平煤股份二礦篩分系統改造的探索與實踐

尤嘉鑫++陳俊濤

【摘 要】平煤股份二礦原有篩分系統存在諸如運輸能力弱、效率低、安全系數不高等問題，在實際生產中嚴重制約了礦井發展的需要。經過對原有篩分系統的改造，不僅優化了生產系統布局，更簡化了工藝流程，整個設備布置合理，煤流通暢。系統通過改造優化后，提高了煤質與整體經濟效益。

【Abstract】The existing screening system in Pingdingshan Tianan Coal Mining Co. Ltd.No.2 Mine has many problems， such as weak transport capacity， low efficiency and low safety factor， seriously restricted the development of mine . Through the transformation of the original screening system， not only optimized the layout of the production system， but also simplified the process， so that the whole equipment layout is reasonable， the flow of coal is smooth.After the optimization and modification， the coal quality and the economic benefit are improved.

【關鍵詞】篩分系統；改造；工藝

【Keywords】 screening system； transformation； technology

【中圖分類號】TD82-9 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0194-03

1 引言

二礦主斜井皮帶運輸出的原煤產品中灰分高，必須進行二次加工后才能達到集團及客戶的要求。二礦的篩分系統有以下問題：①窄軌排矸系統影響正常生產、穩定性差。排矸系統在手選后使用非標1.5t窄軌礦車進行矸石的轉運，在轉運至矸石山過程中除運輸能力有限外還存在受氣象條件影響大、穩定性差的問題，此外由于礦車在運輸過程中上口一直處于裸露狀態，稍有顛簸便會致使部分矸石撒落，存在一定安全隱患及環保問題。②手選除矸。手選除矸對職工的身心健康造成一定的危害外，更存在勞動強度大、效率低的問題。在矸石量大時，手選除矸矸石剔除率明顯下降。目前國內多數選煤廠早已采用機械排矸，人工手選只作為除雜，很多老礦井早已摒棄手選除矸采用機械除矸。③原煤產品灰分比較高，折噸嚴重，嚴重影響經濟效益。手選除矸只對直徑大于50mm的矸石進行剔除，矸石剔除率低，選后產品灰分仍然很高，按照集團對煤質的相關要求折價折噸后，經濟效益受影響十分嚴重。④原煤中大量矸石無效率的運輸。原煤產品中的大量矸石，在增加運輸成本的同時又無形中浪費了鐵路運輸資源，不節能更不環保，且無形中增加了田洗、八洗等洗煤廠生產成本。大量矸石無效運輸對集團公司的總體經濟利益也是很大的損害。鑒于以上情況，很有必要對二礦的篩分系統進行改造。

2 改造后的選煤方法、分選粒級及工藝流程

2.1 分選粒級及選煤方法

設計中視直徑小于25mm原煤為分選后合格產品，直徑在25mm和180mm之間的原煤采用淺槽除矸，直徑大于180mm的矸石直接廢棄，煤泥水在濃縮壓濾后再回收摻入分選后的產品。

2.2 工藝及流程說明

二礦現有篩分系統毛煤經50mm分級后，篩上+50mm經人工分選后給入破碎機破碎至50mm以下，與分級篩篩下-50mm原煤一同作為產品。人工選出矸石排至矸石山。為提高生產系統穩定性，以及在改造期間不影響現有生產，本次改造中將現有篩分系統予以保留，改造完成后，原有篩分系統作為備用系統。

新增的排矸系統工藝流程說明如下：

①毛煤分級。

來自主斜井皮帶運輸出的毛煤進入篩分樓后以直徑25mm為基準進行分級，直徑小于25mm的原煤直接視為選后產品，直徑大于25mm的原煤再以直徑180mm為基準進行分級，直徑大于180mm視為矸石直接廢棄，直徑在25mm和180mm之間的毛煤再輸送到淺槽排矸系統進行分選。

②淺槽排矸系統。

分級后直徑在25mm和180mm之間的原煤給入重介淺槽系統進行分選排矸，分選出的輕產物在固定篩作業下完成一次脫介，再經產品煤脫介篩達成二次脫介，脫介篩篩孔直徑1.0mm，脫介后輕產物經破碎后直徑小于50mm，與直徑小于25mm原煤一同通過高強皮帶運送至儲煤倉或落地儲存；分選出淺槽重產物給入矸石脫介篩進行脫介，脫介篩篩縫為1.0mm。脫介后重產物則作為水洗矸石。

③磁鐵礦粉回收及添加工藝。

工作中的介質密度由計算機自動控制及調節。外購符合生產需要的介質加入介質攪拌桶，研磨、加水、攪拌配制成合格介質再由泵補給入合格介質桶。稀介系統主要回收處理廠內介質系統的跑、冒、滴、漏介質。固定篩篩下回收的合格稀介質與其他合格稀介質包括矸石脫介篩、精煤脫介篩的篩下物返回合格介質桶及產品煤、矸石脫介篩篩下的稀介段介質一起進入磁選機回收利用。[1]

④粗煤泥回收。

磁選機尾礦先后進入分級旋流器和高頻篩進行回收利用，高頻篩的篩上物可摻入產品煤直接賣出，分級旋流器的溢流則進入濃縮機循環利用。

⑤煤泥水回收。

煤泥水的回收利用主要由濃縮機完成，首先，濃縮機的溢流可當循環水直接利用，其次，濃縮機底流可排入壓濾機進行回收利用，回收的煤泥可摻入產品煤中直接銷售。廠房內的跑、冒、滴、漏煤泥水由矸石脫介篩回收。

3 工藝布置

3.1 地面工藝總布置

結合二礦目前的地面儲裝運系統布置及工業場地可利用范圍，本次改造利用現有篩分樓北部至二礦變電所、西部至壓風機房、東部至木材廠之間的場地建設新增生產車間，包括排矸車間、濃縮車間及泵房。改造后的封閉式矸石外運系統經多方案比選后，最終確定的走向是自排矸車間西側運出，途經廢棄的二礦污水處理池向東北方向，跨過礦區規劃路，向東運輸，轉載至現有矸石上山帶式輸送機。

3.2 工業場地布置特點

根據工藝布置的需要及地形具體情況，在充分利用廠區現有設施的基礎上，實現新老系統合理搭接，避免無效運輸和轉載，本次改造以篩分樓為中心，各車間合理布置在其周圍，簡述如下：新建建、構筑物有：排矸車間、濃縮車間及泵房、轉載點及帶式輸送機棧橋等，改造建、構筑特有：篩分樓。新建排矸車間與篩分樓聯系緊密，故位于其北側，棧橋短，節省投資。濃縮車間及泵房與排矸車間緊密聯系，緊臨其布置，1號轉載點位于原壓風機房東側，2號轉載點及3號轉載點位于整個場地的北側。整個平面貨物分流，互不交叉。優點是建、構筑物整體布局美觀大方。本次布置功能分區合理，占地省，環節少，煤流簡潔、順暢，布置較為緊湊合理。

3.3 篩分系統的地面工藝總布置

礦井提升的毛煤自斜井帶式輸送機運至現有篩分樓，經25mm分級后， +25mm塊煤經帶式輸送機向北運至排矸車間，排矸處理后的原煤經帶式輸送機返回篩分樓，與毛煤分級篩下-25mm末煤一同利用現有帶式輸送機給至原煤倉或落地儲存，壓濾系統與重介系統聯合布置，壓濾煤泥摻入產品煤。濃縮車間及泵房布置在排矸車間與老立井之間的空地，便于生產管理。排矸車間的矸石通過封閉式矸石運輸系統轉載至矸石山。

3.4 各車間布置

①篩分樓。

更換原有2臺單梁激振篩的篩板，篩孔直徑由50mm變為25mm，延長原有手選皮帶運輸機長度至排矸車間，更換原有皮帶及動力裝置，增加變頻器。在排矸車間停止運轉時，可降低首選皮帶的運行速度，通過人工選矸后再經破碎機破碎作為產出產品，運輸到指定地點。

②排矸車間。

篩分樓的北面為排矸車間位置，建筑體長、寬、高分別為21.0m、19.5m，19.9m，內部局部有四層，主體有二層。

排矸車間14.90m平面接收來自篩分樓直徑大于25mm的原煤，經皮帶運輸機機頭分叉溜槽分流，正常情況下直徑大于25mm的原煤分至二次分級篩，直徑大于180mm的矸石直接排至封閉式矸石轉運系統。二次分級篩、磁選機布及壓濾機分別置于11.00、11.60平面，作為排矸車間主要平面的5.50平面，用于布置產品煤脫介篩、煤泥刮板、淺槽分選機、矸石脫介篩，合格介質桶、介質堆場、配電室、稀介質桶、磁尾桶及配套渣漿泵則布置在±0.00平面。

工藝操作流程：

直徑大于25mm的原煤經篩分樓給入二次分級篩以180mm為基準進行分級，直徑大于180mm視為矸石給入±0.00平面矸石帶式輸送機。分級后直徑在25mm和180mm之間的原煤給入重介淺槽系統進行分選排矸，分選出的輕產物在固定篩作業下完成一次脫介，再經產品煤脫介篩達成二次脫介，脫介篩篩孔直徑0.75mm，脫介后輕產物經破碎后直徑小于50mm，與直徑小于25mm原煤一同通過高強皮帶運送至存儲煤倉或落地儲存；分選出淺槽重產物給入矸石脫介篩進行脫介，脫介篩篩縫為0.75mm。脫介后重產物則作為水洗矸石與直徑大于180mm的矸石排到矸石山。

產品煤固定篩篩下的合格介質進行分流，一段合格介質返回合格介質桶直接利用，二段稀介質以及矸石脫介篩的稀介段合格介質返回11.00平面進入磁選機。磁選后精礦可以循環利用，尾礦采用自流的方式尾礦桶，然后打入分級旋流器，分級旋流器的底流進入高頻篩回收利用并摻入產品煤，溢流及高頻篩篩下水進入濃縮機回收利用。

工作中的介質密度由計算機自動控制及調節。外購符合生產需要的介質加入介質攪拌桶，研磨、加水、攪拌配制成合格介質再由泵補給入合格介質桶。稀介系統主要回收處理廠內介質系統的跑、冒、滴、漏介質。

③濃縮車間及泵房。

在經過篩選后，濃縮車間最后安裝的是1座Φ12m濃縮機，建造于排矸車間與老立井之間，原有污水處理池經過改造后變為事故水池。泵房、循環水池及加藥間設置在濃縮池北側。布置沖洗水泵、循環水泵各一臺、底流泵2臺、排污泵1臺。

④壓濾系統。

壓濾系統與重介系統位于排矸車間內，采用聯合布置的方案。設備包含2臺煤泥壓濾機及配套刮板，排污泵、風包等。

濃縮機底流由壓濾系統進行脫水回收，壓濾后煤泥產品由刮板輸送機運輸、轉載并摻入產品煤，然后一起進入儲煤倉或落地儲存并一起銷售。壓濾機的濾液排入濃縮機循環利用。

⑤矸石外運系統。

排矸車間產出的矸石分別向西、向北、向東途經1號、2號、3號轉載點，最終將矸石轉載至原有上矸石山的皮帶輸送機，運至矸石山。

4 結語

采用的工藝流程和布置合理可靠，生產系統完備。總平面布置簡單合理，煤流通暢。工藝環節簡單，廠房布局合理。自動化程度高，生產效率高。環保健全，全廠生產系統洗水閉路循環。控制及監測監控設備先進，系統完善。充分利用了現有工業場地和設施，并與原有的生產系統銜接可靠，保證了原有系統的穩定性。

【參考文獻】

【1】司士軍，等.二礦篩分系統改造方案研究[J].煤炭技術，2016，35（11）：328-330.