浅槽排矸及粗煤泥分选系统的改造研究

苏松嵘

（山西铺龙湾煤业有限公司， 山西 大同 037100）

1 项目建设的必要性分析

选煤厂建设时间较早，原有建筑物及相关设备不能满足生产需求，导致动筛处理能力不足，主选旋流器分选精度下降等问题，必须进行升级改造。

1.1 浅槽排矸改造的必要性

1）2、3 号煤层间夹矸层厚，抽瓦斯高低巷道，9号煤含矸量高等因素，矿井煤炭质量逐渐变差，毛煤中矸石含量大，动筛处理能力严重不足，导致选煤厂准备车间原煤拉运能力下降。

2）动筛分选系统矸石带煤量大，在8%左右，存在精煤损失现象。

3）动筛跳汰系统磨损严重、设备故障率较高，安全隐患多，制约矿井及选煤厂生产。

4）原煤矸石含量大，导致无压三产品旋流器处理能力下降，开车时间延长，原煤加工费用升高。

1.2 粗煤泥分选系统改造的必要性

1）选煤厂入洗原煤中煤泥含量较高，原生煤泥和次生煤泥总量约在20%以上，最高达到30%，原有工艺为不脱泥无压三产品旋流器主选+煤泥重介+浮选，由于煤泥含量大，造成主选旋流器分选精度下降、介质消耗高，最高达3 kg/t 原煤[1-2]。

2）煤泥重介工艺对于管理要求较高，由于没有独立的介质系统，实际煤泥重介旋流器的Ep 值达到0.2 以上，分选效率较低，粗精煤泥灰分在13%以上，影响最终精煤灰分。

2 排矸及粗煤泥分选系统改造方案

2.1 排矸及粗煤泥分选系统改造方案

1）此次改造单独建立浅槽排矸、脱泥及粗煤泥分选车间，毛煤在准备车间从500 mm 破碎至-150 mm 以下进入原煤仓，经带式输送机运至新浅槽排矸及粗煤泥分选车间。

2）采用筛孔为25 mm 的分级筛对-150 mm 原煤进行筛分处理，将25 mm 分级筛上的物料直接输送至浅槽分选机进行处理，经浅槽分选机分选的精煤进入精煤脱介筛，脱介筛的筛上物进入破碎机，破碎至50 mm 以下后进入末原煤系统。

3）经浅槽分选机分选的矸石经过矸石脱介筛脱介后，进入矸石系统。

4）25 mm 分级筛的筛下物25～0 mm 粒级物料进入脱泥筛。脱泥筛的筛孔为1 mm，脱泥筛的筛上物和破碎机下物料混合一起进入末原煤主洗系统（主厂房）。

5）脱泥筛的筛下物进入煤泥桶，然后经过泵输送至煤泥分级旋流器分级，旋流器的溢流去浮选系统，旋流器的底流进入TCS 进行分选，分选的粗精煤泥进入主厂房内煤泥池，然后经过浓缩旋流器浓缩、弧形筛和离心机脱水后掺入精煤上仓皮带，弧形筛筛下水和离心液进入浮选系统。

6）TCS 分选的尾煤进入重介系统中矸脱介筛，由现有中矸、尾煤系统回收。脱介筛下的合介循环使用，脱介采用主厂房精煤磁尾作为喷水，脱介筛下的稀介经磁选机回收后，合介循环使用，磁尾作为脱泥筛喷水，不足部分由主厂房精煤磁尾补充。

选煤厂浅槽排矸及粗煤泥分选系统改造于2017年6 月24 日正式开工，于2018 年2 月22 日完成。

2.2 主要设备

选煤厂浅槽排矸及粗煤泥分选系统改造后的主要运行设备情况如下。

原煤分级筛：3661 型直线筛，直径为25（30）mm，F=21.96 m2，Q=900 t/h，2 台。精煤泥离心机：1100型，筛篮直径1 100 mm，Q=50～80 t/h，4 台。重介浅槽分选机：XZQ-GJ-1679 型，Q=750 t/h，介质循环量为1 500 m3/h，1 台。精煤脱介筛为3661 型直线筛，Q=300 t/h，F=21.96 m2，2 台。精煤破碎机为FP50AM分级破碎机，Q=150 t/h，入料粒度为200 mm，2 台。矸石脱介筛为3673 型直线筛，筛缝为合介段0.5 mm、稀介段0.75 mm，1 台。脱泥筛为3673 型直线筛，筛缝为2 mm，F=26.28 m2，Q=450 t/h，2 台。块煤磁选机为HMDA-6 型，914×2972，Q=100 m3/（m·台），效率为99.9%，4 台。煤泥浓缩旋流器为直径900 mm，Q=900 m3/h，2 台。中煤泥离心机：1100 型，筛篮直径1 100 mm，Q=50～80 t/h，2 台。特大块破碎机：800 双齿滚型，Q=150 t/h，2 台。粗煤泥分选机：Φ3.65 m，Q=150 t/（h·台），2 台。

3 项目投资的分析

浅槽排矸及粗煤泥分选系统由煤炭工业太原设计研究院设计，山西金城建筑有限公司施工，项目建设总造价为5 947.57 万元。其中：土建工程投资1 620.03 万元；设备及工器具购置投资为2 652.77万元；安装工程投资为1 344.2 万元；工程建设其他费用投资为330.57 万元。

投资分析：土建1 620.03 万元：新建厂房、两条皮带走廊、新建1 号转载站、原有排矸及原煤皮带改造、给排水、消防、采暖、照明等。安装1 344.2万元：新增设备、供电系统、煤泥水管路安装。设备2 652.77 万元：重介浅槽系统、粗煤泥分选系统及附属设备购置费。其他费用330.57 万元：监理费、设计费、地质勘察费用、临近建筑物鉴定费等[3-5]。

4 技术效果的分析

1）降低了矸石带煤损失，大矸带煤比例由动筛排矸时的8.2%降低到浅槽排矸时的0.4%。

2）经过浅槽排矸后，三产品旋流器入洗原煤灰分由42%左右降至32%左右，灰分降低10%。脱泥后，无压三产品旋流器分选效果提升，中煤损失由改造前的10%降低至5%。

3）与原煤泥重介分选工艺相比，TCS 粗精煤泥灰分可根据生产需要调整，TCS 最终粗精煤泥灰分在9%～13%之间，水分为10%左右，尾矿灰分50%以上，满足生产需要。粗精煤泥产率可提高0.2%。

4）提高了重介系统原煤入洗能力，重介系统无压三产品旋流器处理能力由260 t/h 提高到350 t/h。浅槽+2 套重介系统精煤小时量达到500 t，三套重介系统实现两用一备。

5）系统耗介量降低，浅槽系统介质消耗＜0.5 kg/t，浅槽+两套重介旋流器吨原煤介耗由原来的2.9 kg下降至2.2 kg。

6）工艺指标先进：浅槽重介质分选机分选精度Ep=0.05，η=96.16%；TCS 分选机I=0.14，η=93.89%。

5 经济效益的分析

1）回收矸石中原煤产生的经济效益为303×10%×（8.2-0.4）%×420=993 万元。其中：303 为年入洗原煤量，万t；10%为动筛排矸量占原煤百分比；8.2%为动筛矸石带煤量；0.4%为浅槽矸石带煤量；420 为原煤价格，元/t。

2）回收重介系统精煤产生的经济效益为303×15.6%×（10-5）%×（1 098.29-225）=2 064 万元。其中：303 为年入洗原煤量，万t；15.6%为中煤产率10%为改造前重介中煤损失；5%为改造后中煤损失；1 098.29 为精煤价格（不含税），元/t；225 为4 500 kcal 中煤价格，元/t。

3）回收粗精煤泥产生的经济效益为0.2%×303×1 098.29=666 万元。其中：303 为年入洗原煤量，万t；0.2%为粗精煤泥产率提高百分比；1 098.29为精煤价格（不含税），元/t。

4）降低介耗产生的经济效益为303×（2.9-2.2）×640/1 000=136 万元。其中：2.9 为改造前介耗，kg/t；2.2 为改造后介耗，kg/t；640 为介质粉价格，元/t。

5）增加电耗产生的费用为（3 812.8-1 200）×16×0.533 7×330×82.61%=608 万元。其中：3 812.8为改造后系统增加功率，kW；1 200 为单套重介系统功率，kW；16 为每天开车时间，h；0.533 7 为电费，元/kWh；330 为全年330 d 工作制；82.61%为负荷率。

增加配件及浅槽大修费用：350 万元；厂房及设备折旧费：300 万元；人工费40×5.5=220 万元。其中40为新浅槽车间新增定员人数；5.5 为人均年工资，万元。

总效益为：993+2 064+666+136-608-350-300-220=2 381 万元/年。

6 结论

1）选煤厂浅槽排矸及粗煤泥分选改造工程技术效果明显，达到预期，降低了入洗原煤灰分，提高了重介及粗煤泥分选效果，提高了精煤产率，降低了介耗，具有良好的经济效益；同时降低了大矸带煤损失，回收了宝贵的炼焦煤资源，社会效益突出。

2）存在的不足：原煤分级筛筛板放大至150 mm后，毛煤中大量木材、铁器、棉纱等杂物进入浅槽车间及主厂房，堵塞溜槽或在破碎机、浅槽底部卡住，造成生产中断。大矸经过准备车间、洗煤车间原煤系统的长距离运输，沿线皮带、溜槽等设备磨损较大。针对以上不足，选煤厂将在后续生产中有针对性地采取措施，降低不利因素的影响。