張立海

(淮礦芬雷選煤工程技術(北京)有限責任公司，北京 100083)

1 問題的提出

泊江海子礦選煤廠設計初期，根據(jù)設計初步資料及礦井揭煤初期所采原煤的化驗結果，其收到基低位發(fā)熱量(以下簡稱發(fā)熱量)都在20.06 MJ/kg以上，煤質較好，初期定位出礦商品煤發(fā)熱量為20.90 MJ/kg。隨著礦井進入正常生產(chǎn)，開采的原煤質量越來越差，按照原先發(fā)熱量20.90 MJ/kg的商品煤進行外銷，必須增加末煤入洗，但由此將產(chǎn)生大量的水洗矸石及煤泥，該部分物料的處理環(huán)保壓力極大，對煤礦綜合生產(chǎn)極為不利。因此有必要對產(chǎn)品重新定位并進行經(jīng)濟效益分析。

2 不同產(chǎn)品結構的效益對比分析

根據(jù)與相關銷售部門的溝通，對可能的兩種產(chǎn)品結構方案進行經(jīng)濟效益測算如下。

方案一：加工發(fā)熱量20.90 MJ/kg的優(yōu)質動力煤，滿足長距離外運；加工發(fā)熱量17.97 MJ/kg的普通動力煤，近距離銷售。

方案二：全廠加工一種發(fā)熱量18.81 MJ/kg以上的動力煤，對外銷售。

測算基礎為：以礦井日產(chǎn)量為計算單元，取每天出煤量10 000 t、原煤發(fā)熱量17.94 MJ/kg，其中末原煤發(fā)熱量18.02 MJ/kg。

方案一的經(jīng)濟效益測算結果見表1。原煤8 mm分級，塊煤比例為55%，末煤比例為45%，塊原煤全部入洗，末原煤1∶4與塊精煤摻配，剩余末原煤單獨銷售。

由表1可知：發(fā)熱量20.90 MJ/kg的優(yōu)質動力煤產(chǎn)率為46.1%，普通區(qū)內市場動力煤產(chǎn)率為36%，則總的商品煤產(chǎn)率為82.1%，矸石產(chǎn)率為15.2%，矸石發(fā)熱量約3.34 MJ/kg，煤泥產(chǎn)率為2.8%，煤泥發(fā)熱量約12.54 MJ/kg，折合成噸原煤綜合單價為169元。

對方案一分析結論：目前情況下，泊江海子選煤廠末原煤發(fā)運量不足，每天末原煤只能發(fā)運2 400 t左右。為保證礦井生產(chǎn)，必須入洗剩余的末原煤。經(jīng)測算，剩余末原煤入洗后，其綜合單價為161元/t。

方案二的經(jīng)濟效益測算結果見表2。采用13 mm分級工藝，塊煤產(chǎn)品比例約為41%，末煤產(chǎn)品比例為59%，塊原煤全部入洗，末原煤與塊精煤按2∶1全部摻配成18.81 MJ/kg的商品煤外銷。

由表2可知：發(fā)熱量18.81 MJ/kg的區(qū)外市場普通動力煤產(chǎn)率為86.5%，矸石產(chǎn)率為11.5%，矸石發(fā)熱量約3.34 MJ /kg，煤泥產(chǎn)率為2.0%，煤泥發(fā)熱量約12.54 MJ /kg，折合成噸原煤綜合單價為178元。

表1 對方案一的經(jīng)濟效益測算

表2 對方案二的經(jīng)濟效益測算

對方案二分析結論：將出礦產(chǎn)品結構調整為18.81 MJ /kg外銷，按照每天出煤10 000 t計算，日可增加經(jīng)濟效益9萬元。且目前末原煤發(fā)運量不足，與實際情況相比，實際每天可增加經(jīng)濟效益17萬元，每月增加效益510萬元。同時，減少矸石及煤泥產(chǎn)量，減小場地堆放壓力，減少環(huán)保處罰風險。

3 生產(chǎn)工藝優(yōu)化對效益的影響

3.1 粗煤泥回收環(huán)節(jié)優(yōu)化

原設計塊煤脫泥篩下煤泥水與塊煤磁選尾礦一起自流進入塊煤煤泥水桶，經(jīng)泵打至濃縮分級旋流器組，濃縮底流經(jīng)振動弧形篩+高頻篩聯(lián)合脫水后成為粗煤泥產(chǎn)品摻入產(chǎn)品煤中。實際投產(chǎn)運行后，粗煤泥水分大、發(fā)熱量偏低，摻入產(chǎn)品后嚴重影響最終產(chǎn)品煤發(fā)熱量。表3為化驗的粗煤泥水分及對應的發(fā)熱量。

表3 原系統(tǒng)粗煤泥質量統(tǒng)計

由表3可知，使用高頻篩對粗精煤進行脫水時，其平均水分在34%，平均發(fā)熱量在16.55 MJ/kg。

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對管道進行改造，將分級旋流器底流引到篩網(wǎng)沉降式離心脫水機，利用篩網(wǎng)沉降式離心脫水機(以下簡稱篩網(wǎng))高轉速、高離心強度脫除較多水分。表4為使用篩網(wǎng)后的粗煤泥水分及發(fā)熱量統(tǒng)計結果。

表4 篩網(wǎng)沉降離心機回收粗煤泥質量統(tǒng)計

由表4可知，使用篩網(wǎng)對粗煤泥進行脫水時，其平均水分在26.2%，平均發(fā)熱量在18.49 MJ/kg，比使用高頻篩時水分降低7.7%，發(fā)熱量增加1 935 kJ/kg。

效益對比：使用篩網(wǎng)后電耗及每年的維護維修費用增加約100萬元。使用篩網(wǎng)后每年增加效益計算如下(其中：商品煤發(fā)熱量按每4.18 J價格約0.04元，粗煤泥產(chǎn)率約4%，每天處理10 000 t)：

效益=10000×0.04×463×0.04×30×12=266.7萬元

由此可見，使用篩網(wǎng)后雖然運行維護成本變高，但每年可增加凈利潤166.7萬元。

3.2 矸石磁選尾礦去向的改造

原設計塊煤系統(tǒng)及末煤系統(tǒng)的矸石磁選機尾礦全部進入煤泥桶，再經(jīng)泵打至分級旋流器組，也就是說，經(jīng)過洗煤系統(tǒng)分選后的高灰高硫末矸石再次進入粗煤泥中，易造成粗煤泥灰分及硫分偏高。為解決這一問題，通過加設管道及閘門，有必要將矸石磁選尾礦改至二段濃縮池，將矸石磁選機尾礦分離出來。改造前后灰分及硫分對比見表5。

表5 矸石磁選尾礦去向改造前后粗煤泥質量對比

由表5可知，將矸石磁選尾礦改到二段濃縮池后，粗煤泥灰分降低1%，硫分降低0.24%，改造效果顯著。

4 結 語

通過理論結合生產(chǎn)數(shù)據(jù)的測算，結合不同的產(chǎn)品結構分析，以及對生產(chǎn)系統(tǒng)部分環(huán)節(jié)的合理調整，可實現(xiàn)選煤廠經(jīng)濟效益的提高。泊江海子選煤廠正常投產(chǎn)后，以效益最大化為目標，及時調整產(chǎn)品結構，并對生產(chǎn)系統(tǒng)不斷優(yōu)化、調整，取得了良好的經(jīng)濟效益。