毕业设计（论文）-东庞矿选煤厂的设计与探讨.doc

河南理工大学2009届本科毕业论文矿加专业本科毕业设计东庞矿选煤厂的设计与探讨学生姓名： 学 号：0509010207指导教师： 专 业：矿物加工工程年 级：2005级2班学 校：河南理工大学2河南理工大学2009届本科毕业论文I河南理工大学2009届本科毕业论文摘 要本设计为河北邢台4.0Mt/a的炼焦煤选煤厂，入洗原煤来自东庞矿和邢东矿，入洗比例为60%：40%。设计要求精煤产品满足灰分Ad=(7.01-7.50)%，水分Mt12%。本设计先对煤质资料进行分析、校正、计算，确定原煤是否分组、分级入选。在此基础上选择两个可行的选煤工艺流程，并对其进行产品预测和技术、经济比较，确定最佳方案为两产品跳汰-两产品重介再选-浮选联合工艺流程。-50mm原煤进入跳汰，跳汰粗精煤进入重介， -0.5mm进入浮选。依据选定方案进行介质、数质量流程计算，根据计算结果、进行设备选型。优先采用技术先进、高性能、高效率、低能耗的设备。工艺布置时做到生产流程通畅，设备布置紧凑，以便于安装、操作和检修。除此之外，本设计还对选煤厂的建筑结构、供电和电气、机修车间、铁路运输做了系统的设计。工厂工作制度为每年生产330天，每天工作16小时，两班生产，一班检修。全厂各车间各生产环节采用了先进的自动化检测装置，实行全厂集中控制与就近操作相结合的方法。该设计选煤厂的主要产品有精煤（灰分Ad=7.48%,水分Mt=10.96%）、中煤（灰分Ad=20.82%，水分Mt=7.79%）和矸石（灰分Ad=78.49%，水分Mt=15.00%）。关键词 选煤厂设计；跳汰选；重介选；直接浮选；加压过滤机AbstractThis is an initial design of Xingtai coking coal preparation plant with the capability of 4.0 Mt/a. Raw coal comes from Dongpang Mine and Xingdong Mine, and the comparison of the two mines is 60%:40%. The ash content of the clear coal is designed between 7.01%-7.50%, and the moisture is no more than 12%.The coal data was firstly analysed, corrected and accounted. Subsequently, we determined whether the raw coal was grouped and graded. In view of the aforementioned analysis, two possible process of coal preparation were suggested, and the feasible plan was determined by product forecast and comparision in economy and technology. The optimal design is two-product-jig election, two-product-dense-medium and floatation. The raw coal below 50mm adopts two product jig to separate, the product of the coarse coal of the jigger enters into the dense medium, and the fine coal is dealt by floatation.After the scheme was determined, the calcation about the medium and count was performed. Based on these results, the manufacturing facilities selection was carried out, and these equipments with advanced techniques, high property and efficiency, low energy consumption were employed. The workshop with good layout was equiped and it will be convenient to install、operate and overhaul. In addition, the project also includes projects systematically about the supplying of the electricity, the machine repairing, the railway transportation.There are 330 workdays per year and 16 hours per workday in this plant, and the plant runs in shifts, two shifts are in change of productions and another is in chance of checking and repairing equipments. The advanced automatic detecting devices are used in the plant. The approach to the machines is to combine the centralized controllment with in situ intrlocking controllment.The main products are clear coal with ash content 7.48% and water content 10.96%, medium coal with ash content 20.82% and water content 7.79%, and stone with ash content 78.49% and water content 15.00%.Key words Coal preparation plant design; Jigger work; Dense medium method; Direct floatation; Pressure filterII目 录摘 要IAbstractII目 录I第一章 总论11.1选煤厂类型、厂型及厂址11.2工作制度11.3矿区及厂址概况11.4原料煤矿区概况11.5选煤工艺11.6产品品种及用途21.7供水、供电2第二章 选煤工艺32.1煤质资料分析及可选性研究32.2选煤工艺的初定和技术经济比较322.3选定流程的介绍及流程计算372.4流程计算402.5 设备选型及计算672.6选煤工艺布置722.7 生产技术检查72第三章 给水排水723.3给水系统723.4排水72第四章 生产辅助设施724.1机电修理车间724.2介质制备车间724.3压缩空气供应72第五章 电 气725.1供配电725.2集中控制与自动化725.3通讯调度72第六章 铁路运输72第七章 采暖通风与药剂库727.1 概述727.2 采暖727.3 室外供热管道727.4 通风除尘727.5 药剂库72第八章 工业场地总平面728.1 原始资料728.2 总平面布置72第九章 环境保护729.1 主要污染源及其控制措施729.2厂区绿化72致 谢72参考书目72第一章 总论1.1选煤厂类型、厂型及厂址河北邢台东庞选煤厂以入洗东庞矿、邢东矿煤为主，是一座中央型选煤厂，设计入洗能力为4.0Mt/a。1.2工作制度选煤厂实际生产时间为每年330天，每天16小时，两班生产，一班检修。1.3矿区及厂址概况邢台矿区位于河北省南部太行山东麓的冲积平原区，地形西高东低。矿区大部分隶属于冀南平原的邢台地区，全区北起临城县内的竹壁井田，南至武安县内的北洛河，长约90km，西至老地层出露为界，东至隆喜、任县一带，平均宽约25km，矿区总面积约为2250km2。本区属温带大陆性气候。年平均温度为13，最高气温42，最低气温-22。冻结期从十一月至来年二月，最大冻土深度为440mm，平均降雨量为00600mm。七、八、九月为雨季，降雨量约占全年的80%。冬季风向多为西北风，全年风向多为南风，最大风速18m/s。地震烈度7度。1.4原料煤矿区概况两矿（东庞矿为一矿，邢东矿为二矿）含煤地层自下而上依次为目上石炭统太原组，下二叠统山西组，下石盒子组及上二叠统上石盒子组。四五煤组所含煤层不具工业开采价值，可采煤层均赋存于二、三煤组中，二、三煤组共11个含煤层，但可采的只有四层，即二2、三1、三2、三4煤层。井田内各可采煤层均以高变质年青的无烟煤为主，次之以天然焦和少量贫煤。井田的煤变质作用以深成变质作用为基础，在此基础上迭加了岩浆热变质作用，形成了天然焦和半天然焦。井田各可采煤层均以高变质年青的无烟煤为主，次之为天然焦和少量的贫煤。煤的物理性质、煤岩特征和煤类基本相符。1.5选煤工艺河北邢台东庞选煤厂拟采用东庞矿、邢东矿原煤以6：4的比例入洗，据原始煤质资料及用户的要求灰分级别，此时原煤可选性属极难选。经过对两矿原煤资料的分析，本选煤厂采用不分级两产品跳汰粗选粗精煤两产品重介精选-直接浮选联合工艺。具体工艺为：原煤经过50mm分级筛分级，大块除杂后经过破碎到-50mm，然后全粒级进入跳汰机，矸石直接作为产品，粗精煤进入两产品重介旋流器深度分选，-0.3mm微细粉煤采用旋流静态浮选柱分选。两产品重介的精煤13mm分级，-13mm经过离心脱水与块煤混合成为精煤产品，中煤不分级离心后作为产品；粗煤泥经过分级旋流器分选后，粗精煤泥桶的大颗粒煤经水力分级后掺入混料桶进入重介选，精煤泥桶、中煤泥桶的大颗粒则经水力分级-弧形筛煤泥离心机后分别进入精中煤产品中。最终浮选精煤、两产品重介的块、末精煤作为精煤产品；浮选尾煤、矸石煤泥水经浓缩机浓缩后最后压滤作为煤泥。1.6产品品种及用途河北邢台东庞选煤厂选后产品分为精煤、中煤、矸石、煤泥。精煤产品主要用于炼焦配煤，作为用于冶金、化工、铸造等行业。中煤供附近的电厂，矸石主要用于附近的矸石砖厂。1.7供水、供电1.7.1水源生活及消防用水取自厂外生活及消防给水管网，其水量、水质、水压都能满足生活用水要求；生产用水主要来自水源井，水量、水质都能满足生产用水要求。1.7.2电源厂区设有变电所，电源引至10kVA高压电网。经厂区变电所将其变成动力用电、生活用电等级后供厂区生产、生活使用，因而电源有可靠保证。1.7.3交通运输东庞井田位于河北省邢台市西北部，京广铁路纵贯煤田南北，矿井中心东距京广线小康庄车站3.5km，距邢台站7km。矿区内公路交通四通八达，主要干线有京广公路和邢台至长治公路与各矿井相连，矿区内还有许多乡镇公路相互联系，交通十分方便。第二章 选煤工艺2.1煤质资料分析及可选性研究建一座现代化煤炭洗选厂，对煤质进行分析和评述就是对煤进行“号脉诊断”。设计就是依靠入洗原煤基础资料。进行透切煤质分析，把握准确原煤特性，设计出适合于入选原煤的实际特性工艺流程，为选煤厂洗选加工创造出最大的经济利益。众所周知，由于成煤环境和成煤条件不同，形成了煤炭赋存状况方面的差异。因而不同煤田、不同矿区的煤质千差万别，有时候即便同属一块煤田，但在不同的井田，甚至不同的采区，不同的层位，其煤质的变化和区别也非常大。如何将被选原煤的“脉”号准，是搞好选煤工艺设计必须重视的基础问题。所以，建设现代化选煤厂，至关重要的问题是选煤工艺设计必须符合不同矿区的不同煤质特性。为了进一步了解煤的内在性质，以制定合理的选煤工艺流程，下面将原煤资料进行如下分析：2.1.1煤质资料的审查及分析一、资料可靠性分析对原煤资料的分析，首先要特别重视煤质资料的代表性。用不具代表性或代表性差的筛分、浮沉资料提供设计，是对设计的误导，后果是严重的。因此，对煤质资料的代表性问题应该引起高度重视。现将原煤资料可靠性分析如下：1、原煤矿样是该厂设计入洗的东庞矿二水平三上层2339、2337工作面、邢东矿一水平南翼三下209工作面的煤质资料，没有用相邻矿井和其它地质资料作代资料，故该矿样具有高度的代表性。2、该矿样是经过采样，试验，制样，化验，计算等工序完成的，各工序都可能产生误差。如果误差超过一定限度，不仅影响资料的准确性和可靠性，甚至判定该资料不能使用，所以筛分、浮沉试验都要按国家标准GB/T477-1998煤炭筛分试验方法、GB478-87煤炭浮沉试验方法和行业标准MT-93煤粉筛分试验方法、MT57-93煤粉浮沉试验方法进行审查。1）、试验过程中试样重量损失的审查：对筛分或浮沉试验资料，试验前后煤样的重量的差值比不得超过2%。即 =（煤样总质量-毛煤质量）/煤样总质量1=(5061-4997)/5061=1.26%2%2=（11280.9-11235.1）/11280.9=0.41%2%小于规定的重量损失百分数，资料可用。2）、试验结果的灰分差值：筛分试验前总样灰分与试验后各粒级产物灰分的加权平均值的差值，以及浮沉试验前煤样灰分与试验后各密度级产物灰分的加权平均值的差值，按其灰分不同、粒度不同有不同的规定。3）、筛分试验的审查：对于筛分试验，煤样灰分20%，相对差值不超过1%；煤样灰分20%，绝对差值不超过2%。=筛分试验前总样灰分-试验后各粒级产物灰分的加权平均值 1=13.17%-12.93%=0.24%2%2=24.46%-24.65%=0.19%2%小于规定的重量损失百分数，资料可用4）、浮沉资料的审查：对于浮沉资料，粒度大于或等于25mm时，煤样灰分20%，相对差值不超过1%；煤样灰分20%，绝对差值不超过2%；最大粒度小于25mm时，煤样灰分100手选煤2194.38 4.38 2.41 11.52 11.33 夹矸煤0.00 4.38 硫铁矿0.00 4.38 矸石1823.64 8.02 0.81 94.62 94.43 小计4018.02 8.03 1.68 49.24 49.05 10050手选煤3597.18 15.21 2.44 11.36 11.17 夹矸煤170.34 15.55 2.34 47.93 47.74 硫铁矿0.00 15.55 矸石1893.78 19.33 0.79 94.57 94.38 小计56511.31 19.33 1.89 40.30 40.11 50合计96619.33 19.33 1.80 44.01 43.82 5025煤51410.29 29.62 1.94 35.11 34.92 2513煤90818.17 47.79 2.30 19.50 19.31 136煤66913.39 61.18 2.26 16.35 16.16 63煤73414.69 75.87 2.39 15.07 14.88 30.5煤86517.31 93.18 2.76 17.32 17.13 0.50煤3416.82 100.00 3.18 23.19 23.00 500合计403180.67 80.67 2.44 20.01 19.82 毛煤总计4997100.00 100.00 2.31 24.65 24.46 原煤合计（除去大于50mm级矸石和硫化铁462692.58 92.58 2.44 19.04 18.85 通过对大样资料的分析，从表2.1、2.2 中可以看出：（1）由原煤的工业分析，由挥发分Vdaf(%)=38.7可知，此煤属于气肥煤大类，因为Vdaf(%)=38.7大于Vdaf(%)=37，后根据大样其他参数以及指导老师的意见和经验，判定此煤排号为气煤。（查煤化学（P150）表9-6）（2） 从表1.1中可以知道其硫分和灰分，根据选煤工艺设计与管理P40表3-1可知，此煤灰分为24.46%，属于中灰分煤；硫分为0.63%，属于低硫分煤，故初步确定在洗选加工工艺中可以不考虑脱硫。（3）50mm煤的含矸量为7.42%，小于5%，属于高矸，但需综合考虑另一组煤性质后才能判定是否机械排矸。（4）大部分原煤粒度集中在50mm以下，且各粒级分别较均匀。该煤种25-0.5mm粒级的含量占全样的63.56%，+50mm粒级的煤占19.33%，说明该煤粒度分布均匀，中等硬度且脆。在选择分选工艺时应该谨慎考虑。（5）原煤灰分随粒度级的变化不明显，说明煤和矸石的可碎性相近。（6）原生煤泥（-0.5mm粒级）的灰分稍高于相邻粒度级的灰分，由此可以初步判定该煤有轻微泥化现象（应由泥化实验来作更深层次的分析），故该煤洗选过程中需注意煤泥的处理。2、二矿一水平南翼三下209工作面原煤筛分资料分析通过对二矿资料的分析，从表2.3、2.4 中可以看出：（1）、原煤的工业分析，由挥发分Vdaf(%)=38.04可知，此煤属于气肥煤大类，粘结指数G等未知，但因挥发分大于37，故初步判断可能是气煤。后根据大样其他参数以及指导老师的意见和经验，分析该煤属于气煤。 （2）、该煤样灰分Ad（%）= 13.17 ，属于低中灰煤；硫分St.d（%）=0.89属于低硫分煤，初步判定洗选工艺不用考虑脱硫。（3）、该煤种-0.5mm粒级的灰分稍高其他粒级的灰分，故说明该煤种的矸石可能易泥化。（4）、该煤种的各粒级分布较均匀， +50mm粒级的含量较少，只占6.38%，说明该煤属于中硬度较脆的煤。与上述煤样相似，应该慎重考虑后续加工工艺。（5）、该煤种的含矸石量0.29%，小于1，故属于低矸等级，若与一矿煤不分组混合分选，考虑是否机械排矸。（6）、该煤种的各粒级的灰分接近，说明灰分分布均匀，大块矸石较少。综合以上分析，两种煤样牌号相同，都属于气肥煤大类中的气煤，根据目前煤炭工业对煤炭的综合利用，该煤种主要作为炼焦配煤，且性质基本相近，硫分含量悬殊较小。为混合入洗提供先决条件（最终确定根据分组分析）。表2.3 筛分总样化验结果：项目水分灰分挥发分全硫发热量胶质层可磨性煤样Mad%Ad%Vdaf%St,d% Qgr,d MJ/kg Xmm Y mm 指数毛煤1.1213.1738.040.89 29.15原煤-1.41.45.9240.10.5632.2229.51593表2.4:筛分前煤样总重量：11280.9kg，最大粒度：375207148mm粒级mm产物名称产率灰分校正灰分重量kg占全样%筛上累计%Mad%Ad%Ad%100手选煤204.11.817 1.817 1.718.839.066 夹矸煤4.90.044 1.860 1.4339.2439.476 硫铁矿0.000 1.860 矸石16.40.146 2.006 1.3877.7177.946 小计225.42.006 2.006 1.6814.503 14.738 10050手选煤475.14.229 6.235 1.4810.1910.426 夹矸煤0.000 6.235 0.236 硫铁矿0.000 6.235 0.236 矸石16.30.145 6.380 1.176969.236 小计491.44.374 6.380 1.4712.14 12.376 50合计716.86.380 6.380 1.54 12.88 13.119 50-25煤835.47.436 13.816 1.2412.7412.976 25-13煤1871.816.660 30.476 1.4612.59 12.826 13-6煤2111.318.792 49.268 1.1512.312.536 6-3煤2155.919.189 68.457 1.0612.1412.376 30.5煤225920.107 88.564 1.3512.7112.946 0.50煤1284.911.436 100.000 1.4216.3616.596 500合计10518.393.620 1.2712.938 13.173 毛煤总计11235.1100.00 1.2912.934 13.170 原煤合计（除去大于50mm级矸石和硫化铁11202.499.709 1.2912.7612.996 105表2.5：自然级筛分浮沉试验结果综合报告表筛分浮沉5025mm2513mm136mm63mm30.5mm500.5mm产率%产率%产率%产率%产率%产率%灰分%密度级kg/l10.2918.1713.3914.6917.3173.8419.53占本级%校正占全样%校正灰分%占本级%校正占全样%校正灰分%占本级%校正占全样%校正灰分%占本级%校正占全样%校正灰分%占本级%校正占全样%校正灰分%占本级%占全样%灰分%2.027.242.9988.5411.421.9385.137.280.983.9570.7883.057.991.5180.4311.118.1185.18合计10010.2634.9310018.0619.2410013.2515.9810014.4314.541001716.910073.0119.38煤泥0.220.0231.910.590.1131.331.010.1434.011.780.2633.781.770.3129.921.130.8332.03总计10010.2934.9210018.1719.3110013.3916.1610014.6914.8810017.3117.1310073.8419.53表2.6：破碎级筛分浮沉试验结果综合报告表筛分浮沉5025mm2513mm136mm63mm30.5mm500.5mm产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%密度级kg/l8.425 49.0695.564 42.979 1.840 37.449 1.220 34.029 1.521 31.63918.570 43.677 占本级%校正占全样%校正灰分%占本级%占全样%校正灰分%占本级%校正占全样校正灰分%占本级%校正占全样校正灰分%占本级%校正占全样校正灰分%占本级%占全样%灰分%2.046.083.824 92.680 39.472.187 93.092 31.790.592 91.510 25.460.343 91.520 24.310.383 88.380 39.731 7.328 92.430 合计1008.396 49.102 100.005.541 42.974 1001.827 37.377 1001.206 33.815 1001.475 30.434 10018.445 43.607 煤泥0.340.029 39.470 0.410.023 44.330 0.720.013 47.410 1.140.014 52.640 3.040.046 70.080 0.672 0.125 54.006 总计1008.425 49.069 100.00 5.564 42.979 1001.840 37.449 1001.220 34.029 1001.521 31.639 10018.570 43.677 3、一矿二水平三上层2339、2337工作面原煤浮沉资料分析根据前面所述的原煤浮沉资料的审查，该资料准确可信，对指导设计有很大的作用，下面将该矿的浮沉资料分析如上两表：由表2.5，2.6可知（1）、50-0.5mm级可以看出该矿的主导密度级为-1.40kg/L，占该矿样的50-0.5mm级的61.01%，占该矿全样的36.61%。密度大于1.4kg/L较少，仅占全样的23.39%。（2）、各粒度级随密度级降低灰分有递减趋势，且1.41.8kg/L密度级的基元灰分由25mm到13mm是升高的，说明此时夹矸煤得到逐步解离；而从13mm以下灰分随粒度降低而降低，说明夹矸煤随粒度减小，解离情况变好；（3）、随着粒度级的减小，灰分稍有升高，说明矸石较有轻微泥化现象；各粒度级浮沉煤泥灰分均较底。4、二矿一水平南翼三下209工作面原煤浮沉资料试验分析表2.7自然级筛分浮沉试验结果综合报告表筛分浮沉5025mm2513mm136mm63mm30.5mm500.5mm产率%灰分%校正灰分产率%灰分%校正灰分产率%灰分%校正灰分产率%灰分%校正灰分产率%灰分%校正灰分产率%灰分%密度级kg/l7.436 12.98 %16.66 12.83 %18.79 12.54 校正占全样%19.19 12.38 %20.11 12.95 %82.18 12.70 占本级%占全样%灰分%校正占全样%灰分%占本级%占全样%灰分%灰分%占本级%占全样%灰分%灰分%占本级%占全样%灰分%灰分%占本级%占全样%灰分%灰分%占本级%占全样%灰分%2.02.30.16 78.66 0.13 78.66 1.38 0.22 74.63 74.47 1.44 0.26 70.34 0.31 70.34 1.52 0.29 66.22 66.41 3.35 0.65 62.42 62.30 2.00 1.59 67.58 合计1007.07 13.20 7.07 12.77 100.0 15.66 12.71 12.55 100.0 18.29 12.13 18.29 12.39 100.0 18.79 12.02 12.22 100.0 19.29 13.06 12.94 100.0 79.11 12.55 煤泥4.890.36 16.96 0.36 16.96 5.99 1.00 17.10 17.10 2.65 0.50 18.02 0.50 18.02 2.08 0.40 19.80 19.80 4.05 0.81 13.06 13.06 3.74 3.07 16.51 总计1007.44 13.38 7.44 12.98 100.0 16.66 12.98 12.83 100.0 18.79 12.29 18.79 12.54 100.0 1