斜沟煤矿选煤厂设计特色及新技术应用

黄健华

(山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿选煤厂，山西 兴县 033602)

斜沟煤矿选煤厂隶属于山西西山晋兴能源有限责任公司，位于山西省吕梁地区兴县县城以北50 km处魏家滩镇，距省城太原市240 km。这座年处理能力3 000万t的现代化矿井型选煤厂，设计一次完成，分期建设，适应井下两煤层实行分采分运分储分别入选的要求。一期工程1 500万t，入选矿井生产的8#原煤，已于2010年2月份正式投产，后期规模达到3 000万t，同时入选矿井生产的8#煤和13#煤。二期工程于2011年9月正式投产。该厂洗选工艺为块煤重介浅槽加末煤两段两产品重介旋流器主、再洗。目前只入洗8#原煤，生产气精煤和动力煤。

1 主要设计特色

1．1 产品结构

兴县煤田位于河东煤田北部，煤炭资源丰富，赋存条件好，主要以气煤为主。8#和13#煤层是井田内2个主要可采煤层，均具有良好的品质，主要表现为中灰、低硫、中磷、高挥发分、高发热量。且8#煤黏结性较好，硫分低(＜0．6%)适合用于炼焦配煤，洗后副产品混煤作为动力煤销售。

8#原煤洗选炼焦精煤，洗选11%灰分的炼焦精煤时精煤回收率较低，为较难选煤或难选煤。依据市场销售情况，该厂产品主要定位为气精煤和洗混煤，炼焦精煤(灰分≤11%)和洗混煤(发热量为20．934 MJ)。

1．2 洗选工艺

块原煤分选系统对块煤比例及煤质变化的适应性强。块原煤分选采用2台DMB8013型浅槽重介分选机，其处理能力可达800 t/h，分选密度可低至1．30 kg/L，为产品结构的调整留下了空间。既适用块煤入选比例提高的需要，也适用于当原煤含矸量大时，调整分选密度实现块精煤在一定范围内无级调灰，满足混煤发热量指标。

1．3 工艺布置

原煤准备系统及主洗系统均为双系统布置，均具备1 500万t生产能力，每期系统设备选型一致，相互独立。这样非常有利于大型选煤厂的建设及生产管理，可实现边生产边基建，缩短基建周期。由于该厂处理量比较大，如果其中一个系统设备出现问题，可以立即启用另外一期系统，极大地提高了全厂生产的可靠性。

该厂原煤系统和主洗系统之间设置容量约3 600 t的原煤缓冲仓，有效分开原煤准备和洗选两大生产环节，当准备系统出现故障时，原煤缓冲仓可继续供煤约0．5 h以上，有效避免相互之间的制约。设计时考虑矿井生产、销售淡旺季变化及铁路运输各方面的矛盾，原煤仓及产品仓均为4个3万t的大容量煤仓，提高了生产缓冲能力，有效缓解了选煤厂与矿井、铁路运销之间的相互制约，便于组织和协调生产。

1．4 总平面布置

该厂所处工业场地是典型的山地地形，三面环山，中间一条狭窄的山沟，沟口正对铁路站场。该厂生产系统主要单位工程有原煤仓、准备车间、主厂房、浓缩车间、产品仓、快速装车站及排矸系统等。根据设计原则和设计条件，作为选煤厂核心单位工程的主厂房及与之关系密切的浓缩车间，布置在铁路站场以南较为开阔的沟口。储装运系统平行于铁路站场，与原煤准备系统、主洗系统呈直角折线布置。井口到主厂房之间由里向外沿沟布置原煤仓、准备车间，单排4个产品仓平行于铁路站线布置在主厂房和装车站之间。全厂煤流系统顺畅，充分利用了自然地形高差阶梯布置，这样不仅节约了耕地，提高了防洪标准，同时降低生产能耗，为建成优质高效选煤厂提供了有力的硬件保障。

2 新技术、新管理模式

2．1 拐弯皮带的应用

该厂矸石外排系统应用了1部带宽为1 400 mm、带速为 2．5 m/s、输送能力为 1 500 t/h、机长为1 475 m、线路中有2个半径分别为300 m和400 m的水平曲线段的弯曲U型带式输送机。

该拐弯皮带用于完成矸石缓冲仓及矸石排放仓之间煤矸石的排放运输任务，两仓之间地形复杂且高低起伏，沿途布置了原煤仓、污水处理厂等建筑物。面对现有生产场地局限，若按传统设计模式，需用多部短距离带式输送机互相搭接直线分段运输模式来确保运输系统的连续。但是这种非连续的运输方式，处理量较小，运输效率低，不利于生产管理及检修维护。该拐弯皮带的投用既解决土地限制问题，同时简化了运输系统，提高了生产效率，降低了机电事故率，确保了安全生产。

2．2 重叠式高效浓缩机的应用

该厂在设计时结合以往选煤厂的煤泥水管理经验，在煤泥水处理系统设计中考虑处理量大、煤质波动大等因素，采用直径为38 m与事故池重叠的高效浓缩机。浓缩机分两层布置，上层布置工作浓缩机，下层布置事故池。当工作浓缩机出现故障时，可开启浓缩机底流管的放料阀门把工作浓缩机中的煤泥水直接放到下方的事故池中，待浓缩机检修完后，由水泵将事故池中的煤泥水转排到工作浓缩机中，这样大大提高了检修效率。整个浓缩机呈半地下布置型式，高效利用了土地空间，节省了基建投资。平时可将事故池作为蓄水池用，在生产过程中清水供应不上时用泵将水抽送回生产系统作为循环水使用。

2．3 快速装车系统的应用

为保证煤炭产品及时外运，提高装车速度，减少装运误差，该厂引进了2套美国Kanawha公司的装车能力为5 000 t/h的单元式快速定量装车系统。该系统装车速度快，单车装载时间不超过40 s，装完一列车需约1 h左右，在短时间内完成大煤量的精确定量装车。装车同时可完成平煤，并采集煤样，减少污染，改善劳动条件，减轻工人劳动强度。

从2010年2月投入运行以来，装车系统运行状况良好，完全适用于该厂的火车外运现状。

2．4 新的管理模式

选煤厂建设期间，为缩短设计周期，确保工程施工按期完成，该厂原煤准备系统及产品储装运系统由大地工程公司设计施工总承包，主洗系统由约翰芬雷公司设计施工总承包，借助两个设计院的雄厚实力和各自优势，保证在最短的时间内完成从开工建设到投产运营的建设总工期如期完成。

该厂成功投产后，受当时人员规模及检修人员素质、公司体制等条件的制约，一时难以配备专业齐全的高水平维修队伍以及相应的检测维修设备和各种维修备件，于是委托了约翰芬雷公司承包该厂的机电检修运营，外包的设备维修业务为日常检查维护及设备中小修，凭借约翰芬雷公司雄厚的技术储备和成熟的技术应用，获得更好的维修服务，不但满足了选煤厂生产要求，提高了生产效率，而且提高了设备维修水平，降低维修成本。

设备检修外包模式使“交钥匙”工程得到延续，并与约翰芬雷公司建立了长期合作的战略伙伴关系，这种全新的管理模式是总承包内容的扩展，也是总承包模式的深化，为现代高效选煤厂管理探索出了一条新路径。

3 结语

斜沟煤矿选煤厂采用先进的设计理念和生产工艺，建设周期短，运营维护成本低，在特大型选煤厂管理方面可提供借鉴的模式和思路，该设计理念及建设模式在国内选煤行业中具有极大的推广应用价值和良好的市场前景。