選煤廠分選方案研究及工業(yè)試驗效果評價

龐 亮

（山西焦煤西山煤電西銘礦選煤廠，山西 太原 030053）

0 引言

選煤廠是對原煤進行分選加工的場所，隨著煤礦生產(chǎn)能力和效率的提升，當(dāng)前選煤廠主要面臨著洗選能力與礦井生產(chǎn)能力不相符、不相匹配的問題。同時，還存在原煤入洗率低、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、氣煤資源浪費嚴重等突出問題[1]。本文針對選煤廠存在的上述問題，通過分析原煤煤質(zhì)、時長需求，對分選方案進行優(yōu)選，最終達到提升原煤入洗率、對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多元化的目的。

1 工程概況

與選煤廠相配套的礦井共開采7 個煤層，各煤層在水分、灰分、揮發(fā)分、含硫成分、平均發(fā)熱量等存在一定的差異，對應(yīng)各個煤層煤質(zhì)參數(shù)，如表1 所示。

表1 待分選原煤性質(zhì)

從表1 可以看出，原煤屬于中硫煤，通過選煤廠洗選加工變?yōu)榈土蛎海辉簩儆诟呋颐海荚谕ㄟ^洗選后獲得中灰沒，將其灰分質(zhì)量分數(shù)控制在20%～30%之間；原煤屬于高揮發(fā)分煤，通過洗選后降低原煤的揮發(fā)分指標。

總的來講，原煤密度組成中，低密度物和高密度物的占比較高，而中密度物的占比較低，有利于原煤進行分選。根據(jù)該煤礦井下接替開采方案，可將不同煤層的原煤進行搭配，從而可以洗選出不同的產(chǎn)品[2]。具體配煤方案如下：

當(dāng)5#、11#、12-1#和12-2#煤層搭配時，可以獲得低灰煉焦產(chǎn)品；當(dāng)7#、8#和9#煤層搭配時，可以獲得高品位動力煤。上述配煤方案已經(jīng)在實際生產(chǎn)中進行驗證，其他配煤方案對應(yīng)所得的產(chǎn)品還需進一步驗證。

2 分選方案對比

為進一步對配采方案展開深入研究，根據(jù)當(dāng)前已經(jīng)驗證的配采方案，從中提出四種相對較優(yōu)的配采方案，并對不同配采方案展開試驗，最終確定出所提出的配采方案是適合生產(chǎn)煉焦配煤還是動力煤[3]。所提出的四種相對較優(yōu)的配采方案，如表2 所示。

表2 配采方案

基于表2 的配采方案，針對煉焦配煤的生產(chǎn)設(shè)定了四種不同的分選下限，包括有6、3、0.25、0 mm；針對動力煤的生產(chǎn)同樣設(shè)定的四種不同的分選下限，包括有6、3、1、0.25 mm。不同分選下限對應(yīng)的加工成本，如表3 所示。

表3 不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對應(yīng)不同分選下限的生產(chǎn)成本

2.1 分選方案對比

對不同配采方案對應(yīng)生產(chǎn)煉焦配煤和動力煤時對應(yīng)的產(chǎn)品收益進行對比。以方案一為例，9#煤層開采的原煤屬于高內(nèi)灰煤炭；12-1#煤層開采的原煤屬于低內(nèi)灰煤層；對應(yīng)不同分選下限時生產(chǎn)煉焦配煤和動力煤的產(chǎn)品收益對比，如圖1 所示。

圖1 配采方案一洗選煉焦配煤和動力煤的產(chǎn)品收益

如圖1 所示，采用配采方案一時，對應(yīng)精煤的產(chǎn)率較高；而且同一分選下限的條件時，生產(chǎn)煉焦配煤的產(chǎn)品收益大于生產(chǎn)動力煤。因此，對于配采方案一適合用于生產(chǎn)煉焦配煤。同理得出，采用配采方案二適合用于生產(chǎn)煉焦配煤，配采方案三適合用于生產(chǎn)動力煤，配采方案四適合用于生產(chǎn)煉焦配煤。

2.2 分選下限的確定

對應(yīng)適用于生產(chǎn)煉焦配煤和動力煤配采方案在不同分選下限的產(chǎn)品收益進行對比，從而得出不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對應(yīng)的最佳分選下限參數(shù)[4]。

2.2.1 生產(chǎn)煉焦配煤分選下限參數(shù)的確定

以配采方案一和配采方案二為例對不同分選下限時所生產(chǎn)煉焦配煤的收益進行對比，對比結(jié)果如圖2 所示。

2015年12月，瀘州市政府和華為簽署戰(zhàn)略協(xié)議，共同打造四川華為大數(shù)據(jù)中心，前期規(guī)劃30000平方米，部署3000個機柜。目前數(shù)據(jù)中心一期已建成投用，面積13000平方米，容納1032個機柜，基本實現(xiàn)瀘州市級部門非涉密政務(wù)信息系統(tǒng)全部“云化”。

圖2 分選下限對應(yīng)煉焦配煤的收益

如圖2 所示，對于同一配采方案時，當(dāng)分選下限為0 mm 時對應(yīng)產(chǎn)品的收益最大；而且，在同一分選下限時，配采方案一的收益大于方案二。

綜上所述，當(dāng)生產(chǎn)煉焦配煤時應(yīng)將分選下限設(shè)定為0 mm，并確定采用配采方案一生產(chǎn)煉焦配煤。

2.2.2 生產(chǎn)動力煤分選下限參數(shù)的確定

同理，以配采方案三為例，對不同分選下限對應(yīng)的動力煤收益進行對比。試驗表明，當(dāng)分選下限為3 mm 時對應(yīng)動力煤的收益最大。

綜上所述，當(dāng)生產(chǎn)動力煤時應(yīng)將分選下限設(shè)定為3 mm。

3 工業(yè)性試驗效果評價

表4 不同等級煉焦配煤生產(chǎn)成本及利潤對比

如表4 所示，所謂精煤等級指的是煉焦配煤中的灰分比例，對應(yīng)的精煤等級越高對應(yīng)的生產(chǎn)成本最高；但是，隨著精煤等級的增加對應(yīng)所得煉焦配煤的利潤越高。導(dǎo)致上述現(xiàn)象的主要原因為：隨著精煤灰分比例的升高，對應(yīng)浮選精煤的灰分比也升高，導(dǎo)致最終精煤的產(chǎn)率增大[5]。

因此，綜合市場需求、原煤煤質(zhì)特征等綜合因素，當(dāng)生產(chǎn)煉焦配煤時，為了保證選煤廠的利潤最大化應(yīng)將其灰分質(zhì)量分數(shù)控制在10%～11%之間。

4 結(jié)語

選煤廠為對原煤進行加工的場所，其根據(jù)原煤的特征可加工出不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，包括有煉焦配煤和動力煤等。針對當(dāng)前選煤廠洗選能力與煤礦生產(chǎn)能力不相符的問題，從分選工藝層面出發(fā)展開系列研究，得出適用于生產(chǎn)動力煤和煉焦配煤對應(yīng)的最佳配采方案和分選下限等參數(shù)。總結(jié)如下：

1）適用于生產(chǎn)煉焦配煤的最佳配采方案為9#、9#和12-1#的組合，適用于生產(chǎn)動力煤得最佳配采方案為8#、9#和11#。

2）適用于生產(chǎn)煉焦配煤最佳的分選下限為0 m，適用于生產(chǎn)動力煤的最佳分選下限為3 mm。

3）綜合市場需求、原煤煤質(zhì)特征等綜合因素，當(dāng)生產(chǎn)煉焦配煤時，為了保證選煤廠的利潤最大化應(yīng)將其灰分質(zhì)量分數(shù)控制在10%～11%之間。