中岭选煤厂生产系统工艺改造分析

潘胜平，饶成林，胡克林，龙 栩

(1.贵州省煤矿设计研究院，贵州 贵阳 550025；2.贵州中岭矿业有限责任公司，贵州 毕节 553302)

中岭选煤厂生产系统工艺改造分析

潘胜平1，饶成林2，胡克林1，龙 栩1

(1.贵州省煤矿设计研究院，贵州 贵阳 550025；2.贵州中岭矿业有限责任公司，贵州 毕节 553302)

在对中岭选煤厂原煤煤质分析的基础上，结合市场需求和产品定位，对原生产系统进行工艺改造，并对改造情况进行分析。改造与生产实践表明：改造工程尽量利用原设备和设施，建设工期短，总投资低，有利于回收成本；新生产系统的成功运行，实现了产品多元化生产，煤炭产品销售收入大幅提高，经济效益显著。

原煤煤质；动筛跳汰；重介分选；工艺改造

中岭选煤厂隶属于贵州中岭矿业有限责任公司(以下简称“中岭公司”)，位于贵州省毕节市纳雍县中岭煤矿工业场地内，属于矿井配套工程，于2005年竣工投产。该选煤厂原设计能力为0.60 Mt/a，设计工艺为>80 mm粒级块煤采用动筛跳汰机排矸，跳汰精煤作为产品直接销售，<80 mm粒级混煤不分选，直接供给纳雍发电厂使用。该选煤厂入选原煤主要为无烟煤，由于中岭煤矿各煤层的煤炭煤质波动很大(在11.58%～35.70%之间)，可采煤层薄厚不一(在0.20～5.74 m之间)，致使入选原煤煤质不稳定，生产管理难度较大；加之原生产系统存在设计缺陷，动筛跳汰车间一直闲置。

随着煤炭市场供需关系的变化，煤炭价格处于低位，煤炭企业生存环境恶劣。中岭公司产品结构单一，只生产原煤已不能满足市场需求。为了提高产品附加值，探索产品多元化途径，增加企业经济效益，该公司决定将动筛跳汰系统改成重介分选系统，采用无压三产品重介质旋流器作为主选设备对原煤进行高效分选，新的生产系统设计能力为1.50 Mt/a。

1 原煤煤质

中岭选煤厂工艺设计采用的煤质资料主要为中岭煤矿的筛分资料和浮沉资料，原煤筛分与浮沉数据见表1、表2、表3。

表1 原煤筛分试验结果

由表1可知：原煤灰分为40.22%，硫含量为1.36%，为高灰中硫煤且煤质较差，说明经过洗选后其可能成为合格的喷吹煤、烧结煤、化工用煤等。煤泥产率为11.10%，原生煤泥产率较高，说明原煤较软易碎；随着粒度的减小，各粒级产率增加而灰分降低，说明原煤较矸石更易碎。>50 mm粒级产率为15.93%，灰分为67.99%；50～100 mm粒级矸石和>100 mm粒级矸石产率分别为6.34%、6.01%，说明原煤为高矸煤；两者的灰分分别为83.46%、82.55%，说明矸石较纯。>100 mm粒级经简单手选后，可得到灰分为16.83%、硫含量为0.65%的块煤产品；鉴于三产品重介质旋流器的入料粒度上限为100 mm，考虑通过手选排除>80 mm粒级中的矸石。

表2 50～0.5 mm粒级原煤浮沉试验综合结果

由表2可知：<1.50 g/cm3密度级产率为46.51%，灰分为8.68%，产率较高而灰分较低，说明分选出的精煤指标较好。1.60～2.00 g/cm3密度级产率为6.96%，说明其中的中煤较少。>2.00 g/cm3矸石产率为39.24%，灰分为80.32%，这进一步说明矸石较纯。浮沉煤泥产率为5.68%，灰分为36.16%，这说明原煤存在泥化现象。

表3 <0.5 mm粒级原煤浮沉试验结果

由表3可知：<1.50 g/cm3密度级产率为5.75%，灰分为9.15%，产率较高而灰分较低，说明能够分选出指标较高的浮选精煤；1.60～2.00 g/cm3密度级产率为1.05%，说明高密度物产率较低。

依据上述煤质资料，结合GB/T 16417—2011《煤炭可选性评定方法》，绘制原煤可选性曲线[1]，结果如图1所示。由图1可知：当精煤灰分为9%时，原煤理论分选密度分别为1.50 g/cm3，此时其可选性等级为极难选。

图1 50～0.5 mm粒级原煤可选性曲线

2 市场需求与产品定位

贵州省内的无烟煤用户基本集中在以贵阳市为中心的清镇市、福泉市马场坪、瓮安一带，距中岭煤矿最远者不过300 km，距该煤矿不足50 km的水城县境内也有较大需求；最近两年云南省内的无烟煤需求量较大，主要集中在昆明市周边及红河州，距中岭煤矿最远者不过500 km。这些企业需要的无烟煤产品主要包括化工粉煤、化工末煤、化工块煤、烧结煤及高炉喷吹煤等。

根据目标市场需求，该选煤厂以洗选高炉喷吹煤、铁厂烧结煤为主，混煤、煤泥供给纳雍电厂作燃料；附带生产化工块煤、化工末煤等产品，以适应市场需求，提高产品竞争力[2-3]。据此确定的产品结构为：高炉喷吹煤(灰分<13%，水分<9%)，铁厂烧结煤(灰分<18%，水分<9%)，化工块煤(粒度为10～20、20～40、40～60 mm，水分<9%，灰分为13%)，化工末煤(0.1～10 mm)，化工煤或喷吹煤(水分<9%，灰分为13%)，电厂动力混煤(中煤和煤泥，发热量≥20.09 MJ/kg，水分<15%)。

3 工艺改造

3.1 改造方案与实施

该选煤厂原煤的可选性等级为中等可选或极难选，故采用以无压三产品重介质旋流器为主的联合工艺(图2)对其进行处理。矿井原煤经80 mm预先分级后，>80 mm粒级通过人工拣出大块产品煤，块矸石直接落地堆放；<80 mm粒级落入储煤仓，再定量给入通往主厂房的带式输送机。当<10 mm粒级原煤不宜入选时，<80 mm粒级采用10 mm分级筛分级，<10 mm粒级原煤被运至滑坡仓，作为动力煤销售；10～80 mm粒级原煤直接洗选。

图2 工艺原则流程

3.2 注意问题

(1)场地标高复核。中岭矿井工业场地依山而建，原煤准备系统位于丘陵顶部，选煤厂也位于其顶部；而产品装车系统位于丘陵底部，上下高差大于40 m。此次改造除重介车间在原动筛车间内进行外，还需新建压滤车间、浓缩车间等建(构)筑物，而新老建(构)筑物场地的高度直接影响工艺系统布置。该矿井已开发10 a，场地标高是否发生变化需要核实。

(2)原建(构)筑物的位置和楼层复核。设计前需要对原建(构)筑物的位置进行复核，并搞清运输系统的实际关系，将其作为地面工艺系统布置的依据。与新建厂房相比，老厂房内的空间结构已确定，设备位置、检修场所、人行过道等的布置受到很大。故只有对原建(构)筑物的楼层标高、梁位置、梁大小等复核后，才能将有关数据作为各楼层设备布置的依据。

(3)改造厂房的数学模型复核。在工艺改造过程中，随着选煤工艺的变化，新工艺选用的设备型号、台数也会发生变化，整栋建筑物承受的荷载随之改变。在设备布置过程中，根据现场实际情况，需要在原建筑物楼层中增加设备基础，或者局部拆除梁、楼板等，这都会对原建筑物的结构性能产生影响。因此，需要设计人员对改造建筑物的结构建立数学模型，重新进行核算，查看其是否满足设计要求。

4 生产效果

该选煤厂生产系统工艺改造完成后，在调试过程中分别于301原煤入选皮带、精煤脱介筛、中煤脱介筛、矸石脱介筛上取样，并对试样进行分析(表4)。试样检测结果说明，在原煤灰分为31.24%时，采用重介分选系统可以分选出合格的精煤产品。

按照原煤销售价格330元/t计算，销售原煤每年可以收入4.95亿元。原煤经过分选后产出精煤、中煤、矸石，按照精煤销售价格650元/t、中煤300元/t、矸石不计价算，每年销售商品煤可以收入6.73亿元，即销售洗选产品可以多收入1.78亿元，经济效益显著。

表4 煤样检测结果

5 结语

此次工艺改造的土建工程主要包括原煤运输系统、主厂房、压滤车间、浓缩车间、产品装车系统，重介系统的主厂房主要在原动筛车间内改造，浓缩车间、压滤车间需要在主厂房外侧新建，原煤系统及产品装车系统除少部分需要新建外，大部分利用原建(构)筑物。从2015年2月27日土建开工到本年8月31日带煤联合试运转，建设工期共6个月，工程工期短；项目概算总投资4 139.13万元，吨煤投资27.59元，吨煤投资较低，总投资较少。生产系统改造成功后，原煤采用重介系统分选，可以得到多元化的合格产品，比直接销售原煤多收入1.78亿元，经济效益显著。

[1] 匡亚莉.选煤工艺设计与管理(设计篇)[M]. 徐州：中国矿业大学出版社，2006.

[2] 戴少康.选煤工艺设计实用技术手册[M]. 北京：煤炭工业出版社，2010.

[3] 戴少康.选煤工艺设计的思路与方法[M]. 北京：煤炭工业出版社，2003.

Analysis of the reform made of the coal washing process at Zhongling Coal Preparation Plant

PAN Sheng-ping1, RAO Cheng-lin2, HU Ke-lin1, LONG Xiang1

(1. Guizhou Coalmine Design & Research Institute, GuiYang, Guizhou 550025, China; 2. Guizhou Zhongling Mining Co., Ltd., Bijie, Guizhou 553302, China)

The paper presents an analysis of the technical transformation of the existing coal washing system made on analysis of the raw coal property, market demand and product positioning. Practice shows that: the renovation work is short in cycle time, low in total initial capital cost, and short in payback period because of the full use as for as possible of the existing equipment and facilities; and the successful operation of the renovated washing system makes it possible for Zhongling Coal Washery to operate with a remarkable economic performance resulted from production of diversified products and noticeable increase of sales income.

raw coal property; movable-sieve jigging; heavy-medium separation; renovation of coal washing processes

1001-3571(2016)05-0091-04

TD94

B

2016-08-12

10.16447/j.cnki.cpt.2016.05.025

潘胜平(1986—)，男，贵州省贵阳市人，工程师，硕士，从事选煤厂设计及其相关的工作。

E-mail：bajing120@163.com Tel：15185051429

潘胜平，饶成林，胡克林,等. 中岭选煤厂生产系统工艺改造分析[J]. 选煤技术， 2016(5)：91-94.