基于選煤工藝設計及新技術的研究

于安東

摘 要：隨著科學技術的進步以及經濟的快速發展，我國煤炭行業也發展的越來越快，同時，競爭也越來越激烈。對于一個選煤廠來說，選煤工藝設計水平決定了這個廠選煤水平的高低。煤炭行業發展至今，我國不停地更新改善選煤工藝設計水平，并有計劃的引入了國外較為先進的工藝技術，使得我國的選煤工藝設計技術到目前為止已經有了很大的進步。本文對選煤生產的現狀、選煤工藝設計的原則、選煤工藝的設計以及對新技術進行了研究分析，以供相關人員參考借鑒。

關鍵詞：選煤；工藝設計；新技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.052

1 選煤生產的現狀

1.1 選煤技術

隨著科技的發展以及選煤技術的進步，我國的選煤技術從上世紀主要以跳汰選煤為主發展成后來的多樣化選煤。目前我國主要是重介質選煤、浮選選煤、風選選煤技術為主，最常用的技術就是重介質選煤技術。由于我國選煤技術在世界選煤技術里算不上很先進，而且我國選煤技術市場規模小、原煤的入選率低，所以我國選煤技術和市場的發展還有很大的空間。

1.2 選煤量

由于對選煤量需求的不斷增加，所以我國選煤量處于長期增長的過程。與發達國家的選煤量相比較，我國的選煤量已經追上甚至有趕超的趨勢。

1.3 原煤的入選率

原煤的入選率低不僅導致原煤的質量不好，而且會導致煤炭里面含有更多的硫化物和碳氧化物，這些都會對環境造成影響且不符合我國的可持續發展方針。所以我國現在大力發展選煤技術，提高原煤的入選率，關閉不符合標準的煤炭廠，為我國的可持續發展鋪平道路。

2 選煤工藝設計的原則

2.1 選煤流程的效率要高

選煤流程的效率高低能夠體現出一部分選煤工藝設計水平的高低，煤炭廠選煤流程的高效率有利于節省選煤廠的人力、財力。選煤方法里包含選煤流程，所以選煤流程的高效也體現了選煤方法的進步。每個企業有不同的發展模式，選煤廠也不例外。選煤廠應該根據自身選煤廠的特點，建立符合自身選煤廠發展的模式，不能因為看著別的選煤廠發展的好就直接全部復制過來，那樣不一定符合自身選煤廠的發展。

2.2 科學合理的進行產品定位

受全球經濟的影響，市場上對于煤炭的需求量減少，但是對于煤炭的要求有所提高，所以市場競爭越來越嚴重。由于煤炭的用途不同、客戶對于煤炭的要求也不同，所以對于煤炭質量的要求也會不同。因而煤炭廠應該根據客戶的需求，提供符合客戶要求的產品，合理規劃煤炭廠產品生產結構，使得自身企業能夠在滿足客戶需要的前提下利潤達到最大化。

2.3 選煤方法要符合實際

選煤方法在實際應用過程中最關鍵的一步是對煤質的分析確定，而選煤方法的選擇是選煤廠生產前很重要的前提基本工作。只有選煤方法確定以后，選煤廠才能根據選煤方法中確定的方案進行生產流程的確定，才能確定需要購買的相關設備。

3 選煤工藝的設計

3.1 介質補加方式

在選煤設計中需要進行介質補加，目前我國比較常用到的介質補加方式有三種：人工補加方式、起重電磁鐵補加方式、磁選機補加方式。我國傳統的補加方式是人工補加，因為我國的重介選煤廠相對較多，所以對于人工補加方式的運用比較多。最近幾年，國外很多設計公司認為中國市場的發展潛力比較大，國外很多設計公司進入中國發展。與國內傳統的人工補加方式不同的是，國外的公司主要運用的是磁選機補加的方式。起重電磁鐵補加的方式主要用在小型的重介選煤廠里，由于各種因素，所以運用到這個方式比較少。

3.2 選煤工藝

現在我國的選煤工藝中主要用到的是重介質分選。在這之前，我國曾經用過跳汰分選，但是由于跳汰分選的分選效果在運行成本幾乎相同的條件下沒有重介質分選的精度高。所以，選煤廠在進行工藝設計的時候應該結合自身選煤廠的情況，合理科學的選出符合自身企業發展的選煤工藝。

3.3 煤泥水處理系統

（1）浮選方式。我國由于采煤機械化程度逐漸提高，所以會產生大量的細顆粒煤和粉狀的煤，這些煤都要進行分選，尤其是細粒煤的分選對設備的要求高，普通的浮選機根本達不到想要的分選效果。

（2）選擇濃縮機。煤泥水如果處理不當會對環境造成污染，所以選擇合理高效的濃縮機是煤泥水處理的關鍵點。原本我國大多數的選煤廠采用的是傳統的圓形錐底濃縮機。由于只用這一個處理設備效果并不理想，所以又結合了高自動化的高效濃縮機。雖然這樣的處理能達到想要的處理效果，但是由于采用這種結合的方式成本較高，所以很多選煤廠不采用這兩種設備的結合方式。后來出現了長方體斜管濃縮機，該濃縮機相對于上面介紹的濃縮機有占用空間少、濃縮處理效果強、成本低的優勢，所以現在很多選煤廠已經采用了這款濃縮機，并獲得了廣泛的好評。

3.4 分流箱設計

選煤廠中分流箱的作用很大，主要通過分流箱對介質進行區分分流。分流箱的設計中，每一個細節都很重要，應該根據實際情況進行合理的設計。例如，對于大型的選煤廠，由于采礦工藝和設備都相對先進，所以出礦量大且合格的介質量較多。所以，在進行分流的時候，分流箱的入料管和出料管要根據選煤廠的情況進行加大。一般而言，大型的選煤廠入料管與出料管的直徑都要大于300mm。分流箱中的懸浮液量很大會導致分選工作以及介質系統的工作運行不便。所以選煤廠在設計分流箱的時候，最好能夠設計兩個分流箱，不精確的手動分流箱和精確的電動控制分流箱。

4 選煤廠總平面布置

4.1 膠帶走廊布置

我國膠帶走廊位置設置與我國的傳統觀念有關，一般選用正向布置的設計。隨著國外設計公司涌進我國，我國在關于膠帶走廊位置設置上的傳統觀念也受到了沖擊。通過考察，我國很多設計公司根據自己公司的實際情況，又把傳統與國外設計公司的優點結合起來，設計出更加合理的位置布置。

4.2 總體的布置

我國人口眾多，土地雖然大，但是人均土地占有量卻排在世界人均土地占有量的后面。由于我國土地資源非常緊張，所以選煤廠在對生產車間等場地設計時，應該在綜合考慮滿足國家標準的前提下，努力充分的利用所能用到的土地進行建造。

5 選煤新技術的應用

5.1 大直徑水力旋流器

大直徑的水力旋流器相對于小型旋流器的效果好，之前我國很多選煤廠都使用小型旋流器，大直徑的水力旋流器的作用是對入料進行分級濃縮。

5.2 重疊式高效濃縮機

重疊式高效濃縮機的優勢在于它由兩部分組成，分別是濃縮機和事故池。在機器進行運作時，如果這個時候出現了故障，可以打開濃縮機，使里面的煤泥水進入事故池，這時可以方便對濃縮機部分進行檢查維修，當維修好以后，再利用水泵把事故池中的煤泥水輸送到濃縮機里工作。這樣的設計方式可以避免事故發生的時候，由于機器運作停止，濃縮機里的泥煤水對生產機器造成損害。重疊式高效濃縮機的優勢還在于設計方式上可以進行半地下布置，這大大節省了空間，減少了建設成本。事故池除了在事故發生時有容納泥煤水的作用外，平時沒有發生故障時可以作為另外一個清水儲存池。當生產過程中缺少水的時候，可以把事故池里所儲存的清水作為緊急備用水。

5.3 TBS分選設備

TBS分選設備（結構見圖1）對于粗煤泥的分選有很大優勢：第一，分選的密度范圍廣，可以在生產過程中調節到所需要的密度。第二，節省了人力物力。此設備在生產過程中不需要專門的人員等候，設定好密度與時間以后就可以干其他的工作，大大節省了工作人員的時間，提高了工作效率。第三，自動化程度高。TBS設備在進行工作的時候只需要按照程序進行設定就好了，期間過程不需要手動進行分選。第四，成本低。TBS設備的購買成本遠遠低于同類產品，性價比又高，所以現在很多公司都已經使用了TBS設備進行分選。

6 選煤工藝設計的發展方向

目前，就我國選煤廠的工藝設計發展方向而言主要有以下幾個趨勢：第一，生產過程實現高度自動化和智能化。生產過程高度自動化和智能化可以節省人力，提高工人的工作效率，而且也可以節省工資成本。第二，基礎建設成本最小化。基礎建設是選煤廠建設的基礎，而且是總成本里面一項比較大的開支，所以，如果實現基本建設成本最小化可以節省一部分開支，用以提高設備的質量。第三，廠房建設小型化。我國的土地資源非常緊張，所以，廠房建設小型化既能為企業節省成本，也可以節省出更多土地建設其他設施。第四，生產設備高級化。目前我國很多選煤廠由于資金或者各種因素的影響，設備比較落后。運用配套的高級生產設備不但能使得產品達到國際標準，也在給環境、企業的名譽等帶來了利益。

7 結語

隨著我國煤炭行業的快速發展，選煤工藝的提高已經越來越受到行業內的關注。選煤工藝不應該拘泥于固有的傳統思維觀念，應該勇于創新，結合國內外選煤工藝的優點，不斷對現有的選煤工藝進行更新和改善。只有不斷的提升工藝的發展速度，才能在煤炭領域快速發展的時候為企業和社會創造更多的利潤。

參考文獻：

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課題項目：礦業工程（優勢特色學科建設）085218