选煤厂规模设计毕业论文.doc

山西煤炭职工联合大学2007级毕业设计 第 - 110 -页选煤厂规模设计毕业论文1 概述1.1设计规模及工作制度水峪矿三号井选煤厂属于矿井型炼焦煤选煤厂，选煤厂厂型为1.5Mt/a，选煤厂的工作制度为每年330天，每天16小时，采用三班制，两班生产，一班检修。1.2厂址及厂区交通水峪矿三号井本区井田位于霍西煤田东北部，地理位置在孝义市西南约6.5km处，行政隶属孝义市西郊区（上吐京）所辖。其地理坐标为：东经12304351332848；北纬 600007600208。国铁干线太银与南同蒲铁路交汇于孝义市，太银线设计能力为1亿t/a，现正在进行技术改造，改造后运输能力达2亿t/a，太榆高速公路和大运高速公路已建成通车。区内有介休至阳泉曲铁路专用线，公路纵横交错，交通十分便利。1.3水文、地质情况本区井田位于霍西煤田东北部，南邻曙光矿，东邻白北关矿，西南邻宜兴矿。井田为丘陵地貌景观，地表大部分为黄土所覆盖，仅沟谷和山脊地区有岩石层出露。井田东南边缘口山脉地势较高，最高标高约在1051.28m，最低处在吐京沟河床处，约811.10m,相对高差230.180m，一般标高约在861.00m。根据山西省第十地质工程勘察院2007年1月提供的汾西矿业集团水峪矿区岩土工程勘察报告；拟建场位于水峪矿三号井原储煤场院内，场地内地形总体北高南低，各孔口高程介于881.97-884.17m之间，相对高差3.80m；场地所属地貌单元为盆地底山区。根据山西省地质勘察院地质灾害评估报告，在本场地内埋深80-100m发现有采空异常。1.4产品品种和用途该选煤厂入洗水峪矿三号井的2号煤和3号煤两层煤。两层原煤通过配煤，实现按一定比例入洗的目的。原料煤经过洗选，得到4种产品。1：精煤（Ad：8.45 %，Mt：11.91%），2：中煤（Ad：26.29%，Mt：0.15%）3：矸石（Ad：84.60%，Mt：0.00%）4：煤泥（Ad：38.02%，Mt：20.00%）其主要用途是：精煤运到钢铁公司作为炼焦用煤；中煤作为电厂动力燃料；煤泥地销，矸石作为砖瓦厂造砖原材料。1.5选煤工艺该选煤厂工艺采用三产品重介选，煤泥（-0.5mm）直接浮选的联合流程。1.6主要技术经济指标序号主要经济技术指标名称单位数量备注1选煤厂类型矿井型炼焦煤选煤厂2厂型1.500 Mt/a3工作制度330天/年 16小时/天两班生产，一班检修4原煤质量牌号2号煤焦煤3号煤焦煤硫分2号煤0.46%3号煤0.62%水分2号煤3号煤可选性两煤-50mm中等难选两煤综合中等难选5选煤方法-50mm三产品重介选，-0.5mm直接浮选6选后产品数质量精煤年产量Mt/a041产率%62.29灰分%8.45中煤年产量Mt/a0.18产率%12.11灰分%26.11煤泥年产量Mt/a0.18产率%11.85灰分%26.29矸石年产量Mt/a0.21产率%13.77灰分%84.60主要经济技术指标续表1-17介耗量 每吨原煤介耗量t 2.248运输机总长m4569 每吨原煤介耗量kg/t 10吨煤用循环水量m3 /t4.53 11吨煤耗水量m3 /t4.67 12变压器总容量KVA5280.00 13年耗电量Kwh20000000.00 14吨煤耗电量Kwh/t10.00 15劳动定员人100.00 16生产效率t/人60.30 17吨煤投资元316.18 18吨原煤加工费元16.1819投资利润率%2.74 20投资回收期a0.36 2 选煤工艺2.1原煤性质分析2.1.1煤层、煤质该选煤厂入洗原煤为本矿井2号煤和3号煤（A层和B层来煤），其比例为K1=63.6%,K2=36.4，%,以下分析所用的煤质资料均来自两矿的生产大煤样报告。2.1.2煤质资料分析以下为两层煤的生产大煤样报告：通过对煤质资料进行校正，就可以对资料进行分析。对煤质进行分析，是为了进一步了解煤的各种特性，从而为制定合理的工艺流程提供依据。表2-1一层自然级筛分浮沉试验结果综合报告表表2-2二层自然级筛分浮沉试验结果综合报告表2号煤自然级筛分浮沉试验结果综合报告表煤 种：焦煤筛分+13mm136mm63mm30.5mm浮沉产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%密度级19.7159.5710.4923.9012.7417.9330.8614.31Kg/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%1.860.2311.44487.4716.301.57384.558.991.03079.035.361.57078.980.000.00000.000.0000.000.000.00000.000.00000.000.00000.000.0000.000.000.00000.000.0000合 计100.0019.00060.00100.009.65125.13100.0011.45317.44100.0029.29215.33煤 泥3.600.71016.548.000.83914.4110.101.28713.625.081.56815.14总 计100.0019.7158.43100.0010.4924.28100.0012.74017.05100.0030.86015.32500.5mm0.50mm浮沉煤泥原煤小筛分产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%试样重量（g）灰分 （%）73.828.3926.2012.424.4014.7812.42占本级%占全样%灰分%占本级%占全样%灰分%占本级%占全样%灰分%38.2926.5725.2242.8511.2274.4748.072.1175.22粒级产率灰分22.3015.47211.8033.448.7616.8528.121.23811.81网目%8.185.67924.0110.432.73314.8710.200.44924.04351.6013.084.603.19331.614.041.05827.055.670.25031.60356518.5613.604.132.86446.553.570.93541.105.220.23046.556512039.6212.1922.5015.61785.775.671.48672.372.720.12085.7212020033.6512.780.000.0000.000.000.00000.000.00002003206.5713.870.000.0000.000.000.00000.000.0000320100.0069.39729.27100.0026.20012.42100.004.40314.84合 计100.0012.775.974.40314.780.000.00000.000.0000100.0073.80028.41100.0026.20012.42100.004.40314.84 筛分+13mm136mm63mm30.5mm浮沉产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%密度级30.9136.8114.3419.0613.7616.8527.8115.91Kg/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%1.831.599.43084.6310.531.34179.866.150.80480.096.121.41377.940.000.00000.000.0000.000.000.00000.000.00000.000.00000.000.0000.000.000.00000.000.0000合 计100.0029.85037.27100.0012.73219.44100.0013.07215.60100.0023.09614.23煤 泥3.431.06019.2711.211.60818.635.000.68820.7516.954.71422.66总 计100.0030.9136.65100.0014.3419.35100.0013.76015.86100.0027.81015.66500.5mm0.50mm浮沉煤泥试样重量（g）灰分 （%）产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%16.4886.8224.0213.1816.488.0721.25占本级%占全样%灰分%占本级%占全样%灰分%占本级%占全样%灰分%粒级产率灰分20.0815.8125.5827.463.6194.2220.081.6204.93网目%48.2037.95810.4637.204.9037.6748.203.8909.25352.1815.729.287.31020.6416.172.13115.629.290.75018.25356525.9516.132.742.15531.215.440.71726.062.730.22027.606512045.5216.603.212.52843.234.400.58039.573.220.26038.2212020021.0916.6716.4912.98883.139.331.23077.2716.481.33073.512003205.2619.600.000.0000.000.000.00000.000.00003200.000.0000.000.000.00000.000.0000合 计100.0016.63100.0078.75024.03100.0013.18016.91100.008.07021.249.298.07021.250.000.00000.000.0000100.0086.82023.77100.0013.18016.91100.008.07021.24从表2-1中可以看出：（1） 从表中可以知道，3-0.5的煤占主导粒级，从而说明此煤为易脆原煤，一般情况下，在确定分选方法时应当谨慎对待，但是由于本煤为炼焦煤，小粒度多对于本厂采用的选煤方法不会有太大限制。（2） 各个粒级的灰分变化不大，说明矸石也易碎。（3） 其中-0.5mm粒级煤的灰分并不高于其它的粒级，说明矸石泥化程度不高。（4） 在50mm0.5mm粒级煤中，密度级为1.8Kg/L的含量不大，这说明纯矸石含量不大。（6） 随着粒度的降低，煤的密度组成没有大的变化，也可以说明，煤和矸石的硬度相差不大，亦即在前面筛分资料中得到的。（7）其中-0.5mm粒级煤的灰分与其它的粒级煤的灰分差不多，说明矸石不易泥化。从表2-2中可以看出：（1） 从表中可以知道，13的煤占主导粒级，从而说明此煤为易脆原煤，一般情况下，在确定分选方法时应当谨慎对待，但是由于本煤为炼焦煤，小粒度多对于本厂采用的选煤方法不会有太大限制。（2） 各个粒级的灰分变化不大，说明矸石也易碎。（3） 其中-0.5mm粒级煤的灰分并不高于其它的粒级，说明矸石泥化 程度不高。（4） 在50mm0.5mm粒级煤中，密度级为1.3-1.4Kg/L的含量占主导地位，总量占自然级中这部分总量的37.958。（5） 在此之中，1.8Kg/L的含量不小，这说明纯矸石含量不小。（6） 随着粒度的降低，煤的密度组成没有大的变化，也可以说明，煤和矸石的硬度相差不大，亦即在前面筛分资料中得到的（7）其中-0.5mm粒级煤的灰分与其它的粒级煤的灰分差不多，说明矸石不易泥化。拿到资料之后，便要对之进行分析。在进行分析之前，首先要对资料进行校正，使试验前后结果一致。其主要校正方法为：（1） 筛分资料的校正 =Ado-Ad （2-1） -灰分校正系数，%Ado-筛分试样的灰分，%Ad-筛后各粒度级的加权平均灰分，%将D值与各粒级灰分分别相加, 校正后各粒级综合灰分为An = Ad0 =Adn+D （2-2）n - 粒级数Ado-筛分试样的灰分，%Ad- 筛分后总灰分，%（2） 浮沉资料的校正1）实验前后灰分差值的绝对值0.2时，采用=Ads-Adf （2-3）式中：灰分校正系数，% Ads筛分表中参加浮沉实验各粒度级的平均灰分，% Adf浮沉表中各级累计灰分，%其方法与筛分资料的校正相同，将浮沉表中各级的灰分加减值得校正后各级的灰分。2）当|0.2时,采用调整各密度级的数量,各密度级的灰分不变,使其实验前后的灰分相等。=100（A后-A前）/（A+1.8-A-1.8） （2-4）式中：为调整的数量，% A前校正前灰分，% A后校正后灰分，% A+1.8+1.8密度级灰分，% A-1.8-1.8密度级灰分，%在A后A前的情况，为负值，即+1.8密度级减量，而-1.8累计的密度级增量。在计算出以后，还应该用比例关系分别计算出-1.8每一个密度级调整后的数量百分数n=n（1-/-1.8） （2-5）式中：n-1.8中的某密度级n调整后的数量百分数，% n-1.8中的某密度级n调整前的数量百分数，% -1.8-1.8所有密度级数量百分数的累计数，%二 可选性的判断煤炭的可选性，是通过可选性曲线来进行分析判断的。表2-4入选原煤500.5mm粒级浮沉试验综合表2-5画出的可选性曲线此次设计任务所要求的灰分为8.01%-8.5%。1.若要求精煤灰分为8.01%时，分选比重在1.39左右，此煤属极难选煤。2.若要求精煤灰分为8.5%时，分选比重在1.42左右，此煤属极难选煤。 从曲线中可以查得当要求精煤灰分为8.01%时,精煤产率为60.5%,理论分 选密度为1.39/g.cm-3,0.1含量的原始值为41,该煤可选性为极难选两层筛分综合表2号煤K1=63.6%3号煤K2=36.4%综合粒度/mm占本层占全样灰分占本层占全样灰分占本层占全样灰分r %r %r %r %r %r %自然级1319.7115.76859.5730.916.18236.8121.9521.95053.1613610.498.39223.9014.342.86819.0611.2611.26022.676312.7410.19217.9313.762.75216.8512.9412.94417.7030.530.8624.68814.3127.815.56215.9130.2530.25014.60500.573.8059.04028.3986.8217.36424.0276.4076.40427.390.5026.2020.96012.4213.182.63616.4823.6023.59612.87总计100.0080.00024.20100.0020.00023.03100.00100.00023.97两层煤500.5级浮沉试验综合表.密度级/kg L12号煤3号煤综合校正K1=46.94%K2=31.60%K=78.54%占本级/%占全样/%Ad/%占本层/%占全样/%Ad/%占本级/%占全样/%Ad/%占本级/%占全样/%Ad/%123456789101112131.338.2916.8995.2220.085.7565.5831.1222.6555.3130.6122.2865.311.31.422.309.84011.8048.2013.81710.4632.5023.65711.0231.9723.27111.021.41.58.183.61224.019.282.66120.648.626.27322.588.486.17022.581.51.64.602.03131.612.740.78431.213.872.81531.503.802.76931.501.61.84.131.82146.553.210.92043.233.772.74245.443.702.69745.441.822.509.93285.7716.494.72883.1320.1414.66084.9221.4415.60884.92小计（去煤泥）100.0044.13629.27100.0028.66524.03100.0072.80227.21100.0072.80228.15煤泥5.972.80014.789.292.93721.257.315.73818.097.315.73818.09总计100.0046.93728.41100.0031.60223.77100.0078.53926.54100.0078.53927.41可选性曲线坐标数据计算基元灰分曲线浮物累计曲线沉物累计曲线密度曲线0.1邻近物曲线灰分%产率%灰分%产率%灰分%产率%密度产率%密度产率%2020X1Y1X2Y2X2Y25.31 15.31 5.31 30.6128.150.00 1.30 69.39 1.30 37.42 11.02 46.59 8.23 62.5838.2230.61 1.40 37.42 1.40 59.56 22.58 66.81 9.94 71.0561.4662.58 1.50 28.95 1.50 87.72 31.50 72.95 11.04 74.8672.8471.05 1.60 25.14 1.60 94.34 45.44 76.71 12.66 78.5679.1074.86 1.70 21.44 1.70 96.30 84.92 89.28 28.15 100.0084.9278.56 1.80 10.00 1.80 76.71 从曲线中可以查得当要求精煤灰分为8.01%时,精煤产率为60.5%,理论分选密度为1.39/g.cm-3,0.1含量的原始值为41,该煤可选性为中等难选.2.2选煤方法及工艺流程的可行性2.2.1选煤方法的确定A选煤方法确定根据两层煤的煤质资料分析知道，大块煤不多，且该煤用于炼焦，所以不需要先选出大块，也不需要专门排矸，考虑到选设备的粒度要求，可以采用50mm的直接破碎与1.821.4484.9289.4619.1884.922.26100.002.2684.920.0084.92合计100.0028.1522.9176.8377.0938.8320.1838.267.08矸石段 中煤段 I=0.20 Dp=1.69 0.20 Dp=1.300 平均密度T值X值分配率T值X值分配率131415161718191.20 -4.18 -2.95 0.00 -1.37 -0.97 8.58 1.35 -2.29 -1.62 1.04 0.52 0.37 69.84 1.45 -1.44 -1.02 7.47 1.37 0.97 91.42 1.55 -0.76 -0.54 22.22 2.04 1.45 97.96 1.70 0.05 0.03 51.94 2.86 2.02 100.00 2.00 1.25 0.88 89.46 4.06 2.87 100.00 跳汰再选密 度原 煤中煤段分选密度=1.34精 煤产率灰分分配率产率灰分产率灰分%12345678-1.36.765.315.090.345.316.425.311.31.456.9011.0253.1830.2611.0226.6411.021.41.518.4722.5880.2414.8222.583.6522.581.51.67.4631.5092.866.9331.500.5331.501.61.84.5945.4498.664.5245.440.0645.441.85.8284.92100.005.8284.920.0084.92合计100.0020.1862.7025.3337.3011.52 中煤段I=0.22 Dp=1.34 平均密度T值X值分配率91011121.20 -1.64 -1.16 5.09 1.35 0.08 0.06 53.18 1.45 0.85 0.60 80.24 1.55 1.47 1.04 92.86 1.70 2.20 1.56 98.66 2.00 3.30 2.33 100.00 主洗再洗最终产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%矸石22.9176.8322.9176.83中煤24.3425.3324.3425.33精煤38.267.0814.4811.5252.748.30精煤实际产率:52.74煤泥分配表精煤理论产率:60.50占全级%灰分%数量效率:87.18总量36.3316.64精煤理论灰分:8.01精煤30.8814.28精煤实际灰分:8.30中煤3.6322.33质量效率:96.52矸石1.8245.33选煤产品设计平衡表名 称数 量灰分%占本级%占全样%精 煤52.7433.588.30中 煤24.3415.5025.33洗 矸22.9114.5976.83小 计100.0063.6728.15占浮沉入料92.6963.6728.15浮沉煤泥7.315.7418.09合计100.0069.4027.32占全样69.4069.4027.32原生煤泥23.6023.6012.87次生煤泥7.007.0028.15合计100.00100.0023.97煤泥总计:36.33煤泥灰分:16.64主再洗跳汰产品设计平衡表名称数量，%灰分，%占本级占全样精煤主精38.2624.367.08再精14.489.2211.52小计52.7433.588.30中煤再洗中煤24.3415.5025.33矸石主洗矸石22.9114.5976.83小计100.0063.6728.1550-0.5mm级采用无压三产品重介旋流器分选入料精 煤中煤矸石密 度Kg/L占本级(%)灰分(%)分配率%产率%灰分%入 料%分配率%产率%灰分%产率%灰分%1.330.615.31100.0030.615.310.00100.000.005.310.005.311.31.431.9711.0286.9727.8011.024.16100.004.1611.020.0011.021.41.58.4822.5813.031.1022.587.37100.007.3722.580.0022.581.51.63.8031.500.000.0031.503.80100.003.8031.500.0031.501.61.83.7045.440.000.0045.443.7095.423.5445.440.1745.441.821.4484.920.000.0084.9221.440.000.0084.9221.4484.92小计（去煤泥）100.0028.1559.528.3040.4818.8726.1121.6184.61pEppEp平均密度1.40.03分配率%1.80.04分配率%精煤段t值精煤段x值中煤段t值中煤段x值1.20-4.500-3.1820.000-10.125-7.1610.0001.35-1.125-0.79613.026-7.594-5.3700.0001.451.1250.79686.974-5.906-4.1770.0001.553.3752.387100.000-4.219-2.9840.0001.706.7504.774100.000-1.688-1.1934.5772.0013.5009.547100.0003.3752.387100.000精煤实际产率(%):59.52 精煤理论产率(%):60.50 数量效率(%):98.38 精煤理论灰分(%):8.01 精煤实际灰分(%):8.30 质量效率(%):96.52 名 称数 量灰分%占本级%占全样%精 煤59.5237.898.30中 煤18.8712.0226.11矸石21.6113.7684.61小 计100.0063.6728.15占浮沉入料92.6963.6728.15浮沉煤泥7.315.7418.09合计100.0069.4027.32占全样69.4069.4027.32原生煤泥23.6023.6012.87次生煤泥7.007.0028.15合计100.00100.0023.96747000煤泥组成表名 称产率（占全样）灰分累计产率累计灰分%Ad%r%（Ad%）原生煤泥23.60 12.87 23.60 12.87 浮沉煤泥5.74 18.09 29.33 13.89 次生煤泥（选取10%）7.00 28.15 36.33 16.64 煤泥总计36.33 16.64 -预测1（三产品重介旋流器）产率%灰分价格（元/吨）矸石21.61 84.61 中煤18.87 26.11 300精煤59.52 8.30 600预测2（跳汰主再洗)产率%灰分价格（元/吨）矸石22.91 76.83 中煤24.34 25.33 300精煤52.74 8.30 600经济比较表内容方案精煤数质量精煤售价中煤数质量中煤售价产率/%灰分/%产率/%灰分/%方案一59.52 8.30 65018.87 26.11 330方案二52.74 8.30 65024.34 25.33 330方案总销售收入加工费原煤价格利润方案一67372.047061830065961.00方案二63472.801611630062239.442.2.2详细流程的确定根据技术经济比较结果所得的原则流程，绘制的详细流程如下：1、综述：在此流程中，入洗原煤经过筛孔为50mm的分级筛进行分级之后，50mm的部分经过破碎，破碎到50mm以下，与-50mm原煤混合后进入三产品重介旋流器，得到矸石、中煤和精煤；这三种产品分别进入弧形筛和脱介筛进行脱介，其中中煤和矸石脱介筛的稀介共同进入磁选机，经磁选的尾煤则由中矸煤泥桶进入分级旋流器组，分级旋流器组的底流直接进入振动弧形筛，精煤的走向也与此类似；各筛子的合介和精煤弧形筛下的分流的一部分共同进入合格介质桶作循环返回三产品旋流器；中煤脱介筛和精煤脱介筛的筛上分别进入离心机进行脱水，离心液分别进入中矸煤泥桶和精煤泥桶，另一部分排料直接作为产品分别为中煤和精煤；中矸煤的振动弧形筛筛上直接返回中煤离心机，精煤的振动弧形筛筛上进入煤泥离心机，其中离心液进入煤泥水，另一部分排料直接作为精煤排出；精煤旋流器组溢流、精煤弧形筛筛下和煤泥离心液进入浮选，浮选精煤进入加压过滤机，加压过滤机的排料直接作为精煤排出；浮选尾煤、加压过滤机滤液、中矸旋流器组溢流、中矸弧形筛筛下和中矸煤泥离心液全部进入浓缩机，浓缩机底流进入压滤机，压滤机去除滤液后排料为煤泥，浓缩机溢流和压滤机滤液作为循环水进入循环水箱。2、三产品重介旋流器分选，获得精煤和中煤；0.5部分分别进行煤泥回收和浮选，得到粗煤泥和浮选精煤（掺入系统的精煤中）。3、原煤进入三产品重介质旋流器之后，得到精煤、中煤和矸石。重介质选煤方法对于难选煤和极难选煤高效的处理能力，已经使得得到的产品一定能满足所要求的分选要求。而对于筛下的稀介质，因其所含的量相差较多，可以分别进行磁选，磁选精矿直接打入混料桶。而磁选尾矿则进入了煤泥水系统。4、煤泥水系统选用了旋流器，其底流经过煤泥回收系统之后，得到的粗煤泥掺入两产品重介系统的精煤中；其溢流则进入浮选系统。在此，采用了引如下浮选流程，即一部分煤泥水直接作浮选入料稀释水，另一部分去浓缩机，这样既降低了入浮浓度，减少了清水补加量，又减轻了浓缩机负荷，提高了沉降效果，降低了循环水中煤泥循环量。虽然采用此法有以上优点，但是为了减少浮选精煤含水量， 针对此环节的脱水，采用了加压过滤机这种高效脱水设备，使得浮选精煤水分达到所要求的标准。对于浮选尾煤，采用了先浓缩再压滤的典型流程，使煤泥在厂内回收，煤泥水经过处理后再次循环，避免了煤泥对厂区的污染。 上述工艺详细情况见设计附图中工艺流程图2.2.3工艺流程计算1）工艺流程计算的目的： 在实际过程中，工艺流程计算是一个重要的环节，进行工艺流程计算可以达到：（1） 计算出各作业入料和排料的数量和质量；（2） 计算工艺流程的煤、水、介质数量和质量的平衡，为绘制数质量工艺流程图提供可靠的依据；（3） 计