原煤准备系统工艺改造

1、蒋庄煤矿选煤厂原煤准备系统的工艺改造 摘要： 本文简述了蒋庄煤矿选煤厂原煤准备系统在重介浅槽排矸系 统改造前矸石拣选工艺存在的职工劳动强度大、 制约矿井提升、 矸石 带煤量大、 设备故障率高等问题， 论述了选煤厂生产效率的主要原因 为系统工艺落后不完善， 重介浅槽排矸系统改造的必要性； 同时根据 蒋庄选煤厂的煤质条件、 生产要求等实际情况确定重介浅槽排矸系统 最终的工艺流程， 最后对浅槽排矸改造后的经济效益进行了分析， 本 次改造具有较高的社会价值、经济价值与推广应用价值。 关键词：重介浅槽分选、原煤准备系统改造、工艺改造1、概述 蒋庄煤矿是山东能源枣庄矿业（集团）有限责任公司的一个骨干生产矿

2、井， 目前生产能力为 a, 蒋庄煤矿选煤厂为其配套选煤厂，其原煤准备系统与矿井同 步建设同步投产，目前双系统核定提升能力达到 a。其设计生产工艺为：矿井毛 煤经两台原煤分级筛预先筛分，+50mn物料通过人工拣选出可见矸及杂物后破碎 至50mm以下与-50mm筛下物混合后入原煤仓再进洗煤系统精选或直接作为混煤 销售，手选矸石通过矿车运至矸石山。近年来，随着矿井服务年限的增长， 井下煤质情况变化较大， 矿井原煤湿粘、 含矸量大、 高灰高硫、矸石泥化严重等现象经常发生， 伴随着煤炭市场的急剧下 滑，煤炭销售的压力不断增加， 为了顺应市场的需求， 进一步提高入洗原煤煤质 与精煤回收率，降低职工劳动强度

3、，开辟块精煤新市场， 2014 年蒋庄矿决定对 原煤准备系统进行工艺技术改造， 将原北系统人工拣选工艺改造为重介浅槽排矸 工艺，对南人工拣选系统设备进行升级扩容， 最终实现原煤单系统处理能力均能 够满足矿井生产需要。2、人工拣选系统存在问题及原因分析 人工拣选工艺系统存在问题根据选煤厂实际生产情况，发现人工拣选工艺系统存在以下问题 :（1）原有YAHG184原煤分级筛（原设计使用吊筛）煤质湿粘时分级筛分级效果差，影响矿井提升。（2）人工拣选工艺劳动强度大， 生产效率低， 满足不了混煤质量及选煤生产 需要，不能达到企业提出的提质增效的战略发展要求， 严重制约了矿井的洗煤生 产和混煤销售工作。（3

4、）原有两个容量 35 吨的手选矸石仓，容量小，缓冲时间短，当煤质变差 时经常出现排放不及时造成矸石仓满影响矿井提升的现象。（4）块矸通过 1 吨矿车运至矸石山， 重介浅槽投入运行后块矸量增加， 矿车 运输能力不能完全满足生产需要。（5）洗矸汽运系统存在场地容量小、 污染工广、损坏道路、 转运成本高等问 题。（ 6）矸石带煤率高，可达 5%左右，经济效益较差，损失较严重。原因分析结合原煤系统生产实际， 从生产工艺、 设备选型层面对人工拣选工艺生产效 率低的原因进行分析，主要有以下三个方面：（1）原煤筛分效率低，遇到湿黏煤质时分级筛筛孔容易被堵塞，原煤筛分 率不断下降，为解决此问题， 生产岗位工不

5、得不停机清理筛机筛面， 正常情况下， 每个生产班（每班 8 小时）需清理筛面 3 次，共计影响生产时间约 20分钟，每 天因分级筛筛分效果差而影响矿井提升时间就在 1 小时左右，严重的制约了矿井 提升，对生产系统的影响很大，所以解决原煤的有效筛分问题迫在眉睫。（2）改造前，设备老化严重，自动化程度低，有些设备使用年限已经超过 其规定的使用周期，设备日常维修量较大，维修费用高，故障影响时间长，造成 原煤系统生产效率低下。（3）人工拣选工艺比较落后，在人工拣选过程中拣选质量受到拣选工经验 与责任心影响较大， 随意性大， 容易影响拣选效率与产品质量， 可能造成矸石跑 煤现象严重， 堵卡破碎机等事故的

6、发生。 随着井下煤质条件的变化， 原煤含矸石 量增加，矸石泥化严重等现象日益突出，不利于洗煤系统的精煤洗选生产。蒋庄煤矿选煤厂原煤准备系统人工拣选系统工艺落后， 自动化程度低， 设 备老化严重，严重制约了选煤厂提质增效，生产适销对路产品等战略发展目标， 不能适应目前的煤炭市场形势， 因此，对蒋庄煤矿选煤厂进行重介浅槽排矸工艺 技术改造势在必行。3、改造方案 选煤方法及工艺流程的确定 选煤方法目前，能够有效的提高入洗原煤煤质，提高精煤回收率，通过机械块煤 排矸代替人工拣选且效果较好的块煤分选方法主要有重介浅槽分选与重介斜 / 立 轮分选。（1）重介斜 / 立轮分选重介斜/立轮分选机作为块煤分选设

7、备，具有分选粒级宽（300-6m m）,分选 精度高的特点，但近年来在中国已经很少使用，主要原因为设备体积过于庞大， 结构复杂， 设备价格高， 故障率高， 维护困难， 不便于工艺布置， 配套系统复杂， 不便于工艺布置， ，生产费用偏高，同时技术更新不及时也影响其推广应用，故 在本次蒋庄煤矿原煤系统工艺技术改造中不予采用。（ 2）重介浅槽分选重介浅槽分选机是专门用于处理块煤的高效分选设备， 近年来广泛应用于各 类动力煤选煤厂的块煤分选和排矸作业。 其分选原理是利用煤与矸石密度的不同 在相对静止的（非脉动水流） 重介悬浮液中自然分层， 由于浅槽分选机的分选长 度一般只有米，煤和矸石在浅槽内的运动十

8、分平稳，可以认为是相对静态分选， 煤和矸石在悬浮液中很少相互挤压摩擦， 因此可以最大限度的提高设备的分选精 度，避免了矸石跑煤及煤中带矸的情况， 并能减少分选作业中产生的次生煤泥量。 作为分选介质的重介悬浮液采用磁铁矿粉与水配制而成， 悬浮液的密度可以根据 分选要求通过密控分流系统与补水补介的方法进行调节， 使煤和矸石的分选更加 精确。并且自动化程度较高， 可以实现悬浮液密度自动调节， 减少人为因素对对 分选效果稳定性的影响。在工艺技术改造前， 通过对两种分选方法的对比与分析， 决定使用重介浅槽 排矸工艺来代替原有人工拣选工艺虽然重介浅槽分选机理论分选上限可达 300 (350) mm但实际生

9、产中受到 现场生产条件及其他配套设备选型等方面的影响，并且重介浅槽分选机块煤溢流口处悬浮液深度有限，+200mm大块煤下部容易卡在溢流堰处不能随溢流排出， 一般将重介浅槽分选上限设定为 200mm工艺流程蒋庄煤矿选煤厂原煤准备系统重介浅槽排矸工艺技术改造于2015年5月正式试运行，2015年8月正式竣工验收，改造后具体工艺流程如图1所示。矿井原煤图1改造后重介浅槽排矸系统工艺流程(1)手选工艺流程煤质好，矸石量小时，采用手选工艺，工艺流程如下:主井来煤经50mm分级筛分级，+50mn块原煤手选捡出矸石后破碎至50mm以 下和-50mm末原煤一起进入原煤仓。（2）浅槽排矸工艺流程 煤质差，矸石量

10、大，手选不及时，采用浅槽排矸工艺，工艺流程如下： 反手选系统：主井来煤经50/200mm分级筛分级，+200mn块原煤反手选，反手选出的块煤和20050mn块煤一起进入浅槽排矸，-50mm末原煤一起进入原煤仓。 重介分选系统：20050mn块原煤采用重介浅槽分选，分选出精煤和矸石两种产品。 产品脱介、脱水系统： 重介浅槽溢流经固定筛、精煤脱介筛脱介脱水后进入精煤破碎机，破碎至50mn以下，破碎后的精煤产品和-50mm末原煤一起进入原煤仓。浅槽矸石经脱介 筛脱介脱水后直接作为矸石产品， 管状皮带运输排矸时， 为保证粒度符合运输要 求，还需要进行80 （50） mm破碎。 介质回收及添加系统： 精

11、煤固定筛筛下分流后的合格介质以及各脱介筛合格段合格介质均返回合格介质桶循环使用。 精煤固定筛筛下合格介质分流部分、 精煤稀介质和矸石稀介 质入磁选机， 磁选精矿返回合格介质桶循环使用。 介质添加采用直接向合格介质 桶添加袋装磁铁矿粉。 粗煤泥回收系统：磁选尾矿进入浓缩旋流器浓缩， 浓缩旋流器底流进入高频筛再次脱水后掺入 破碎后的块精煤和末原煤， 浓缩旋流器溢流进入现有煤泥水浓缩系统， 高频筛筛 下水再次进入浓缩旋流器浓缩（因高度低，无法自流进入浓缩机） 。改造要点及注意事项由于原煤准备系统担负着矿井原煤提升的重任， 避免影响矿井原煤提升和洗 煤系统的正常生产， 合理利用现有车间的空间是本次改造

12、的关键点， 本次改造过 程中的注意事项以及改造经验如下：（1）首先在洗煤主厂房与原煤老厂房之间新建一浅槽厂房用作浅槽系统的 主场地，在此基础上利用元旦放假检修期间拆除改造南拣选系统， 避免影响矿井 生产。（2）南拣选系统改造完成后，可逐渐拆除北拣选系统设备，在浅槽车间设 备安装就绪后，集中对北系统进行设备安装。（3）改造水、电、暖、气等需要与原有系统搭接的地方时，要在停产检修 期间完成，避免影响矿井提升。（4）由于浅槽车间距离洗煤介质库较远，在浅槽一楼汽车通道附近设置一 小型介质库，方面浅槽系统介质的添加。4、效益分析 原煤重介浅槽排矸系统改造完成后，通过使用浅槽分选机进行机械排矸来 代替人工

13、拣选，提高了生产效率，排矸量增加，矸石含煤率降低，洗煤系统运行 成本降低，单系统处理能力达到 550T/h 以上，正常生产时实现一用一备不必再 双系统同时运行， 不但确保了矿井生产， 还节约了电费、 材料费、人工费等消耗， 具体经济效益分析如下：（1） 改造前原煤车间共有职工 120人，改造后可减少岗位人员 20 余人， 并可将减少人员充实到其他急需人员的岗位上，目前原煤系统共有职工 90 人， 相比改造前减少 30 人，每年可减少职工薪酬支出约 150 万元，取得了较好的控 员增效与提质创效的效果。（2）改造后矸石带煤率由改造前的 5%降至 1%以下，每年矸石产量按照 90 万吨计算，可减少

14、煤炭损失：90万吨/年X（5% - 1%）=万吨/年，可增加经济效 益：万吨/年 X350元/吨=1260万/年。（ 3）改造后进入洗煤系统原煤量约减少 22 万吨，小时原煤入洗量增加， 缩短了开机时间，提高了洗选洗选效率，据估算每年可节约电费 20 余万元。（ 4）洗煤系统矸石量的减少，减轻了对旋流器、入料泵、筛板以及矸石运 输皮带的磨损， 延长了设备的使用周期， 节约了材料配件以及修理费用， 据估算 每年可节约材料配件费用约 70 万元。（5）通过浅槽排矸，入洗原煤的煤质明显改善，洗选分选效果得到了明显提升，与改造前相比，精煤回收率提升 5%8%之间，据估算每年能够多回收 精煤8万吨，创造经济效益：8万吨X500元/吨=4000万元。（6）通过浅槽块煤分选系统生产的块煤具有很大的市场，根据统计浅槽系 统每月可放块煤 8000 余吨，按照每吨块煤 400