斜溝煤礦選煤廠設計特色及新技術應用

黃健華

(山西西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦選煤廠，山西 興縣 033602)

斜溝煤礦選煤廠隸屬于山西西山晉興能源有限責任公司，位于山西省呂梁地區興縣縣城以北50 km處魏家灘鎮，距省城太原市240 km。這座年處理能力3 000萬t的現代化礦井型選煤廠，設計一次完成，分期建設，適應井下兩煤層實行分采分運分儲分別入選的要求。一期工程1 500萬t，入選礦井生產的8#原煤，已于2010年2月份正式投產，后期規模達到3 000萬t，同時入選礦井生產的8#煤和13#煤。二期工程于2011年9月正式投產。該廠洗選工藝為塊煤重介淺槽加末煤兩段兩產品重介旋流器主、再洗。目前只入洗8#原煤，生產氣精煤和動力煤。

1 主要設計特色

1．1 產品結構

興縣煤田位于河東煤田北部，煤炭資源豐富，賦存條件好，主要以氣煤為主。8#和13#煤層是井田內2個主要可采煤層，均具有良好的品質，主要表現為中灰、低硫、中磷、高揮發分、高發熱量。且8#煤黏結性較好，硫分低(＜0．6%)適合用于煉焦配煤，洗后副產品混煤作為動力煤銷售。

8#原煤洗選煉焦精煤，洗選11%灰分的煉焦精煤時精煤回收率較低，為較難選煤或難選煤。依據市場銷售情況，該廠產品主要定位為氣精煤和洗混煤，煉焦精煤(灰分≤11%)和洗混煤(發熱量為20．934 MJ)。

1．2 洗選工藝

塊原煤分選系統對塊煤比例及煤質變化的適應性強。塊原煤分選采用2臺DMB8013型淺槽重介分選機，其處理能力可達800 t/h，分選密度可低至1．30 kg/L，為產品結構的調整留下了空間。既適用塊煤入選比例提高的需要，也適用于當原煤含矸量大時，調整分選密度實現塊精煤在一定范圍內無級調灰，滿足混煤發熱量指標。

1．3 工藝布置

原煤準備系統及主洗系統均為雙系統布置，均具備1 500萬t生產能力，每期系統設備選型一致，相互獨立。這樣非常有利于大型選煤廠的建設及生產管理，可實現邊生產邊基建，縮短基建周期。由于該廠處理量比較大，如果其中一個系統設備出現問題，可以立即啟用另外一期系統，極大地提高了全廠生產的可靠性。

該廠原煤系統和主洗系統之間設置容量約3 600 t的原煤緩沖倉，有效分開原煤準備和洗選兩大生產環節，當準備系統出現故障時，原煤緩沖倉可繼續供煤約0．5 h以上，有效避免相互之間的制約。設計時考慮礦井生產、銷售淡旺季變化及鐵路運輸各方面的矛盾，原煤倉及產品倉均為4個3萬t的大容量煤倉，提高了生產緩沖能力，有效緩解了選煤廠與礦井、鐵路運銷之間的相互制約，便于組織和協調生產。

1．4 總平面布置

該廠所處工業場地是典型的山地地形，三面環山，中間一條狹窄的山溝，溝口正對鐵路站場。該廠生產系統主要單位工程有原煤倉、準備車間、主廠房、濃縮車間、產品倉、快速裝車站及排矸系統等。根據設計原則和設計條件，作為選煤廠核心單位工程的主廠房及與之關系密切的濃縮車間，布置在鐵路站場以南較為開闊的溝口。儲裝運系統平行于鐵路站場，與原煤準備系統、主洗系統呈直角折線布置。井口到主廠房之間由里向外沿溝布置原煤倉、準備車間，單排4個產品倉平行于鐵路站線布置在主廠房和裝車站之間。全廠煤流系統順暢，充分利用了自然地形高差階梯布置，這樣不僅節約了耕地，提高了防洪標準，同時降低生產能耗，為建成優質高效選煤廠提供了有力的硬件保障。

2 新技術、新管理模式

2．1 拐彎皮帶的應用

該廠矸石外排系統應用了1部帶寬為1 400 mm、帶速為 2．5 m/s、輸送能力為 1 500 t/h、機長為1 475 m、線路中有2個半徑分別為300 m和400 m的水平曲線段的彎曲U型帶式輸送機。

該拐彎皮帶用于完成矸石緩沖倉及矸石排放倉之間煤矸石的排放運輸任務，兩倉之間地形復雜且高低起伏，沿途布置了原煤倉、污水處理廠等建筑物。面對現有生產場地局限，若按傳統設計模式，需用多部短距離帶式輸送機互相搭接直線分段運輸模式來確保運輸系統的連續。但是這種非連續的運輸方式，處理量較小，運輸效率低，不利于生產管理及檢修維護。該拐彎皮帶的投用既解決土地限制問題，同時簡化了運輸系統，提高了生產效率，降低了機電事故率，確保了安全生產。

2．2 重疊式高效濃縮機的應用

該廠在設計時結合以往選煤廠的煤泥水管理經驗，在煤泥水處理系統設計中考慮處理量大、煤質波動大等因素，采用直徑為38 m與事故池重疊的高效濃縮機。濃縮機分兩層布置，上層布置工作濃縮機，下層布置事故池。當工作濃縮機出現故障時，可開啟濃縮機底流管的放料閥門把工作濃縮機中的煤泥水直接放到下方的事故池中，待濃縮機檢修完后，由水泵將事故池中的煤泥水轉排到工作濃縮機中，這樣大大提高了檢修效率。整個濃縮機呈半地下布置型式，高效利用了土地空間，節省了基建投資。平時可將事故池作為蓄水池用，在生產過程中清水供應不上時用泵將水抽送回生產系統作為循環水使用。

2．3 快速裝車系統的應用

為保證煤炭產品及時外運，提高裝車速度，減少裝運誤差，該廠引進了2套美國Kanawha公司的裝車能力為5 000 t/h的單元式快速定量裝車系統。該系統裝車速度快，單車裝載時間不超過40 s，裝完一列車需約1 h左右，在短時間內完成大煤量的精確定量裝車。裝車同時可完成平煤，并采集煤樣，減少污染，改善勞動條件，減輕工人勞動強度。

從2010年2月投入運行以來，裝車系統運行狀況良好，完全適用于該廠的火車外運現狀。

2．4 新的管理模式

選煤廠建設期間，為縮短設計周期，確保工程施工按期完成，該廠原煤準備系統及產品儲裝運系統由大地工程公司設計施工總承包，主洗系統由約翰芬雷公司設計施工總承包，借助兩個設計院的雄厚實力和各自優勢，保證在最短的時間內完成從開工建設到投產運營的建設總工期如期完成。

該廠成功投產后，受當時人員規模及檢修人員素質、公司體制等條件的制約，一時難以配備專業齊全的高水平維修隊伍以及相應的檢測維修設備和各種維修備件，于是委托了約翰芬雷公司承包該廠的機電檢修運營，外包的設備維修業務為日常檢查維護及設備中小修，憑借約翰芬雷公司雄厚的技術儲備和成熟的技術應用，獲得更好的維修服務，不但滿足了選煤廠生產要求，提高了生產效率，而且提高了設備維修水平，降低維修成本。

設備檢修外包模式使“交鑰匙”工程得到延續，并與約翰芬雷公司建立了長期合作的戰略伙伴關系，這種全新的管理模式是總承包內容的擴展，也是總承包模式的深化，為現代高效選煤廠管理探索出了一條新路徑。

3 結語

斜溝煤礦選煤廠采用先進的設計理念和生產工藝，建設周期短，運營維護成本低，在特大型選煤廠管理方面可提供借鑒的模式和思路，該設計理念及建設模式在國內選煤行業中具有極大的推廣應用價值和良好的市場前景。