車集選煤廠提高末精煤質量穩定性研究與實踐

陳 峰 劉 鑫

（河南龍宇能源股份有限公司車集選煤廠，河南省永城市，476600）

1 概述

車集選煤廠隸屬于河南煤業化工集團永煤公司龍宇能源股份有限公司，位于河南省永城市高莊鎮，屬礦井型動力煤選煤廠，1999年12月正式投產，原設計處理能力為180萬t／a，采用塊煤跳汰洗選工藝，煤泥廠內壓濾回收，洗水一級閉路循環。

2004年9月實施二期改造工程，增加一套跳汰選煤系統，設計處理能力達到240萬t／a。2008年6月又完成了浮選系統改造，實現了跳汰—浮選聯合工藝流程，洗選加工工藝進一步完善。車集選煤廠末精煤產品由跳汰末精煤和浮選精煤組成，這兩種產品在質量上存在著顯著差異，受到生產工藝和設備布置等因素的影響，末精煤產品的質量不穩定。

2 問題分析

車集選煤廠煤泥系統的工藝流程見圖1，煤泥水首先進入撈坑沉淀分級，撈坑底流由斗式提升機輸送至離心機脫水后形成跳汰末精煤；撈坑溢流的煤泥水靠自流進入浮選入料池后，再由泵打入礦漿準備器；礦化后進入浮選機開始分選作業；浮選尾煤進入濃縮系統壓濾回收煤泥；浮選精煤首先進入浮選精礦池消泡后，再經過加壓過濾機脫水后作為浮選精煤。

最終末精煤是由跳汰末精煤和浮選精煤混合而成。在實際生產過程中，由于以下原因，常常造成跳汰末精煤和浮選精煤混合不均勻，從而導致最終末精煤產品質量不穩定。

2.1 產品質量不同

車集選煤廠最終要求末精煤產品灰分和水分指標為：Ad=9.5%～11.2%，Mt=7.8%～9.3%；而跳汰末精煤的灰分和水分指標為：Ad=10.5%～12%，Ad=7%～8%，浮選精煤的灰分和水分指標為：Mt=5%～6%，Mt=17%～18%。兩種產品的灰分和水分等質量指標差異懸殊。若兩種產品混合不均勻，會造成產品質量波動大，指標不穩定。

圖1 車集選煤廠煤水系統工藝流程圖

2.2 排料方式不同

撈坑沉降底流由斗式提升機轉運到精煤離心機脫水，煤泥經離心機脫水后，跳汰末精煤連續均勻的下落到末精煤帶式輸送機上，加壓過濾機的工作原理決定了其排料過程為間歇性排料。當物料在加壓過濾機排料倉內積累到設定高度時，加壓過濾機閘板打開將物料排空，大量的浮選精煤 （約為1.6 t）瞬時涌向排料口下方的刮板輸送機，再轉載到末精煤帶式輸送機，造成瞬時浮選精煤相對于跳汰精煤過于集中，最終導致末精煤灰分偏低、水分偏高。當加壓過濾機處于排料間隙時，末精煤帶式輸送機上僅有跳汰末精煤，此時灰分偏高、水分偏低。

2.3 物料分布不均衡

浮選系統是車集選煤廠實施浮選系統工藝改造項目新增的系統，加壓過濾機在末精煤帶式輸送機的尾部。在生產過程中，浮選精煤被首先轉載到末精煤帶式輸送機上，隨后跳汰末精煤覆蓋到浮選精煤的上層，因此造成在帶式輸送機上的下層產品水分高、灰分低，上層產品水分低、灰分高。

3 解決方案

跳汰末精煤和浮選精煤兩種產品相混合形成最終產品，最終灰分Ad和水分Mt存在見式 （1）和式 （2）。

式中：m1、Ad1、Mt1——分別為跳汰末精煤的質量、灰分和水分；

m2、Ad2、Mt2——分別為浮選精煤的質量、灰分和水分。

車集選煤廠根據影響最終產品質量穩定的原因采取以下措施提高末精煤產品質量穩定性。

3.1 加強產品質量控制，做好物料準備工作

車集選煤廠采用立式螺旋刮刀卸料離心機和GPJ-120型加壓過濾機分別用于跳汰末精煤和浮選精煤的脫水，設備正常工作時，脫水后的水分分別是Mt1=5%～6%和Mt2=17%～18%。據統計跳汰精煤與浮選精煤的質量比m1∶m2=7∶3，根據式 （1）和式（2）將跳汰末精煤的灰分和水分控制在Ad=10.5%～12%，Mt=5%～6%；浮選精煤灰分和水分Ad=7%～8%，Mt=17%～18%，兩種產品在混合均勻后則可保證最終末精煤產品質量合格。

為了保證產品質量在規定的范圍內，車集選煤廠對會影響浮選精煤和跳汰精煤質量的關鍵崗位制定了專門的考核和激勵辦法。每月根據跳汰末精煤和浮選精煤產品指標完成情況對崗位司機進行考核，根據考核結果對崗位司機進行專項獎勵，并且引入競爭機制，每半年根據各崗位司機的指標完成情況進行評比，實行末位淘汰制。通過以上措施加強產品的質量控制，為最終產品質量合格做好物料準備。

3.2 延長排料時間，改變浮選精煤排料方式

浮選精煤經由加壓過濾機脫水，在完成一次脫水作業后浮選精煤瞬間排放到排料口下方的刮板輸送機上，再由刮板輸送機轉載到末精煤帶式輸送機上。為了避免浮選精煤瞬時間涌向末精煤帶式輸送機上，采用變頻技術控制刮板輸送機的運行速度，延長浮選精煤的排料時間，使刮板輸送機的排料周期與加壓過濾機的排料周期相吻合。排料過程中浮選精煤暫時儲存在刮板輸送機倉內，緩慢排出刮板輸送機，通過這種方法將原加壓過濾機浮選精煤的間歇排料轉化為連續排料。

3.3 安裝攪拌撥輪，實現兩種精煤產品二次混合

末精煤帶式輸送機上末精煤下層灰分低、水分高，上層灰分高、水分低，造成物料分布不均勻。為了改善產品的混合效果，在末精煤入倉帶式輸送機機頭轉載點處安裝攪拌撥輪裝置，攪拌撥輪的應用現場見圖2。

圖2 攪拌撥輪的應用現場

由圖2所知，撥輪攪拌裝置由電機驅動，按逆煤流方向轉動。當煤流經過時，依靠撥輪的轉動改變煤流的原有運動軌跡，在轉載時實現跳汰精煤和浮選精煤的二次混合，避免產品分層現象，實現末精煤產品質量的均勻穩定。

4 應用效果

車集選煤廠通過對跳汰末精煤和浮選精煤的質量指標的控制，從源頭上做好物料準備、延長浮選精煤的排料時間和加強精煤的二次混合等方法提高了末精煤產品的質量穩定性，產品的質量指標在要求的范圍內，末精煤灰分和水分對照數據見表1，辦法實施前后效果曲線對比圖見圖3。

圖3 辦法實施前后效果曲線對比圖

綜上所述，車集選煤廠在完成提高末精煤產品質量穩定性的研究與實施后，減少了灰分和水分指標的波動，大大提高了末精煤產品質量的穩定性，避免出現煤質糾紛，也體現了車集選煤廠生產管理水平，塑造了企業良好的市場形象。

表1 末精煤灰分水分對照表

［1］ 劉軍伶，陳峰等.車集選煤廠增設沉降過濾式離心脫水機可行性研究 ［J］.煤質技術，2010 （5）

［2］ 劉永義.車集煤礦績效考核的實踐與探索 ［J］.中國煤炭，2005 （7）