毕业设计（论文）-国华常坤3.0Mta群矿型选煤厂初步设计.docx

中国矿业大学2013届本科生毕业设计 第190页目 录第一部分 设计说明书1 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原料煤矿井概况11.5选煤工艺11.6产品品种及用途21.6.1水源21.6.2电源21.6.3交通运输22 选煤工艺32.1煤质资料及可选性分析32.1.1煤质资料的审查及分析32.1.2两矿原煤可选性研究及分组分级讨论112.1.3 煤质资料综合及校正182.2选煤工艺的初定和技术经济比较282.2.1 初步选定的方案分析282.2.2 方案的预测302.2.3、方案的技术经济比较482.3选定流程的介绍及流程计算522.3.1辅助工艺的确定522.3.2 脱泥及最终产品预测542.3.3 设计工艺流程的整体描述及工艺流程图582.4 流程计算592.4.1数质量流程计算592.4.2介质流程计算592.4.3 工艺流程计算结果汇总722.5设备选型及计算752.5.1选型与计算的原则和规定752.5.2主要设备选型与计算762.6选煤工艺布置912.6.1工艺布置原则912.6.2总平面布置912.6.3原煤受煤、配煤912.6.4主厂房912.6.5产品仓932.6.6尾煤系统932.7生产技术检查932.7.1检查的内容与项目932.7.2技术检查取样设置952.7.3检查室963 建筑物和构筑物973.1概述973.2气象及地震资料973.3建筑物及构筑物设计983.3.1建筑设计983.3.2结构设计984 给水排水994.1给水水源994.2用水量和水压994.2.1用水标准及用水量994.2.2水压994.2.3消防994.3给水系统994.4排水995 生产辅助设施1005.1机电修理车间1005.2介质制备车间1005.3压缩空气供应1006 电气1026.1供配1026.1.1电源及供电方式1026.1.2供配电系统1026.1.3照明1036.1.4防雷1036.2集中控制与自动化1036.2.1控制系统1036.2.2控制原则1036.3通讯调度1046.4自动化1047 铁路运输1057.1技术条件1057.2轨道设置1058 采暖通风与药剂库1068.1采暖1068.1.1概述1068.1.2采暖温度1068.1.3采暖方式1068.2通风除尘1068.3室外供热管道1078.4药剂库、油脂库1079 工业场地总平面1089.1原始资料1089.2总平面布置1089.2.1布置原则1089.2.2场地功能区分1089.2.3总平面布置1089.2.4辅助车间的布置1089.2.5行政、生活福利设施的布置1099.2.6运输1099.2.7场地利用系数及绿化10910 技术经济11010.1劳动定员11010.2选煤成本11210.2.1产品销售收入11210.2.2分离前成本11310.2.3 分离后成本11310.2.4财务分析11410.3 技术经济指标11411 环境保护11711.1环境保护设计依据及采用的环境保护标准11711.1.1环境保护设计依据11711.1.2采用的环境保护标准11711.2选煤厂污染防治措施11711.3厂区绿化11712 劳动安全11812.1预防自然灾害措施11812.2防火防爆措施11812.3防机械伤害和人身安全措施11812.4防触电伤害措施118第二部分 概算书1 概算编制说明1191.1工程概况及投资范围1191.2编制依据及取费标准1191.2.1编制依据1191.2.2概算指标1191.2.3价格1191.2.4取费标准1191.2.5基本预备费1191.2.6概算总投资1192 概算结果汇总120第三部分 专题论文对旋流器选煤的简要分析1341前言1342. 旋流器简介1342.1旋流器的基本结构和工作原理1342.2 重介质旋流器的特点1352.3 重介质旋流器的应用1353 选煤中常用的各类旋流器1363.1 重介质旋流器1363.2 水介旋流器1363.3 煤泥浓缩(分级)旋流器1373.4 小直径煤泥重介质旋流器1373.5 大直径重介旋流器1374 无压给料三产品重介旋流器1384.1 无压给料三产品旋流器的结构原理1384.2 无压给料三产品旋流器的特点1384.3 在现场使用的主要优缺点1385 结语139第四部分 英文翻译英文翻译140附 录图纸列表182参考书目183致 谢1851 总 论1.1选煤厂类型、厂型及厂址本选煤厂以入洗A1层和A2层的原煤为主，其中A1层煤占55%，A2层煤占45%，是一座群矿型选煤厂，设计入洗能力为3.0Mt/a。该选煤厂拟建于河南永城地区。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。全套图纸加扣 30122505821.3矿区及厂址概况井田中心南距永城市23km，西至商丘市75km，东至江苏徐州市80km，至安徽淮北市40km，矿井附近有京九、陇海、津浦三条铁路干线，北距陇海铁路砀山站38km，永城矿区自用铁路与京九、陇海铁路相连。连、霍高速公路从矿井井田北缘通过，砀山永城公路从井田东部通过，井田内乡间公路纵横成网，交通便利。本区位于淮河冲积平原北部，地势平坦开闹，总体为西北高，南东低。木区属淮河水系，地表水体不发育，主要河流为王引河。永城属暖温带半湿润、大陆性季风气候，春暖秋凉，夏热冬寒，四季分明。多年平均气温14.3，历年平均降水量为824.2mm，年平均风速为3.3米/秒。永城市属郯城庐江地震带影响范围，地震烈度小于6度。本矿区地处黄淮平原腹地，资源丰富。矿区工业以煤炭，电力、冶金、建筑材料为主，农业以种植小麦、玉米、大豆等为主，经济作物主要有花生、棉花、芝麻等。农业和矿业已成为永城两大基础支柱产业。1.4原料煤矿井概况本井田煤层赋存于石炭二叠系含煤岩系，含煤岩系分四组七个煤段，含煤地层总厚度993.0m，共含煤13层，煤层总厚度7.27m。下二迭统山西组和下石盒子组含主要可采煤层二22煤及局部可采煤层三3煤和二22煤。1.5选煤工艺本选煤厂拟采用A1矿与A2矿原煤，并以55%：45%的比例入洗，据原始煤质资料及用户的要求灰分级别，原煤可选性属难选煤。经过几种入洗工艺的方案比较，本选煤厂采用+13mm跳汰排矸后浅槽再选、末煤脱泥后三产品重介质旋流器、煤泥浮选联合工艺。具体工艺为：原煤经过13mm分级筛分，13mm的块煤进入跳汰机选出块矸石，块混煤进入浅槽再选出块精煤和块中煤，0.25mm粗煤泥采用TBS分选机进行粗煤泥回收，0.25mm粉煤泥采用浮选机进行分选。水力分级旋流器底流依次通过TBS分选机-振动弧形筛-煤泥离心机回收成为粗精煤泥；TBS分选机底流和末中矸磁尾、离心液一起依次通过中矸水力分级旋流器-振动弧形筛-煤泥离心机回收为粗中煤泥，和末中煤产品混合成为末中煤；浮选精煤经过加压过滤机得到最终浮选精煤，和末精煤及粗精煤泥产品混合成为末精煤，加压过滤机滤液返回到矿浆准备器再浮选；浮选尾煤和中矸分级旋流器溢流采用两段浓缩两段脱水工艺，一段浓缩机底流进入浓缩旋流器浓缩到一定浓度后进入高频筛单独回收粗中煤泥，一段浓缩机溢流、旋流器溢流和高频筛筛下进入二段浓缩机，其底流经压滤产生细中煤泥，二段浓缩机溢流和压滤机滤液作为循环水。1.6产品品种及用途本选煤厂的产品结构为：块精煤、块中煤、块矸石、末精煤、末中煤和末矸石。无烟煤主要供化工造气原料、发电燃料。低灰、低硫、且质软易磨的无烟煤不仅是理想的高炉喷吹和烧结铁矿石用的还原剂与燃料，而且还可作为制造各种碳素材料如碳电极、炭块、阳极糊和活性炭、滤料等原料。1.6.1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；生产用水可取自处理后的矿井井下来水，也可来自水源井，水量、水质都能满足生产用水要求。1.6.2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。1.6.3交通运输矿井附近有京九、陇海、津浦三条铁路干线，连、霍高速公路从矿井井田北缘通过，砀山永城公路从井田东部通过，井田内乡间公路纵横成网，交通便利。2 选煤工艺2.1煤质资料及可选性分析设计就是依靠入洗原煤基础资料。进行透彻煤质分析，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更大的经济利益。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A1矿和A2矿的建井煤质资料，没有用相邻矿井和其他地质资料作代资料，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；（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10%；煤样灰分20%，绝对差值不超过2%。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）/筛分试验前总样灰分；对于A1层：2=34.8334.08=0.75%2%，小于规定的重量损失百分数，资料可用；对于A2层：2=35.6534.30=1.35%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10%；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15%，相对差值不超过10%；煤样灰分15%，绝对差值不超过1.5%。综上分析，所用两矿的大样数据真实有效，下面将对两个煤样的筛分浮沉数据可以作为后续分析计算和数据处理的依据。二、煤质分析为了采用合理正确的工艺方法，将煤质资料的数据规律和分析内容与选煤方法的选择、工节的设置、流程的制定、甚至与产品的定向定位结合起来，为下一步工艺设计做基础，现将煤质特征分析如下：1、 A1层原煤的筛分资料分析表2.1-1 A1层煤原煤筛分试验表 级别(mm)产品名称各级产率灰分AA,%校正灰分Ad/%占全样%筛上累计150煤2.142.1410.8211.57夹矸煤1.421.4238.9539.70矸石3.203.2081.8282.57小计6.766.7650.3451.09150100煤2.314.45 12.5413.29夹矸煤1.142.56 30.6931.44矸石3.146.34 82.5383.28小计6.5913.35 49.0349.78100煤4.45 4.45 11.7112.47夹矸煤2.56 2.56 35.2736.03矸石6.34 6.34 82.1782.93小计13.35 13.35 49.6950.4510050煤3.017.46 11.4012.15夹矸煤1.353.91 40.9941.74矸石1.918.25 82.9583.70小计6.2719.62 39.5740.325025煤5.8313.29 14.5515.30夹矸煤1.215.12 39.8640.61矸石2.3010.55 81.0681.81小计9.3428.96 34.2134.962513煤13.0426.33 35.9836.73136煤11.8138.14 35.4636.2163煤12.1650.30 30.3231.0731煤12.0362.33 28.2328.9810.5煤5.5167.84 28.8329.58100煤5.465.4611.7013.05夹矸煤5.605.6045.6847.03 硫化煤矸石5.255.2580.6481.99小计16.3116.3145.56 46.9110050煤6.6012.06 11.8013.15夹矸煤3.539.13 50.5151.86硫化煤矸石4.9310.18 82.4483.79小计15.0631.37 44.00 45.355025煤14.4826.54 40.1141.46夹矸煤矸石小计14.4845.85 40.11 41.462513煤6.4833.02 31.2732.62136煤13.7146.73 29.0130.3663煤10.0056.73 28.5129.8630.5煤17.9174.64 24.2025.55500.5煤62.5874.64 30.3631.710.50煤6.0580.69 20.5721.92各种产品合计煤80.6980.69 26.8428.19夹矸煤9.139.13 47.5548.90矸石10.1810.18 81.5182.86小计100.00100.00 34.3035.65通过对大样资料的分析，从表2.1-2 中可以看出：（1）、该煤样灰分Ad(%)= 35.65 ，属于中高灰分煤。（2）、大块夹矸含量为9.13%；煤含量为36.54%，矸石含量10.18%，大于5%，属于高矸，因此不宜手选，初步判定首先用机械排矸。（3）、该煤种-0.5mm粒级的灰分低于其他粒级的灰分，故说明该煤种也基本不存在泥化现象。（4）、原煤灰分随粒度的减小有较为明显的降低，说明吗，煤和矸石的可碎性不同，煤比矸石易碎，矸石的泥化现象不是很严重，简化了煤泥水的处理环节。3、A1层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下：由2.1-3和2.1-5可知：（1）该矿的主导密度级为1.30-1.40和1.80kg/L，占该矿样的26.63和28.90%；其它密度级含量差别不大，可以粗略的判断出，该煤样在灰分要求不低的情况下可选性较好。在具体的灰分要求下，用0.1邻近密度物含量法来判定煤的可选性。（2）12%，故没有用重力分选方法获得低灰精煤的可能；1.8 g/cm3密度级的灰分Ad=76.23%，故矸石很纯，在生产中可以得到高灰产品。（3）原煤中1.8 g/cm3的产率为13.23%，因此矸石含量较多，需进行机械排矸。4、A2层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下：由2.1-4和2.1-6可知：（1）该矿的主导密度级为1.30-1.40和1.80kg/L，占该矿样的10.53和13.20%；其它密度级含量差别不大，可以粗略的判断出，该煤样在灰分要求不低的情况下可选性较好。在具体的灰分要求下，用0.1邻近密度物含量法来判定煤的可选性。表2.1-3 A1层原煤浮沉试验报告表筛分150mm150100mm10050mm5025mm2513mm浮沉产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%密度级6.7651.096.5949.786.2740.329.3434.9613.0436.73Kg/L占本级%占全样% 灰分%占本级%占全样% 灰分%占本级%占全样% 灰分%占本级%占全样% 灰分%占本级%占全样% 灰分%1.8056.11 3.79 77.50 53.01 3.48 77.27 33.81 2.12 76.77 24.57 2.29 76.52 24.78 3.21 76.10 小计100.00 6.75 51.12 100.00 6.56 49.88 100.00 6.26 40.34 100.00 9.33 34.96 100.00 12.97 36.72 小计占总计99.79 99.79 99.60 99.60 99.84 99.84 99.89 99.89 99.49 99.49 煤泥0.21 0.01 37.13 0.40 0.03 26.80 0.16 0.01 27.17 0.11 0.01 35.60 0.51 0.07 38.65 总计100.00 6.76 51.09 100.00 6.59 49.78 100.00 6.27 40.32 100.00 9.34 34.96 100.00 13.04 36.73 表2.1-3 A1层原煤浮沉试验报告表（续表）筛分136mm63mm31mm10.5mm浮沉产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%密度级11.8136.2112.1631.0712.0328.985.5129.58Kg/L占本级%占全样% 灰分%占本级%占全样% 灰分%占本级%占全样% 灰分%占本级%占全样% 灰分%1.8027.02 3.19 76.03 18.94 2.30 75.49 20.03 2.40 75.71 23.49 1.28 71.46 小计100.00 11.80 36.19 100.00 12.14 31.05 100.00 11.99 28.92 100.00 5.46 29.45 小计占总计99.89 99.89 99.87 99.87 99.68 99.68 99.03 99.03 煤泥0.11 0.01 58.54 0.13 0.02 51.34 0.32 0.04 48.98 0.97 0.05 43.33 总计100.00 11.81 36.21 100.00 12.16 31.07 100.00 12.03 28.98 100.00 5.51 29.58 表2.1-4 A2层原煤浮沉试验报告表筛分100mm10050mm5025mm2513mm浮沉产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%密度级16.3146.91 15.0645.35 14.4841.46 6.4832.62Kg/L占本级%占全样% 灰分%占本级%占全样% 灰分%占本级%占全样% 灰分%占本级%占全样% 灰分%1.8044.20 7.2176.1040.786.1476.1035.805.1876.6722.781.4777.81小计100.00 16.3146.92100.00 15.0645.35100.00 14.4641.48100.00 6.4632.64小计占总计100.00 100.0099.9799.9799.8799.8799.6799.67煤泥0.03 0.0023.170.030.0023.170.130.0227.000.330.0226.38总计100.00 16.3146.91100.0015.0645.35100.0014.4841.46100.006.4832.62表2.1-4 A2层原煤浮沉试验报告表（续表）筛分136mm63mm30.5mm浮沉产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%密度级13.7130.3610.0029.8617.9125.55Kg/L占本级%占全样% 灰分%占本级%占全样% 灰分%占本级%占全样% 灰分%1.8023.213.1675.5625.042.4875.0820.99 3.7073.81小计100.00 13.6430.33100.00 9.9029.72100.00 17.6425.29小计占总计99.4699.4698.9998.9998.4798.47煤泥0.540.0736.131.010.1043.301.530.2742.41总计100.0013.7130.36100.0010.0029.86100.0017.9125.55表2.1-5 A1层原煤浮沉试验综合表密度级，Kg/L产率/%灰分/%占本级占全样1.8028.90 13.23 76.23 小计100.00 45.79 36.50 煤泥0.30 0.14 41.17 总计100.00 45.93 36.51 表2.1-6 A2层原煤浮沉试验综合表密度级，Kg/L产率/%灰分/%占本级占全样1.8031.40 13.20 75.85 小计100.00 42.05 36.51 小计占总计99.47 99.47 煤泥0.53 0.22 40.03 总计100.00 42.28 36.53 （2）12%，故没有用重力分选方法获得低灰精煤的可能；1.8 g/cm3密度级的灰分Ad=75.85%，故矸石很纯，在生产中可以得到高灰产品。（3）原煤中1.8 g/cm3的产率为13.20%，因此矸石含量较多，需进行机械排矸。由上述浮沉资料分析可知，两矿原煤的性质非常相似，除上述分析外，两矿原煤还有一个重要特点，就是1.8 g/cm3含量较高，灰分大，即矸石含量较大，并且矸石很纯，这使得通过选煤方法比较容易得到较纯的矸石。同时可以考虑原煤预先排矸，这样可以尽快从系统中排出矸石；并且从某种方面来说可以改善原煤的分选性质，能够更容易得从原煤中选出满足用户要求的产品。2.1.2两矿原煤可选性研究及分组分级讨论一、两矿浮沉资料的整理及可选性研究1、A1层煤的可选性分析2.1-7 A1层+0.5mm综合级可选性研究表密度级，Kg/L产率/%灰分/%累计分选密度0.1，Kg/L浮物沉物密度级，Kg/L产率/%扣除后产率/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%1.8028.90 76.23 100.00 36.50 28.90 76.23 小计100.00 36.50 煤泥0.30 41.17 总计100.00 36.51 图2.1-1 A1层+0.5mm综合级可选性曲线分析表2.1-7浮沉试验结果综合表及图2.1-1可选性曲线可知：（1）、从图中可以看出，该层煤1.8的矸石含量为28.90%,灰分为76.23%，矸石含量高灰分高，属于中高矸煤。（2）、该矿中1.5 kg/L密度级含量为48.53%，灰分为13.03%，此时还不能满足精煤灰分要求；如果将精煤灰分控制到12%以下，分选密度小于1.5 kg/L，分选密度1.5 kg/L时的0.1含量为32.41%（扣除+1.8的高密度物）。（3）、该层煤1.8的矸石含量为28.90%,灰分为76.23%，这表明该煤综合样的高密度物含量多，因此该煤的总灰分偏高。（4）、当要求精煤灰分12.0%时，理论精煤产率45.00%，理论分选密度为1.48kg/L，邻近密度物含量为36.00%。根据煤炭可选性等级划分标准，该煤的可选性为难选煤。（5）、由于大于1.8kg/L的密度级的灰分为76.23%，想排除高灰矸石是比较容易实现的。2、A2层煤的可选性分析2.1-8 A2层+0.5mm综合级可选性研究表密度级，Kg/L产率/%灰分/%累计分选密度0.1，Kg/L浮物沉物密度级，Kg/L产率/%扣除后产率/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%1.8031.40 75.85 100.00 36.51 31.40 75.85 小计100.00 36.51 煤泥0.53 40.03 总计100.00 36.53 图2.1-2 A2层+0.5mm综合级可选性曲线分析表2.1-8浮沉试验结果综合表及图2.1-2可选性曲线可知：（1）、从图中可以看出，该层煤1.8的矸石含量为31.40%,灰分为75.85%，矸石含量高灰分高，属于中高矸煤。（2）、该矿中1.5 kg/L密度级含量为51.31%，灰分为11.46%，此时满足精煤灰分要求，但是产率不高；如果将精煤灰分控制到12%以下，分选密度接近1.5 kg/L，分选密度1.5 kg/L时的0.1含量为21.93%（扣除+1.8的高密度物）。（3）、该层煤1.8的矸石含量为31.40%,灰分为75.85%，这表明该煤综合样的高密度物含量多，因此该煤的总灰分偏高。（4）、当要求精煤灰分12.0%时，理论精煤产率51.00%，理论分选密度为1.50kg/L，邻近密度物含量为22.00%。根据煤炭可选性等级划分标准，该煤的可选性为较难选。（5）、由于大于1.8kg/L的密度级的灰分为75.85%，想排除高灰矸石是比较容易实现的。二、分组、分级分析1、分组讨论本厂是群矿型选煤厂，设计入洗原煤来自A1矿、A2矿，对原煤是否混合入洗，应该是我们设计时重点考虑的问题，如果两层原煤能够混合入洗，可以大大减少基建投资、简便工艺环节、降低加工费用、