毕业设计（论文）-赵各庄2.4Mta动力煤选煤厂初步设计.doc

辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言我国选煤工业起步较晚，50年代才开始建立自己的选煤工业。近十年来原煤入选量增长速度逐渐接近原煤产量的增长速度。尽管如此，我国原煤入选比例还是主要产煤国家中最低的，仅为25.6 %。据初步统计，1997年底我国国有重点煤矿有选煤厂223座，年入选原煤2.46亿吨，占原煤产量的46.8%；地方国有煤矿有选煤厂469座，年入选原煤0.82亿吨，占原煤产量的23 %；乡镇及个体煤矿建有小型选煤车间千处，年入选原煤不足0.1亿吨，占原煤产量的7.1 %。1997年全国入选原煤3.38亿吨，动力商品煤平均灰分20.49 %，硫分1.02 %;炼焦精煤平均灰分9.85 %，硫分0.74 %；选后商品煤排出矸石5000万吨,节省铁路运量300亿吨公里,省运费20亿元。脱除黄铁矿硫50-70 %，减少排放230万吨。 通过多年的自行开发和消化引进技术，我国选煤技术已有了长足进展，掌握了国际上先进的选煤方法；自行研制开发的设备已能满足400万t/a不同厂型、不同煤质、不同工艺的新厂建设及老厂技术改造的需要。全套图纸加扣 3012250582目前国内选煤生产和技术水平与国际先进水平相比，特别是与洁净煤技术的要求相比，还存在一定的差距。如：原煤入选比例低；生产工效低；大型设备及自动化检测仪表的可靠性有待提高；适用于干旱缺水地区，年轻变质煤及易泥化煤分选的干法及节水型分选技术有待进一步开发、完善；煤炭深度脱硫降灰和综合利用技术尚未配套；极细粒煤的分选及脱水问题的研究刚刚起步。 1 厂区概况1.1 地理、行政及交通赵各庄矿业有限公司位于河北省唐山市古冶区境内，位于开平煤田东北隅的西南部，走向长度约8.22 km，倾斜宽度约4.0 km，井田面积为32.8739 km2。赵各庄矿地区地势平坦，东北高，西南低，自然地势倾斜6 %，局部地区因内涝有积水，自然地形标高在26.5027.40 m之间。该矿北距国铁京山线古冶车站10.2 km，与唐山市区及开滦所局各矿都有联接。矿区临近京、津地区及东北老工业基地；向东、向南毗邻天津港、京唐港；并有专用铁路，交通运输十分便利。图1-1 赵各庄煤矿交通位置图Fig. 1-1 Chart of xilin areas transportation1.2 水文地质条件厂区内地下水位很高，绝对标高约为27.00 m。由于受填矸影响，水中含大量硫酸根离子，此水在砂土中对普通水泥、火山灰水泥及矿渣水泥均有侵蚀性。沙河横贯厂区西部，该河为间歇性河流，在厂区地段无明显河堤，春季流量很小，洪汛期间流量骤增，最高洪水位为29.57 m。1.3 工程地质和地震情况厂区地形平坦，位于沙河高漫滩地上，第四记沉积层为80 m左右厚的冲洪积物，最厚至400 m以上。岩性以中细砂为主，夹粘性土层，粉砂层和粗砂砾石层。国家地震局（74）地革字第（003）号文，确定本地地震基本烈度为六度，1976年7月28日唐山丰南一带发生78级强烈地震后，本地区地震为基本烈度按8度考虑。1.4 气候特征本矿区属寒温带大陆性气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。夏季多东风，冬季以西北风为主，年平均风速为2.6m/s，最大风速为20.0 m/s，最高气温为38.8 （6月），最低气温为21.0 （1月）；最大年降水量为1007.7 mm，雨量集中在七、八、九三个月份，平均降水量419.6 mm，占全年降雨量的82.6 %，冻结期为11月至翌年4月，上冻深度为80cm，最大积雪为190.0 mm。室外计算温度：-12.0 （冬季采暖），-5.0（冬季通风），30.0（夏季通风），日平均温度低于5 ：101天，平均值-0.5 ，日最大降雨量：133.0 mm，月最大降雨量：419.6 mm，年最大降雨量：1007.7 mm，最大积雪深度：190.0 mm，最大积雪期：14日。1.5 水源供应及排水条件1.5.1 水源供应原煤系统中的生活用水、设备冷却水和机车用水采用矿井水源井水；生产用水采用井下排水。选煤车间、干燥车间的设备冷却用的生产清水，由井下水层取水，送往工业广场生产清水池；选煤厂其它车间的设备冷却用水、日用、消防用水由矿井水源井供水。1.5.2 排水条件生活废水，选煤车间底层设排水沟，选煤车间所有事故放水汇集于斗子捞坑，捞坑溢流至溢流池，用泵扬至浓缩池，溢流至循环水池，作为生产循环水使用。当浓缩机发生事故时溢流至事故水池经沉淀澄清后，澄清水作为生产循环水使用。1.6 电源供应赵各庄矿选煤厂电源取自赵各庄矿35 kv变电所。1.7 建筑材料供应本工程所用的建筑材料购置方便，均可由当地采购。2 原料煤基地2.1 煤层特征赵各庄矿有可采煤层及局部可采煤层7层，即第A、B、C、D、E、F1、F2煤层，平均总厚度21.90米。煤层垂向分布与浅部相同，主要可采煤层集中于煤系地层中部石炭系下统的西林组及二迭系下统的大苗庄组。第A、B、C、D、E煤层在全井田沉积稳定，第D煤层在白道子以西没有沉积；第F煤层在东翼1道半石门以东分为两层，即F1、F2煤层。2.2 矿井概况赵各庄矿业有限公司位于河北省唐山市古冶区境内。位于开平煤田东北隅的西南部，走向长度约8.22 km，倾斜宽度约4.0 km，井田面积为32.8739 km2。主要可采煤层有：煤A、煤B、煤C、煤D、煤E，平均可采煤层总厚约为10.90 mm，属石炭二迭系含煤地层。煤质牌号肥煤、焦煤。 赵各庄井田地层倾角较平缓，但走向变化较大，由矿井东北端的N20E到矿井中部的N45E，矿井西南端的N45W，形成了由于构造引起的岩层走向变化以褶皱为主体的构造形态，在井田内形成了以开平向斜形态为主格局的次一级褶曲杜军庄背斜、黑鸭子向斜。地质构造复杂，断层发育，具有岩浆侵入，水文地质复杂，严重影响正常正产。 矿井目前涌水量为34.42 m3/min。矿井生产单位有三个采煤区、三个掘进区和一个开拓区。主要采用综采、机掘和炮掘。2.3 厂型赵各庄矿选煤厂单一入选赵各庄矿井生产的原煤，属于矿井型选煤厂。设计能力2.4 Mt/a，与矿井生产能力一致。2.4 煤质特征及其可选性煤的牌号为肥煤，属易选或中等易选，采用炮采和综采基本实现机械化采煤生产。2.5 煤的可选性及工业用途在勘探和生产过程中，对煤的可选性做过专门的试验。总的看来，入选原煤的各煤层均属易选或中等易选煤。3 煤质资料分析及可选性评定煤质资料分析与研究的目的是为了进一步了解煤的内在特性。根据工业对煤质的要求，制定合理的选煤工艺流程，是流程计算和主要设备选择的依据。3.1 原煤筛分资料校正分析综合入厂原煤两层煤的原始煤质资料可得原煤筛分试验分析表，见表3-1。表3-1原煤筛分试验结果综合表Tab.3-1 Analysis of the synthesis coal sieve test粒级（mm）产物名称B层（K B30%）C层（KC 70%）综合（K100%）本层/%全样/%Ad/%本层/%全样/%Ad/%本级/%全样/%Ad/%1234567891011100手选煤1.511.06 12.501.06 1.06 12.50夹矸煤0.660.46 37.380.46 0.46 37.38矸 石1.821.27 85.511.27 1.27 85.51小 计3.992.79 49.922.79 2.79 49.9210050手选煤1.250.88 10.800.88 0.88 10.80夹矸煤0.690.48 38.930.48 0.48 38.93矸 石1.641.15 88.181.15 1.15 88.18小 计3.582.51 51.672.51 2.51 51.6750合计7.575.30 50.755.30 5.30 50.755025煤8.352.51 58.6516.2311.36 42.6413.87 13.87 45.53 2513煤12.513.75 60.1522.2815.60 44.6519.35 19.35 47.66 136.0煤20.866.26 47.124.3117.02 45.7423.28 23.28 46.11 6.03.0煤14.394.32 36.0917.0511.94 49.6816.25 16.25 46.07 3.00.5煤18.715.61 28.948.255.78 51.2411.39 11.39 40.25 0.50.0煤25.187.55 26.434.313.02 48.3510.57 10.57 32.69 500合计100.0030.00 39.5192.4364.70 46.2694.70 94.70 44.12 毛煤总计100.0030.00 39.51100.0070.00 46.60100.00 100.00 44.47 由表3-1数据可以进行煤质资料的分析：（1）+50 mm粒级情况：将+50 mm粒级的煤采用分选的方法分开并进行分析实验，得到煤、矸石的含量和灰分。从综合数据表可以得知原煤中有夹矸煤，矸石含量为2.42%小于5 %，含矸等级为低矸等级。由于分选的是动力煤，对于+50 mm粒级，一般设置检查性手选拣矸。（2）各粒级含量分析：两层原煤大颗粒含量不是很多，而且灰分都比较高，说明煤质不硬。（3）各粒级的质量分析：原煤的综合灰分为44.47 %，各粒级的灰分与原煤灰分差距比较大，说明原煤的粒度分布不均匀。各粒级的的灰分随着粒度的减小而减小，包括-0.5mm粒级的灰分也较低，这表明原煤的煤质脆比较易碎。-0.5 mm粒级的灰分为32.69%，小于原煤的灰分（44.47 %）。（4）原煤+50mm粒级，含煤量较少，而且其中矸石，夹矸煤较多，故可考虑将其分选出来进行单独处理。为了选择最优的洗选方式将原煤进行分级分选和破碎-50 mm以下后混合分选进行比较。3.1.1 方案一：分级入选由于原煤的粒度与灰分分布，分级粒度定为50 mm，根据表3-1的数据进行煤质资料分析。表3-2 B层煤+50mm与-50mm浮沉实验报告表Table.3-2 The B-story coa+50 and -50 mm experimental composition密度级/kgL-1-50mm+50mm综 合占本级/%占全样/%Ad/%占本级/%占全样/%Ad/%占本级/%占全样/%Ad/%123456789101.844.129.8479.3744.129.8479.37小计(去泥)10022.3144.0310022.3144.03煤 泥0.630.1427.310.630.1427.31总 计10022.4543.9310022.4543.93表3-3 C层煤+50mm与-50mm浮沉实验报告表Table.3-3 The C-story coal +50mm and -50mm experimental composition密度级/kgL-1-50mm+50mm综 合占本级/%占全样/%Ad/%占本级/%占全样/%Ad/%占本级/%占全样/%Ad/%123456789101.841.8525.473.6442.462.0179.6236.9727.4174.08小计(去泥)10060.4546.021004.7351.4287.9365.1846.41煤 泥1.551.2353.992.170.1160.822.011.3454.53总 计10061.6846.191004.8451.6210066.5246.59表3-4两层煤500.5mm级浮沉实验组成表Table.3-4 Two coal-Story 500.5 mm experimental composition密度级/kgL-1B层C层综合校正本级全样Ad本级全样Ad本级全样Ad本级全样Ad/%/%/%/%/%/%/%/%/%/%/%/%123456789101112131.844.12 9.84 79.37 41.85 25.40 73.64 42.58 35.24 75.24 42.58 35.24 75.22 小计(去泥)100.00 22.31 44.03 100.00 60.45 46.02 100.00 82.76 45.48 100.00 82.76 45.47 煤泥0.63 0.14 27.31 1.55 1.23 53.99 1.63 1.37 51.26 1.63 1.37 51.26 总计100.00 22.45 43.93 100.00 61.68 46.19 100.00 84.13 45.59 100.00 84.13 45.56 表3-5 两层煤+50mm级浮沉实验组成表Table.3-5 Two coal-Story +50 mm experimental composition密度级/kgL-1甲层乙层综合校正本级/%全样/%Ad/%本级/%全样/%Ad/%本级/%全样/%Ad/%本级/%全样/%Ad/%123456789101112131.842.46 2.01 79.62 42.49 2.01 79.62 42.49 2.01 79.55 小计(去泥)100.00 4.73 51.42 100.00 4.73 51.42 100.00 4.73 51.35 煤泥2.17 0.11 60.82 2.27 0.11 60.82 2.27 0.11 60.82 总计100.00 4.84 51.62 100.00 4.84 51.62 100.00 4.84 51.57 分析：由于进行了分级分选，使矸石含量较大的+50 mm粒级与50 mm以下分开分选，采用不同的分选方法增加了精煤的产率。由表3-4，3-5可做出浮沉实验组合表，见表3-6，3-7。 表3-6 两层煤500.5mm级浮沉实验组成表Table.3-6 Two coal-Story +500.5 mm experimental composition500.5mm粒级原煤浮沉试验综合表密度级 /gcm-3产率 /%灰分 /%累 计分选密度0.1 /gcm-3浮物沉物产率 /%灰分 /%产率 /%灰分 /%密度级 /gcm-3产率 /%1234567891.842.58 75.22 100.00 45.47 42.58 75.22 合计100.00 45.47 煤泥1.63 51.26 总计100.00 45.56 表3-7 两层煤+50mm级浮沉实验组成表Table.3-7 Two coal-Story +50 mm experimental composition两层煤+50mm粒级原煤浮沉试验综合表密度级 /gcm-3产率 /%灰分 /%累 计分选密度0.1 /gcm-3浮物沉物产率 /%灰分 /%产率 /%灰分 /%密度级 /gcm-3产率 /%1234567891.842.49 79.55 100.00 51.44 42.49 79.55 合计100.00 51.35 煤泥2.27 60.82 总计100.00 51.57 由表3-6、表3-7分别作出粒级可选性曲线，见图3-1、图3-2。图3-1 原煤500.5 mm粒级可选性曲线Fig.3-1 500.5 mm size fraction washability curve 图3-2 原煤+50mm粒级可选性曲线Fig.3-2 +50 mm size fraction washability curve进过分级入选及混合入选分别的煤质资料分析，由于B、C层煤的特殊性质决定的，50 mm粒级以上原煤含量较小，为5.30%，灰分较高，为50.57%。如果分级入选，建设成本过高，增加了流程的复杂程度。3.1.2 方案二：破碎不分级入选综合B，C两层煤+50mm的破碎级筛分试验结果，得到表3-8。表3-8 B、C层原煤+50mm破碎级筛分试验结果综合表Table.3-8 B、C coal +50 mm broken-screening test results comprehensive粒级/mmB层（K B0%）C层（KC 5.30%）综合（K5.30%）占本层/%占全样/%Ad/%占本层/%占全样/%Ad/%占本级/%占全样/%Ad/%校正123456789101150251.33 0.93 56.3217.55 0.93 56.3256.24 25132.03 1.42 53.9826.79 1.42 53.9853.90 136.01.81 1.27 49.6823.96 1.27 49.6849.60 6.03.01.21 0.85 48.5216.04 0.85 48.5248.44 3.00.50.53 0.37 44.886.98 0.37 44.8844.80 0.50.00.66 0.46 42.188.68 0.46 42.18 42.10 500合计7.57 5.30 50.83 1005.30 50.83 50.75对自然级筛分资料和破碎级筛分资料进行综合，得到表3-9。表3-9 两层原煤破碎级与自然级筛分试验结果综合表Table.3-9 A two-tier level of coal crushing and screening natural-scale comprehensive test results粒级/mm自然级破碎级综合本级全样Ad本级全样Ad本级全样Ad灰分/%/%/%/%/%/%/%/%/%1234567891011502514.64 13.87 45.53 17.55 0.93 56.24 14.80 14.80 46.21 500.5 mm灰分为45.89%251320.43 19.35 47.66 26.79 1.42 53.90 20.77 20.77 48.08 136.024.58 23.28 46.11 23.96 1.27 49.60 24.55 24.55 46.29 6.03.017.16 16.25 46.07 16.04 0.85 48.44 17.10 17.10 46.19 3.00.512.03 11.39 40.25 6.98 0.37 44.80 11.76 11.76 40.39 0.50.011.16 10.57 32.69 8.68 0.46 42.10 11.03 11.03 33.08 500合计100.00 94.70 44.12 100.00 5.30 50.75 100.00 100.00 44.47 3.2 原煤浮沉资料校正分析由于50 mm的入选原煤参加浮沉分析，设想有两个方案进行浮沉试验：1）+50 mm粒级入选原煤破碎后和-50 mm自然级原煤一起参加浮沉试验，+50 mm粒级原煤破碎后按自然级各粒度组成进行分配。由给出的原始B层煤和C层煤的筛分浮沉实验综合表可以得出表3-10、表3-11 、表3-12、表3-13、和表3-14、表3-15。表3-10 B层煤自然级浮沉试验表Table 3-10 Float test of B-story coal bed to natural levels 筛分 浮沉 密度级 kg/L5025mm2513mm136mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%8.3558.6512.5160.1520.8647.1占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%123456789101.865.63 5.46 82.50 65.65 8.20 82.00 47.17 9.74 79.76 小计(去泥)100.00 8.32 60.96 100.00 12.49 60.50 100.00 20.65 46.88 煤泥0.36 0.03 30.03 0.16 0.02 30.03 1.01 0.21 26.99 总计100.00 8.35 60.85 100.00 12.51 60.45 100.00 20.86 46.68 续表3-1063mm30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%14.3936.0918.7128.9474.8243.91占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%占全样/%灰分/%111213141516171819208.89 1.26 5.81 14.86 2.78 3.96 6.43 4.78 1.43 4.84 31.52 4.47 10.20 35.65 6.67 9.40 27.91 20.75 6.23 9.95 13.96 1.98 18.88 14.86 2.78 18.25 11.79 8.77 2.63 20.81 6.70 0.95 29.76 4.86 0.91 28.45 4.77 3.55 1.07 28.84 3.53 0.50 38.62 2.62 0.49 37.65 2.96 2.20 0.66 38.48 2.47 0.35 48.29 1.87 0.35 45.86 2.02 1.50 0.45 47.66 32.93 4.67 77.03 25.28 4.73 72.67 44.12 32.80 9.84 79.37 100.00 14.18 36.29 100.00 18.71 28.24 100.00 74.35 22.31 44.03 1.46 0.21 26.99 0.00 0.00 27.45 0.63 0.47 0.14 27.31 100.00 14.39 36.15 100.00 18.71 28.24 100.00 74.82 22.45 43.93 表3-11 C层煤自然级浮沉试验表Table 3-11 Float test of C -story coal bed to natural levels 筛分 浮沉 密度级 kg/L5025mm2513mm136mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%16.2342.6422.2844.6524.3145.74占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%123456789101.841.40 6.67 75.85 39.50 8.65 73.05 44.60 10.64 67.75 小计(去泥)100.00 16.11 42.64 100.00 21.90 44.44 100.00 23.86 45.46 煤泥0.74 0.12 65.32 1.71 0.38 59.35 2.42 0.45 56.33 总计100.00 16.23 42.81 100.00 22.28 44.71 100.00 24.31 45.72 续表3-1163mm30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%17.0549.688.2551.2488.1246.17占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%占全样/%灰分/%111213141516171819205.20 0.86 5.45 6.12 0.49 6.26 5.44 4.68 3.28 6.31 20.11 3.33 18.23 20.36 1.62 20.52 20.31 17.42 12.19 15.26 6.89 1.14 27.16 7.58 0.60 28.24 8.81 7.50 5.25 25.39 18.38 3.04 38.12 16.35 1.30 41.98 13.23 11.59 8.11 35.53 3.78 0.62 50.52 5.66 0.45 52.85 7.47 6.21 4.35 44.18 2.70 0.45 55.89 3.43 0.27 56.72 2.90 2.68 1.88 48.48 42.94 7.11 77.81 40.50 3.21 80.98 41.85 36.28 25.40 73.64 100.00 16.55 49.66 100.00 7.94 51.30 100.00 86.36 60.45 46.02 3.75 0.50 48.77 4.80 0.31 48.08 1.55 1.76 1.23 53.99 100.00 17.05 49.62 100.00 8.25 51.15 100.00 88.12 61.68 46.19 表3-12 C层煤破碎级浮沉试验表Table 3-12 Float test of C-story coal bed to broken class 筛分 浮沉 密度级 kg/L5025mm2513mm136mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%1.3156.321.9653.981.7249.68占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%123456789101.844.62 0.58 82.