重介选煤厂加强介质系统管理的研究与实践

贾怀军，朱博文，张 鹏

(晋能控股煤业集团 煤炭洗选分公司，山西 大同 037000)

1 概 述

同煤集团煤炭洗选行业开始于20世纪80年代。伴随侏罗纪煤系产量逐年降低，已濒临枯竭，煤炭开采以石炭纪为主，由于受火山活动影响，煤层煤质发生较大变化，特别是火成岩侵入和断层、陷落柱等地质构造多发，不仅对煤炭开采造成影响，而且对煤炭洗选工艺和设备的要求更加严格。为适应煤质变化和用户需求，进入21世纪，同煤集团选煤行业进入快速发展阶段，选煤精度不断提高，由原来简单分选块煤向全入洗转化，厂型规模也由百万吨级向千万吨级发展，分选工艺由简单的筛分手选向重介分选、智能分选转变，选煤厂运行管理模式也由煤矿管理转变为专业化公司管理。经过40 a的发展，同煤洗选行业经历了从无到有、从简到精跨越性转变[1]，机械化、自动化、智能化管理水平不断提高，选煤厂技术管理水平也得到较大的提升。目前，同煤集团共有33座选煤厂，设计能力1.86亿t/a，且大部分选煤厂均为矿井型选煤厂，90%以上的选煤厂采用重介质分选工艺。典型选煤工艺：块煤采用重介浅槽分选，末煤采用重介旋流器(两产品或三产品)分选或者两产品重介旋流器主再选，粗煤泥采用煤泥分选机或螺旋分选机分选，细煤泥采用加压过滤机和板框压滤机联合脱水回收。虽然同煤集团选煤行业近年来发展迅速，但是与国际选煤企业和国内一流选煤企业相比，仍存在很大差距，技术水平和管理手段相对落后，创新能力不足的现状并未根本解决，若想使企业获得更低的成本和更高的生产效率，保持长久的竞争优势，对于以重介分选工艺为主的选煤企业来说，加强介质系统的管理显得尤为重要。

2 介质系统管理存在的问题及原因分析

2.1 介质质量稳定性差

重介选煤厂大多数使用磁铁矿粉作为加重质，配置重介质悬浮液，磁铁矿粉的质量优劣直接影响洗选效果和选煤成本[2]。在日常检查中发现，选煤厂介耗数据指标波动较大，通过对选煤厂介质质量抽查检验数据进行分析，发现选煤厂介质合格率仅有70%，介质质量不稳定是介耗数据波动大的主要原因。通过现场加介司机了解到，供货的介质质量时好时坏，介质质量差的时候，无论怎么加介也达不到规定的分选密度。据了解，部分介质供应商为了保证利润，降低成本，往往会从介质供货质量上做文章，以次充好现象时有发生，主要表现在以下几个方面：一是个别批次存在掺灰、掺泥现象，导致介质真密度不达标，当真密度低于4 t/m3时，介质悬浮液密度调整非常困难；二是加重质粒度组成达不到要求，小于325目占比在70%左右，严重影响介质系统的稳定性；三是磁性物含量偶尔出现不达标现象。另外部分选煤厂对供货介质验收把关不够严格，介质质量不稳定给介质系统管理造成诸多不利影响，介耗增加，成本升高，甚至影响产品质量。

2.2 脱介设备脱介效率低

通过对多个选煤厂进行现场调研，发现选煤厂固定筛、脱介筛等脱介设备筛板筛缝堵塞较为严重，主要以尼龙丝等絮状物为主，原因是矿井为了降低成本，掘进队组往往使用劣质废旧胶带，胶带磨损严重，帆布胶带脱落下的絮状杂物随煤流进入介质系统，卡在固定筛、脱介筛筛缝里，造成脱介效率大大降低，产品带介严重，介质损耗非常大。

2.3 介质回收效率低

选煤厂介质回收设备普遍存在管理不到位，设备工况较差等问题。通过对选煤厂磁选机工艺效果进行评定，对磁选机的入料、精矿和尾矿进行采样，测定磁性物含量。按照相关标准规定磁选效率和介质回收率应分别达到99%和99.8%[3]。而部分选煤厂磁选效率仅有85%左右，回收率仅有90%左右，均不符合标准要求，主要原因有以下几点：一是部分选煤厂入选原煤煤种以长焰煤为主，其煤质较脆，在重介旋流器离心旋流作用下，产生的次生煤泥较多；另外部分选煤厂脱泥筛使用效果较差，导致介质系统中煤泥含量较高，需要频繁“打分流”来稳定分选密度，造成磁选机工作负荷增大，磁选效率和回收率降低，介耗加大。二是磁选机的入料多是由泵直接打入磁选机，入料稳定性较差，常出现没有溢流或溢流太足产生“翻花”现象，影响磁选机工作效率和质量。三是磁选机管理不到位，对磁选机各项参数包括磁选机转速、磁偏角、筒体与槽底的间隙、入料浓度、冲洗水等调节或控制较差，造成磁选机磁选效率低、介质回收率低。

2.4 现场管理粗放

部分选煤厂介耗超标严重的主要原因是管理不到位，管理者缺乏责任意识和创新思维，缺少有效的技术管理手段和措施，缺少完善的管理制度和管理体系，介质系统技术检查不到位，不认真排查介质系统存在的问题，设备检修不到位，跑冒滴漏现象突出，岗位工业务水平低，责任意识差，发现密度低了或介质桶位高了盲目加介或“打分流”，发现桶位低了盲目补水，现场管理较为粗放，造成洗选效率低下，介质损耗严重。

2.5 技术管理水平有待提高

伴随选煤企业生产规模不断加大，机械化水平不断提高，选煤厂生产过程中磁铁矿粉技术损耗占比越来越大，主要原因在于选煤厂技术管理较为薄弱，缺少完善的质量管理体系，正常情况下，选煤技术人员根据原煤入料性质、粒度组成及可选性，确定最佳的分选密度，通过介质系统煤泥含量、磁选效率、介质回收率等情况判断介质系统的稳定性，定期对设备工艺效果进行评定，提出生产指导方案。如果技术检查、工艺检查不到位，技术措施不力，无法有效解决工艺系统、工艺环节和工艺设备存在的问题，将直接影响生产技术指标和经济效益。同时技术管理水平低，将无法对员工操作进行技术指导，导致现场操作过程中造成磁铁矿粉消耗较大。

2.6 考核激励机制不完善

选煤企业缺乏有效的监督监管手段和考核激励机制，将直接影响技术经济指标的管理，由于煤炭企业法人治理结构不完善，管理部门职责划分不清，管理制度不合理，考核激励制度不科学，缺乏外部监督监管机制，难以对管理层形成制衡约束机制[5]，而且大部分选煤厂洗选成本并不与企业管理人员的工资薪酬挂钩，管理人员只看重产量任务和煤质指标，并不在乎经营成本控制，造成选煤成本居高不下，而其中介质消耗成本占有相当大的比重，而现场介质系统管控好与坏并不影响员工的工资待遇，造成员工工作积极性不高，不认真履行岗位职责，导致现场管理失控。

3 介质系统管理的有效措施

3.1 严格介质验收管控，提高介质质量

为了保证介质质量满足选煤厂正常生产需要，选煤公司制定了多项管控措施，介质质量得到了有效控制。主要有以下几个方面：

(1)通过招标，选择品牌好、信誉好、口碑好的介质供货商，并与介质供应商签订技术协议，明确供货介质的各项技术指标，要求粒度小于0.045 mm的比例大于85%，磁性物含量大于95%[6]，技术指标不达标一律拒收。

(2)合理选择介质验收人员。验收人员必须具有良好的职业道德，熟知磁铁矿粉技术指标要求，当介质来货时，验收人员首先对介质质量进行目测，发现含有明显杂物时立即拒收。

(3)由选煤厂技术部门、化验室、经营管理部门联合验收，经三方签字确认后方可入库。

(4)化验室根据GB/T 18711—2002《选煤用磁铁矿粉试验方法》对磁铁矿粉进行化验分析，技术部门严格监控介质化验过程，从取样、化验、记录等方面层层把关，避免化验结果不准确和造假情况出现，每次化验样品均留有备查样品。

(5)加大对选煤厂介耗考核力度，倒逼选煤厂加强介质验收管控。

3.2 加强脱介设备管理，提高脱介效率

3.2.1 强化弧形筛的脱介效果

弧形筛是脱介系统的第一环节，其工作效果对整个脱介系统的稳定性产生直接影响。通过合理在头部安装挡皮以保证弧形筛布料均匀，合理调整弧形筛安装角度、定期打磨弧形筛、清理疏通筛板等措施保证弧形筛脱介效果。

3.2.2 强化振动脱介筛的脱介效果

(1)严格筛上冲水管理，合理调整脱介筛筛上喷水的压力、喷嘴高度及喷水量。喷水压力不足会导致物料脱介效果不佳，喷水压力过大则会导致稀介段水量大，进而导致稀介磁选机入料浓度低，降低磁选机回收率，喷水压力过大还会导致喷水嘴易脱落等情况的发生。在实际生产过程中，为防止出现喷水嘴脱落或者堵塞的情况，要求做到班班检查，及时进行更换或者疏通，保证脱介效果。

(2)振动筛出现振动异常时，会导致筛子上物料厚薄不均，厚处的物料无法充分脱介，影响筛子脱介效果。选煤厂加强了对振动筛的检修维护力度，保持振动筛的良好工况。

(3)筛面磨损严重时，筛缝变宽，系统中粗颗粒煤会进入稀介段中，导致磁选机入料中存在大量大颗粒物料，容易在磁选机精矿、尾矿口聚积，致使出料不畅，影响磁选机工作效率。要求选煤厂定期测量筛缝，及时更换磨损的筛板。

(4)筛缝出现堵塞时，会影响介质进入介质回收系统，造成介质流失，因此要及时清理堵塞筛缝或者更换筛板。发现絮状物堵塞筛板时，要及时协调矿井加大对井下运输项目部的监管力度，严禁使用劣质皮带。

3.3 加强介质回收管理，降低介质损耗

(1)提高原煤湿法脱泥筛的脱泥效率，保证原煤分级筛上物料的分布均匀，以控制进入重介分选系统中的煤泥含量，降低脱介筛和磁选机的工作负荷，提高设备的工作效率，减少介耗。

(2)合理控制分流量。合格介质段分流是选煤厂调节介质系统煤泥含量与分选密度的一个重要手段。因此调节好分流比例在选煤厂实际运行中是一个重要环节。分流量小，会使系统煤泥含量上升，系统密度下降；分流量大，会使系统煤泥含量下降，系统密度上升。要求集控员调整分流量时务必与现场岗位工、化验室密切配合，核实好现场实际分选密度、实际分流量、磁选机入料浓度和磁选机处理效果等，使分流量控制在合理范围，以保证现场分选密度的稳定。

(3)优化磁选机的分选效果。磁选机筒体转速越高，其处理能力越大，对磁性物的吸附力降低；反之处理能力越小，对磁性物的吸附力提高。磁选机磁系偏角过小，对磁性物的吸附能力提高；磁偏角过大，对磁性物的吸附能力下降。磁选机筒体与槽底的间隙过小，矿浆通过时会不通畅，影响处理量；如果间隙过大，磁吸附力下降，回收率降低。一般的工作间隙范围在35～60 mm的范围内，具体的间隙大小需根据选煤厂的实际情况确定。

(4)磁选机矿浆浓度过大，会造成磁选浓度过高，会导致部分介质来不及进行磁选，而进入尾矿，导致精矿回收率下降；如果矿浆浓度过小，不仅增加流速，缩短磁选时间，磁选机工作能力不能充分利用，而且降低精矿回收率。一般磁选机给入矿浆浓度最大不超过35%，最好控制在30%左右。其矿浆浓度调整需要根据具体情况来确定，可通过调节脱介振动筛筛上喷水大小、磁选机入料桶补水的方法来调节。

(5)磁选机矿浆入料量过大，部分物料磁选机无法及时处理，导致精矿回收率下降；同时还容易导致精矿、尾矿口物料聚集，造成排料不畅。入料量过小，有可能会导致系统煤泥含量上升，密度下降，进而影响系统分选效果，影响煤质。

(6)磁选机滚筒喷水是用来将已分选出来附着在筒皮上的精矿冲下来进入精矿槽的，但喷水角度及压力会影响冲洗效果。喷水管角度过高或过低，会导致卸矿不完全，造成精矿流失。如果喷水压力过低，则不能将已选精矿全部冲下，造成部分精矿进入尾矿中浪费；喷水压力过大，则会造成精矿浓度低，影响系统密度；同时还会水花四溅，影响选煤厂卫生。

(7)及时清理槽体沉积的物料，定期对介质系统管路进行疏通与更换，保证物料稳定均匀通过各个区域。

因此，选煤厂应定期检查磁选机的磁选效果，加强磁选机等设备的日常维护工作，合理调整磁选机的各项参数，使磁选机始终保持良好的工况。

3.4 强化现场监管

(1)要求选煤厂成立专业的管理机构，明确职责和任务分工，建立完善的管理制度、检查评测制度、监督考核制度等，约束干部员工认真履职。组织选煤厂之间互检，相互交流、学习，每季度对选煤厂介质系统现场管理进行评比考核。

(2)强化现场加介管理。在加介泵坑加装篦子，防止杂物进入加介系统。向加介坑内补充介质时，不能一次性补充大量介质，需多次少量进行补充，防止介质不能与水进行充分混合，影响加介效率。同时加介泵坑需配置鼓风装置并保证工况完好，防止介质沉淀，否则介质沉淀后需要工人使用工具进行清理，不仅影响加介效率，而且大大提升了员工的工作强度。对加介磁选机需要进行定期维护、保养，以保证良好的工况，以保证现场密度的稳定。为了掌握磁铁矿粉用量，要求加介司机每班详细记录介质添加量，技术人员根据加介量判断系统可能存在的问题，并及时查找解决。

(3)强化介质系统检修管理，加强设备日常检修。在介质桶、溜槽、管路中使用可靠的耐磨材料，减少各个部位跑、冒、滴、漏造成的介质浪费。通过扫地泵将跑、冒、滴、漏的物料打回系统进行回收，降低介质损耗程度。

(4)强化系统监测，随时监控系统分选密度是否稳定，桶位是否平衡，根据现场实际情况，合理调整分流量、补水或加介。

(5)加强技术检查。化验室及时检测磁选尾矿水中磁性物含量、介质中煤泥含量等，并将化验数据及时反馈给相关技术人员，一旦发现异常，立即查找原因并进行处理。

(6)加强技术改造。选煤厂技术人员在介质系统改造方面做了大量工作，一是从溜槽内部设计改造、振动筛筛面改造等方面着手，改变物料运动轨迹、延迟脱介时间，提高了脱介效率；二是对筛上喷水包括喷嘴形式改造、调整喷水位置和压力，对提高脱介效率起到积极作用；三是在磁选机入料上方增加缓冲箱，保证了磁选机入料的稳定性；四是对介质管路进行改造，减少出现堵塞频次，缩短了事故处理时间。

选煤厂通过分析介耗超标的原因，提出合理化改造方案并实施，起到了非常好的效果，介质系统运行更加稳定，介耗指标明显降低。

3.5 优化人员结构，加强培训管理

3.5.1 重视人才的引进与培养

随着市场竞争逐步深入，集团公司越来越重视人才引进与培养的重要性，加快推进实施引才工程、拓宽引才渠道、创新引才方式，与高端院校、高新技术企业合作，培养自己的创新团队[6]，提高技术人才的薪资待遇，优化人员结构，选煤企业技术力量不断增强，截止目前，本科以上比例占20.38%，具有中级以上职称占15.59%，技师、高级技师比例占13.11%。人员结构发生巨大变化，同时注重岗位实践，充分发挥技术人员理论优势，通过岗位培训、外出培训交流学习、开展技术改造、技术革新，培养技术人才，提高技术管理水平。

3.5.2 加强员工技术培训

通过技术培训可以丰富员工的知识，提高技术能力和业务手段，增强员工对企业的归属感和认同感，从而提高工作效率和工作质量。首先要详细掌握培训对象的基本素质，根据受训者文化素质、学习能力、技术特长、岗位需求、现场实际等制定针对性的培训计划；其次培训内容要有科学性和可操作性，既要立足现场实际，又要大胆取经，不断创新，开展多种多样的培训方式，比如：案例教学，情景模拟、视听教学、经验介绍、分组讨论、有奖实践教学、应急演练、观摩学习等[7]，提高员工的学习兴趣，起到应有的培训效果。

3.6 建立完善的监督监管和考核激励机制

国有国法，家有家规，俗话说“无规矩不成方圆”，选煤厂应建立完善的监督监管和考核激励机制，首先将成本管理、介耗指标等与管理人员的工资薪酬和“帽子”挂钩，将指标层层分解，落实到个人，激发管理人员的工作积极性；加强对现场介质系统管理检查监管，与优秀的选煤厂介质系统管理进行对标贯标，分级分档考核，加大奖罚力度，“日考核、月兑现”刺激员工形成“学、比、赶、超”的工作热情[8]，同时根据工作中遇到的问题，制定针对性整改措施，不断完善、不断进步。

4 结 语

与其他选煤方法相比，重介质分选工艺具有较高的分选精度和分选效率，同时也存在选煤成本高、设备磨损严重等问题，根据入选原煤煤质、洗选设备、洗选环境、工艺、人员素质的不同，影响介质系统管理的因素多种多样，探索如何加强介质系统管理，降低介质消耗，降低成本，对提高选煤厂综合效益具有非常大的现实意义。