毕业设计（论文）-睿腾煤业公司5.0Mta矿井型选煤厂初步设计.docx

中国矿业大学2013届本科生毕业设计 第8页 第一部分1概述1.1 选煤厂设计规模和工作制度本设计选煤厂为处理能力5.0Mt/a矿井型选煤厂，入选睿腾煤业公司4#煤层与8#煤层原煤。其中4#煤层占70%，8#煤层占30%。工作制度为年工作330天，采取两班生产,一班检修，生产时间为16时/天。全套图纸加扣 30122505821.2 矿区及选煤厂概况一、厂区位置、交通概况睿腾煤业公司位于巴彦淖尔市金泉工业园区,距离京兰线铁路74km，距离京藏高速公路70km，距离110国道34km。巴彦淖市正在规化一条专用铁路线，直达金泉煤化工工业园区，距毅腾煤化工基地lOOm，交通十分便利。二、厂区地理概况1、地形地势乌拉特中旗地处内蒙古高原西部，由阴山山脉东西走向的二狼山、乌梁素太山、查斯太山分割成南北不同的自然地貌，具有明显的地域差异和过渡变化。2、气象乌拉特中旗深居大陆，远离海洋，地处高原，地域辽阔。气候差异很大，具有高原寒暑剧变的特点，属大陆性干旱气候区。表现为四季分明，夏季短促；春季干燥多风；秋季温和凉爽，降雨量少蒸发量大；冬季漫长，持续5个月（11月次年3月），冬春少雨雪，夏季雨量集中，昼夜温差大的特点。3、气温：年平均气温3.06.8，南部山前6.0-6.8，海流图为4.5，东部石哈河地区3，北部乌兰苏木3.7。南北气温相差3.8，东西气温相差0.61.5。全旗各地7月份最热，极端最高为38.7，平均气温为19.823.4，冬季极端最低-39.4。4、灾害危害乌拉特中旗农牧业生产的主要气象灾害有干旱、冰雹、干热风、霜冻、大风、沙尘暴、白毛风、白灾、寒潮等。三、选煤工艺本厂采用4#煤层与8#煤层原煤混合入洗，破碎50mm以下，1mm预先脱泥，50-1mm两段两产品重介质旋流器，粗煤泥TBS回收，煤泥直接浮选，两产品重介质旋流器一段出矸石，二段出精煤和中煤，旋流器精煤与TBS溢流脱水产物及浮选精煤作为全厂最终精煤，旋流器中煤与TBS底流脱水产物作为全厂最终中煤，旋流器的矸石产物作为最终矸石，尾煤浓缩机底流进行压滤，煤泥厂内回收，煤泥水不外排，实现了洗水闭路循环。四、产品品种及用途本厂的主要产品有三种：精煤（1/3焦煤，Ad=9.86%）中煤（Ad=32.076%）矸石 (Ad=77.920%)煤泥（Ad=55.338%）。精煤用做炼焦（配）煤，中煤主要用于动力配煤和民用；矸石主要用于制砖；煤泥主要用于民用。五、水电供应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。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。六、交通运输睿腾煤业公司位于巴彦淖尔市金泉工业园区,距离京兰线铁路74km，距离京藏高速公路70km，距离110国道34km。厂区的铁路线，向北可至金泉煤化工工业园区，能够保证产品及各种材料有很好的运输条件。站场主要干线为7股：一股材料、油脂、介质线，两股装车线，一股停车整备线，两股机车正线,一股调车线。两股正线与国铁相通，其他铁路线与两股正线相通。七、选煤厂主要经济技术指标选煤厂各主要技术经济指标见表1-1。 表1-1 选煤厂主要技术经济指标表序号指标名称单位指 标备注1选煤厂类型矿井型2处理能力（1）年处理能力万t500.00 （2）日处理能力t15151.52 （3）小时处理能力t946.97 3设计工作制度（1）年工作天数d330（2）日工作小时h164原煤质量牌号1/3焦煤灰分21.82 5原煤的可选性极难选6选煤方法重介-浮选联合工艺7选后产品质量（灰分/水分）（1）精煤9.86/9.97（2）中煤32.076/11.27（3）矸石77.92/15（4）煤泥55.338/26.08选后产品产率（1）精煤70.28 （2）中煤15.38 （3）矸石8.96 （4）煤泥5.39 9选后产品年产量（1）精煤万t351.38 （2）中煤万t76.92 （3）矸石万t44.79 （4）煤泥万t26.93 10全厂在籍人数人254其中：生产工人22511劳动生产率（1）全员效率t/工85.00 （2）生产工效率t/工91.80 12吨煤用水量（1）清水m3/t132.09 （2）循环水m3/t2505.70 13吨煤电耗kw.h7.50 参考城郊14重介系统吨煤介耗Kg/t0.78 15建设项目静态总投资万元32930.71 其中：土建工程万元23070.04 设备购置万元5298.11 安装工程万元781.19 其他费用万元1917.36 工程预备费万元1864.00 16吨原煤基建投资元65.86 17吨原煤加工费元15.34 18选后产品单位成本（1）精煤元/t1300.00 （2）中煤元/t300.00 （3）矸石元/t2.74 （4）煤泥元/t109.69 19年平均税后利润万元/年217936.81 20静态投资回收期年0.15 2 工艺部分2.1 煤层、煤质特征、煤质资料分析及煤的可选性煤质资料的分析是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，这也是搞好设计的前提。本次设计选煤厂入选睿腾煤业公司4#煤层和8#煤层两种煤，其中4#煤层煤占70%，8#煤层煤占30%。2.1.1 煤质资料分析一、4#煤层煤样 煤样工业分析见表2.1-1表2.1-1 4#煤层煤样总样工业分析结果项目水分灰分挥发分全硫发热量 胶质层GR.I%煤样Mad %Ad %Vdaf %St,d %Qgr,d MJ/kgX mmY mm原煤1.37 20.01 30.04 1.22 27.95 31.00 18.00 95.00 浮煤（-1.4）0.76 6.68 28.37 0.46 33.35 全水 Mt/%5.46%煤质牌号1/3焦煤由表2.1-1可知：（1）根据选煤工艺设计与管理P40表3-1煤中灰分与硫分等级划分可知：此煤的灰分为20.01%，在20.01-30.00%之间，属于中灰分煤；故需要洗选。（2）由原煤的工业分析，由挥发分Vdaf(%)=30.04可知，此煤属于烟煤大类，根据煤黏结性指数和Y值可以将煤炭分类确定牌号，查煤化学（P150）表9-6，确定此煤牌号为1/3焦煤，该煤的主要用途为炼焦。（3）原煤硫分St.d=1.22% ，在1.01-1.50%之间，根据选煤工艺设计与管理P40 表3-1可知，该煤属于低中硫分煤，而经减灰后的浮煤硫分为0.46%0.50%,为特低硫分煤（减灰后硫分降低，说明所含为无机硫），符合硫分要求，故初步确定在洗选加工工艺中不考虑脱硫。煤样的筛分试验见表2.1-2。表2.1-2 4#煤层煤样筛分试验报告表煤样编号:睿腾洗煤厂4#煤样 煤样筛前重:10365.9公斤 最大粒度:240340320 mm 70% 原煤灰分：20.01% 数 量Mad%Ad%St.d %Qgr.d MJ/kg公斤(kg)占本层%150煤324.60 3.18 0.87 12.22 1.32 31.43 夹矸煤矸石73.20 0.72 0.44 63.28 7.23 7.21 硫化铁小计397.80 3.90 0.79 2.41 26.97 150-100煤231.50 2.27 0.68 13.09 0.91 30.78 夹矸煤矸石61.40 0.60 1.04 57.94 4.07 10.58 硫化铁小计292.90 2.87 0.76 1.57 26.55 100-50煤707.40 6.94 1.00 14.67 0.99 29.94 夹矸煤矸石131.50 1.29 1.20 67.32 3.98 15.19 硫化铁小计838.90 8.23 1.03 1.46 27.63 50mm合计 1529.60 15.00 0.92 22.50 1.73 27.25 50-251049.50 10.29 1.18 23.68 1.25 26.34 25-13876.90 8.60 1.68 22.07 0.99 27.63 13-61097.70 10.76 1.72 21.99 0.98 27.48 6-31559.70 15.29 1.84 19.90 0.84 28.17 3-0.52250.30 22.07 1.41 17.74 0.83 28.96 0.5-01834.10 17.99 2.38 22.72 1.25 26.79 小计8668.20 85.00 20.88 总计10197.80 100.00 1.61 21.12 1.11 27.65 由表2.1-2可知：（1）大块可见矸石的含量为2.61%，根据选煤工艺设计与管理P42表3-5入厂原煤含矸量等级（参考值）可知：此煤的含矸等级为中矸，故需要洗选。（2）+50mm的含量为15%，含量较低。并且随着粒度的减小，各粒度的含量也大体上增加，说明该煤煤质较软，原煤主导粒级为3-0.5mm，占原煤总样的22.07%，次主导粒级为0.5-0mm，占17.99%。（3）并且随着粒度的减小，各粒度的灰分变化较大，煤和矸石的可碎性相差较大。（4）原生煤泥（-0.5mm粒级）的灰分与相邻粒度级的灰分相差较大，由此可以初步判定矸石易泥化（应由泥化实验来作更深层次的分析），故该煤洗选的煤泥水处理较为困难。表2.1-3 4#煤层50-0mm自然级与破碎级筛分综合表级 别自然级破碎级综合级占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%校正前灰分/%校正后灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%123456789101150-2512.1110.2923.6853.578.0423.4223.0818.3318.3323.4125-1310.128.6022.0715.292.2927.2326.8910.8910.8923.0813-612.6610.7621.9910.971.6521.0320.6912.4112.4121.826-317.9915.2919.908.561.2818.7218.3816.5816.5819.783-0.525.9622.0717.747.551.1317.1516.8123.2023.2017.69-0.521.1617.9922.724.060.6122.9122.5718.5918.5922.71小计100.0085.0020.88100.0015.0022.8422.50100.00100.0021.12二、8#层煤样煤样工业分析见表2.1-4表2.1-4 8#层煤样总样工业分析结果项目水分灰分挥发分全硫发热量 胶质层GR.I%煤样Mad %Ad %Vdaf %St,d %Qgr,d MJ/kgX mmY mm原煤2.39 22.51 31.53 1.02 26.75 43.00 14.00 79.00 浮煤(-1.4)1.93 10.07 31.67 0.77 31.80 全水 Mt/%3.94%煤质牌号1/3焦煤由表2.1-4可知：（1）根据选煤工艺设计与管理P40表3-1煤中灰分与硫分等级划分可知：此煤的灰分为22.51%，在20.01-30.00%之间，属于低中灰煤；故需要洗选。（2）由原煤的工业分析，由挥发分Vdaf(%)=31.53可知，此煤属于烟煤大类，根据煤黏结性指数和Y值可以将煤炭分类确定牌号，查煤化学（P150）表9-6，确定此煤牌号为1/3焦煤，该煤的主要用途为炼焦。（3）原煤硫分St.d=1.02% ，在1.01-1.50%之间，根据选煤工艺设计与管理P40 表3-1可知，该煤属于低中硫分煤，而经减灰后的净煤硫分为0.77%,为低硫分煤（减灰后硫分降低，说明所含为无机硫），符合硫分要求，故初步确定在洗选加工工艺中不考虑脱硫。煤样的筛分试验见表2.1-5。表2.1-5 8#煤层煤样筛分试验报告表煤样编号:睿腾洗煤厂8#煤样 煤样筛前重:6767.6公斤 最大粒度:240320140 mm 30% 原煤灰分：22.51数 量Mad %校正前Ad%St.d %Qgr.d MJ/kg公斤(kg)占本层%150煤229.40 3.41 1.57 20.41 0.67 27.44 夹矸煤矸石0.00 硫化铁小计229.40 3.41 1.57 0.67 27.44 150 100煤264.00 3.93 1.56 20.70 0.77 27.67 夹矸煤矸石0.00 硫化铁小计264.00 3.93 1.56 0.77 27.67 100 50煤825.30 12.28 1.70 19.18 0.83 28.14 夹矸煤88.60 1.32 1.66 46.27 1.61 16.80 矸石79.80 1.19 1.57 65.73 2.27 7.11 硫化铁小计993.70 14.79 1.69 1.02 25.44 50mm合计 1487.10 22.13 1.65 23.75 0.92 26.14 50-251184.40 17.63 1.97 23.91 1.04 26.12 25-13910.40 13.55 2.15 22.29 1.06 26.62 13-6768.40 11.44 2.48 19.30 1.05 28.23 6-3831.40 12.37 2.85 21.36 1.30 26.94 3-0.5872.00 12.98 2.54 21.24 1.28 26.91 0.5-0664.70 9.89 4.41 34.01 2.41 20.11 小计5231.30 77.87 23.38 总计6718.40 100.00 2.41 23.47 1.22 26.04 由表2.1-5可知：（1）大块可见矸石的含量为1.19%，根据选煤工艺设计与管理P42表3-5入厂原煤含矸量等级（参考值）可知：此煤的含矸等级为中矸。初步判断不用机械排矸。（2）+50mm的含量为22.13%，含量较大，说明该煤煤质较硬，原煤主导粒级为50-25mm，占原煤总样的17.63%，次主导粒级为25-13mm，占13.55%。（3）原煤灰分随粒度级的变化较为明显，说明煤质变化大，煤和矸石的可碎性相差较大。（4）原生煤泥（-0.5mm粒级）的灰分与相邻粒度级的灰分相差较大，由此可以初步判定矸石易泥化（应由泥化实验来作更深层次的分析），故该煤洗选的煤泥水处理较为困难。表2.1-6 8#煤层50-0mm自然级与破碎级筛分综合表级 别自然级破碎级综合级占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%校正前灰分/%校正后灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 50-2522.64 17.63 23.91 61.36 13.58 23.94 24.62 31.21 31.21 24.22 25-1317.40 13.55 22.29 15.34 3.40 23.03 23.71 16.95 16.95 22.58 13-614.69 11.44 19.30 9.56 2.12 22.27 22.95 13.55 13.55 19.87 6-315.89 12.37 21.36 6.66 1.47 18.55 19.23 13.85 13.85 21.13 3-0.516.67 12.98 21.24 4.76 1.05 18.54 19.22 14.03 14.03 21.09 -0.512.71 9.89 34.01 2.32 0.51 25.77 26.45 10.41 10.41 33.64 小计100.00 77.87 23.38 100.00 22.13 23.07 23.75 100.00 100.00 23.47 第 9 页中国矿业大学2013届本科生毕业设计(论文)三、4#煤层煤样煤粉（-0.5mm）筛分试验报告材表2.1-7 4#煤层煤样0.5-0mm自然级与破碎级筛分综合表粒级mm自然级破碎级综合级重量灰 分重量灰 分重量灰分占本级%占本层%校正前%校正后%占本级%占本层%校正前%校正后%占本级%占本层%0.500-0.25014.112.5418.2918.6120.010.1218.7519.3114.302.6618.640.250-0.12541.577.4819.7220.0445.640.2819.2919.8541.717.7520.030.125-0.07520.443.6825.9826.3020.170.1224.9825.5420.433.8026.270.075-0.0457.021.2627.3527.673.960.0231.0531.616.921.2927.740.04516.863.0326.0626.3810.220.0631.1031.6616.643.0926.48合 计100.0017.9922.4022.72100.000.6122.0022.57100.0018.5922.71根据表2.1-7中数据其特性分析如下：煤泥各粒级的分布很不均匀，主导粒级为0.25-0.125mm，-0.045mm级只占16.64%，而+0.125mm级数量超过70%；故煤泥分级很有必要，可以分级成粗粒煤泥与细煤泥，然后分别回收，随着粒度的减小灰分略显升高，表明矸石泥化较为严重，为了避免矸石对精煤灰分的影响，在洗选时先将矸石分选出很有必要。同时由于细泥灰分高，故煤泥水处理较为困难 。第 23 页中国矿业大学2013届本科生毕业设计(论文)四、8#煤层煤样煤粉（-0.5mm）筛分试验报告材料分析表2.1-8 8#煤层煤样煤粉0.5-0mm自然级与破碎级筛分综合表粒级mm自然级破碎级综合级重量灰 分重量灰 分重量灰分占本级%占本层%校正前%校正后%占本级%占本层%校正前%校正后%占本级%占本层%0.500-0.25016.59 1.64 29.14 29.98 20.68 0.11 21.41 23.23 16.79 1.75 29.57 0.250-0.12542.13 4.17 32.25 33.09 47.57 0.24 21.32 23.14 42.39 4.41 32.54 0.125-0.07522.47 2.22 34.21 35.05 23.35 0.12 29.84 31.66 22.52 2.34 34.88 0.075-0.0454.64 0.46 30.76 31.60 2.76 0.01 36.66 38.48 4.54 0.47 31.80 0.04514.17 1.40 39.77 40.61 5.64 0.03 36.99 38.81 13.75 1.43 40.57 合 计100.00 9.89 33.17 34.01 100.00 0.51 24.64 26.45 100.00 10.41 33.64 根据表2.1-8中数据其特性分析如下：煤泥各粒级的分布很不均匀，主导粒级为0.25-0.125mm，-0.045mm级只占13.75%，-0.075mm只有18.29%，而+0.125mm级数量将近80%；故煤泥分级很有必要，可以分级成粗粒煤泥与细煤泥，然后分别回收，随着粒度的减小灰分略显升高，而且变化较大，表明矸石泥化较为严重，为了避免矸石对精煤灰分的影响，在洗选时先将矸石分选出很有必要。同时由于细泥灰分高，故煤泥水处理较为困难 。五、4#煤层煤样煤粉（-0.5mm）浮沉试验报告分析表2.1-9 4#煤层煤样0.5-0mm自然级与破碎级浮沉综合表密度级/（g/cm）自然级破碎级综合校正后产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%占本级/%占本层/%占本级/%占本层/%占本级/%占本层/%占本级/%占本层/%13457891011121011122.024.32 4.37 63.08 25.14 0.15 57.64 24.35 4.53 62.90 23.88 4.44 62.90 合计100.00 17.99 22.94 100.00 0.61 23.61 100.00 18.59 22.96 100.00 18.59 22.71 煤泥0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 总计100.00 17.99 22.94 100.00 0.61 23.61 100.00 18.59 22.96 100.00 18.59 22.71 由表2.1-9可以看出：（1）主导密度级为1.3kg/L，其占本级的产率为34.32%，灰分较低，有利于分选。（2）灰分随密度级变化而变化的梯度很大，说明煤矸分明，有利于分选。六、8#煤层煤样煤粉（-0.5mm）浮沉试验报告分析表2.1-10 8#煤层煤样0.5-0mm自然级与破碎级浮沉综合表密度级/（g/cm）自然级破碎级综合校正后产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%占本级/%占本层/%占本级/%占本层/%占本级/%占本层/%占本级/%占本层/%13457891011121011122.037.41 3.70 63.97 17.91 0.09 74.26 36.45 3.79 64.22 38.52 4.01 64.22 合计100.00 9.89 33.02 100.00 0.51 24.35 100.00 10.41 32.60 100.00 10.41 33.64 煤泥0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 总计100.00 9.89 33.02 100.00 0.51 24.35 100.00 10.41 32.60 100.00 10.41 33.64 由表2.1-10可以看出：（1）密度级分布很不均匀，主导密度级为2.0kg/L，其占本级的产率为38.52%，次主导密度级为-1.3 kg/L，其占本级的产率为15.34%，灰分较低，而1.5-1.8 kg/L密度级的产率较为均匀，说明煤矸分界不明显，不利于分选。（2）灰分随密度级变化而变化的较为混乱，说明煤矸混杂，不利于分选。2.1.2 原煤的可选性一、4#煤层煤可选性表2.1-11 4#煤层煤自然级50-0.5mm浮沉综合表（校正前）密度级/（g/cm）50-25mm25-13mm13-6mm比重（kg）产率/%灰分/%比重（kg）产率/%灰分/%比重（kg）产率/%灰分/%10.29 23.68 8.60 22.07 10.76 21.99 占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%123456789101112132.07.75 15.77 1.61 81.65 3.75 14.93 1.26 72.16 1.73 13.38 1.42 84.24 合计49.15 100.00 10.21 24.36 25.11 1008.46 22.37 12.90 100.00 10.64 21.34 煤泥0.40 0.81 0.08 26.40 0.41 1.61 0.14 31.02 0.15 1.15 0.12 28.88 总计49.55 100.00 10.29 24.38 25.52 100.00 8.60 22.51 13.05 100.00 10.76 21.43 表2.1-11续 4#煤层煤自然级50-0.5mm浮沉综合表（校正前）6-3mm3-0.5mm0.5-50mm比重（kg）产率/%灰分/%比重（kg）产率/%灰分/%产率/%灰分/%15.29 19.90 22.07 17.74 67.02 20.38 占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%14151617181920212324260.80 13.48 2.00 3.01 0.68 33.83 7.04 3.72 19.67 12.78 4.26 3.80 64.03 9.50 8.70 0.95 47.26 9.84 9.74 55.85 36.29 9.59 0.36 6.07 0.90 19.68 0.07 3.23 0.67 20.74 5.84 3.80 20.23 0.13 2.19 0.33 31.43 0.05 2.24 0.47 29.39 2.60 1.69 30.42 0.07 1.10 0.16 38.95 0.03 1.49 0.31 42.87 1.33 0.86 40.22 0.06 1.01 0.15 47.35 0.03 1.49 0.31 55.41 1.19 0.77 50.54 0.04 0.67 0.10 54.82 0.03 1.24 0.26 66.98 0.97 0.63 58.65 0.04 0.59 0.09 59.36 0.03 1.24 0.26 69.37 0.92 0.59 63.76 0.65 10.87 1.61 82.30 0.16 7.96 1.66 84.49 11.65 7.57 81.31 5.94 100.00 14.84 18.43 2.01 10020.82 17.08 100.00 64.98 19.92 0.18 2.94 0.45 35.18 0.12 5.63 1.24 36.52 3.04 2.04 34.97 6.12 100.00 15.29 18.92 2.13 100.00 22.07 18.17 100.00 67.02 20.38 表2.1-12 4#煤层煤自然级50-0.5mm浮沉综合表（校正后）密度级/（g/cm）50-25mm25-13mm13-6mm比重（kg）占本级/%占本层/%灰分/%比重（kg）占本级/%占本层/%灰分/%比重（kg）占本级/%占本层/%灰分/%2.07.75 14.83 1.51 81.65 3.75 14.25 1.21 72.16 1.73 14.11 1.50 84.24 合计49.15 100.00 10.21 23.66 25.11 100.00 8.46 21.92 12.90 100.00 10.64 21.91 煤泥0.40 0.81 0.08 26.40 0.41 1.61 0.14 31.02 0.15