提高塊煤回收率技術的創新與實踐

曹來洋

（晉城煤業集團成莊煤礦，山西 晉城 048021）

·技術經驗·

提高塊煤回收率技術的創新與實踐

曹來洋

（晉城煤業集團成莊煤礦，山西 晉城 048021）

通過分析洗選加工環節造成嚴重塊損的現狀，找出了造成商品煤塊率偏低的原因，并對可能造成塊煤破碎損失的環節因素進行辨識，對原煤破碎系統、系統篩分轉載環節、斜輪分選環節進行創新性改造，通過優化生產管理流程，改進破碎環節的生產工藝，對運輸環節溜槽進行改造，對斜輪控制系統實現懸浮液密度智能控制改造等，提高了商品煤塊率，實現了企業效益最大化，每年可多生產塊精煤15萬t。

洗選加工；塊煤回收率；改造

晉城煤業集團成莊礦洗選廠生產加工的產品主要有篩末煤、洗末煤、洗塊煤，其中利潤較好的品種有洗末煤、洗塊煤。受國際金融危機的影響，2013年以來，洗末煤的售價在不斷下調，為了適應目前日益嚴峻的煤炭市場形勢，洗選廠充分挖掘潛能，采取積極有效措施，盡最大努力提高塊煤回收率，實現效益最大化。

1 系統存在問題分析

洗選廠設計能力為400萬t/年，經過不斷的技術改造升級，系統已經具備800萬t/年的生產能力，但產品倉等部分基礎設施已與目前的生產能力不相匹配，加上車皮來車不均衡，造成塊煤頻繁落地、返煤的局面，而且隨著礦井向井田深部的延伸，煤炭從采掘工作面提升運輸到地面的距離在逐漸加長，加上放頂煤工藝和大采高技術的應用以及受地質構造影響，原煤開采過程中矸石量增大并伴有超硬度巖石出現，由于矸石硬度較大，在轉載環節中不易破碎，但大矸大塊對塊煤的沖擊碰撞以及因此導致的破碎機頻繁更換齒板，加劇了塊煤的破碎，同時由于夾矸煤的大量出現，造成洗選精煤回收率偏低。

1）洗選環節塊煤損失情況。

根據多年的煤質數據統計得知：井下80 m膠帶機上原煤塊率為52．7%，經洗選轉載運輸和洗選加工，到商品煤裝車外運，塊率只有43．7%（折合成原煤后塊率），除了原煤未經分級直接入MMD破碎機破碎，造成了5．0%的塊損外，篩分、洗選轉載運輸和洗選加工造成了4．0%的塊損。

2）造成商品煤塊率偏低原因分析。

洗選加工運輸環節造成的塊煤破碎，原煤篩分過程中出現的篩末煤限上偏大，塊洗精煤回收率偏低。

a）塊煤落返造成塊損嚴重原因分析。

洗選廠現有的塊煤倉已經遠遠不能滿足生產的需要，只能通過煤山落返來緩解逐年增加的產量和來車不均衡的壓力，如果直接將塊煤落到煤山再返回，由于推煤機碾壓、風化等因素將會造成落地塊煤35%左右的破碎損失。

b）轉載環節造成塊損嚴重原因分析。

由于不少轉載環節落差較大，塊煤質量大，和末煤相比，落地時間短、速度大，根據動量定理Ft=mv，塊煤在轉載過程中受力F=mv/t，塊煤質量一定，受力決定于塊煤的速度和碰撞時間，速度v越大，碰撞時間越短，受力越大，越容易造成塊煤破碎。

c）破碎環節塊損嚴重成因分析。

由于原煤未經分級全部進入破碎機，一部分炭塊經過破碎可能成為末煤，另一方面大矸或巖石不能及時排出，容易造成卡堵。為避免破碎機卡堵影響原煤提升，頻繁更換破碎機齒板，新齒板會加大塊煤的破碎。

d）篩末煤限上偏大原因分析。

降低末煤限上，是在滿足生產的前提下盡可能使用13 mm或更小點孔徑篩板進行原煤分級篩分，但是生產組織過程中，由于東西系統分煤不均或篩網堵塞、篩板透孔率低、原煤水分大等多種原因可能造成篩分不透。為保證進入下一工序的塊煤質量，現場一般采用更換部分大孔徑篩板的方法，造成部分13～18 mm的塊煤流失到末煤中。

e）塊精煤回收率偏低原因分析。

改造前，由于塊煤采用斜輪重介分選，主要靠人工檢測、控制斜輪重介懸浮液的密度，密度波動幅度大，約在±0．03 kg/L，所以，盡管密度要求在1．75 kg/L左右，由于人工操作的局限性，為保證產品質量，崗位司機一般將分選密度控制在1．72～1．75 kg/L，這樣一部分夾矸煤就容易流失到矸石中外排。

2 改造的總體思路

針對現場存在的問題，本著保證產品質量，提高原煤塊率，確保現場生產安全的思路，從以下幾方面加以改進：

1）加強生產組織管理，合理預報車皮，力保塊煤不落地。

2）對幾個落差較大，塊損比較嚴重的轉載環節進行改造，通過增加各種形式的緩沖裝置，降低煤流速度，減少塊煤破碎，提高原煤塊率。

3）通過對原煤破碎環節進行技術改造，降低破碎機的塊損。

4）懸浮液密度實現智能控制，根據產品灰分情況適當回收部分中煤產品。

3 具體實施方案

1）優化生產組織，減少塊煤落地。

a）充分了解井下生產實際，根據倉儲合理預報車皮，特別是塊車的預報，力求準確。b）積極和相關部門協調溝通，根據生產實際協調老礦配煤數量。c）充分利用0#混煤倉緩沖，盡可能避免塊煤落地。d）擴建產品倉。如因特殊原因造成塊煤落地，要將塊煤落在斗輪下方，并及時返回，裝車外運。

2）設計排矸工藝，避免大矸、巖石造成破碎機卡堵。

為了能將進入破碎機內的大矸或巖石及時排出，避免其在破碎機內往復運動加速齒板磨損或造成卡堵事故，在破碎機驅動端南側護罩上開孔（尺寸：400 mm×400 mm）并制作一活動小門。制作一可移動式上開口排矸溜槽，上口與排矸孔下端對齊，下口直達地面。這樣，無法破碎的大矸或巖石在后續煤流的推動下到達箱體南側排矸孔位置，打開破碎機的排矸孔，大矸或巖石順著排矸溜槽到達地面，有效地降低了負荷，減少了卡堵故障。

3）增加破碎機，改進生產工藝。

將104破碎機抬高并向西移動2 m，將210皮帶向西延長約8 m，使104、211兩臺破碎機的破碎產物直接上210皮帶入洗或緩沖落地；在破碎樓一樓107膠帶機上方安裝一臺新破碎機作為備用。通常情況下以211和104破碎機作為主運系統，當其中任一臺出現故障后，立即啟用備用破碎機，減少故障影響時間。

改造后工藝流程圖見圖1。

圖1 改造后工藝流程圖

4）控制齒板更換，降低破碎環節塊損。

對車間更換齒板做出以下特殊規定：a）齒尖與齒輥距離保持在30～100 mm。b）在破碎機未出現頻繁卡堵的情況下，禁止更換齒板。c）破碎機兩齒輥相嚙合部位的齒板不準同時更換。d）破碎機入料點不準使用新齒板，只能使用已經磨損的舊齒板。e）建立破碎機齒板臺賬，對每一塊齒板進行編號，并記錄每一塊齒板的更換時間。

改造前后齒板間隙對比圖見圖2。

圖2 改造前后齒板間隙對比圖

5）對運輸環節溜槽進行改造。

為了能夠有效地降低塊煤在轉載過程中造成的破碎，在落差較大的機頭溜槽設計的過程中增設緩沖點，在脫介篩機頭溜槽中加了導流板和滯留角鋼，在501膠帶機機頭和塊煤產品倉安裝了螺旋溜槽，以有效減小物料的最終速度。煤倉螺旋溜槽及脫介篩前溜槽示意圖見圖3。

圖3 煤倉螺旋溜槽及脫介篩前溜槽示意圖

6）對原煤篩分系統進行改造。

提高篩板（篩子）的開孔率，提高篩分效果。盡量使用開孔率高的不銹鋼焊接篩板，在滿足生產的條件下，改變分級篩篩板支撐筋板，減小篩條尺寸，提高篩板開孔率。

增加篩分面積，提高篩分效果。在分級篩入篩溜槽安裝緩沖裝置，使落煤點后移，增加篩分面積；在篩面安裝篩壩，以減小煤流速度，提高篩分效率。增加篩分面積示意圖見圖4。

7）對斜輪控制系統進行改造，實現懸浮液密度智能控制。

圖4 增加篩分面積示意圖

通過改造，實現了斜輪崗位無人值守，懸浮液密度根據精煤灰分指標設定，并依據煤質變化可做相應密度設定值的調整，同時懸浮液密度和懸浮液煤泥含量（或磁性物含量）實現閉環控制，自動分流和自動補水可無擾切換，控制系統精度高，密度波動為±0．003 g/cm3，磁性物含量穩定控制在770 g/L，達到穩定產品質量、優化重介分選環境、提高重介分選產品回收率的目的。重介懸浮液密度自動控制系統框圖見圖5。

圖5 重介懸浮液密度自動控制系統框圖

4 實施效果

系統改造完成以后，破碎機系統的塊損由原來的5%左右降到了3%左右，轉載入倉環節塊損降低了0．5%左右，篩末煤限上降低了1%左右，同時由于斜輪重介懸浮液實現了精準控制，精煤回收率提高了0．3%左右，僅此幾項每年可多生產塊精煤15萬t。其中：

1）提高塊率后，每年增加的塊煤量。

按礦井年產原煤800萬t，精煤回收率58%計算，每年可多生產洗塊煤：（800×0．025+800×0．538 ×0．01）×0．58=14．10萬t。

2）精煤回收率提高增加的塊煤量。

按礦井年產原煤800萬t，改造后原煤塊率提高3%計算，可增加塊煤：800×0．467×0．003=1．12萬t。

Innovation and Practice of Improving Lump Coal Recovery Rate Technology

Cao Lai-yang

By analyzing the status quo which the washing and processing link cause serious loss of lump coal，finds out the causes of low commodity coal lump rate，and the link factors which may cause lump coal break and lose are identified．The raw coal crushing system，screening transfer links and inclined round sorting links are innovatively reformed．Through optimizing production management process，improves the production process of broken link．Transport link chute is reformed，inclined gear control system realizes intelligent control reformation of suspension density and so on．Increases the commodity coal lump rate，realizes the enterprise benefit maximization，can produce more 150 000 tons lump clean coal every year．

Washing and processing；Lump coal recovery rate；Transformation

TD94

B

1672-0652（2013）07-0008-03

2013-05-15

曹來洋（1969—），女，山西晉城人，1995年畢業于山西礦業學院，工程師，主要從事洗選廠技術管理工作（E-mail）cly3612160＠163．com