王 宏

(中煤科工集團北京華宇工程有限公司，平頂山 河南 467002)

山西神州煤業(yè)有限責任公司選煤廠隸屬于太原煤炭氣化(集團)有限責任公司，是一座原設計生產(chǎn)能力為0.60 Mt/a的礦井型選煤廠，于2004年10月建成投產(chǎn)。該廠洗選工藝為 <50 mm粒級部分由預先脫泥有壓三產(chǎn)品重介旋流器分選、粗煤泥由φ350 mm濃縮旋流器和高頻篩回收，并摻入精煤、細粒煤泥浮選回收、浮選精礦由加壓過濾機回收，并摻入精煤、浮選尾礦濃縮、壓濾回收。該選煤廠主要洗選4號煤，屬低中灰、特低硫、特低磷的焦煤，另有少量肥煤。精煤產(chǎn)品供公司內(nèi)部焦化廠煉焦使用，中煤產(chǎn)品供周邊電廠使用。多年生產(chǎn)實踐表明，生產(chǎn)工藝適合該礦煤質(zhì)分選，且能夠高效生產(chǎn)合格產(chǎn)品煤。

由于礦井的生產(chǎn)現(xiàn)狀和生產(chǎn)接替的要求，同時后續(xù)將開采下組8號、10號煤層。礦井開采8號、10號煤層的礦井開采能力為1.20Mt/a，而選煤廠原設計生產(chǎn)能力為0.60 Mt/a，選煤廠洗選能力已嚴重制約選煤廠和礦井的發(fā)展，為了滿足礦井生產(chǎn)需要和洗選要求，提高企業(yè)煤炭產(chǎn)品的市場競爭力，獲得較好的經(jīng)濟效益和社會效益，需要對選煤廠進行擴能改造。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在問題

(1)煤質(zhì)存在變差趨勢。該選煤廠入選原煤為該礦原煤，目前礦井開采4號煤層，4號煤以低中灰、特低硫、特低磷的焦煤為主，另有少量肥煤。在選煤廠擴能改造后，主要入選還未開采的8號、10號煤層原煤，8號煤以焦煤為主，瘦煤次之，10號煤以瘦煤為主，另有少量焦煤。8號煤、10號煤儲量大，但均以中灰、中高硫煤為主，原生煤泥的含量較高(約14%)，加上分選過程中的次生煤泥，煤泥總量約占全樣的20%以上。

(2)礦井生產(chǎn)能力與現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)能力不匹配。礦井現(xiàn)開采4號煤層，4號煤層保有資源量10.99 Mt，可采儲量為4.5 Mt左右，剩余服務年限為2～3年；4號煤層劃分為6個采區(qū)，目前前五個采區(qū)已開采完畢，且六采區(qū)已開始回采。生產(chǎn)接替后，后續(xù)將開采8號、10號煤層。礦井8號、10號煤層開采能力達到1.20 Mt/a，而選煤廠原設計生產(chǎn)能力為0.60 Mt/a，已不能滿足礦井生產(chǎn)需要。因此，必須對現(xiàn)有配套選煤廠進行改造升級，才能滿足洗選要求。

(3)原有生產(chǎn)工藝存在問題。原設計采用φ350 mm濃縮旋流器和高頻篩回收粗煤泥，煤泥重介旋流器一般是與選前不脫泥重介旋流器分選工藝配套使用的，由于煤泥重介分選精度差，效果不穩(wěn)定，難于正常操作管理，目前已不適應現(xiàn)有生產(chǎn)的要求，需要對其改造。

該選煤廠采用一臺60 m2加壓過濾機對浮選精礦進行回收，在實際生產(chǎn)過程中，加壓過濾機能耗較大，生產(chǎn)運行費用和故障率居高不下，容易影響生產(chǎn)運行，當細粒級物料含量較大時，設備使用效果較差[1-3]，結(jié)合該廠的實際應用情況，需更換新設備。

2 生產(chǎn)系統(tǒng)擴能改造方案

2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

根據(jù)入選原煤煤質(zhì)情況和公司對產(chǎn)品要求，該選煤廠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)確定為：

精煤：Ad≤10%，Mt≤12%，供本公司煉焦；

中煤：Ad=25%～50%，Qgr.d≥14.64 MJ/kg，供給周邊電廠；

煤泥：Ad=35%～50%，民用；

矸石：綜合利用。

2.2 工藝流程

三產(chǎn)品重介旋流器分選技術(shù)在我國煉焦煤選煤廠已非常成熟普遍[4-5]。原設計預先脫泥有壓三產(chǎn)品重介旋流器生產(chǎn)運行效果較好，仍適應于本次選煤廠的改造，車間內(nèi)部改造可以利用原系統(tǒng)通道。

目前，粗煤泥分選主要有煤泥重介旋流器、螺旋分選機、TBS干擾床三種工藝。螺旋分選機分選精度較差，常用于動力煤選煤廠的降硫、煉焦煤選煤廠的粗煤泥降灰過程，但實際使用效果并不理想[6-7]。TBS干擾床一般與選前脫泥重介旋流器分選工藝配套使用，動力消耗低，產(chǎn)品回收率高，可以減少入浮煤泥量，降低浮選生產(chǎn)成本[8-9]。該選煤廠煤泥含量較高，原設計的濃縮旋流器高頻篩工藝已不適應現(xiàn)有生產(chǎn)需要，因此，粗煤泥分選采用TBS干擾床分選。

目前回收浮選精煤的快開式隔膜壓濾機應用較為廣泛，其具有單臺處理能力大，對物料性質(zhì)變化不敏感；設備故障低，生產(chǎn)運行費用低；適宜處理極細物料(理論上可達0 mm)的優(yōu)勢，是細?；厥铡⑾此]路循環(huán)的把關(guān)設備[10-12]。結(jié)合車間空間及生產(chǎn)需要，在原有加壓過濾機的基礎上，新增一臺500 m2的快開式隔膜壓濾機。

綜上所述，選煤廠擬采用的原則流程如圖1所示。原煤采用0.75 mm振動篩脫泥，50～0.75 mm粒級原煤采用有壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，0.75～0.25 mm粗煤泥由TBS干擾床分選，細煤泥采用浮選回收，浮選精礦由加壓過濾機+快開隔膜壓濾機回收，濾液濃縮后采用壓濾機回收，該工藝流程先進、可靠，且實現(xiàn)了洗水閉路循環(huán)。

2.3 改造內(nèi)容

在符合我國現(xiàn)行煤炭工業(yè)政策及有關(guān)技術(shù)規(guī)范的基礎上，結(jié)合該選煤廠具體情況，以節(jié)省占地、節(jié)約投資為前提，合理利用現(xiàn)有場地、建(構(gòu))筑物及設備，通過提升設備處理能力，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)擴能改造工程。

2.3.1 提升設備處理能力

來煤和產(chǎn)品煤皮帶通過更換驅(qū)動裝置提升運力，將主廠房主選設備如原煤脫泥篩、三產(chǎn)品旋流器、脫介篩全部更新；為了解決脫介能力及篩面布料不均勻的問題，中煤、矸石脫介不再共用一臺脫介篩；磁選機、精煤離心脫水機、煤泥離心脫水機、分級旋流器等設備來自集團內(nèi)部其它選煤廠閑置設備。

2.3.2 改擴建工程

主要擴建改造工程包括：準備車間、主廠房(含介質(zhì)庫、浮選系統(tǒng)、粗煤泥分選系統(tǒng))、壓濾車間(車間西側(cè)擴建一套壓濾系統(tǒng))、相關(guān)棧橋。為了增加中煤、矸石的緩存時間，緊鄰中矸倉新建新倉。在現(xiàn)有的2臺φ18 m濃縮機基礎上，緊鄰主廠房增加一座容積600 m3的事故水池，以實現(xiàn)洗水閉路循環(huán)。

圖1 選煤廠原則流程圖

3 改造效果

該選煤廠技術(shù)改造工程已進入施工階段，預計于2019年初完成。改造后，選煤廠洗選能力可達到1.20 Mt/a，凈增0.6 Mt/a，系統(tǒng)運行的可靠性將進一步增加。根據(jù)臨近礦區(qū)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)實際煤炭售價水平及煤炭供需情況，結(jié)合選煤廠產(chǎn)品方案和煤質(zhì)，綜合未來煤炭市場的價格波動及附加費用等諸多因素，選煤廠生產(chǎn)10號原煤的預測產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及價格見表1。選煤廠達產(chǎn)后煤炭銷售收入將增加17 526.0萬元，項目預期經(jīng)濟效益良好。

表1 10號原煤的預測產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及價格

4 結(jié)語

針對選煤廠生產(chǎn)能力與礦井生產(chǎn)能力不匹配及煤質(zhì)變化等問題，在確定改造目標后，制定出改造方案，對限制生產(chǎn)能力的設備進行技術(shù)改造和生產(chǎn)工藝優(yōu)化。選煤廠擴能改造完成后，生產(chǎn)規(guī)?？捎稍O計0.6 Mt/a擴能至1.20 Mt/a，不僅有利于提高企業(yè)煤炭產(chǎn)品的市場競爭力，同時也可保障煤炭生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展，具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。