肖家洼煤矿选煤厂煤泥水处理系统的改造实践

张宝林

(山西锦兴能源有限公司，山西 吕梁033600)

肖家洼煤矿选煤厂为矿井型选煤厂，设计能力为10.0 Mt/a，200～30 mm块煤采用浅槽重介分选机分选、30～1.0 mm末煤采用两产品有压重介质旋流器主再选、粗细煤泥分别回收的联合工艺。自2014年10月末煤洗选系统投产以来，选煤厂根据产品市场需求的变化，及时调整分选工艺，此做法对产品结构的调整和产品质量的稳定起了关键作用。但自从2015年矿井8#煤层110801工作面开采后，入选原煤的灰分、原生煤泥比例、原煤产能均增加，致使煤泥水系统处理能力不足等问题显现，制约了选煤厂生产[1-2]。为解决煤泥水系统对生产的影响，肖家洼煤矿选煤厂从原煤质量、煤泥分选工艺、设备处理能力等方面入手，对煤泥水系统进行了研究及改造[3-4]。

1 煤泥水处理系统存在问题

1.1 煤质下降

勘探资料显示8#煤灰分为24.5%，实际开采后8#煤灰分却高达45.0%，生产煤样煤质明显差于勘探煤样，然而选煤厂设计是依据勘探资料进行设计的，虽然考虑到设备处理能力的不均衡系数，但是2015年4月矿井8#煤投产，8#煤与13#煤采用1∶3配采后，原煤产量明显增加，原煤质量却下降，且煤泥存在一定的泥化现象，导致选煤厂煤泥水系统处理能力不足。肖家洼煤矿8#煤、13#煤筛分试验结果见表1、表2[5-6]。

表1 8#煤筛分试验结果

表2 13#煤筛分试验结果

由表1和表2可知，8#煤的质量较差，<0.5 mm粒级煤泥比13#煤增加了2.01个百分点，8#煤和13#煤按照1∶3配采时，原煤灰分高达36.4%，按照原有块煤浅槽重介排矸的生产方式，产品煤收到基低位发热量达不到20.93 MJ/kg，末煤必须采用重介质旋流器分选，但在末煤洗选过程中，又造成压滤煤泥量增加。

1.2 粗煤泥处理能力不足

当矿井8#煤与13#煤采用1∶3配采时，原生煤泥和次生煤泥量约占入选原煤的20.0%，末煤重介质旋流器分选采用选前1.0 mm脱泥，生产能力为2 500 t/h，粗煤泥离心机的处理能力达到设计上限，而且在实际生产中，末煤分级后直接进入末煤洗选系统入选，没有缓冲设施，煤泥量随着原煤质量的波动而波动，煤泥量局部积聚，生产过程中经常出现煤泥离心机超负荷跳闸的现象[7]。

1.3 细煤泥处理工艺不合理

肖家洼煤矿选煤厂设计时采用筛网沉降离心机回收细煤泥，设计浓缩池的底流泵同时给压滤入料桶和筛网沉降离心机入料缓冲箱供料，但是压滤机是间歇性供料，筛网沉降离心机为连续性供料，实际生产过程切换繁琐，操作困难，经常出现煤泥流量调节不当造成跑冒事故，而且浓缩后煤泥水浓度较高，经常出现管道堵塞现象。

2 煤泥水系统改造

2.1 改造方案

8#煤与13#煤采用1∶3配选时，煤泥的小筛分试验结果见表3。由表3可知，煤泥中0.25～0.075 mm粒级含量达到66.21%，因此提前回收此粒级煤泥，对降低浓缩池的入料浓度，减少压滤煤泥量，改善产品质量都至关重要。

表3 小筛分试验结果

针对粗煤泥系统处理能力偏小，筛网沉降离心机利用效果偏差等现状，对选煤厂煤泥水系统进行了如下改造：粗煤泥回收环节增加了2台煤泥离心机，以增加粗煤泥脱水回收能力[8]。将原有末煤浓缩分级旋流器溢流增加二次浓缩旋流分级，二次浓缩分级旋流器底流通过筛网沉降离心机脱水回收，溢流进入浓缩机。改造前后的原则流程如图1、图2所示[9-10]。

图1 改造前的煤泥水处理原则流程

由图1和图2可知，通过将煤泥分为三个粒级分别回收，即煤泥离心机回收1.0～0.25 mm粒级粗煤泥，筛网沉降离心机回收0.25～0.075 mm粒级极细煤泥，压滤机回收<0.075 mm粒级极细煤泥，发挥了三种不同设备的优势[11]。

图2 改造后的煤泥水处理原则流程

2.2 改造效果

选煤厂改造后，增加了煤泥水系统的处理能力，减少了生产故障，使循环水浓度明显降低，几乎实现了清水选煤，减少了喷嘴的堵塞现象。通过筛网沉降离心机回收0.25～0.075 mm粒级细煤泥，使压滤煤泥产率大幅度减少[12]，混煤产品全水分基本控制在10.0 %以内[13]。改造前后煤泥水系统的指标对比见表4[14]。

表4 改造前后煤泥水系统指标对比

3 经济效益分析

煤泥水系统改造完成后，通过煤泥分级旋流器组二次分级，减少了压滤煤泥产率，保证了产品质量，经济效益分析如下[15]：

(1)节约生产成本。增加煤泥水系统的处理能力，相应地提高了原煤的小时处理能力，缩短了主选系统的开机时间，小时带煤量提高至100 t左右，每天可减少0.7 h的带煤时间，故每年可节约电费117万元。

(2)优化产品结构。压滤煤泥占毛煤的比例由改造前的9.0%降至5.0%左右，全年可减少外排压滤煤泥10万t以上，增加经济效益2 000余万元。

4 结语

肖家洼煤矿选煤厂对煤泥水系统的工艺进行优化，提高了粗煤泥设备的处理能力，保证了生产系统稳定运行。该厂将煤泥分三个粒级分别回收，发挥了各种煤泥处理设备的自身优势，提高了筛网沉降离心机的利用率，使煤泥尽可能多的处于松散状态，减少进入浓缩机的细煤泥量，增加了煤泥掺配到产品煤中的量，使得产品质量更符合客户需求，提高了经济效益。通过完善煤泥水处理工艺，降低了循环水浓度和选煤厂的事故率，增加了处理能力，为选煤厂增产增效打下了基础。