汾西礦業洗煤廠煉焦配煤技術研究與行業展望

＊秦海沙

（山西汾西礦業（集團）有限責任公司洗煤廠 山西 032000）

引言

配煤的主要目的是將不同煤種、不同指標的原料煤，根據用戶需求，通過物理方法按照計算比例進行均質化處理的過程，為后續洗選或煉焦做好準備。針對動力煤配煤，已有國家標準《動力煤配煤規范》（GB 25960—2010）進行指導，對于煉焦配煤，目前仍缺乏相關標準，需要整個行業不斷研究、探索、進步。汾西礦業洗煤廠作為汾西礦業第一座大型選煤廠，先后承擔著配洗、配售任務，為集團公司的原煤洗選及精煤銷售做出了貢獻。

1.汾西礦業洗煤廠概況

汾西礦業洗煤廠于1970年投產，負責洗選集團公司內部各礦井原煤。經過兩次技術改造，目前洗選能力為400萬噸/年，其中：跳汰+浮選系統和重介+粗煤泥分選+浮選系統分別為200萬噸/年。

隨著各礦井選煤廠的不斷建設投產，汾西礦業洗煤廠煤源日趨緊張；加之集團公司各選煤廠精煤產品的煤種、灰分、硫分、揮發分等指標不盡相同，單獨銷售可能存在沒有市場、售價偏低、質量過剩等情況。為解決上述困擾，汾西礦業洗煤廠著手建設配煤中心，并于2010年投產，配煤能力為500萬噸/年。

2.原煤配煤入選

(1)配煤部分

集團公司各礦井在選煤廠投產達產前，均將原煤調入汾西礦業洗煤廠進行洗選加工，其中包括雙柳、賀西、南關、曙光、水峪、柳灣和高陽等礦井。2018年，雙柳新建300萬噸/年選煤廠投產后，標志著汾西礦業各存量礦井選煤廠均與礦井生產能力匹配，可滿足本礦生產。隨之，汾西礦業洗煤廠洗選環節的重心轉向洗選內部資源整合礦井原煤。

在入選存量礦井原煤期間，因各礦井原煤的煤種、指標及可選性不同，尤其硫分差別較大（0.4%～2.5%），為合理利用內部煤炭資源、實現集團公司整體效益最大化；汾西礦業洗煤廠將不同原煤根據其特征進行配煤入選。

首先根據不同原煤的可選性、煤質指標等，制定配洗方案，確定配比進行配洗。洗選期間根據煤質變化、來煤情況、過程指標，對操作參數進行調整。配洗部分共有20個原煤配煤倉，可分為四組，分別存儲不同原煤[1]。通過將計算好的配比輸入配煤系統，系統通過控制給煤機臺數和給煤量進行精準配煤，控制系統如圖1。

圖1 配煤自動化控制系統圖

通過上述方法，原煤配煤后，經洗選后得到的產品質量合格、穩定，主要生產八級、九級、十級優質煉焦精煤。當時打造出了“晉柳王”品牌，為集團公司贏得了市場。

配煤入選的關鍵指標為各種原料煤的配比，下表是某一時期內所使用的配比，因原煤指標有波動，所以配比也會隨之變化，以生產出合格產品。

表1 原煤配煤入選配比表

(2)洗選部分

②重介+粗煤泥分選+浮選系統。入選原煤進入主廠房后，經原煤分級脫泥篩分成兩部分：50～1mm粒級、1mm以下粒級。50～1mm粒級原煤給入無壓三產品重介旋流器，以單一低密度懸浮液進行分選，分選出精煤、中煤和矸石三種產品，分別經弧形篩脫出合格介質、再經振動篩脫介，精煤、中煤再經離心脫水分別作為精煤、中煤產品裝倉，矸石作為最終矸石產品。

1mm以下粒級先進入深錐濃縮機，其底流由泵打給TCS干擾床分選機進行分選，TCS分選機精礦進入精煤泥桶，與精煤磁選機尾礦一起由泵打到分級旋流器組，其底流經高頻疊層篩脫水后進入精煤離心機脫水，溢流進入浮選系統。TCS分選機尾礦隨矸石磁尾經弧形篩脫水后進入高頻篩脫水，篩上物根據灰分情況可進入中煤或矸石。

浮選精煤用泵打到精煤加壓過濾機和快開壓濾機脫水后，作為精煤產品；浮選尾煤進入尾煤濃縮機進行處理。

3.精煤配煤銷售

(1)配煤系統介紹

汾西礦業洗煤廠配煤中心設計配煤能力為500萬噸/年，主要分為原料煤存儲、配煤和產品裝車三部分。原料煤來自集團公司內部選煤廠及本廠自洗產品，外來煤通過火車和汽車運輸至廠內。原料煤根據灰分、硫分等指標裝入不同筒倉存儲。配煤中心經歷過一次技術改造，技改前存在數據傳輸信號誤差大、給煤量不穩定等問題，技改后采用光纖傳輸，優化了配煤控制系統，設置了空氣炮自動控制系統，有效提高了配煤效率，滿足了客戶需求[2]。

配煤中心共設有6個6000噸容量的配煤倉，每個倉下有4臺稱重甲帶式給煤機，給煤機可變頻調節，調節范圍為180～1500t/h。按照用戶對精煤產品的灰分、硫分、揮發分等質量要求，由控制系統根據配煤比例調整各倉下給煤機的給料量，將所需精煤給入帶式輸送機運至裝車系統。在配煤倉下按照配煤比例配好的精煤產品通過帶式輸送機運至火車快速定量裝車站、汽車裝車倉和現有鐵路裝車倉中[3]。

配煤中心的建成投產，能將汾西礦業集團各選煤廠的精煤產品按照市場和用戶要求合理配煤，避免精煤重復洗選造成的經濟損失，使煤炭資源得到更合理有效的利用，實現集團公司整體利益最大化。

(2)配煤參數

①配煤比例。汾西礦業洗煤廠配煤環節原料煤來源為：高硫煤以高陽和水峪精煤為主，低硫煤以賀西、雙柳、曙光和宜興精煤為主。以下以高陽、雙柳和賀西精煤配售為例。

綜上所述，本研究發現ER陽性乳腺癌細胞在對他莫昔芬產生耐藥性后，增殖相關蛋白的表達水平升高，同時PGRN的mRNA和蛋白水平也升高；而干擾PGRN表達后，增殖和抗凋亡相關蛋白的表達水平下降，耐藥細胞對他莫昔芬的敏感性增強。后續本課題組將深入探討PGRN影響他莫昔芬耐藥產生的具體分子機制，尋找其上游調控分子以及下游效應分子，以期為臨床上治療對他莫昔芬抵抗的乳腺癌患者帶來新的機遇和希望。

根據煤質指標分析，高陽精煤為高硫瘦煤、雙柳精煤為低硫肥煤、賀西精煤為低硫焦煤，其中高陽精煤從硫分、膠質層最大厚度、揮發分等角度分析均不適合直接用于煉焦，需與雙柳、賀西精煤進行配煤，以此解決低品質煤的銷售問題，節約稀缺煉焦煤資源[3]。原料煤煤質指標如表2所示。

表2 原料煤指標表

表3 產品指標表

根據客戶需求，以及高陽、雙柳和賀西精煤煤質指標，確定配煤比例為4:3:3，并對產品進行了試驗分析，結果滿足客戶要求。

通過上述措施，汾西礦業洗煤廠充分利用了鐵路資源、洗選資源和倉儲優勢，將集團公司內部資源進行了合理配煤，創立了“汾礦洗煤廠焦精煤”商標，為集團公司開拓市場奠定了基石。

②鏡質組平均最大反射率。用鏡質組反射率指標指導配煤生產，可以客觀地判別煤種及確定混煤中不同煤種的配合情況，鏡質組平均最大反射率目前是鑒別混煤的有效手段。

一般的鏡質組平均最大反射率區間為：長焰煤0.4%～0.6%；不黏煤0.5%～0.7%；弱黏煤0.7%～0.9%；氣煤和氣肥煤0.7%～0.8%；1/2中黏煤0.9%～1.1%；1/3焦煤0.9%～1.0%；肥煤1.0%～1.1%，但仍有較多1/3焦煤；焦煤1.2%～1.6%；瘦煤1.6%～1.8%；貧瘦煤1.7%～1.9%[4]。

（3）國內其他配煤技術分析。區別于常規煉焦配煤均在-50mm范圍內操作，還有預先粉碎的配煤方法，此種方法能夠較好的實現均質化，能夠改善物料的粒度分布。一般是將各原料煤分別粉碎后按比例給入進行配煤，或按比例分別給入膠帶輸送機后進行粉碎，然后再進行配煤。還有一種是選擇性粉碎，是先將粉碎到一定程度的煤過篩，篩上物進行再粉碎，這樣可避免過粉碎。

此種配煤方法可利用小部分非煉焦煤進行配煤，替代優質焦煤，可以有效降低配煤成本；可有效增加產品的均質化程度；因加入粉碎環節，造成工藝流程增加，加工費成本增加；但可能會將粗顆粒配煤情況下的某些低品質原料煤加入的不可能變為可能。如果實施，需綜合考慮成本、工藝系統、用戶對粒度的要求等。

4.智能化配煤展望

智能化配煤的基礎是在線煤質檢測設備和給煤設備的高精確度及實時性。對于原料煤來源相對固定的配煤環境，需至少對灰分、硫分進行在線檢測。給定用戶需求后，根據對原料煤和產品指標的實時檢測結果，在線自動調節給煤機開啟臺數及給定量，可根據煤質變化進行自動微調，形成閉環控制，保證精準配煤，不需要人工參與。若對混煤種類有要求的，配合使用在線鏡質組反射率檢測設備。

目前煤質在線檢測設備按照檢測硬件主要分為有源和無源型，從企業管理角度考慮，最好選用無放射源型[5]。但是無源型檢測精度及檢測指標范圍相對較低。目前急需在線檢測設備的技術不斷發展，能夠達到實時、準確輸出的目標。

另煉焦配煤與動力配煤的一個重要區別是煤的倉儲，因煉焦煤黏度相對較大，易造成下料不暢、蓬倉等情況，需研究可靠的在線清倉或防堵設備，保證煤倉給煤機下料通暢。

5.煉焦配煤行業發展建議

（1）配煤企業需加強與鋼焦企業、大學院校、科研院所的交流合作，進一步提高配煤技術水平，培養專業人才，業內人士共同努力，研究推動技術進步，為更好地節約稀缺煉焦煤資源做出貢獻。（2）優化配煤結構，進一步提高非煉焦用煤的配煤比例，促進焦炭質量穩定，降低成本，重視小焦爐試驗。（3）根據客戶需求進行定制化生產，盡可能在源頭利用配煤技術，生產直接可供鋼焦企業進行煉焦的產品，不需其進行二次配煤。努力將煤這種非標準品，通過配煤技術提升、科學管理等方法，盡可能接近標準品。（4）新建選煤廠時考慮其原煤配煤入選和精煤配煤銷售的可能性及需求，可配套建設相關系統或預留位置。（5）積極研究、發展在線檢測、煤量控制以及清倉、防堵技術，最終實現給定用戶需求后自動調節、閉環控制、無人操作，真正實現智能化配煤。

6.結語

汾西礦業洗煤廠從最初的配原煤洗選，到目前的配精煤銷售，均為適應汾西礦業發展及市場形勢的有力措施，先后打造了“晉柳王”品牌和“汾礦洗煤廠焦精煤”商標，為集團公司的發展做出了貢獻。從行業角度分析，煉焦配煤技術的發展，可充分利用各種煤的結焦特性取長補短，改善冶金焦炭質量。合理利用煤炭資源、節約優質煉焦煤、擴大煉焦煤資源。但對于煤質在線檢測、精準給煤及智能化配煤等方面仍需繼續研究、探索。對煉焦配煤技術的研究不僅可提高經濟效益，還可取得社會效益。