四台选煤厂洗选煤工艺的优化研究

魏海东

（大同煤矿集团有限责任公司精煤分公司四台选煤厂，山西 大同 037007）

四台选煤厂属矿井型动力煤选煤厂，于1991年12月与矿井同步建成投产，年设计洗选能力532万t。块煤采用重介斜轮分选机分选，末煤筛分后直接装仓销售，煤泥经浓缩机浓缩、压滤机脱水回收的工艺。由于四台矿井原有侏罗纪煤层资源逐年减少，矿井从2013年起开始石炭纪原煤延伸工作，造成四台选煤厂入选原煤煤质不稳定，具体表现为灰分高，入料粒度超限、杂物多，原煤中的细粒煤含量增加，导致末煤系统的原生、次生煤泥量增加。四台选煤厂洗选工艺存在以下问题：

（1）四台选煤厂原有分级旋流器为FX350-GJX18型分级旋流器组，存在底流夹细现象且无次级浓缩旋流器，煤泥水分较高，无法保证末精煤产品水分。精煤产品水分偏高会造成外运精煤发热量不达标等煤质事故，严重影响企业的产品品牌和经济效益。

（2）浅槽分选机液位不稳，易受冲击磨损，进入内部空间作业存在安全隐患。浅槽分选机上升流管路经常被混有煤泥的介质液堵塞，轻者浅槽内部液位过低，部分精煤混在矸石中排出，造成了不必要的损失；重者介质液无法进入浅槽内部，占用大量生产时间处理。

（3）煤泥刮板机负责3台压滤机下滤饼的转载工作。压滤机冲洗水、管路残留水由于无处排放，均积聚在煤泥刮板机内部，随着物料转移到末煤皮带之上。这些水分不仅明显影响了末煤产品质量，而且末煤皮带“窜煤”现象严重，原有末煤脱水系统无法适应产品水分指标要求。

1 四台选煤厂末煤脱水工艺流程优化

针对原有分级旋流器为FX350-GJX18型分级旋流器组（Φ350mm×18），存在底流夹细现象且无次级浓缩旋流器，煤泥水分较高，无法保证末精煤产品水分的现状，技改小组提出了一种新的脱水工艺流程，在原有FX350-GJX18型分级旋流器组（Φ350mm×18）之前增加FX1000-GT型分级旋流器组（Φ1000mm×2）进行分级。由于分级旋流器内物料的分离粒度与旋流器的分选直径成正比[1]，大直径的旋流器能有效改善底流夹细的状况，缩小压滤机入料粒级，改善压滤机脱水效果。粗颗粒部分经FBS3600型复式流化床分选机进行分选，减小离心脱水机入料含矸量，改善末煤离心机脱水效果。优化后的脱水工艺流程如图1所示[2]。

图1 末煤脱水工艺流程示意图

该新的脱水工艺的核心在于引入了两台大直径（Φ1000mm×2）水力旋流器组进行分级，而将原有18组（Φ350mm×18）旋流器组作为次级浓缩。这样做除了降低煤泥水分以外，还能减少设备维护量，减轻员工劳动强度。大直径分级旋流器自安装之后除更换过两个底流口之外，没有进行过其他部件的更换，同时18组旋流器作为次级浓缩分批次轮流使用，零部件磨损程度也大幅减低，节约了材料配件费用，降低员工的劳动强度。

2 浅槽分选机优化

针对浅槽分选机上升流管路经常被混有煤泥的介质液堵塞的情况，通过多次试验，最终根据连通器原理将介质主管路左侧延长与浅槽箱体侧壁联通（如图2所示），浅槽内外介质形成压力差从而保证了上升流管路的畅通[3]。

由于受技术水平限制，在分选过程中浅槽内介质液面是否符合分选需求，仅仅依靠岗位工作经验判断，无法及时发现问题，导致实际使用过程中堵塞现象加剧。技改小组选择为浅槽分选机安装液位报警装置，一旦浅槽分选机内介质液位低于所设定的报警液位（最低分选液位），系统将自动进行报警，同时调节输入端的输入量，提升分选机内的介质液位。分选机集中液位控制界面如图3所示。

图2 分选机优化结构示意图

图3 四台选煤厂分选机监控系统界面

同时，为了进一步提升浅槽分选机的工作稳定性，在其惰轮处安装了失速保护装置[4]。当运行过程中发生链条断裂、堵卡事故时，惰轮将停止运行，此时系统将自动切断入洗原煤供应，减少浅槽内堆积物料。在入料溜槽处增加防砸锚链，缓解大块原煤的冲击力，减轻溜槽以及浅槽内部部件因此造成的磨损。在浅槽处增加就地断电保护装置和用锚链机械锁死浅槽驱动轮，能够由检修工就地断开电机电源，为进入浅槽内部作业的员工人身安全提供“双保险”，从而极大地提升浅槽分选机的工作稳定性和可靠性。

3 煤泥刮板机工艺流程优化

针对煤泥刮板机上冲洗水、管路残留水积聚严重的情况，技改小组提出了对煤泥刮板机动作工艺流程优化的方案。在煤泥刮板机靠近排料端一侧的底板上开一个泄水口（700×300mm），在它的下方设置一块钢板连接在气缸（Φ350 mm）上面。通过设置在压滤机操作平台处的手柄控制气缸进气，从而控制泄水口的开闭，在压滤机排料间隙，利用刮板排出刮板机内积聚的水分，有效地降低了煤泥水分，提高了精煤产品质量。

4 应用效果分析

根据在四台选煤厂的应用，该新的洗选煤工艺具有以下显著效果：

（1）末煤水分由14.65%降至13.27%，按照吨煤提高10元收益计算，每年可创造经济效益4000余万元。

（2）每年可减少因更换清载器、皮带和清理撒煤所影响的生产检修时间108h，极大地减轻了员工的劳动强度。

（3）由于采用了新的洗选煤工艺，刮煤板、耳朵、链条等零配件使用寿命可提高三分之一，由此可节省资金10万余元。由于精煤产率平均由76.1%提高到79.9%，每年四台选煤厂块精煤产量可增加1～3 万 t。

5 结论

本文针对四台选煤厂在洗选煤过程中所存在的原煤内的细粒煤含量、进入末煤系统的原生、次生煤泥量增加，原有末煤脱水系统无法适应产品水分指标要求的现状，提出了一种新的洗选煤优化工艺，在系统中增加FX1000-GT型分级旋流器组（Φ1000m×2）进行浓缩分级，缩小压滤机入料粒级，改善压滤机脱水效果，根据实际应用表明：

（1）该新的洗选煤工艺具有洗选流程简单、煤泥分选效果好的优点。

（2）能够有效地改善洗选过程中的末煤水分过高的问题，将末煤水分由14.65%降至13.27%。按照吨煤提高10元收益计算，每年可创造经济效益4000余万元，同时有效地提升了精煤的产量，提升了四台选煤厂的经济效益。

（3）每年降低生产检修时间108h，极大地减轻了员工的劳动强度。