤泥干燥技術(shù)，取得了經(jīng)濟、社會效益最優(yōu)化

“十二五”期間，淮北礦業(yè)根據(jù)不同選煤廠的煤泥特性，采用不同脫水方法。針對朱仙莊礦煤泥熱值高的特點，引進壓濾煤泥火力干燥系統(tǒng)，干燥后煤泥摻入商品煤銷售，使煤泥由副產(chǎn)品變?yōu)橹鳟a(chǎn)品。2021年，集團公司“向煤泥要效益”，提出煤泥壓干摻燒建議，桃園選煤廠、臨渙選煤廠西區(qū)先后進行煤泥壓濾技術(shù)改造，實現(xiàn)了單臺壓濾機煤泥降水達10個百分點，目前2座選煤廠均實現(xiàn)煤泥壓干摻燒，后期礦區(qū)將逐步推廣煤泥壓干技術(shù)。綜合回收利用煤炭資源，解決了環(huán)保問題，取得了經(jīng)濟、社會效益最優(yōu)化。

6 結(jié) 語

6.1 強化精煤戰(zhàn)略，充分發(fā)揮煉焦煤資源品種優(yōu)勢與三大礦區(qū)型選煤廠功能，打造華東地區(qū)最大煉焦煤洗選加工基地

展望后期，淮北礦業(yè)將繼續(xù)實施選煤專業(yè)化管理，構(gòu)建以淮北、臨渙、渦北三大選煤廠為中心的具有淮北礦區(qū)特色的洗選加工中心，發(fā)揮專業(yè)化管理的優(yōu)勢，科學(xué)調(diào)配礦區(qū)入選資源，提高洗選效率、效益，打造工藝先進、技術(shù)一流、管理高效、效益顯著的洗選加工基地。

6.2 探索煉焦煤資源特性研究，加強新技術(shù)、新工藝、新材料的運用，打造國內(nèi)一流高效選煤廠

淮北礦業(yè)將繼續(xù)加強與高校和科研院所的溝通聯(lián)系，深度探索淮北礦區(qū)煉焦煤資源特性，實現(xiàn)資源與市場對接；緊跟大型、高效選煤設(shè)備與新技術(shù)、新材料、新工藝的發(fā)展，不斷推進公司洗選加工工藝、技術(shù)、裝備等進步；大力推進選煤廠“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”，重點提高選煤廠“人工智能+選煤AI”控制水平，建設(shè)現(xiàn)代化高效選煤廠。

6.3 加強市場研判分析與資源研究，深度探索研究精煤降灰、降水技術(shù)，推進精煤產(chǎn)品柔性定制化生產(chǎn)

淮北礦業(yè)將探索研究選煤行業(yè)發(fā)展在布局、技術(shù)、裝備、精細化洗選等方面謀求新的突破，以適應(yīng)煤炭細分市場的變化；探索研究精煤精細化洗選技術(shù)，開展煉焦煤洗選產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整研究，以適應(yīng)市場對煉焦精煤的降灰、降水等質(zhì)量要求提高的新形勢。