中嶺選煤廠生產系統工藝改造分析

潘勝平，饒成林，胡克林，龍 栩

(1.貴州省煤礦設計研究院，貴州 貴陽 550025；2.貴州中嶺礦業有限責任公司，貴州 畢節 553302)

中嶺選煤廠生產系統工藝改造分析

潘勝平1，饒成林2，胡克林1，龍 栩1

(1.貴州省煤礦設計研究院，貴州 貴陽 550025；2.貴州中嶺礦業有限責任公司，貴州 畢節 553302)

在對中嶺選煤廠原煤煤質分析的基礎上，結合市場需求和產品定位，對原生產系統進行工藝改造，并對改造情況進行分析。改造與生產實踐表明：改造工程盡量利用原設備和設施，建設工期短，總投資低，有利于回收成本；新生產系統的成功運行，實現了產品多元化生產，煤炭產品銷售收入大幅提高，經濟效益顯著。

原煤煤質；動篩跳汰；重介分選；工藝改造

中嶺選煤廠隸屬于貴州中嶺礦業有限責任公司(以下簡稱“中嶺公司”)，位于貴州省畢節市納雍縣中嶺煤礦工業場地內，屬于礦井配套工程，于2005年竣工投產。該選煤廠原設計能力為0.60 Mt/a，設計工藝為>80 mm粒級塊煤采用動篩跳汰機排矸，跳汰精煤作為產品直接銷售，<80 mm粒級混煤不分選，直接供給納雍發電廠使用。該選煤廠入選原煤主要為無煙煤，由于中嶺煤礦各煤層的煤炭煤質波動很大(在11.58%～35.70%之間)，可采煤層薄厚不一(在0.20～5.74 m之間)，致使入選原煤煤質不穩定，生產管理難度較大；加之原生產系統存在設計缺陷，動篩跳汰車間一直閑置。

隨著煤炭市場供需關系的變化，煤炭價格處于低位，煤炭企業生存環境惡劣。中嶺公司產品結構單一，只生產原煤已不能滿足市場需求。為了提高產品附加值，探索產品多元化途徑，增加企業經濟效益，該公司決定將動篩跳汰系統改成重介分選系統，采用無壓三產品重介質旋流器作為主選設備對原煤進行高效分選，新的生產系統設計能力為1.50 Mt/a。

1 原煤煤質

中嶺選煤廠工藝設計采用的煤質資料主要為中嶺煤礦的篩分資料和浮沉資料，原煤篩分與浮沉數據見表1、表2、表3。

表1 原煤篩分試驗結果

由表1可知：原煤灰分為40.22%，硫含量為1.36%，為高灰中硫煤且煤質較差，說明經過洗選后其可能成為合格的噴吹煤、燒結煤、化工用煤等。煤泥產率為11.10%，原生煤泥產率較高，說明原煤較軟易碎；隨著粒度的減小，各粒級產率增加而灰分降低，說明原煤較矸石更易碎。>50 mm粒級產率為15.93%，灰分為67.99%；50～100 mm粒級矸石和>100 mm粒級矸石產率分別為6.34%、6.01%，說明原煤為高矸煤；兩者的灰分分別為83.46%、82.55%，說明矸石較純。>100 mm粒級經簡單手選后，可得到灰分為16.83%、硫含量為0.65%的塊煤產品；鑒于三產品重介質旋流器的入料粒度上限為100 mm，考慮通過手選排除>80 mm粒級中的矸石。

表2 50～0.5 mm粒級原煤浮沉試驗綜合結果

由表2可知：<1.50 g/cm3密度級產率為46.51%，灰分為8.68%，產率較高而灰分較低，說明分選出的精煤指標較好。1.60～2.00 g/cm3密度級產率為6.96%，說明其中的中煤較少。>2.00 g/cm3矸石產率為39.24%，灰分為80.32%，這進一步說明矸石較純。浮沉煤泥產率為5.68%，灰分為36.16%，這說明原煤存在泥化現象。

表3 <0.5 mm粒級原煤浮沉試驗結果

由表3可知：<1.50 g/cm3密度級產率為5.75%，灰分為9.15%，產率較高而灰分較低，說明能夠分選出指標較高的浮選精煤；1.60～2.00 g/cm3密度級產率為1.05%，說明高密度物產率較低。

依據上述煤質資料，結合GB/T 16417—2011《煤炭可選性評定方法》，繪制原煤可選性曲線[1]，結果如圖1所示。由圖1可知：當精煤灰分為9%時，原煤理論分選密度分別為1.50 g/cm3，此時其可選性等級為極難選。

圖1 50～0.5 mm粒級原煤可選性曲線

2 市場需求與產品定位

貴州省內的無煙煤用戶基本集中在以貴陽市為中心的清鎮市、福泉市馬場坪、甕安一帶，距中嶺煤礦最遠者不過300 km，距該煤礦不足50 km的水城縣境內也有較大需求；最近兩年云南省內的無煙煤需求量較大，主要集中在昆明市周邊及紅河州，距中嶺煤礦最遠者不過500 km。這些企業需要的無煙煤產品主要包括化工粉煤、化工末煤、化工塊煤、燒結煤及高爐噴吹煤等。

根據目標市場需求，該選煤廠以洗選高爐噴吹煤、鐵廠燒結煤為主，混煤、煤泥供給納雍電廠作燃料；附帶生產化工塊煤、化工末煤等產品，以適應市場需求，提高產品競爭力[2-3]。據此確定的產品結構為：高爐噴吹煤(灰分<13%，水分<9%)，鐵廠燒結煤(灰分<18%，水分<9%)，化工塊煤(粒度為10～20、20～40、40～60 mm，水分<9%，灰分為13%)，化工末煤(0.1～10 mm)，化工煤或噴吹煤(水分<9%，灰分為13%)，電廠動力混煤(中煤和煤泥，發熱量≥20.09 MJ/kg，水分<15%)。

3 工藝改造

3.1 改造方案與實施

該選煤廠原煤的可選性等級為中等可選或極難選，故采用以無壓三產品重介質旋流器為主的聯合工藝(圖2)對其進行處理。礦井原煤經80 mm預先分級后，>80 mm粒級通過人工揀出大塊產品煤，塊矸石直接落地堆放；<80 mm粒級落入儲煤倉，再定量給入通往主廠房的帶式輸送機。當<10 mm粒級原煤不宜入選時，<80 mm粒級采用10 mm分級篩分級，<10 mm粒級原煤被運至滑坡倉，作為動力煤銷售；10～80 mm粒級原煤直接洗選。

圖2 工藝原則流程

3.2 注意問題

(1)場地標高復核。中嶺礦井工業場地依山而建，原煤準備系統位于丘陵頂部，選煤廠也位于其頂部；而產品裝車系統位于丘陵底部，上下高差大于40 m。此次改造除重介車間在原動篩車間內進行外，還需新建壓濾車間、濃縮車間等建(構)筑物，而新老建(構)筑物場地的高度直接影響工藝系統布置。該礦井已開發10 a，場地標高是否發生變化需要核實。

(2)原建(構)筑物的位置和樓層復核。設計前需要對原建(構)筑物的位置進行復核，并搞清運輸系統的實際關系，將其作為地面工藝系統布置的依據。與新建廠房相比，老廠房內的空間結構已確定，設備位置、檢修場所、人行過道等的布置受到很大。故只有對原建(構)筑物的樓層標高、梁位置、梁大小等復核后，才能將有關數據作為各樓層設備布置的依據。

(3)改造廠房的數學模型復核。在工藝改造過程中，隨著選煤工藝的變化，新工藝選用的設備型號、臺數也會發生變化，整棟建筑物承受的荷載隨之改變。在設備布置過程中，根據現場實際情況，需要在原建筑物樓層中增加設備基礎，或者局部拆除梁、樓板等，這都會對原建筑物的結構性能產生影響。因此，需要設計人員對改造建筑物的結構建立數學模型，重新進行核算，查看其是否滿足設計要求。

4 生產效果

該選煤廠生產系統工藝改造完成后，在調試過程中分別于301原煤入選皮帶、精煤脫介篩、中煤脫介篩、矸石脫介篩上取樣，并對試樣進行分析(表4)。試樣檢測結果說明，在原煤灰分為31.24%時，采用重介分選系統可以分選出合格的精煤產品。

按照原煤銷售價格330元/t計算，銷售原煤每年可以收入4.95億元。原煤經過分選后產出精煤、中煤、矸石，按照精煤銷售價格650元/t、中煤300元/t、矸石不計價算，每年銷售商品煤可以收入6.73億元，即銷售洗選產品可以多收入1.78億元，經濟效益顯著。

表4 煤樣檢測結果

5 結語

此次工藝改造的土建工程主要包括原煤運輸系統、主廠房、壓濾車間、濃縮車間、產品裝車系統，重介系統的主廠房主要在原動篩車間內改造，濃縮車間、壓濾車間需要在主廠房外側新建，原煤系統及產品裝車系統除少部分需要新建外，大部分利用原建(構)筑物。從2015年2月27日土建開工到本年8月31日帶煤聯合試運轉，建設工期共6個月，工程工期短；項目概算總投資4 139.13萬元，噸煤投資27.59元，噸煤投資較低，總投資較少。生產系統改造成功后，原煤采用重介系統分選，可以得到多元化的合格產品，比直接銷售原煤多收入1.78億元，經濟效益顯著。

[1] 匡亞莉.選煤工藝設計與管理(設計篇)[M]. 徐州：中國礦業大學出版社，2006.

[2] 戴少康.選煤工藝設計實用技術手冊[M]. 北京：煤炭工業出版社，2010.

[3] 戴少康.選煤工藝設計的思路與方法[M]. 北京：煤炭工業出版社，2003.

Analysis of the reform made of the coal washing process at Zhongling Coal Preparation Plant

PAN Sheng-ping1, RAO Cheng-lin2, HU Ke-lin1, LONG Xiang1

(1. Guizhou Coalmine Design & Research Institute, GuiYang, Guizhou 550025, China; 2. Guizhou Zhongling Mining Co., Ltd., Bijie, Guizhou 553302, China)

The paper presents an analysis of the technical transformation of the existing coal washing system made on analysis of the raw coal property, market demand and product positioning. Practice shows that: the renovation work is short in cycle time, low in total initial capital cost, and short in payback period because of the full use as for as possible of the existing equipment and facilities; and the successful operation of the renovated washing system makes it possible for Zhongling Coal Washery to operate with a remarkable economic performance resulted from production of diversified products and noticeable increase of sales income.

raw coal property; movable-sieve jigging; heavy-medium separation; renovation of coal washing processes

1001-3571(2016)05-0091-04

TD94

B

2016-08-12

10.16447/j.cnki.cpt.2016.05.025

潘勝平(1986—)，男，貴州省貴陽市人，工程師，碩士，從事選煤廠設計及其相關的工作。

E-mail：bajing120@163.com Tel：15185051429

潘勝平，饒成林，胡克林,等. 中嶺選煤廠生產系統工藝改造分析[J]. 選煤技術， 2016(5)：91-94.