煤焦有限责任公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告

内蒙古利民煤焦有限责任公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告煤炭工业石家庄设计研究院国华分院二八年十一月内蒙古利民煤焦有限责任公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告工程规模240MT/A工程编号K20812院长赵树彦总工程师韩万松项目负责人徐学武煤炭工业石家庄设计研究院国华分院二八年十一月专业技术负责人员名单专业姓名技术职务选煤赵树彦研究员机制黄树全高级工程师电气成志宏教授级高工土建陈俊士一级注册结构师环保张澜教授级高工经济李胜利高级工程师总图陈军高级工程师参加编制人员名单专业姓名技术职务选煤赵树彦顾少雄吴大为李瑞和张春林、韩万松徐学武、姚伟民董禄、赵先华张红玲、严宝智王鹏、江明东刘雨苗、张晓洲李丽芳、马瑞平郭雅莉、闫锐敏研究员教授级高工教授研究员教授级高工高级工程师工程师工程师工程师工程师工程师助理工程师机制黄树全、王成龙高级工程师电气成志宏侯路胜、刘春桥聂志强、葛志红教授级高工高级工程师助理工程师土建陈俊士、方文华唐辉一级注册结构师高级工程师环保张澜高级工程师经济李胜利、王建国高级工程师总图陈军苑剑清李正明高级工程师助理工程师助理工程师目录前言1第一章煤源和煤质10第一节煤源10第二节煤质特征及其可选性12第三节矸石泥化试验29第二章市场分析及产品结构33第三章建设规模及生产能力34第一节建设规模34第二节工作制度及生产能力34第四章建厂条件及厂址选择35第一节自然条件35第二节公用设施现状及发展趋势35第三节社会经济环境36第四节厂址选择37第五章工程设计38第一节选煤工艺38第二节主要工艺设备选型51第三节改造范围及施工方案说明53第四节工艺布置56第五节供配电及综合自动化59第六节建筑物与构筑物87第七节生产辅助工程92第六章运输96第七章环境保护97第八章劳动安全及工业卫生99第一节设计依据及标准99第二节消防99第三节劳动安全100第四节工业卫生102第九章节能措施综述103第十章项目实施计划105第十一章技术经济分析及评价108第一节投资估算及资金筹措108第二节劳动定员及劳动生产率111第三节财务评价113第四节主要技术经济指标120附录1估算书利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告前言煤炭工业石家庄设计研究院国华分院1前言一、概述项目背景1、项目名称、隶属关系及所在位置项目名称内蒙古利民煤焦有限责任公司选煤厂技术改造工程隶属关系神华乌海能源有限责任公司地理位置内蒙古鄂尔多斯市鄂托克旗棋盘井镇2、建设单位概况神华乌海能源有限责任公司煤炭资源保有储量163亿吨，总资产158亿元，员工26412人，工业总产值106亿元。有煤炭生产矿井10对、洗煤厂11个，以及焦化厂、煤化工、电力等25户生产经营单位，8户基建单位，10个下属中心，7个辅助单位。公司现有煤炭生产能力1312万吨/年，洗选生产能力2185万吨/年，焦炭生产能力280万吨/年，煤焦油15万吨/年。产品主要以主焦煤、1/3焦煤、高热混、二级冶金焦及煤焦油为主，是冶金、化工等行业的主佳原料，市场前景十分广阔。产品畅销于全国30多个省市自治区，主焦煤还打入了日本、巴西和印度等国家。神华乌海能源有限责任公司本着产业关联度强、生产集约度高的原则，打造千万吨级的焦煤板块，实现循环经济发展目标，充分利用焦煤资源和人力、技术、管理等优势，全力推进在建项目建设，延伸产业链，努力提高企业产能与规模，力争在三年时间内经济效益、工业总产值、焦煤生产规模在现有的基础上翻一番，焦炭产量达到778万吨，煤焦油产量30万吨，甲醇产量50万吨，苯加氢产量8万吨，硝铵产量10万吨，粉煤灰水泥产量达到100万吨，发电量达到441千瓦。到“十二五”末，把公司建成为煤、焦、油、电综合发展的现代化、洁净化、多元化、具利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告前言煤炭工业石家庄设计研究院国华分院2有国际竞争实力的大型综合能源企业。内蒙古利民煤焦有限责任公司是神华乌海能源有限责任公司的国有全资子公司。公司于2002年12月注册成立，2004年8月顺利通过ISO90012000质量体系认证，2005年8月，被神华乌海能源有限责任公司成功实施股权收购。公司现有60万吨矿井、120万吨选煤厂和60万吨焦化厂各一座。3、利民选煤厂基本情况内蒙古利民煤焦有限责任公司选煤厂设计生产能力为120万吨/年，采用不脱泥不分级无压给料三产品重介浮选工艺。2003年5月1日开工建设，2003年11月底投产，投产后即达产，各项生产指标先进，洗水闭路循环，实现了清水洗煤。近两年当入选露天矿生产的浅部煤层时，由于矸石含量大，矸石筛处理能力不足，限制了选煤厂的小时入选量；由于煤氧化，煤泥量大，煤泥难浮，难沉淀，长时间生产后，洗水浓度升高，制约正常生产。神华乌海能源有限责任公司拟对内蒙古利民煤焦有限责任公司选煤厂进行技术改造，技术改造后年生产能力达到240万吨，为此，委托煤炭工业石家庄设计研究院国华分院对选煤厂技术改造进行可行性研究工作。项目改造的必要性1、新公司成立，焦化产能增加，带动精煤需求的增加新公司成立，现有煤炭生产能力1312万吨/年，洗选生产能力2185万吨/年，焦碳生产能力280万吨/年。神华乌海能源有限责任公司力争在三年时间内经济效益、工业总产值、焦煤生产规模在现有的基础上翻一番，焦炭产量达到778万吨，按照成焦比136计算即每年将需要原料精煤为778万吨136105808万吨左右。利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告前言煤炭工业石家庄设计研究院国华分院32、选煤厂技术改造后能够稳定精煤供给质量和焦化产品质量由于公司目前炼焦精煤外购量较大，精煤销售市场是卖方市场，精煤各项指标波动较大，特别是精煤灰分、硫分、粘结指数都存在不同程度的超标现象。这样就会造成焦化产品质量难控制，产品合格率降低。而自建选煤厂就完全能够按要求洗选出合格精煤产品，有效避免了精煤产品指标的不合格现象，有利于焦化产品质量的稳定控制，提高焦化产品的合格率、市场占有率和企业的信誉。3、增加原煤入洗量，提高企业效益利民公司选煤厂技术改造后，一方面完全能够按要求洗选出合格的精煤产品，稳定控制焦化产品质量，增加精煤供应量；另一方面，增加原煤入洗量可以降低精煤采购成本，同时可将外购原煤加工洗选的附加值留给企业自身，提高企业效益。利民公司选煤厂技术改造后，原煤入洗量每年增加120万吨，选煤厂正常生产年份销售收入34754万元，年平均缴纳销售税金及附加6420万元，平均所得税83884万元，年平均税后利润251490万元，税后全部投资内部收益率2557，财务净现值623173万元，投资回收期495年，投资利润率2623，投资利税率3125。具有较强的盈利能力，各项指标均高于行业基准水平。4、地方产业政策关停小洗煤释放产能的机遇根据乌海市人民政府办公厅关于印发乌海市认真落实自治区环境保护局对我市实行区域限批的整改实施意见的通知（乌海政办发200825号）的文件，对年入洗能力低于60万吨以下的所有跳汰工艺选煤厂进行关停和无环保审批手续的108家选煤厂进行取缔，据乌海市发改委统计数据显示2008年关停洗煤厂101家关停产能762万吨/年，预计剩余7个洗煤厂于2009年关停，预计关停产能高于762万吨/年。利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告前言煤炭工业石家庄设计研究院国华分院4乌海市同时停批所有洗煤生产项目，但鼓励和支持120万吨及以上选煤厂建设，特别是支持像神华这样有煤矿、焦化、煤化工产业的大集团选煤厂建设。为利民公司选煤厂扩大洗煤能力提供了发展机会。项目改造的有利条件1、本项目所采用的技术是国际领先水平，工艺流程简单，易于操作；所选设备制造精良，生产工艺成熟，代表了当今世界水平。2、本次改造主要在原有车间内和附近空地进行，土建工程量少，现有厂区内供水、供电等公用工程设施完善，少部分填平补齐即可满足生产需要，充分体现了“少投入、多产出，建设周期短，获取最大经济效益”的基本原则。3、项目完成后，选煤厂主要入选利民煤矿和周边地区煤矿的原煤，因此，项目生产所需原煤有充足保障。编制依据1、国家产业政策及建设项目的有关政策、法规和规定；2、国家现行的选煤厂设计相关标准、规范；3、可行性研究报告委托书；4、企业提供的相关资料和基础材料。编制原则1、本次技术改造应以“少投入、多产出，建设周期短，获取最大经济效益”为基本原则，充分利用企业现有的设备、设施，避免不必要的投资，以降低工程总投资；2、应采用国内外已有的先进、成熟的技术工艺和先进的综合自动化系统；3、选择性能良好、节能型设备，确保各生产装置能够长期、稳定、连续的运行。利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告前言煤炭工业石家庄设计研究院国华分院5二、设计概要煤源和煤质选煤厂主要入选利民煤矿和周边地区煤矿的9号煤和16号煤。入选的9号煤属高灰、低硫1/3焦煤，原煤总灰分4580，其中5005MM级原煤灰分为4989，当生产灰分1150精煤时，原煤的可选性为极难选；入选的16号煤层属中高灰、中硫肥煤，原煤总灰分3191，其中5005MM级原煤灰分为3323，当生产灰分1050精煤时，原煤的可选性为极难选。建设规模及生产能力内蒙古利民煤焦有限责任公司120万吨/年选煤厂技术改造完成后达到240万吨/年的生产能力，选煤厂工作制度为每年工作330天，每天工作16小时，日处理原煤727272吨,小时处理能力为45455吨。建厂条件及厂址选择选煤厂电源引自利民煤矿35千伏变电站。选煤厂用水主要来自利民煤矿井下疏矸水、利民煤焦公司焦化厂水处理后的复用水以及棋盘井镇自来水公司。选煤厂热源来自公司动力车间,有足够的富余容量，满足技术改造后所需增加的热量。拟建在内蒙古利民煤焦有限责任公司工业广场内。工程设计1、选煤方法采用“不脱泥、不分级混合无压给料三产品重介旋流器选煤”主工艺，分选设备为唐山国华科技有限公司研制的第5代无压给料三产品重介旋流器、第3代煤泥重介旋流器和第4代喷射式浮选机，重介质选煤分选下限0075MM，025MM级粗煤泥由重介回收，仅025MM级煤泥进利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告前言煤炭工业石家庄设计研究院国华分院6浮选。浮选精煤采用沉降过滤离心机和压滤机联合脱水回收，浮选尾煤经浓缩机浓缩后采用沉降过滤离心机和压滤机联合脱水回收，洗水闭路循环，环保节能。该技术的主要特点洁净煤技术开发及建设大型高效的选煤厂符合国家节能减排的基本国策，是国家鼓励发展的产业，而选煤厂建设是洁净煤技术应用的源头技术，因此从产业政策角度来看，选煤厂建设符合国家产业政策。由于本项目采用了多项高新技术，选煤厂设计方案有如下特点。本设计以大幅度降低建厂投资和生产费用，提高选煤厂经济效益和社会效益为宗旨，采用我公司承担的国家科学技术部创新基金项目“11炼焦煤选煤厂模式创新技术”成果，即以我单位开发的3GDMC系列无压给料三产品重介质旋流器选煤工艺及设备、FJC系列煤用喷射式浮选机为主导技术，辅以煤泥重介质分选工艺等专利和非专利技术，经简化流程、辅助设备选优和优化布局，形成由1台无压给料三产品重介质旋流器、1台喷射式浮选机组合的高技术、高水平、高效益，达到一级洗水闭路循环、年处理能力120万吨的生产系统。工艺流程简单可靠，操作系统方便灵活，采用我单位研发的、入选2005年度煤炭工业十大科技成果具有我国原创型自主知识产权、总体技术国际领先水平的专利产品3GDMC1100/780AI型无压给料三产品重介质旋流器，以单一低密度重悬浮液一次分选出质量合格的精煤、中煤产品和矸石，有需要也可以单一低密度重悬浮液实现高密度分选，分选出精煤产品和纯净矸石；500MM原料煤不分级、不脱泥全部进入重介质旋流器分选，与传统的重介质选煤工艺相比分选精度高、工艺流程简单、生产环节和设备台数少，故障率低，次生煤泥量少，精煤产率高。利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告前言煤炭工业石家庄设计研究院国华分院7浮选作业采用我单位研发的、入选2005年度煤炭工业十大科技成果具有我国原创型自主知识产权、总体技术国际先进水平的高新技术产品FJC12型煤用喷射式浮选机和与其相配套的管道式煤浆预处理器、浮选剂乳化器，具有分选选择性好、处理能力大、电耗和浮选剂耗量低、维修工作量小等特点。采用我单位研发的煤泥重介质分选工艺专利技术，既不需要单独设置超细介质重悬浮液的制备和循环系统，又可以分选出质量合格的粗粒精煤泥，同时大幅度减少生产成本昂贵的浮选作业的入料量。采用我单位研发的入选原料煤选前润湿、二段旋流器倾斜安装专利以及二段旋流器分选密度在线调节等技术确保选煤精度和旋流器寿命高于传统的重介质选煤工艺。采用精度高、安全可靠的重介工艺参数自动测控系统，并用我单位的专利产品“非放射性”密度计，取代了传统的放射性密度计，符合以人为本和谐社会的国策。采用我单位研发的“22创新模式煤泥水流程”专利技术，即精煤泥两段脱水回收；尾煤泥两段浓缩、两段回收煤泥水流程。精煤泥两段脱水回收是指浮选精煤脱水采用精煤泥卧式沉降过滤离心脱水机和精煤压滤机脱水回收，与采用加压过滤机相比，可降低投资和事故率，减少加工费用；与全部采用精煤压滤机相比，可减少操作工人，降低精煤水分。尾煤泥两段浓缩、两段回收是指全部尾煤泥水先进入一段浓缩机浓缩，一段浓缩机底流采用尾煤泥卧式沉降过滤离心脱水机回收，一段浓缩机溢流和尾煤泥卧式沉降过滤离心脱水机滤液进入二段浓缩机浓缩，二段浓缩机底流用压滤机回收，二段浓缩机溢流和压滤机滤液作为循环水返回使用；针对粗细不同的煤泥，选用不同的脱水设备，有助于煤泥利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告前言煤炭工业石家庄设计研究院国华分院8厂内回收，洗水良性循环，实现清水洗煤；一段浓缩机底流采用尾煤泥卧式沉降过滤离心脱水机回收，回收量大，物料松散，直接进入中煤产品，减少了尾煤压滤机的入料量，降低了加工费用，减少了因滤饼晾干堆放而产生的污染。煤泥水系统选用高效斜管浓缩机，与选用高效耙式浓缩机相比，此类型浓缩机具有系统可靠、占地面积小、处理量大、运行费用低等优点，投资费用可大幅减少；而且由于一段浓缩机内无动力设备，不存在压耙子问题，可以实现无故障运转。脱介弧形筛采用振动翻转型，物料分布均匀，脱介效率更高，有利于后续振动脱介筛脱介，因此介耗更低。煤泥分级设备选用击打翻转弧形筛，较浓缩分级旋流器和振动弧形筛分级效率和可靠性大大提高。由于流程简单、设备台数少、设备高效节能，本设计可比其它重介质选煤厂建厂投资降低2040。2、产品方案根据委托书要求，选煤厂投产后的9号煤生产灰分1150低硫精煤，16号煤生产灰分1050高硫精煤。设计范围自选煤厂原煤受煤坑开始，至精煤、中煤和煤泥落地，矸石入仓为止的全部生产系统及辅助生产系统。建设工期建设工期为8个月。主要技术经济指标1、处理能力240万吨/年2、入选上限50MM利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告前言煤炭工业石家庄设计研究院国华分院93、原煤重介分选精度E1003005KG/LE2005007KG/L4、9号煤生产灰分1150低硫精煤时，精煤产率2602，产量3122万吨/年，灰分1126，水分1166；16号煤生产灰分1050高硫精煤时，精煤产率2934，产量3521万吨/年，灰分1025，水分927。5、吨煤水耗007M36、吨煤介耗150KG7、吨原煤电耗560KWH8、吨原煤加工费2313元9、吨煤投资8960元/吨10、建设工期8个月11、固定资产总投资建设项目总造价1075235万元，其中土建投资336402万元，设备及工器具购置费391281万元，安装工程费165236万元，工程建设其他费用98623万元，工程预备费59493万元,建设其利息2420万元。12、选煤厂正常生产年份销售收入34754万元，年平均缴纳销售税金及附加6420万元，平均所得税83884万元，年平均税后利润251490万元。13、税后全部投资内部收益率2557，财务净现值623173万元，投资回收期495年，投资利润率2623，投资利税率3125。三、可研报告结论该项目设计工艺先进，财务评价可行。项目全部投资财务内部收益率2557，财务净现值623173万元，投资回收期495年，借款偿还期366年，指标均优于行业平均水平。该项目经济效益显著，面临的风险小，应尽快实施。利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院10第一章煤源和煤质第一节煤源选煤厂主要入选利民煤矿和周边地区煤矿的9号煤和16号煤，对不同质量原煤分别入选，其中以9号煤层为代表的原煤和以16号煤层为代表的原煤各占50。9号煤层为高灰、低硫的1/3焦煤；16号煤层为中高灰、中硫的肥煤。一、利民及周边煤矿概况利民煤矿储煤量6000万吨，现在每年可开采60万吨焦煤。计划3年内将扩建为年开采150万吨原煤。鄂托克旗棋盘井镇呼武煤矿储煤量760万吨，可开采12年，每年可采50万吨高硫炼焦用煤、10万吨低硫炼焦用煤。乌海市海南区东风前矿八号井储煤量3000万吨，可开采30年，每年生产高硫炼焦用煤100万吨。鄂托克旗阿尔巴斯骆驼山鑫源煤矿储煤量1600万吨，可开采10年，每年生产高硫炼焦用煤300万吨。二、利民煤矿可采煤层及特征一）主要可采煤层1、91号煤层位于二迭系下统山西组第一岩段（P1S1）上部，煤层自然厚度221510M，平均336M；可采厚度172390M，平均268M。煤层自然厚度变异系数22。煤层结构较简单，含夹矸16层，一般为23层。煤层由北向南逐渐变薄，夹矸岩性多为泥岩或炭质泥岩、砂质粘土岩，顶板岩性以砂质泥岩、砂质粘土岩、粘土岩为主，局部为细粗粒砂岩、泥岩。底板岩性以泥岩、粘土岩、砂质粘土岩为主，局部为砂质泥岩、炭质泥岩、细粒砂岩。91号煤层厚度变化不大，对比可靠、且全区发育、且可采（仅在井田30号孔被断掉缺失）的较稳定煤层。利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院112、16号煤层位于石炭系上统太原组上部第一岩段（C2T21）下部，煤层自然厚度4461160M，平均637M；可采厚度334867M，平均516M，井田内煤层厚度有一定的变化。煤层自然厚度变异系数为24。煤层结构复杂，含夹矸18层，一般34层，夹矸岩性为灰黑色泥岩、炭质泥岩，顶板岩性灰黑色泥岩、砂质泥岩为主，局部为粉砂岩、细粒砂岩；底板岩性以细粒砂岩为主，局部为砂质泥岩。16号煤层为结构复杂、层位稳定、对比可靠、全区发育且可采的较稳定煤层。二）次要可采煤层1、92煤层92煤层位于二叠系下统山西组第一岩段（P1S1）中部，与91号煤层间距074657M，平均263M；煤层自然厚度0238M，平均118M；可采厚度072212M，平均113M，全井田穿过该层位点27个,见煤点24个,可采见煤点19个,分别占89、70。煤层自然厚度变异系数为54。一般含夹矸12层，在西部的6、2、110号钻孔中夹45层。夹矸岩性为泥岩、炭质泥岩。顶板岩性以泥岩、粘土岩、砂质粘土岩为主，局部为砂质泥岩、炭质泥岩；底板岩性以泥岩、砂质泥岩为主，局部为粘土岩、细粒砂岩。该煤层为层位稳定、对比可靠、大部可采的较稳定煤层。2、10号煤层位于二迭系下统山西组第一岩段（P1S1）下部，距上部的92号煤层271736M，平均间距458M；距下伏的14号煤层12522644M，平均间距1817M。煤层自然厚度0198M，平均079M；可采厚度070169M，平均098M。煤层结构简单，不含夹矸只在4、112号钻孔含011029M泥岩夹矸，煤层自然厚度变异系数55。穿板过该煤层位利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院12点27个,见煤点24个,可采见煤点15个,可采点占56。顶板岩性多为砂质泥岩或泥岩，局部为粘土岩、细粒砂岩。底板岩性为灰黑色砂质泥岩，泥岩为主、局部为细粒砂岩。10号煤层为层位稳定、对比可靠、为大部可采的较稳定煤层。三）零散可采煤层1、5号煤层5号煤层位于二迭系下统山西组（P1S）第二岩段的中部，与下伏91煤层间距15102708M，平均1969M。煤层自然厚度0126M，平均厚度077M；可采厚度070122M，平均094M。全井田穿过该层位27个点，见煤点15个，可采点9个，占33。煤层结构简单，一般不含夹矸，只在5、123号孔含一层013018的泥岩夹矸。顶板岩性以砂质泥岩为主，局部为细粒砂岩、泥岩；底板岩性为砂质泥岩、砂质粘土岩为主，局部为中粒砂岩、泥岩。该煤层可采点少，且分布零散，对比基本可靠，为零散可采的不稳定煤层。2、14号煤层14号煤层位于石炭系上统上部一岩段（C2T21）顶部，与下伏16号煤层间距12982565M，平均2009M；煤层自然厚度0074M，平均053M；全井田层位稳定，均有煤层赋存。可采厚度073074M，平均074M。全井田穿过该煤层位点26个,见煤点21个,可采见煤点2个。一般不含夹矸，只在13号钻孔含012M泥岩夹矸。顶板岩性以砂质泥岩、泥岩为主；底板岩性以砂质泥岩、泥岩为主，局部为细粒砂岩、粉砂岩。本煤层为层位稳定，对比可靠，零散可采的不稳定煤层。第二节煤质特征及其可选性一、煤质特征对所提供原煤煤质资料整理、综合、校正如下利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院13500MM原煤综合筛分资料表121、表122；05MM级原煤筛分综合资料表123、表124；5005MM级原煤综合浮沉资料表表125、表126；05MM级原煤浮沉综合资料表表127、表128。根据表121表128所列数据以及提供的其它资料，对原煤进行分析研究，总结其煤质特征如下1筛分资料分析16号煤层从表121可以看出原煤灰分3205，属中高灰分煤；各粒级灰分基本随粒度减小而降低，说明矸石不易泥化。末煤含量较大，130MM粒级产率为6728，需采用高效的分选及脱水设备。原生煤泥产率居中，208561286754合计1000014982111表1289号煤层05MM级原煤浮沉综合资料密度级G/CM3占本级占全样灰分18097111456612合计100001179317779二、原煤的可选性对原煤煤质资料校正、整理如下500MM级原煤筛分资料校正结果表129、表1210；5005MM级入选原煤浮沉资料校正结果表1211、表1212；5005MM级入选原煤浮沉组成表1213、表1214；入选原煤煤泥数质量计算结果表1215、表1216；050MM级煤泥筛分资料校正结果表1217、表1218；050MM级煤泥浮沉资料校正结果表1219、表1220；05025MM级煤泥浮沉资料校正结果表1221、表1222；05025MM级入选原煤浮沉组成表1223、表1224；利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院19根据浮沉组成表绘制可选性曲线，见图121、图122、图123、图124。根据上述资料，评定选煤厂入选原煤的可选性。16号煤层5005MM级入选原煤总灰分3377。当生产灰分105精煤时，5005MM级精煤灰分为1020，实际分选密度为136KG/L，理论分选密度为138KG/L，分选密度01含量扣除沉矸为6541，入选原煤属极难选煤。05025MM级入选原煤总灰分2708。当生产灰分105精煤时，05025MM级精煤灰分为1015，实际分选密度为133KG/L，理论分选密度为137KG/L，分选密度01含量扣除沉矸为6044，入选原煤属极难选煤。9号煤层5005MM级入选原煤总灰分4989。当生产灰分115精煤时，5005MM级精煤灰分为1138，实际分选密度为140KG/L，理论分选密度为142KG/L，分选密度01含量扣除沉矸为5206，入选原煤属极难选煤。05025MM级入选原煤总灰分2857。当生产灰分115精煤时，05025MM级精煤灰分为880，实际分选密度为147KG/L，理论分选密度为151KG/L，分选密度01含量扣除沉矸为2840，入选原煤属较难选煤。利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院20表12916号煤层500MM级原煤筛分资料校正结果各级产率校前校后粒级MM产品名称质量KG占全样占本级灰分灰分5025煤5703199419942297831502513煤365612781278342404412136煤44711563156323302347463煤380213291329434683640305煤668223372336529983170050煤428514981498426102782500合计2860010000010000032053377表12109号煤层500MM级原煤筛分资料校正结果各级产率校前校后粒级MM产品名称质量KG占全样占本级灰分灰分5025煤26675332933288583258322513煤1090013601360256625662136煤124001547154744678467863煤868010831083236903690305煤1203015011501230863086050煤945011791179323882388500合计80135010000010000045804580表121116号煤层5005MM级入选原煤浮沉资料校正结果校正前校正后产率产率密度级G/CM3占本级占全样灰分占本级占全样灰分20511856128675418452766754合计597010000149821111000014982782表12209号煤层050MM级煤泥浮沉资料校正结果校正前校正后产率产率密度级G/CM3占本级占全样灰分占本级占全样灰分1809711145661221105248966120合计1000011793177791000001179323880利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院24表122116号煤层05025MM级煤泥浮沉资料校正结果校正前校正后产率产率密度级G/CM3占本级占全样灰分占本级占全样灰分201859369675417351336754合计1000019882792100007692708表12229号煤层05025MM级煤泥浮沉资料校正结果校正前校正后产率产率密度级G/CM3占本级占全样灰分占本级占全样灰分1803004557946612029869178266120合计1000001928428666100000596628572利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院25表122316号煤层05025MM级入选原煤浮沉组成浮煤累计沉煤累计01产率密度级G/CM3占本级灰分产率灰分产率灰分密度KG/L产率201735675410000270817356754合计100002708表12249号煤层05025MM级入选原煤浮沉组成浮煤累计沉煤累计01产率密度级G/CM3占本级灰分产率灰分产率灰分密度KG/L产率1802986966120100000285722986966120合计10000028572利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院26图12116号煤层5005MM入选原煤可选性曲线利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院27图12216号煤层05025MM入选原煤可选性曲线利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院28图1239号煤层5005MM入选原煤可选性曲线利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院29图1249号煤层05025MM入选原煤可选性曲线第三节矸石泥化试验利民煤矿9号煤层顶板、中间夹矸和底板的矸石泥化试验结果见下表。根据试验结果表可以看出，利民煤矿9号煤层顶板、中间夹矸和底板均不具有明显的矸石泥化现象，但9号煤层顶板沉降效果不好，另外利民选煤厂还要入选部分外来露天矿原煤，因此在设计时考虑了矸石泥化和煤泥沉降效果不好的可能性。利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院31利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院32利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第一章煤源和煤质煤炭工业石家庄设计研究院国华分院91利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第二章市场分析及产品结构煤炭工业石家庄设计研究院国华分院33第二章市场分析及产品结构我国是煤炭资源十分丰富的国家。预测资源总量为557万亿吨，截止到1999年底探明储量为1万亿吨，是我国最可靠最有保障的能源。根据中国国家统计局、英国石油公司“世界能源统计详论”以及联合国能源统计年报提供的数据，中国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家，虽然煤炭在能源消费总量中的比重有所下降，但在相当长一段时间内以煤为主要能源的能源结构不会发生变化。焦炭在国民经济的发展中有其特殊的地位。我国既是世界焦炭生产大国，又是世界焦炭出口大国。从另一方面来看，冶金等行业对焦炭产品的质量要求将越来越严格。尽管近几年来炼焦精煤的质量有了一定的提高，但是炼焦精煤和焦炭的质量仍难满足大型高炉的需要。目前仅有宝钢焦炭灰分在12以下，而先进国家焦炭平均灰分只有115，可见我国焦炭产品质量尚有很大的提高空间。为了满足冶金行业的要求，煤炭洗选加工“十一五”规划提出的目标1/3焦煤、气煤牌号的炼焦精煤灰分应达到78，对于我国稀缺煤种焦煤、肥煤，实行资源保护性开采和利用，其精煤灰分在89。因此，同焦炭行业息息相关的煤炭洗选加工业，欲与焦炭产业同步发展，炼焦煤选煤厂采用新工艺、新技术，提高生产效率，尽可能减少资源损失改善产品质量将是其必然的选择。根据周边精煤市场调查，近几年该地区精煤缺口较大，精煤价格将在高位运行，目前应尽量加大精煤产量，通过高效的分选工艺尽可能多地回收精煤。随着市场竞争的日益激烈，炼焦精煤价格会逐步降低，此时可根据市场的变化，适当降低炼焦精煤灰分，增强精煤产品的市场竞利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第二章市场分析及产品结构煤炭工业石家庄设计研究院国华分院34争力，增加中煤产量，以保证企业经济效益最大化。利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第三章建设规模及生产能力煤炭工业石家庄设计研究院国华分院35第三章建设规模及生产能力第一节建设规模利民煤焦有限责任公司选煤厂技术改造后生产能力将达到240万吨/年，选煤厂主要入选利民煤矿及周边地区煤矿生产的原煤。第二节工作制度及生产能力选煤厂工作制度为每年工作330天，每天工作16小时，两班生产，一班检修。选煤厂技术改造后新增年处理原煤能力120万吨，日处理原煤3637吨,小时处理能力为22727吨。利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第四章建厂条件及厂址选择煤炭工业石家庄设计研究院国华分院36第四章建厂条件及厂址选择第一节自然条件一、地形、地貌厂区总体地势呈东北高西南低，海拔在13501390米，相对高差约40米。二、工程地质与水文地质该区属高原侵蚀性丘陵地貌，大部分地区为山丘地带，西南部为平缓地带。大面积被第三、第四系地层覆盖，植被稀少，为荒漠半荒漠地区，人口稀少。该区内发育由东南向西北的宽缓谷川，常年干涸无水，只在暴雨期间才有短暂的地表径流，流入西北荒漠区消失。三、气象与地震本区属半沙漠半草原干旱气候，冬季寒冷，夏季炎热，春季干燥，日温差大，最高气温362，最低气温304，年平均降雨量2747MM，且集中在7、8、9三个月内，蒸发量年均为35257MM，常年以西北风为主，平均风速32M/S，最大风速24M/S，最大冻土深度124M。本区地震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为020G，地震分组为第一组。第二节公用设施现状及发展趋势一、电源、水源、热源选煤厂电源引自利民煤矿35千伏变电站。选煤厂用水主要来自利民煤矿井下疏矸水、利民煤焦公司焦化厂水处理后的复用水以及棋盘井镇自来水公司。选煤厂热源来自公司动力车间,有足够的富余容量，满足技术改造利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第四章建厂条件及厂址选择煤炭工业石家庄设计研究院国华分院37后所需增加的热量。二、位置及交通运输利民煤焦有限责任公司位于内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克旗棋盘井镇。在109国道与棋棋盘井阿阿尔巴斯苏木公路交叉口的东北侧，西距棋阿公路14公里，南距109国道1公里。经109国道向西20公里到拉僧庙，31公里至宁夏回族自治区石咀山渡口。经棋棋盘井乌乌海公路至乌海35公里。距包兰铁路乌海东站该区最大的国铁集装站48公里，距乌海公乌素铁路拉僧站20公里，公乌素站12公里。该区交通运输条件非常便利。三、公用、生活设施的利用公用、生活设施利用原有。第三节社会经济环境一、环境状况本区大面积被第四系风积沙土覆盖，沟谷发育。区内属半沙漠、半荒漠地区，地表植被稀少，生态脆弱，干旱少雨，冬春季风大，易形成扬沙或沙尘暴天气。据调查，在自然状态下无滑坡、泥石流等不良地质现象。二、区域发展规划及有关政策为减少燃煤造成的SO2排放，减少矸石长距离运输造成的运力浪费，必须提高煤炭质量。选煤厂技术改造工程符合国家环境保护和充分利用煤炭资源的有关政策。三、协作条件1、原材料供应建筑材料中的水泥、砖瓦、砂石、白灰均可就地解决，钢材、木材需外协购买。由于交通运输便利，供应不存在问题。利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第四章建厂条件及厂址选择煤炭工业石家庄设计研究院国华分院382、土地征用选煤厂技术改造工程均在利民煤焦有限公司工业广场内内进行，不需征用土地。3、副产品处理选煤厂排出的矸石运往矸石砖厂制砖。第四节厂址选择本工程是选煤厂技术改造工程，在利民煤焦有限公司工业广场内进行，紧邻现有选煤厂。利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第五章工程设计煤炭工业石家庄设计研究院国华分院39第五章工程设计第一节选煤工艺一、产品方案利民煤焦有限责任公司选煤厂主要入选利民煤矿及周边地区煤矿生产的原煤，因此选煤厂入选的原煤煤种较多，煤质变化大，根据市场变化，选煤厂应工艺灵活，能及时调整产品品种，以确保企业始终保持竞争优势。选煤厂入选原煤煤种有肥煤、焦煤、1/3焦煤等。根据已确定的选煤厂产品方案，选煤厂技术改造后，将生产灰分105的高硫炼焦精煤和灰分115的低硫炼焦精煤。通过对入选原煤的可选性分析，当生产这两种灰分的精煤时，原煤的可选性均属于极难选。二、选煤方法及工艺流程根据选煤厂设计规范、原煤的变化趋势和目前选煤技术的发展状况，以及充分利用宝贵的炼焦煤资源，保证技术的先进性、前瞻性，系统的可靠性，多煤种的适应性，利民煤焦有限责任公司选煤厂技术改造工程应采用重介质选煤方法。我们对四种不同的重介质选煤方法进行了对比分析1、选前脱泥与不脱泥的选择我们主张选前不脱泥，因为脱泥的缺点已非常明显国际上05MM脱泥均不过关，只能采用075MM以上、最好是14MM筛缝进行脱泥。而对难选煤来讲，脱下来的粗煤泥至今无法有效分选，像TBS、螺旋溜槽等，已被实践证明其效果尚不如跳汰机。如徐州矿务局大屯张双楼矿采用脱泥重介TBS浮选工艺，精煤灰分只能降到85，而大屯孔庄选煤厂采用跳汰浮选工艺时精煤灰分尚可达到75。选前脱泥增加工艺环节，工艺布置复杂；利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第五章工程设计煤炭工业石家庄设计研究院国华分院40不能发挥重介质旋流器选煤下限低的优势；脱下来的煤泥未得到预分选，增加浮选作业处理量和难度，增加基建投资和费用，增加精煤损失。例如，淮南望峰岗选煤厂原生煤泥05MM中各粒级的灰分相差不大，浮选精煤灰分一直降不下来，被认为是极难浮煤。但在采用不脱泥三产品重介质旋流器分选工艺后，浮选的效果得到了很大改善浮选入料灰分由22降到19，浮精灰分由13降到11。无压给料三产品重介质旋流器不脱泥入选配合煤泥重介选工艺恰好简单有效的解决了粗煤泥分选问题。它是利用旋流器兼有的分级浓缩作用原理，在精煤溢流悬浮液中的煤泥随其自然分离的细介质一起送至煤泥重介旋流器中得到有效分选。这种模式巧妙地解决了选前脱泥无法采用煤泥重介质旋流器分选的难题。为了满足悬浮液流变特性和稳定性双重要求，在选煤设计手册中规定了重介质悬浮液的固体体积浓度一般应在1535之间，以此为依据可以算出不同密度的悬浮液中煤泥含量的最大允许值，如表511所示无压给料三产品旋流器通常都是一种低密度悬浮液系统下选出三种合格产品的，既使用在动力煤排矸系统时，其工作介质密度也在15KG/L左右，悬浮液中固相煤泥含量大，所以没有必要脱泥入选。表511悬浮液中固相的煤泥含量最大允许值悬浮液密度/KGL114151617181920煤泥含量/605040302090000950095765平均9532095200注表中后4个选煤厂均采用选前不脱泥入选。130254160789212503714025ABA有压入料圆锥形旋流器，悬浮液入料密度14KG/L；B无压入料圆筒形旋流器，悬浮液入料密度14KG/L图51两种旋流器中悬浮液密度场密度分布示意图3、大直径旋流器或小直径旋流器组的选择我们主张采用单台大直径旋流器而不主张采用两台或两台以上的小直径旋流器组。采用大直径重介质旋流器的理由如下可减少设备台数、减少占地面积和厂房体积、简化工艺布置、实现工艺环节单机化、便于自动化控制。可提高入料上限、减少堵塞事故、有利于长期稳定正常生产。分选精度不受旋流器大小影响。已进行技术测试的3GDMC1400/1000A型无压给料三产品重介质旋流器，其可能偏差E1值达到002003KG/L、E2005007KG/L，已成功用于老屋基等5座选煤厂。分选下限与旋流器大小无关。因为粒度相同的煤粒在不同直径旋流器内只要离心强度相同，分选效果即相同，只要压力随直径适当增利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第五章工程设计煤炭工业石家庄设计研究院国华分院43长即可，百余座选煤厂的生产实践均有验证。可避免小直径旋流器组并联使用中产生的压力、流量和粒度分配不匀以及各台旋流器磨损程度不同而带来的整体分选效果降低的问题。澳大利亚用一台1000MM大直径两产品有压给料重介质旋流器代替两台710MM小直径旋流器试验结果表明，可能偏差E值前者优于后者，其精煤产率比后者高出1个百分点左右。4、两产品和三产品重介质旋流器的选择要求生产三种产品时的选择当分选炼焦煤时，因精煤灰分要求较低，大多数情况下必须分选出精煤、中煤和矸石，才能保证精煤和矸石的灰分同时满足要求，采用无压给料三产品重介质旋流器明显地优于采用两段两产品重介质旋流器。用一种低密度悬浮液系统一次生产出合格精煤、中煤和矸石，生产流程和工艺布置大大简化、设备和管路减少、改变磨损程度和电耗降低，因而投资、加工成本低。采用改变二段底流口粗调和二段溢流管插入深度微调相结合的方法可有效地调节二段分选密度，完全能够满足排弃纯矸石的要求。有的人试图将两个两产品旋流器中的第二个采用定压漏斗入料方式，这样虽然减少了一套泵和管路的磨损，但是高低密度悬浮液系统并存的实质并无改变，反而带来了增加厂房高度和体积的弊端。有人担心，原煤中中煤与矸石含量超过1/2时，三产品旋流器的处理能力将大大降低，这种担心是片面的。因为矸石密度大、体积小，且旋流器的结构参数可变。多年生产实践证明原煤中矸石含量05MM36318253132043435769321200粉矸石126287460015264222000矸石合计37578540136642450969151230尾煤泥3167171147337942992600总计1000022727363636120003978注本表按两种原煤16煤层9煤层11综合而成。第二节主要工艺设备选型一、主要工艺设备的选型原则设备选型要能适应煤质波动较大的实际情况；设备性能先进，工作可靠，操作方便；选择节能、低噪音、振动小的设备；考虑产品水分要求，选用同类型中脱水性能最好的产品脱水设备；尽量选择同类型同系列的设备，以便于检修和更换零件；在同等条件下，优先选用性能价格比较高的设备；为简化系统，选用处理能力大、效率高的设备，同时为缩短建设工期打下基础。二、设备选型不均衡系数K的确定不均衡系数煤流系统115，矸石系统150，煤泥水系统和重介悬利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第五章工程设计煤炭工业石家庄设计研究院国华分院54浮液系统125。三、主要工艺设备选型计算新增主要工艺设备选型见表521。表521新增主要工艺设备选型表编号设备名称型号规格单位数量备注1原煤分级筛CS2448,50台12分级破碎机CB0715H台13原煤重介质旋流器3GDMC1100/780AI台14煤泥重介质旋流器SDMC300台15精煤脱介分级筛SLG3042台2申克天津组装6中煤脱介分级筛SLG3042台1申克天津组装7矸石泄介脱介筛SLG3042台1申克天津组装8末精煤离心脱水机LLL1150600A台19精煤泥离心脱水机LWZ12001800A台110尾煤泥离心脱水机LWZ11001800A台111精煤磁选机DMM9142972台2美国艺利中国组装12中煤磁选机DMM9142438台1美国艺利中国组装13矸石磁选机DMM9142438台1美国艺利中国组装14浮选机FJC126台115精煤压滤机XMGZ300/1600X/U台116尾煤压滤机KX300/2000U台217一段浓缩机ITT0707AI台218二段浓缩机ITT120C台1四、部分主要设备选型介绍1主选设备选用一台具有国际领先水平的3GDMC1100/780AI型大直径无压给料三产品重介旋流器，与采用两台3GDMC850/600AI型直径无压给料三产品重介旋流器相比，主要优点在于可避免两台旋流器并联使用中产生的压力、流量和粒度分配不匀以及各台旋流器磨损程度不同而带来的整体分选效果降低的问题。与国内采用双介质入口的重介旋流器相比，可避免旋流器内流态紊乱降低分选精度的现象。2末精煤离心脱水机选用国内领先的LLL型离心脱水机。该机处理量大，产品水分低，工作平稳可靠，使用效果好。利民煤焦公司选煤厂技术改造工程可行性研究报告第五章工程设计煤炭工业石家庄设计研究院国华分院553磁选机选用美国艺利磁铁在中国的合资产品，其设计先进，适应于煤泥含量高的工作环境，矿浆通过量大，结构紧凑，磁选精矿回收率达996以上。4尾煤泥卧式沉降过滤离心脱水机选用国产LWZ型卧式沉降过滤式离心脱水机，经利民、西达等选煤厂使用，脱水产物水分低并松散，动力消耗小，工作平稳可靠，而且其控制系统比较直观。5浮选精煤脱水采用卧式沉降过滤离心脱水机和精煤压滤机脱水回收，经鄂尔多斯西达、乌海银海等选煤厂使用，与采用圆盘真空过滤机相比可降低加工费用，降低精煤水分；与采用加压过滤机相比，可降低投资和事故率，减少加工费用；与采用压滤机相比，可减少操作工人，降低