寧全山

(大同煤礦集團(tuán) 大地選煤公司, 山西 大同 037003)

同忻選煤廠是山西省大同煤礦集團(tuán)公司大地選煤工程有限責(zé)任公司下屬的一座特大型現(xiàn)代化礦井型動(dòng)力煤選煤廠，年設(shè)計(jì)入洗原煤量1 000萬(wàn)t。選煤廠煤泥水工藝系統(tǒng)為：原煤分級(jí)旋流器溢流、精煤分級(jí)旋流器溢流、高頻篩下水、加壓過(guò)濾機(jī)濾液均進(jìn)入泵房保護(hù)箱內(nèi)，通過(guò)刀閘閥控制進(jìn)入2臺(tái)耙式濃縮機(jī)(一備一用)，濃縮機(jī)溢流作為循環(huán)水使用，底流通過(guò)底流泵進(jìn)入加壓過(guò)濾機(jī)入料桶，通過(guò)3臺(tái)泵均勻給入3臺(tái)加壓過(guò)濾機(jī)脫水回收。

1 煤泥水系統(tǒng)現(xiàn)狀

同忻礦綜采面每年都會(huì)遇到4～5次火成巖，2012年1—7月產(chǎn)量及商品煤指標(biāo)見(jiàn)表1，由表1可知2月和7月礦井原煤煤質(zhì)發(fā)生了巨大變化，不僅產(chǎn)量減少，而且商品煤指標(biāo)受到很大影響。細(xì)煤泥含量的大幅度增加，導(dǎo)致煤泥不能及時(shí)沉降，濃縮池溢流水濃度嚴(yán)重超標(biāo)，細(xì)泥顆粒在生產(chǎn)工藝系統(tǒng)中不斷循環(huán)積聚，洗水濃度增加，嚴(yán)重影響脫水、脫介效果；在煤質(zhì)變化期間該廠進(jìn)行了原煤小篩分試驗(yàn)，見(jiàn)表2，煤泥中粒度<0.075 mm的比重的增加，嚴(yán)重影響了加壓過(guò)濾機(jī)脫水回收效率，惡性循環(huán)下導(dǎo)致該廠整個(gè)工藝系統(tǒng)癱瘓。

表1 2012年1—7月產(chǎn)量及商品煤指標(biāo)匯總表

表2 原煤小篩分試驗(yàn)報(bào)告表

2 對(duì)煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行會(huì)診制定整改措施

通過(guò)對(duì)該廠煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行研究，針對(duì)煤泥沉降效果差和煤泥脫水回收效率低的問(wèn)題，提出了合理化建議。

2.1 調(diào)節(jié)水質(zhì)

煤泥水的水質(zhì)包括所含可溶性鹽的種類(lèi)及濃度、pH值、總離子度及硬度。當(dāng)煤泥水所含細(xì)泥多、總離子含量低、硬度低、pH值較高、動(dòng)電位大時(shí)，屬極難處理煤泥水。該廠水質(zhì)分析見(jiàn)表3。

表3 水質(zhì)分析表

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室及工業(yè)性試驗(yàn)，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該廠煤泥水水質(zhì)呈偏堿性，會(huì)影響絮凝沉降效果。如果水質(zhì)有問(wèn)題，一般只用聚丙烯酰胺不能得到良好的絮凝效果，聚丙烯酰胺大多與有機(jī)高分子陽(yáng)離子絮凝劑或凝聚劑配合使用。借鑒塔山選煤廠處理煤泥水經(jīng)驗(yàn)，該廠將聚鋁與聚丙烯酰胺配合使用，經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)分析，確定最佳配比方案，改善了煤泥沉降效果。

2.2 優(yōu)化加藥系統(tǒng)

通過(guò)煤泥沉降試驗(yàn)，判定該廠絮凝劑本身沒(méi)有問(wèn)題，經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)加藥系統(tǒng)存在問(wèn)題：加藥效率低，絮凝劑得不到充分?jǐn)U散，該廠原有的加藥系統(tǒng)見(jiàn)圖1。

圖1 原有的加藥系統(tǒng)示意圖

1) 現(xiàn)有加藥為螺旋給料。由于給料不均勻經(jīng)常會(huì)形成“魚(yú)眼”現(xiàn)象，絮凝劑得不到充分溶解，造成絮凝劑大量浪費(fèi)，所以，引進(jìn)新的自動(dòng)給藥裝置，使絮凝劑達(dá)到霧化、干燥的效果，從而可以使絮凝劑充分溶解。

2) 現(xiàn)有絮凝劑添加管路太細(xì)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。由于細(xì)粒級(jí)煤泥較多，如果添加量不夠，將不能使煤泥絮團(tuán)沉降，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。為此，該廠重新布置加藥管路，增加加藥效率。

3) 加藥泵功率小，而且不帶變頻控制，無(wú)法靈活控制加藥量。該廠更換了大功率的變頻泵，可以有效控制加藥頻率，減少了絮凝劑的浪費(fèi)。

4) 單點(diǎn)加藥不易使絮凝劑得到充分?jǐn)U散，入料管中的部分煤泥水未接觸到絮凝劑而導(dǎo)致絮團(tuán)小、易破碎；而局部絮凝劑過(guò)量又削弱了絮凝劑使用的有效性，不經(jīng)濟(jì)，該廠采取了多點(diǎn)加藥法，使絮凝劑與煤泥水均勻混合，改善了煤泥沉降效果。

5) 在此基礎(chǔ)上該廠實(shí)施了二次加藥，當(dāng)加壓過(guò)濾機(jī)排料周期過(guò)長(zhǎng)時(shí)，在加壓過(guò)濾機(jī)入料桶上方開(kāi)啟二次加藥，有效提高了加壓過(guò)濾機(jī)的入料濃度，間接縮短了排料周期，同時(shí)減少了一次加藥量大影響水質(zhì)的問(wèn)題。

通過(guò)加藥系統(tǒng)的綜合改進(jìn)，煤泥沉降效果明顯改善，煤泥脫水回收效率明顯提高，改造后的加藥系統(tǒng)見(jiàn)圖2。

圖2 改造后的加藥系統(tǒng)示意圖

2.3 濃縮機(jī)底流管路改造

由于501、502濃縮池底流管路布置不合理，致使?jié)饪s池底流泵經(jīng)常出現(xiàn)堵塞、不上料的現(xiàn)象，只能配水疏通，嚴(yán)重影響煤泥脫水回收效率，該廠在年檢時(shí)對(duì)501、502濃縮池暗道底流出料管進(jìn)行了改造。

1) 把暗道內(nèi)底流管路整體抬高，使管路與底流泵基本在同一水平面上，且轉(zhuǎn)彎部位設(shè)計(jì)自然流暢的彎頭及三通，避免底流泵抽取物料時(shí)造成積料堵塞，提高了底流泵的工作效率。

2) 將底流管路由原來(lái)的普通鋼管換成防腐耐磨管路，并鋪設(shè)在工字鋼架上，避免管路銹蝕和方便維修。

3) 合理布置風(fēng)管及水管，在管路受料端部位安裝雙套檢修氣動(dòng)總閥，并在雙閥中間安裝放空閥，在受料端下方安裝排污泵，便于疏通管路。

2.4 調(diào)節(jié)煤泥水系統(tǒng)入料量

當(dāng)煤泥量特別大，超出選煤廠煤泥水系統(tǒng)的負(fù)荷時(shí)，就需要控制進(jìn)入細(xì)煤泥系統(tǒng)的物料量。

1) 合理調(diào)整給料機(jī)，在淺槽系統(tǒng)能承受前提下多帶塊煤，少帶末煤，同時(shí)預(yù)先留1倉(cāng)品質(zhì)好的原煤做配煤使用，可緩解煤泥水系統(tǒng)的壓力。

2) 調(diào)整分級(jí)旋流器底流口大小來(lái)控制分級(jí)粒度，該廠分級(jí)旋流器規(guī)格有80 mm、85 mm、90 mm、95 mm幾種，根據(jù)實(shí)際情況合理更換。減少進(jìn)入濃縮池的物料了，也就緩解了煤泥水系統(tǒng)的壓力。

2.5 加壓過(guò)濾機(jī)與板框壓濾機(jī)配合使用

加壓過(guò)濾機(jī)固然是一種高效、節(jié)能、自動(dòng)化程度比較高的煤泥脫水設(shè)備，但是當(dāng)煤泥水系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題后，煤泥水處理粒級(jí)范圍窄的弊端就顯現(xiàn)出來(lái)，加壓過(guò)濾機(jī)對(duì)粗顆粒和超細(xì)顆粒的處理沒(méi)有板框壓濾機(jī)包容性強(qiáng)，通過(guò)加壓過(guò)濾機(jī)與板框壓濾機(jī)的配合使用，大幅度增加了煤泥脫水回收效率。

3 效果對(duì)比

根據(jù)該選煤廠制定的煤泥水系統(tǒng)優(yōu)化改造方案，經(jīng)過(guò)5個(gè)多月的現(xiàn)場(chǎng)施工，于2013年3月改造完成，當(dāng)5月再次遇到火成巖時(shí)，收到了預(yù)期效果。改造前后各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析對(duì)比見(jiàn)表4。

表4 改造前后各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析對(duì)比表

從表4可以看出，排料周期大幅度降低，保證了煤泥脫水回收效率，煤泥厚度15 cm，不會(huì)在濃縮池內(nèi)大量聚積，行走壓力也降到規(guī)定范圍內(nèi)，溢流水濃度在300 mg/L以下，符合國(guó)標(biāo)規(guī)定的循環(huán)水濃度標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)影響脫介篩脫水脫介效果，解決了因細(xì)煤泥量大，煤泥水系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行，影響選煤廠正常生產(chǎn)的問(wèn)題。

4 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

煤泥水系統(tǒng)優(yōu)化改造后，原煤產(chǎn)量入洗量增加近24萬(wàn)t，該集團(tuán)公司規(guī)定選煤廠加工費(fèi)為10.6元/t，減少經(jīng)濟(jì)損失240余萬(wàn)元。改造后，商品煤各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到用戶(hù)要求，避免了產(chǎn)品超標(biāo)考核罰單，提高了經(jīng)濟(jì)效益，保證了該廠的良好信譽(yù)與形象。

5 結(jié) 語(yǔ)

同忻選煤廠“煤泥水系統(tǒng)優(yōu)化改造，使煤泥水系統(tǒng)工藝更加完善，極大地提高了煤泥沉降效果和煤泥脫水回收效率，滿(mǎn)足了選煤廠的正常生產(chǎn)需要，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，也為同忻選煤廠二期的籌建工作提供了參考依據(jù)。