重介選煤廠加強介質系統管理的研究與實踐

賈懷軍，朱博文，張 鵬

(晉能控股煤業集團 煤炭洗選分公司，山西 大同 037000)

1 概 述

同煤集團煤炭洗選行業開始于20世紀80年代。伴隨侏羅紀煤系產量逐年降低，已瀕臨枯竭，煤炭開采以石炭紀為主，由于受火山活動影響，煤層煤質發生較大變化，特別是火成巖侵入和斷層、陷落柱等地質構造多發，不僅對煤炭開采造成影響，而且對煤炭洗選工藝和設備的要求更加嚴格。為適應煤質變化和用戶需求，進入21世紀，同煤集團選煤行業進入快速發展階段，選煤精度不斷提高，由原來簡單分選塊煤向全入洗轉化，廠型規模也由百萬噸級向千萬噸級發展，分選工藝由簡單的篩分手選向重介分選、智能分選轉變，選煤廠運行管理模式也由煤礦管理轉變為專業化公司管理。經過40 a的發展，同煤洗選行業經歷了從無到有、從簡到精跨越性轉變[1]，機械化、自動化、智能化管理水平不斷提高，選煤廠技術管理水平也得到較大的提升。目前，同煤集團共有33座選煤廠，設計能力1.86億t/a，且大部分選煤廠均為礦井型選煤廠，90%以上的選煤廠采用重介質分選工藝。典型選煤工藝：塊煤采用重介淺槽分選，末煤采用重介旋流器(兩產品或三產品)分選或者兩產品重介旋流器主再選，粗煤泥采用煤泥分選機或螺旋分選機分選，細煤泥采用加壓過濾機和板框壓濾機聯合脫水回收。雖然同煤集團選煤行業近年來發展迅速，但是與國際選煤企業和國內一流選煤企業相比，仍存在很大差距，技術水平和管理手段相對落后，創新能力不足的現狀并未根本解決，若想使企業獲得更低的成本和更高的生產效率，保持長久的競爭優勢，對于以重介分選工藝為主的選煤企業來說，加強介質系統的管理顯得尤為重要。

2 介質系統管理存在的問題及原因分析

2.1 介質質量穩定性差

重介選煤廠大多數使用磁鐵礦粉作為加重質，配置重介質懸浮液，磁鐵礦粉的質量優劣直接影響洗選效果和選煤成本[2]。在日常檢查中發現，選煤廠介耗數據指標波動較大，通過對選煤廠介質質量抽查檢驗數據進行分析，發現選煤廠介質合格率僅有70%，介質質量不穩定是介耗數據波動大的主要原因。通過現場加介司機了解到，供貨的介質質量時好時壞，介質質量差的時候，無論怎么加介也達不到規定的分選密度。據了解，部分介質供應商為了保證利潤，降低成本，往往會從介質供貨質量上做文章，以次充好現象時有發生，主要表現在以下幾個方面：一是個別批次存在摻灰、摻泥現象，導致介質真密度不達標，當真密度低于4 t/m3時，介質懸浮液密度調整非常困難；二是加重質粒度組成達不到要求，小于325目占比在70%左右，嚴重影響介質系統的穩定性；三是磁性物含量偶爾出現不達標現象。另外部分選煤廠對供貨介質驗收把關不夠嚴格，介質質量不穩定給介質系統管理造成諸多不利影響，介耗增加，成本升高，甚至影響產品質量。

2.2 脫介設備脫介效率低

通過對多個選煤廠進行現場調研，發現選煤廠固定篩、脫介篩等脫介設備篩板篩縫堵塞較為嚴重，主要以尼龍絲等絮狀物為主，原因是礦井為了降低成本，掘進隊組往往使用劣質廢舊膠帶，膠帶磨損嚴重，帆布膠帶脫落下的絮狀雜物隨煤流進入介質系統，卡在固定篩、脫介篩篩縫里，造成脫介效率大大降低，產品帶介嚴重，介質損耗非常大。

2.3 介質回收效率低

選煤廠介質回收設備普遍存在管理不到位，設備工況較差等問題。通過對選煤廠磁選機工藝效果進行評定，對磁選機的入料、精礦和尾礦進行采樣，測定磁性物含量。按照相關標準規定磁選效率和介質回收率應分別達到99%和99.8%[3]。而部分選煤廠磁選效率僅有85%左右，回收率僅有90%左右，均不符合標準要求，主要原因有以下幾點：一是部分選煤廠入選原煤煤種以長焰煤為主，其煤質較脆，在重介旋流器離心旋流作用下，產生的次生煤泥較多；另外部分選煤廠脫泥篩使用效果較差，導致介質系統中煤泥含量較高，需要頻繁“打分流”來穩定分選密度，造成磁選機工作負荷增大，磁選效率和回收率降低，介耗加大。二是磁選機的入料多是由泵直接打入磁選機，入料穩定性較差，常出現沒有溢流或溢流太足產生“翻花”現象，影響磁選機工作效率和質量。三是磁選機管理不到位，對磁選機各項參數包括磁選機轉速、磁偏角、筒體與槽底的間隙、入料濃度、沖洗水等調節或控制較差，造成磁選機磁選效率低、介質回收率低。

2.4 現場管理粗放

部分選煤廠介耗超標嚴重的主要原因是管理不到位，管理者缺乏責任意識和創新思維，缺少有效的技術管理手段和措施，缺少完善的管理制度和管理體系，介質系統技術檢查不到位，不認真排查介質系統存在的問題，設備檢修不到位，跑冒滴漏現象突出，崗位工業務水平低，責任意識差，發現密度低了或介質桶位高了盲目加介或“打分流”，發現桶位低了盲目補水，現場管理較為粗放，造成洗選效率低下，介質損耗嚴重。

2.5 技術管理水平有待提高

伴隨選煤企業生產規模不斷加大，機械化水平不斷提高，選煤廠生產過程中磁鐵礦粉技術損耗占比越來越大，主要原因在于選煤廠技術管理較為薄弱，缺少完善的質量管理體系，正常情況下，選煤技術人員根據原煤入料性質、粒度組成及可選性，確定最佳的分選密度，通過介質系統煤泥含量、磁選效率、介質回收率等情況判斷介質系統的穩定性，定期對設備工藝效果進行評定，提出生產指導方案。如果技術檢查、工藝檢查不到位，技術措施不力，無法有效解決工藝系統、工藝環節和工藝設備存在的問題，將直接影響生產技術指標和經濟效益。同時技術管理水平低，將無法對員工操作進行技術指導，導致現場操作過程中造成磁鐵礦粉消耗較大。

2.6 考核激勵機制不完善

選煤企業缺乏有效的監督監管手段和考核激勵機制，將直接影響技術經濟指標的管理，由于煤炭企業法人治理結構不完善，管理部門職責劃分不清，管理制度不合理，考核激勵制度不科學，缺乏外部監督監管機制，難以對管理層形成制衡約束機制[5]，而且大部分選煤廠洗選成本并不與企業管理人員的工資薪酬掛鉤，管理人員只看重產量任務和煤質指標，并不在乎經營成本控制，造成選煤成本居高不下，而其中介質消耗成本占有相當大的比重，而現場介質系統管控好與壞并不影響員工的工資待遇，造成員工工作積極性不高，不認真履行崗位職責，導致現場管理失控。

3 介質系統管理的有效措施

3.1 嚴格介質驗收管控，提高介質質量

為了保證介質質量滿足選煤廠正常生產需要，選煤公司制定了多項管控措施，介質質量得到了有效控制。主要有以下幾個方面：

(1)通過招標，選擇品牌好、信譽好、口碑好的介質供貨商，并與介質供應商簽訂技術協議，明確供貨介質的各項技術指標，要求粒度小于0.045 mm的比例大于85%，磁性物含量大于95%[6]，技術指標不達標一律拒收。

(2)合理選擇介質驗收人員。驗收人員必須具有良好的職業道德，熟知磁鐵礦粉技術指標要求，當介質來貨時，驗收人員首先對介質質量進行目測，發現含有明顯雜物時立即拒收。

(3)由選煤廠技術部門、化驗室、經營管理部門聯合驗收，經三方簽字確認后方可入庫。

(4)化驗室根據GB/T 18711—2002《選煤用磁鐵礦粉試驗方法》對磁鐵礦粉進行化驗分析，技術部門嚴格監控介質化驗過程，從取樣、化驗、記錄等方面層層把關，避免化驗結果不準確和造假情況出現，每次化驗樣品均留有備查樣品。

(5)加大對選煤廠介耗考核力度，倒逼選煤廠加強介質驗收管控。

3.2 加強脫介設備管理，提高脫介效率

3.2.1 強化弧形篩的脫介效果

弧形篩是脫介系統的第一環節，其工作效果對整個脫介系統的穩定性產生直接影響。通過合理在頭部安裝擋皮以保證弧形篩布料均勻，合理調整弧形篩安裝角度、定期打磨弧形篩、清理疏通篩板等措施保證弧形篩脫介效果。

3.2.2 強化振動脫介篩的脫介效果

(1)嚴格篩上沖水管理，合理調整脫介篩篩上噴水的壓力、噴嘴高度及噴水量。噴水壓力不足會導致物料脫介效果不佳，噴水壓力過大則會導致稀介段水量大，進而導致稀介磁選機入料濃度低，降低磁選機回收率，噴水壓力過大還會導致噴水嘴易脫落等情況的發生。在實際生產過程中，為防止出現噴水嘴脫落或者堵塞的情況，要求做到班班檢查，及時進行更換或者疏通，保證脫介效果。

(2)振動篩出現振動異常時，會導致篩子上物料厚薄不均，厚處的物料無法充分脫介，影響篩子脫介效果。選煤廠加強了對振動篩的檢修維護力度，保持振動篩的良好工況。

(3)篩面磨損嚴重時，篩縫變寬，系統中粗顆粒煤會進入稀介段中，導致磁選機入料中存在大量大顆粒物料，容易在磁選機精礦、尾礦口聚積，致使出料不暢，影響磁選機工作效率。要求選煤廠定期測量篩縫，及時更換磨損的篩板。

(4)篩縫出現堵塞時，會影響介質進入介質回收系統，造成介質流失，因此要及時清理堵塞篩縫或者更換篩板。發現絮狀物堵塞篩板時，要及時協調礦井加大對井下運輸項目部的監管力度，嚴禁使用劣質皮帶。

3.3 加強介質回收管理，降低介質損耗

(1)提高原煤濕法脫泥篩的脫泥效率，保證原煤分級篩上物料的分布均勻，以控制進入重介分選系統中的煤泥含量，降低脫介篩和磁選機的工作負荷，提高設備的工作效率，減少介耗。

(2)合理控制分流量。合格介質段分流是選煤廠調節介質系統煤泥含量與分選密度的一個重要手段。因此調節好分流比例在選煤廠實際運行中是一個重要環節。分流量小，會使系統煤泥含量上升，系統密度下降；分流量大，會使系統煤泥含量下降，系統密度上升。要求集控員調整分流量時務必與現場崗位工、化驗室密切配合，核實好現場實際分選密度、實際分流量、磁選機入料濃度和磁選機處理效果等，使分流量控制在合理范圍，以保證現場分選密度的穩定。

(3)優化磁選機的分選效果。磁選機筒體轉速越高，其處理能力越大，對磁性物的吸附力降低；反之處理能力越小，對磁性物的吸附力提高。磁選機磁系偏角過小，對磁性物的吸附能力提高；磁偏角過大，對磁性物的吸附能力下降。磁選機筒體與槽底的間隙過小，礦漿通過時會不通暢，影響處理量；如果間隙過大，磁吸附力下降，回收率降低。一般的工作間隙范圍在35～60 mm的范圍內，具體的間隙大小需根據選煤廠的實際情況確定。

(4)磁選機礦漿濃度過大，會造成磁選濃度過高，會導致部分介質來不及進行磁選，而進入尾礦，導致精礦回收率下降；如果礦漿濃度過小，不僅增加流速，縮短磁選時間，磁選機工作能力不能充分利用，而且降低精礦回收率。一般磁選機給入礦漿濃度最大不超過35%，最好控制在30%左右。其礦漿濃度調整需要根據具體情況來確定，可通過調節脫介振動篩篩上噴水大小、磁選機入料桶補水的方法來調節。

(5)磁選機礦漿入料量過大，部分物料磁選機無法及時處理，導致精礦回收率下降；同時還容易導致精礦、尾礦口物料聚集，造成排料不暢。入料量過小，有可能會導致系統煤泥含量上升，密度下降，進而影響系統分選效果，影響煤質。

(6)磁選機滾筒噴水是用來將已分選出來附著在筒皮上的精礦沖下來進入精礦槽的，但噴水角度及壓力會影響沖洗效果。噴水管角度過高或過低，會導致卸礦不完全，造成精礦流失。如果噴水壓力過低，則不能將已選精礦全部沖下，造成部分精礦進入尾礦中浪費；噴水壓力過大，則會造成精礦濃度低，影響系統密度；同時還會水花四濺，影響選煤廠衛生。

(7)及時清理槽體沉積的物料，定期對介質系統管路進行疏通與更換，保證物料穩定均勻通過各個區域。

因此，選煤廠應定期檢查磁選機的磁選效果，加強磁選機等設備的日常維護工作，合理調整磁選機的各項參數，使磁選機始終保持良好的工況。

3.4 強化現場監管

(1)要求選煤廠成立專業的管理機構，明確職責和任務分工，建立完善的管理制度、檢查評測制度、監督考核制度等，約束干部員工認真履職。組織選煤廠之間互檢，相互交流、學習，每季度對選煤廠介質系統現場管理進行評比考核。

(2)強化現場加介管理。在加介泵坑加裝篦子，防止雜物進入加介系統。向加介坑內補充介質時，不能一次性補充大量介質，需多次少量進行補充，防止介質不能與水進行充分混合，影響加介效率。同時加介泵坑需配置鼓風裝置并保證工況完好，防止介質沉淀，否則介質沉淀后需要工人使用工具進行清理，不僅影響加介效率，而且大大提升了員工的工作強度。對加介磁選機需要進行定期維護、保養，以保證良好的工況，以保證現場密度的穩定。為了掌握磁鐵礦粉用量，要求加介司機每班詳細記錄介質添加量，技術人員根據加介量判斷系統可能存在的問題，并及時查找解決。

(3)強化介質系統檢修管理，加強設備日常檢修。在介質桶、溜槽、管路中使用可靠的耐磨材料，減少各個部位跑、冒、滴、漏造成的介質浪費。通過掃地泵將跑、冒、滴、漏的物料打回系統進行回收，降低介質損耗程度。

(4)強化系統監測，隨時監控系統分選密度是否穩定，桶位是否平衡，根據現場實際情況，合理調整分流量、補水或加介。

(5)加強技術檢查。化驗室及時檢測磁選尾礦水中磁性物含量、介質中煤泥含量等，并將化驗數據及時反饋給相關技術人員，一旦發現異常，立即查找原因并進行處理。

(6)加強技術改造。選煤廠技術人員在介質系統改造方面做了大量工作，一是從溜槽內部設計改造、振動篩篩面改造等方面著手，改變物料運動軌跡、延遲脫介時間，提高了脫介效率；二是對篩上噴水包括噴嘴形式改造、調整噴水位置和壓力，對提高脫介效率起到積極作用；三是在磁選機入料上方增加緩沖箱，保證了磁選機入料的穩定性；四是對介質管路進行改造，減少出現堵塞頻次，縮短了事故處理時間。

選煤廠通過分析介耗超標的原因，提出合理化改造方案并實施，起到了非常好的效果，介質系統運行更加穩定，介耗指標明顯降低。

3.5 優化人員結構，加強培訓管理

3.5.1 重視人才的引進與培養

隨著市場競爭逐步深入，集團公司越來越重視人才引進與培養的重要性，加快推進實施引才工程、拓寬引才渠道、創新引才方式，與高端院校、高新技術企業合作，培養自己的創新團隊[6]，提高技術人才的薪資待遇，優化人員結構，選煤企業技術力量不斷增強，截止目前，本科以上比例占20.38%，具有中級以上職稱占15.59%，技師、高級技師比例占13.11%。人員結構發生巨大變化，同時注重崗位實踐，充分發揮技術人員理論優勢，通過崗位培訓、外出培訓交流學習、開展技術改造、技術革新，培養技術人才，提高技術管理水平。

3.5.2 加強員工技術培訓

通過技術培訓可以豐富員工的知識，提高技術能力和業務手段，增強員工對企業的歸屬感和認同感，從而提高工作效率和工作質量。首先要詳細掌握培訓對象的基本素質，根據受訓者文化素質、學習能力、技術特長、崗位需求、現場實際等制定針對性的培訓計劃；其次培訓內容要有科學性和可操作性，既要立足現場實際，又要大膽取經，不斷創新，開展多種多樣的培訓方式，比如：案例教學，情景模擬、視聽教學、經驗介紹、分組討論、有獎實踐教學、應急演練、觀摩學習等[7]，提高員工的學習興趣，起到應有的培訓效果。

3.6 建立完善的監督監管和考核激勵機制

國有國法，家有家規，俗話說“無規矩不成方圓”，選煤廠應建立完善的監督監管和考核激勵機制，首先將成本管理、介耗指標等與管理人員的工資薪酬和“帽子”掛鉤，將指標層層分解，落實到個人，激發管理人員的工作積極性；加強對現場介質系統管理檢查監管，與優秀的選煤廠介質系統管理進行對標貫標，分級分檔考核，加大獎罰力度，“日考核、月兌現”刺激員工形成“學、比、趕、超”的工作熱情[8]，同時根據工作中遇到的問題，制定針對性整改措施，不斷完善、不斷進步。

4 結 語

與其他選煤方法相比，重介質分選工藝具有較高的分選精度和分選效率，同時也存在選煤成本高、設備磨損嚴重等問題，根據入選原煤煤質、洗選設備、洗選環境、工藝、人員素質的不同，影響介質系統管理的因素多種多樣，探索如何加強介質系統管理，降低介質消耗，降低成本，對提高選煤廠綜合效益具有非常大的現實意義。