新集二矿选煤厂煤炭返洗系统改造及应用

葛红亮

摘 要：受制于矿井开采煤层的不断变化及市场的不稳定性，新集二矿选煤厂入厂原煤煤质和产品预期煤质要求波动频繁，给选煤厂洗选煤工艺选择和矿井经济效益带来的负面影响较大。本文对新集二矿选煤厂煤炭洗选及其在均衡煤质、降低入洗率方面的应用实践进行概述。

关键词：煤质波动;煤炭洗选;商品煤;稳定性;经济效益

中图分类号：TD94文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）15-0068-03

Abstract： Subject to the continuous changes of coal seams and the instability of the market， the requirements of raw coal quality and product expected coal quality of Xinji No.2 Coal Preparation Plant fluctuate frequently， which has a great negative impact on the selection of coal washing process and the economic benefits of the mine. This paper summarized the coal Preparation system of Xinji No.2 Coal Preparation Plant and its application practice in balancing coal quality and reducing washing rate.

Keywords： coal quality fluctuation;coal preparation;commodity coal;stability;economic benefit

1 改造背景

新集二矿选煤厂是矿井型选煤厂，原设计年处理能力为400万t，经过多次改造后，目前年处理能力为300万t，入选粒度级为0～300 mm，主要产品为动力煤，部分时间段配洗1/3焦煤。受矿井地质条件影响，新集二矿井下地质复杂，断层和地质构造带多，各工作面的煤质变化较大，加上采煤工艺和井下生产接续等其他方面的影响，选煤厂来煤煤质波动非常剧烈，原煤灰分在20%～50%波动，部分时段（煤层）更高，达58%，这给选煤厂生产和动力煤产品煤质选择带来极大困难。

为了改善这一状况，自选煤厂建成以来，已经过多次改造，目前形成了+50～150 mm物料动筛排矸、+25～50 mm物料斜轮重介洗选、0～25 mm物料经脱泥后经过有压三产品洗选的工艺流程，动筛系统、斜轮重介系统和有压三产品旋流器系统均可以单独作业，还可以不经洗选直接进入产品仓或储料场。这一工艺流程的形成可以让选煤厂有效摆脱矿井煤质波动对最终产品质量的影响，但是，在矿井来煤煤质极好或极差时仍然束手无策，只能通过煤炭落地来减少煤质影响[1]。

新集二矿落地煤场地长约500 m，宽约400 m，用于储存矿井生产出来的没有及时销售或因市场原因无法及时售出的商品煤，特殊情况下也可以按煤质差别存放主井原煤。近年来，随着煤炭市场不稳定性的增加和矿井采掘生产煤质的变化，部分时间段矿井原煤或煤质过剩，远超销售要求;或煤质太低不能满足销售需求，被迫落入存煤场地的商品煤只能通过汽运系统缓慢销售。

为了缓解煤质变化给矿井商品煤销售带来的被动局面，减少煤质过低时的煤炭入洗量和煤质过高时煤质过剩带来的经济亏损，提高矿井综合效益，2019年，新集二矿对落地煤返装运系统进行了进一步设计和优化，并组织选煤厂、总工办等多家单位进行了联合施工，设计并施工了落地煤煤场存煤返装、返洗系统，实现了落地煤煤场高值煤、低值煤任意返装、返洗、返配，最大限度地提高了销售效益，提高了二矿整体效益，也保障了二矿矿井稳定生产[2]。

2 選煤厂生产工艺和返煤系统改造方案及优点

2.1 矿井煤主要生产工艺流程简述

矿井毛煤经过原煤手选系统除杂和去除大块矸石后，再进行预先筛分，筛上大块物料经破碎后进入动筛跳汰机洗选，洗选精煤破碎入仓;筛下末煤可以直接进入产品仓，也可以运输到选煤厂主洗车间经洗选后进入精煤仓或动力煤仓。此外，动筛大块精煤和主洗车间所有产品均可通过各转载点翻板的改向落入储煤场地储存。矿井来煤主要工艺如图1所示。

从产品线路图可以看出，选煤厂最终产品除了直接进入产品煤仓外，就只能进入储煤场地存储。由于储煤场地只能落煤，没有运输设备可以返装、返运，所以进入储煤场地的产品只能通过汽车销售慢慢售出，不仅速度慢，而且给矿井环保工作带来极大影响。

当矿井毛煤煤质过高超出市场需求时，虽然可以以质论价，但是经过经济分析核算，高煤质带来的收益远小于高低值煤搭配后的销售收益，所以从储煤场地直接销售产品煤也给煤矿带来较大的经济损失。

当矿井毛煤煤质过低时，虽然可以通过选煤厂洗选来提高产品质量，但是因质的提高带来最终产品量的损失过大，造成产品总体收益降低，同样给矿井带来较大的经济损失。

2.2 返装煤系统的相关改造

2.2.1 改造方案。在市场经济效益论证的基础上，为了充分提高矿井效益，实现经济效益最大化，加强储煤场地煤炭的返装和返运、返洗工作已经势在必行。经过选煤厂和矿职能部门的充分讨论和对经济、技术的充分分析，在利用现有洗选和销售系统的基础上，本次改造主要包括以下几点。

第一，分别在落地煤煤场南侧、北侧安装一台620-40T刮板输送机，用来将落地煤厂的煤炭运输到后续转运皮带机上。

第二，沿煤场南北方向安装一台长260 m的带式输送机，沿煤场南侧安装一台长150 m的带式输送机，将刮板机运输过来的煤炭输送到选煤厂转载皮带机上。

第三，在皮带机头安装分煤装置，通过返煤皮带机运输回来的存煤可以直接进入动力煤仓作为产品销售或进入洗选系统，经过洗选系统洗选后的精煤再进入产品仓销售。

经过现场调试运行，该套返煤系统输送能力在200～500 t/h自由调节，完全能满足生产需要。改造后的返煤系统主要产品线路如图2所示。

2.2.2 改造后的优势。改造后的优势主要包括以下几方面。

第一，充分利用现有堆取料系统和运输、装车销售系统，通过设计关键运输设备，形成地面煤流网络的联通，使矿井煤、堆取料场存煤、落地煤煤场存煤能通过网络实现任意流通存放。

主井煤可以通过原煤运输系统进入落地煤皮带机，通过落地煤皮带机分料口落入落地煤场三个地段，实现分煤质高低存放;堆取料场存煤可以通过123#取料机、124#皮带机实现入仓销售或入洗;落地煤场地存煤可以通过返煤1#刮板机、2#刮板机进入返煤1#皮带机，然后通过121#皮带机进入堆取料系统或通过124#皮带机入仓销售[3]。

例如：2019年，由于煤炭市场波动，新集二矿部分煤炭积压不能及时销售，只能通过落地煤皮带机落入落地煤场地按质量高低存放。2020年，煤炭市场好转后，落地煤场地存煤通过返煤系统按质量返运到产品仓，经过后续配煤形成满足市场需求的产品出售。如果没有这一套返煤系统，落地煤场地存储的煤炭只能通过汽车销售，不仅速度慢、效率低，而且增加了矿井工程车装载的费用。汽车销售过程中，由于装车和采样的不均匀性和不稳定性，造成实际销售煤质与采样煤质有较大误差，给公司带来较大的经济损失。

第二，实现了地面产品煤系统的任意配比，满足了任何装车煤质需求，降低了井煤入洗量，保障了矿井经济利益。

在矿井煤质远超市场销售煤质或远低于市场销售煤质要求时，通过落地煤系统将矿井高值煤或低值煤预排矸（+50 mm矸石通过动筛跳汰机洗选排出），分类别存放到落地煤场地不同区域，形成高低值煤共同存放的局面。矿井生产条件变化后，当矿井生产低于市场要求的产品时，此时可以通过返煤系统将库存的高值煤返运回产品仓，通过理论计算煤质搭配后装车销售;当矿井生产高于市场要求的产品时，同样可以通过返煤系统将库存的低值煤返运回产品仓，搭配后装车。这就形成了一个稳定的装车销售煤质，确保产品质量在满足市场要求的同时，又不会造成煤质过剩的情况[4]。

2020年，由于矿井生产接续等方面的原因，矿井出煤经过动筛排除大块矸石后，产品煤发热量高达5 600 cal/g，如果按照公司煤炭阶梯式售价，只能按照5 200 cal/g牌号的动力煤价格卖出，造成煤质极大过剩，且影响公司效益。有了返煤系统后，通过将2019年因煤炭市场不好堆积在落地煤场地的发热量稍低（4 000～4 400 cal/g）的煤炭按1∶1比例返装配比后，搭配成4 800 cal/g的动力煤产品售出，每吨煤可增加收入100元左右的利润，非常可观。

第三，通过煤流网络的联通，保证了矿井生产和销售工作的稳定性。由于矿井煤系统、落地存煤系统和堆取料场地系统的联通，保证了在销售困难、存煤较多的情况下矿井依然能够有序生产，无须考虑落地煤场存煤的返装、销售工作，保证了矿井生产的稳定性。

3 改造后的生产现状

返煤系统改造并投入运行后，给矿井生产和选煤厂产品配煤带来了极大便利，不仅缓解了矿井煤存放的相关问题，而且为矿井和公司销售提供了更多的销售方案。在矿井源头煤质过高或过低的情况下，通过储料場将产品煤分开存放，在市场合适的时机再将存储的煤炭分质返洗或返装入仓，从而满足市场各种需要。同时，由于返装系统的便利性，商品煤煤质可以稳定在市场利润最大化的销售水平，为公司效益提升做出了杰出贡献。

2019年选煤厂返煤系统正式投入使用后，至2021年4月份，已经返装、返洗高低值煤60万t，经济部门核算后，返配后的销售产品较以前直接销售的动力煤产品，增加了约2 083万元的经济效益。同时，高低值煤的返洗搭配工作也给公司维持了一个稳定的客户市场，不会因为煤炭产品质量的忽高忽低造成客户的流失[5]。

4 结语

返煤系统的改造和投入使用相当于扩展了选煤厂产品分类存储空间，同时也给没有缓冲仓的矿井型选煤厂提供了多种工艺选择方案，在产品质量搭配上也提供了多种解决方案，可以说解决了矿井型选煤厂来什么煤销售什么煤的困扰。该反煤系统投入使用后，选煤厂可以自由搭配销售煤质，高煤质不卖、低煤质不洗，最大限度地提高了市场效益，值得在煤质不稳定的矿井型选煤厂推广运用。

参考文献：

[1]谢广元.选矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001.

[2]张洪海.南屯煤矿选煤厂返煤系统改造研究[J].山东煤炭科技，2011（4）：268.

[3]朱长玉，邢茂俭，任桂飞.浅谈选煤厂工作的创新[J].选煤技术，2003（3）：56-插1.

[4]甘道霞.选煤厂反选系统的设计与应用[J].科技风，2017（1）：65-66.

[5]任波.回坡底煤矿选煤厂技术改造方案研究[J].山东煤炭科技，2019（1）：1-2，4.