南屯煤礦選煤廠(chǎng)動(dòng)篩系統(tǒng)改造實(shí)踐

孫海滔

(1.中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012； 2.河北省煤炭洗選工程技術(shù)研究中心，河北 唐山 063012)

南屯煤礦選煤廠(chǎng)是隸屬于兗州煤業(yè)股份有限公司的一座礦井型煉焦煤選煤廠(chǎng)，于1989年建成，設(shè)計(jì)入選能力為1.80 Mt/a，經(jīng)過(guò)多次改造后，現(xiàn)核定實(shí)際入選能力為3.00 Mt/a。南屯煤礦煤種屬氣肥煤，具有低灰、低硫、高發(fā)熱量的優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)質(zhì)的動(dòng)力煤和煉焦配煤，目前主要產(chǎn)品為二號(hào)精煤，也可生產(chǎn)動(dòng)力煤。選煤生產(chǎn)采用單一的跳汰混合入選工藝，煤泥經(jīng)沉降離心機(jī)回收粗煤泥后，由壓濾機(jī)回收細(xì)煤泥，其供科澳電廠(chǎng)使用[1]。

該選煤廠(chǎng)動(dòng)篩系統(tǒng)于1999年建成，投入運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，雖經(jīng)過(guò)多次改造，但矸石帶煤量始終維持在3%～5%之間，并且在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)排矸輪卡、阻現(xiàn)象，從而影響正常生產(chǎn)。同時(shí)，由于動(dòng)篩系統(tǒng)缺少煤泥處理環(huán)節(jié)，含有粗顆粒的煤泥被直接打入壓濾車(chē)間事故沉淀池，不但造成煤泥量增加，而且導(dǎo)致精煤損失嚴(yán)重，也給洗水管理帶來(lái)很大壓力。因此，如何對(duì)動(dòng)篩系統(tǒng)進(jìn)行改造，以滿(mǎn)足目前的生產(chǎn)需要，成為南屯煤礦選煤廠(chǎng)面臨的一大課題。

1 動(dòng)篩系統(tǒng)存在的問(wèn)題

(1)動(dòng)篩系統(tǒng)洗煤用水給生產(chǎn)系統(tǒng)造成壓力。由于動(dòng)篩系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)置粗煤泥回收環(huán)節(jié)，生產(chǎn)中將含有粗煤泥的煤泥水打入壓濾車(chē)間事故沉淀池處理，導(dǎo)致全廠(chǎng)洗水混亂，洗水“漲肚”跑水現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，給選煤生產(chǎn)管理帶來(lái)很大的難度。

(2) 動(dòng)篩系統(tǒng)矸石帶煤量較大。在實(shí)際生產(chǎn)中，矸石產(chǎn)品中<1.80 g/cm3密度級(jí)含量長(zhǎng)期維持在3%～5%之間。動(dòng)篩跳汰機(jī)采用排矸輪式排料方式，對(duì)矸石帶煤及塊煤質(zhì)量的反應(yīng)比較滯后，因而不利于實(shí)現(xiàn)排料控制及床層的穩(wěn)定，且排矸輪經(jīng)常發(fā)生卡阻，影響選煤廠(chǎng)的穩(wěn)定生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。

(3)人工目測(cè)控制液面方式制約了跳汰機(jī)的分選性能。跳汰機(jī)原設(shè)計(jì)采用人工目測(cè)控制分選液面，因而水位控制效果不佳，從而制約了跳汰機(jī)的分選性能：水位過(guò)低，則達(dá)不到分選要求，造成塊煤流失；水位過(guò)高，則會(huì)造成跳汰機(jī)溢流大，致使下道工序的振動(dòng)篩和斗提機(jī)跑水。

2 動(dòng)篩系統(tǒng)改造

2.1 工藝改造

基于現(xiàn)有工藝，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)動(dòng)篩系統(tǒng)工藝進(jìn)行完善[2]：

(1)改造動(dòng)篩系統(tǒng)末煤分級(jí)篩，將篩板篩縫由1 mm改為0.5 mm，并在系統(tǒng)中增設(shè)減壓水箱，使原煤車(chē)間衛(wèi)生廢水與動(dòng)篩系統(tǒng)煤泥水經(jīng)減壓水箱進(jìn)入分級(jí)篩，以回收其中>0.5 mm粒級(jí)物料，并將之摻入混煤產(chǎn)品；末煤分級(jí)篩篩下水則用作動(dòng)篩系統(tǒng)生產(chǎn)用水，從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)篩系統(tǒng)用水的內(nèi)部循環(huán)，而不再使用污水處理廠(chǎng)的凈化水。

(2)整合改造動(dòng)篩系統(tǒng)煤泥水管路，使多余的煤泥水直接進(jìn)入壓濾系統(tǒng)濃縮池，>0.5 mm粒級(jí)細(xì)煤泥由壓濾機(jī)回收，不再排入壓濾沉淀池，從而解決了沉淀池污染的問(wèn)題，溢流經(jīng)沉淀池緩沖后返回使用。

南屯煤礦選煤廠(chǎng)改造后的動(dòng)篩系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

2.2 動(dòng)篩跳汰機(jī)改造

動(dòng)篩跳汰機(jī)的改造主要從排料控制和液位的自動(dòng)控制兩個(gè)方面進(jìn)行：

(1)增設(shè)可調(diào)排料閘板。原動(dòng)篩跳汰機(jī)的矸石排料系統(tǒng)無(wú)排料閘板，因此床層受原料煤中矸石含量的影響較大，易造成塊煤損失。為此，在動(dòng)篩跳汰機(jī)排料口位置增設(shè)可調(diào)節(jié)的排料閘板(圖2)，以保證床層厚度的穩(wěn)定，從而減少矸石帶煤量，提高設(shè)備對(duì)煤質(zhì)的適應(yīng)性[3-5]。

圖1 改造后的動(dòng)篩系統(tǒng)工藝流程

圖2 改造后的動(dòng)篩跳汰機(jī)排料系統(tǒng)

(2)增設(shè)床層液位檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)液面水位自動(dòng)控制[6-7]。保證足夠的液位，是跳汰機(jī)實(shí)現(xiàn)按密度分選的前提條件。所用動(dòng)篩跳汰機(jī)原設(shè)計(jì)液位是由人工手動(dòng)控制補(bǔ)給水，無(wú)法保證液位時(shí)刻滿(mǎn)足分選需要，經(jīng)過(guò)充分研究跳汰機(jī)性能后，在跳汰機(jī)箱體、循環(huán)水池及樓頂緩沖水池各安裝液位儀一組，用以實(shí)現(xiàn)液面自動(dòng)檢測(cè)和控制，控制循環(huán)水箱自動(dòng)補(bǔ)償，并將電氣控制系統(tǒng)與跳汰機(jī)PLC控制柜銜接，以實(shí)現(xiàn)跳汰機(jī)給排水自動(dòng)控制，保證跳汰機(jī)分選[8-9]。在動(dòng)篩跳汰機(jī)主泵站增設(shè)一組液壓控制閥組，控制動(dòng)篩跳汰機(jī)給水、斗式提升機(jī)排水。系統(tǒng)液位自動(dòng)控制流程如圖3所示。

圖3 動(dòng)篩跳汰機(jī)液位自動(dòng)控制流程圖

3 改造效果

(1)改造后，動(dòng)篩系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了供水內(nèi)部循環(huán)，解決了動(dòng)篩生產(chǎn)用水緊張而制約生產(chǎn)的問(wèn)題，且不再使用污水處理廠(chǎng)的凈化水，實(shí)現(xiàn)了選煤廠(chǎng)煤泥水處理系統(tǒng)的閉路循環(huán)。

(2)改造后，動(dòng)篩系統(tǒng)中去壓濾系統(tǒng)處理的煤泥中>0.5 mm粒級(jí)產(chǎn)率由13.17%降低為3.01%，灰分由22.04%提高為26.69%，不僅降低了煤泥產(chǎn)率，還減少了精煤損失，且回收的部分粗煤泥可以摻入混煤，達(dá)到了提質(zhì)增效的目的。

(3)動(dòng)篩跳汰機(jī)的液位實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，床層厚度得以穩(wěn)定，保證了產(chǎn)品質(zhì)量；跳汰機(jī)分選效果得到提高，矸石帶煤量可控制在3%以下，塊煤損失降低。

(4)改造完成后，按照矸石中<1.80 g/cm3密度級(jí)含量降低1個(gè)百分點(diǎn)計(jì)算，每年可增加塊精煤產(chǎn)量0.15萬(wàn)t；每年還可減少煤泥總量1萬(wàn)t左右，煤泥、混煤價(jià)格分別按照200、500元/t計(jì)算，則可增加經(jīng)濟(jì)效益300元/t。兩項(xiàng)累計(jì)后，每年可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益400萬(wàn)元以上。

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