蒋庄煤矿选煤厂原煤准备系统技术改造实践

高文宇 ，赵 驰，纪玉华，周俊喜，梁 艳

(1.枣庄矿业集团蒋庄煤矿，山东 枣庄 277605；2.枣庄矿业集团煤质管理处，山东 枣庄 277000)

蒋庄煤矿选煤厂原煤准备系统技术改造实践

高文宇1，赵 驰1，纪玉华2，周俊喜1，梁 艳2

(1.枣庄矿业集团蒋庄煤矿，山东 枣庄 277605；2.枣庄矿业集团煤质管理处，山东 枣庄 277000)

针对蒋庄煤矿选煤厂原煤准备系统存在原矸石拣选工艺制约矿井提升、职工劳动强度大、设备故障率高等问题，在生产工艺、设备选型层面分析选煤厂生产系统存在问题的基础上，论述了浅槽重介排矸系统改造的必要性，同时根据蒋庄煤矿的煤质条件、生产要求等实际情况，对重介浅槽技术进行了改造，采取一系列改造措施后，精煤产率显著提升，入洗原煤矸石量减少，减轻了对旋流器、入料泵、筛板以及矸石运输皮带的磨损，提高了洗选效率和原煤单系统处理能力，满足了矿井生产需要，同时节约了材料配件以及修理费用，改造成效显著。

反手选；浅槽重介分选；原煤准备系统改造；工艺流程

山东能源枣庄矿业(集团)有限责任公司蒋庄煤矿原设计生产能力为1.50 Mt/a，经过多次技术改造，2007年，实际生产能力核定为2.75 Mt/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，目前双系统生产能力核定为3.00 Mt/a。主要煤系共含煤19层，山西组含煤3层(自上而下，编号为2、3上、3下)，太原群含煤层自上而下编号4-18层，其中稳定可采煤层为16层，煤层为低-中变质阶段的烟煤，16煤层为肥煤，3上、3下为1/3焦煤，系良好的煤焦及动力煤。最初矿井毛煤经两台原煤分级筛预先筛分，生产工艺为>50 mm粒级物料通过人工拣选出矸石及杂物后，破碎至50 mm粒级以下，并与<50 mm粒级筛下物混合入原煤仓，再进入洗煤系统精选或直接作为混煤销售，手选矸石则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，存在原煤湿粘、含矸量大、高灰高硫、矸石泥化等现象，同时煤炭市场急剧下滑，煤炭销售压力不断增加，为了顺应市场需求，进一步提高原煤质量，降低职工劳动强度，2014年蒋庄煤矿对原煤准备系统进行工艺技术改造，将原两套人工拣选系统中的北系统改造为重介浅槽排矸工艺，对另一套人工拣选系统设备进行升级扩容，以提高原煤单系统处理能力，满足矿井生产需要。

1 存在问题与分析

1.1 原生产系统

根据选煤厂实际生产情况，发现原生产系统存在问题如下：

(1)原煤筛分设备老化，筛分效果差。原有YAHG1842原煤分级筛结构老化，筛分效率低，尤其是当煤质湿粘时分级筛分效果差，导致筛上物中限下物含量高，造成拣选皮带物料较厚，影响拣选质量和效率。

(2)人工拣选工艺无法适应生产需要。随着井下煤质条件的变化，矿井毛煤中矸石含量增加，人工拣选效率低、劳动强度大，且只能拣选出>200 mm矸石，影响了煤质的提高。

(3)原设计单系统最大处理能力为300 t/h，正常生产时需要同时运行双系统，否则将影响矿井提升。

(4)手选矸石仓容量小，缓冲时间短。目前选煤厂有两个容量为35 t的矸石仓，当煤质变差时，存在排放不及时，矸石仓满的现象，影响了矿井提升[1-2]。

1.2 原因分析

结合原煤系统生产实际情况，从生产工艺、设备选型层面对人工拣选工艺进行分析，主要有以下三个方面：

(1)原煤筛分效率低，煤质湿黏时筛孔容易堵塞，为此，需要停机清理筛面，正常情况下，每个生产班(每班8 h)需要清理筛面3次，影响生产时间约20 min。因此由于筛孔堵塞影响矿井提升时间为1 h/d，严重制约了矿井提升。

(2)设备老化严重，自动化程度低，日常维修量较大，维修费用高，当发生故障时，维修时间较长，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，拣选质量受到拣选人员经验与责任心影响较大，拣选效率与产品质量不确定，随着井下煤质条件的变化，原煤含矸石量增加，矸石泥化严重的现象日益突出，采用人工拣选工艺不利于洗煤系统的精煤洗选。

蒋庄煤矿选煤厂原煤准备系统人工拣选工艺落后，自动化程度低，设备老化严重，严重制约了选煤厂提质增效，不能适应目前煤炭市场形势，因此，蒋庄煤矿选煤厂对重介浅槽排矸进行了工艺技术改造。

2 改造方案与实施

2.1 煤质分析及工艺流程的确定

在工艺技术改造前，由原煤筛分试验综合报告表和浮沉试验数据可知，200～50 mm粒级物料产率约为23%，灰分约为57%，矸石产率约为14%；>200 mm粒级物料产率约为13%，灰分约为68%，矸石产率约为9%，占本级含量69%。原煤为高矸煤，适合机械排矸方法去除大块矸石。原煤筛分试验综合表见表1。

表1 原煤筛分试验综合表

注：筛分煤样总重量：7 348 kg；最大粒度：400 mm×380 mm×280 mm。

目前，浅槽重介分选工艺是有效排除大块矸石，提高原煤质量的分选方法，通过对煤质与工艺进行分析，采用浅槽重介排矸工艺来代替原有人工拣选工艺[3-5]。

2.2 分选上限

浅槽重介分选机理论分选上限为300(350)mm[1-2]，但实际生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，且浅槽重介分选机块煤溢流口处悬浮液深度有限，大于200 mm粒级块煤容易卡在溢流堰处不能随溢流排出，所以浅槽重介分选上限一般设定为200 mm。

2.3 工艺流程

蒋庄煤矿选煤厂原煤准备系统浅槽重介排矸工艺流程如图1所示。

图1 改造后浅槽重介排矸系统工艺流程

2.3.1 手选工艺流程

当原煤煤质较好，矸石量小时，采用手选工艺，工艺流程为：主井来煤经50 mm齿辊式分级筛分级，>50 mm粒级块原煤经手选捡出矸石后破碎至50 mm以下，并和<50 mm粒级末原煤一起进入原煤仓。

2.3.2 浅槽排矸工艺流程

当原煤煤质较差，矸石量大，手选不及时，采用浅槽排矸工艺，工艺流程为：

(1)反手选系统。新增反手选工艺，主井来煤经分级筛分，>200 mm粒级块原煤反手选，反手选的块煤和200～50 mm粒级块煤一起进入浅槽排矸，与<50 mm粒级末原煤一起进入原煤仓。

(2)重介分选系统。200～50 mm粒级块原煤采用浅槽重介分选，分选出精煤和矸石两种产品。

(3)产品脱介、脱水系统。浅槽重介溢流经固定筛、精煤脱介筛脱介脱水后进入精煤破碎机，破碎至粒级50 mm以下，破碎后的精煤产品和<50 mm粒级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进入洗矸仓(容量200吨)，并通过矿车运至矿井矸石山。

(4)介质回收及添加系统。精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，采用直接向合格介质桶添加袋装磁铁矿粉的方式添加介质[6-8]。

(5)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洗煤煤泥水浓缩系统，高频筛筛下水返回磁尾桶。

2.4 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，为了避免影响矿井原煤提升和洗煤系统的正常生产，合理利用现有车间空间是改造关键，改造过程的要点和注意事项如下：

(1)在洗煤主厂房与原煤老厂房之间新建一浅槽厂房作为浅槽系统的主场地，并在此基础上利用矿井停产检修间隔，拆除改造旧工艺的第一套拣选系统，保障矿井正常生产。

(2)一套拣选系统改造后，分期拆除第二套拣选系统设备，在浅槽车间设备安装就绪后，集中对第二套系统进行设备的安装工作。

(3)在停产检修期间完成对水、电、暖、气等的改造工作，与原有系统搭接的位置重点改造，避免对矿井提升造成影响。

(4)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，方便浅槽系统添加介质。

3 改造效果

原煤重介浅槽排矸系统改造完成后，采用浅槽分选机进行机械排矸代替了人工拣选，提高了生产效率，在原煤准备阶段可以将大块矸石全部排出，将原煤热值提高1.26 kJ/kg以上。改造后，单系统处理能力达到550 t/h以上，正常生产时实现了“一用一备”，不必双系统同时运行，确保了矿井生产，节约了电费、材料费、人工费等，具体经济效益分析如下：

核心素养指的是学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。它包含三层构架：一是以基础知识和基本技能为核心，二是以解决问题过程中所获得的基本方法为核心，三是在学习中获得的认识世界和改造世界的世界观和方法论。具体对于小学英语来说，所谓的核心素养就是学生在学习小学英语过程中获得的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面的综合表现，即小学英语教学三维目标。

(1)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，入选原料煤质提高，洗煤效率和精煤产率显著提升，入洗原煤量减少约0.20 Mt/a，缩短了洗煤系统运行时间，提高了洗选效率，据估算每年可节约电费20余万元。

(3)入选原煤矸石量减少，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50万元。

(4)浅槽块煤分选系统生产的块煤具有很大的市场，有效地缓解了销售压力。根据统计浅槽系统每月可生产销售块煤1万余吨，每吨增收50元，每年销售块煤可增收600万元[8-10]。

4 结语

重介浅槽排矸系统工艺技术成功改造完成后，有效解决了职工劳动强度大、制约矿井提升、原煤质量不稳定等问题，为混煤直接销售和洗煤生产创造了有利条件，同时还增加了块煤产品品种，具有显著的经济效益与社会效益。蒋庄煤矿选煤厂原煤准备系统重介浅槽排矸工艺改造的成功应用为同类型选煤厂原煤准备系统的改造积累了经验，具有较高的推广价值。

[1] 曾庆刚，廖祥国，李 平，等．块煤重介浅槽分选机在田庄选煤厂的应用[J]．洁净煤技术，2012(18)：14-16.

[2] 李立法．济宁三号煤矿选煤厂块煤排矸系统的改造[J]．洁净煤技术，2013(19)：20-23.

[3] 唐善华.重介浅槽分选机在顾桥选煤厂的应用[J].煤质技术，2008(5)：62-64.

[4] 张引刚.四通选煤厂原煤预排矸工艺探讨[J].选煤技术，2014(4)：70-73.

[5] 贺民强，程国锋，刘家宝.重介浅槽分选机的原理及应用分析[J].能源与节能，2014(6)：139-141.

[6] 冯国富，张 兰.DMB8013重介浅槽在斜沟煤矿选煤厂的应用[J].山西焦煤技术，2011(5)：11-13.

[7] 董永胜.选煤厂重介浅槽洗选系统的扩建设计[J].煤质技术，2007(11)：65-66.

[8] 史瑞青.重介浅槽分选机的设计优点分析和研究[J].煤炭加工与综合利用，2013(5)：25-27.

[9] 张 祺，刘春龙，崔莉莉，等.降低重介浅槽分选机介耗的措施研究[J].洁净煤技术，2011(6)：24-26.

[10] 王 杰.煤矸石分选提质技术[J]. 煤炭技术，2013(3)：131-132.

Technical transformation of the raw coal preliminary treatment system at Jiangzhuang Coal Washery

GAO Wen-yu1, ZHAO Chi1, JI Yu-hua2, ZHOU Jun-xi1, LIANG Yan2

(1. Jiangzhuang Coal Mine of Zaozhuang Coal Group, Zaozhuang, Shandong 277605, China; 2. Coal Quality Control Department of Zaozhuang Mining Group, Zaozhuang, Shandong 277000, China)

What was originally used in the plant's raw coal treatment workshop was a labour-intensive hand-picking system which restricted the hoisting operation of the mine and caused a high failure rate of equipment. The paper first presents an analysis of the problems encountered in the coal washing system from the equipment selection aspect, and then elaborates on the necessity of making technical transformation of the shallow-trough dense medium separation system for deshaling purpose. Based on result of analysis and in consideration of the raw coal property and specific requirement, a series of remoulding measures is taken. Practice shows the remoulding work has produced remarkable result - noticeable increase of yield of clean coal, decrease of content of dirt in raw coal feed, less wear of H.M. cyclone, feed pump, screenplate and reject transport belt, increased coal washing efficiency and raw coal preliminary treatment capacity, elimination of adverse effect on mining operation and cut-down of consumption materials and spare parts and save of maintenance cost.

stand-by hand-picking process; shallow-bath dense-medium separator; renovation of raw coal preliminary treatment; washing process

1001-3571(2016)06-0052-04

TD941

B

2016-03-30

10.16447/j.cnki.cpt.2016.06.014

高文宇(1985—)，男，山东省枣庄市人，助理工程师，从事选煤厂技术管理工作。

E-mail：zzgwy8866@163.com Tel：0632-4063641

高文宇，赵 驰，纪玉华，等.蒋庄煤矿选煤厂原煤准备系统技术改造实践[J]. 选煤技术，2016(6)：52-55.