劉 杰，陳 鋒，石曉軍

(陜西麟北煤業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 721505)

0 引言

選煤工藝設(shè)計(jì)是選煤廠設(shè)計(jì)的靈魂。一個(gè)選煤廠設(shè)計(jì)做得成功與否，水平高低，首先取決于工藝設(shè)計(jì)是否具有前瞻性，是否站在科技的最尖端，其次才談得上設(shè)備的性能和廠房布局的合理性。近年來中國(guó)選煤工業(yè)處于快速發(fā)展的時(shí)期，涌現(xiàn)出一批新技術(shù)、新設(shè)備，如何優(yōu)化資源配置、進(jìn)行合理的工藝設(shè)計(jì)將是煤炭洗選加工的關(guān)鍵[1-3]。

近幾年我國(guó)煤炭行業(yè)處于供需相對(duì)寬松狀態(tài)，煤炭行業(yè)由黃金十年轉(zhuǎn)入低迷期，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨嚴(yán)峻；選煤廠作為市場(chǎng)的上游企業(yè)，應(yīng)以市場(chǎng)為導(dǎo)向，注重市場(chǎng)調(diào)研，不同的客戶對(duì)煤質(zhì)的要求是不一樣的，比如動(dòng)力煤，有的用戶對(duì)粒度，塊煤限下率要求較嚴(yán)，有的客戶對(duì)產(chǎn)品灰分和發(fā)熱量要求較為嚴(yán)格，由于環(huán)保政策要求，部分客戶對(duì)產(chǎn)品硫份要求較為苛刻。因此對(duì)于新建礦井選煤廠的設(shè)計(jì)要根據(jù)國(guó)家目前煤炭市場(chǎng)行情，并注重市場(chǎng)調(diào)研與市場(chǎng)預(yù)測(cè)，采取靈活的生產(chǎn)方式，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，適時(shí)生產(chǎn)與市場(chǎng)接軌的產(chǎn)品，做到市場(chǎng)需要什么產(chǎn)品，在不進(jìn)行大的改造的情況下就能生產(chǎn)什么產(chǎn)品，拓寬用戶要求范圍，增強(qiáng)煤炭產(chǎn)品的市場(chǎng)適用性，用有限的資源創(chuàng)造出更多的效益[4-6]。

1 礦井概況及選煤廠設(shè)計(jì)原則

園子溝礦井隸屬于永隴礦區(qū)麟游區(qū)，永隴礦區(qū)是國(guó)家13個(gè)大型煤炭基地之一，園子溝礦井可采儲(chǔ)量7.8億t，礦井核定生產(chǎn)能力8.00 Mt/a，服務(wù)年限達(dá)70 a。根據(jù)《煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50359—2005)規(guī)定，選煤廠每年工作330 d，每天兩班生產(chǎn)、一班檢修，每天生產(chǎn)16 h，日處理原煤達(dá)到24 242 t，處理原煤應(yīng)達(dá)到1 515 t/h。選煤廠設(shè)備選型最大能力按10.00 Mt/a考慮，并且在此基礎(chǔ)上考慮了一定的不均衡系數(shù)。

園子溝礦井井田內(nèi)煤層共5層，自上而下分別為2-1、2、3-1、3-1下和3煤層。2-1煤層、2煤層、3煤層均為可采煤層，3-1煤層為具一定可采面積的不可采煤層。其中2煤層為主要可采煤層，3煤層、2-1煤層為次要可采煤層。

根據(jù)陜西省煤田地質(zhì)局2011年11月編制的《陜西省黃隴侏羅紀(jì)煤田永隴礦區(qū)麟游區(qū)園子溝勘查區(qū)勘探地質(zhì)報(bào)告》，園子溝礦井煤質(zhì)屬低-中灰、低-中磷、特低-低硫、富油、較低-中等軟化溫度、對(duì)CO2反應(yīng)性差、高熱穩(wěn)定性、可磨性差的不粘煤，是良好的動(dòng)力、化工用煤，可用于火力發(fā)電，各種工業(yè)鍋爐；也可作氣化、液化、水煤漿及低溫干餾、高爐噴吹用煤。

為了使園子溝礦井產(chǎn)品更好地與市場(chǎng)接軌，實(shí)現(xiàn)公司經(jīng)濟(jì)效益最大化，根據(jù)井田煤質(zhì)資料、客戶需求設(shè)計(jì)最佳生產(chǎn)方案。在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下，實(shí)現(xiàn)精煤產(chǎn)率最大化原則[7-8]。遵照技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則，為用戶提供穩(wěn)定、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)靈活可調(diào)，系統(tǒng)靈活性滿足不同生產(chǎn)方式。工藝簡(jiǎn)潔、生產(chǎn)成本較低，需實(shí)現(xiàn)選煤廠經(jīng)濟(jì)效益最大化。

2 園子溝礦井選煤工藝流程

2.1 原煤準(zhǔn)備及篩分系統(tǒng)

300～0 mm的礦井來煤首先進(jìn)入原煤倉(cāng)儲(chǔ)存，原煤經(jīng)原煤倉(cāng)儲(chǔ)存后經(jīng)帶式輸送機(jī)輸送至篩分破碎車間。

150～3 mm塊、末煤全入洗情況下，原煤進(jìn)入篩分破碎車間后經(jīng)過原煤分級(jí)篩150(80)、50 mm的篩分，篩上+150 mm物料經(jīng)過手選除雜后破碎到80 mm以下；篩下-50 mm物料進(jìn)入雙層弛張篩進(jìn)行8、3 mm篩分，上層50～8 mm物料與下層篩前8～3 mm物料由帶式輸送機(jī)收集，與破碎后的物料及原煤分級(jí)篩篩下150～50 mm物料混合，由帶式輸送機(jī)運(yùn)至主廠房進(jìn)行洗選。

弛張篩篩下-3 mm物料由帶輸送機(jī)收集，經(jīng)轉(zhuǎn)載后進(jìn)入地銷煤倉(cāng)，也可進(jìn)入1號(hào)產(chǎn)品倉(cāng)。

150～8 mm塊煤入洗，-8 mm末煤不入洗時(shí)，原煤經(jīng)過150(80)、50 mm的篩分，篩上+150 mm物料經(jīng)過手選除雜后破碎到80 mm以下與篩下150～50 mm物料混合；篩下-50 mm物料進(jìn)入雙層弛張篩進(jìn)行8、3 mm篩分，上層篩前50～8 mm物料與除雜后破碎到80 mm以下及150～50 mm物料混合由帶式輸送機(jī)運(yùn)至主廠房進(jìn)行洗選，弛張篩下層篩前8～3 mm物料與篩下-3 mm物料混合由帶式輸送機(jī)收集后，進(jìn)入地銷煤倉(cāng)，也可進(jìn)入1號(hào)產(chǎn)品倉(cāng)。

若原煤不分選時(shí)，原煤進(jìn)入分級(jí)篩經(jīng)過150、50 mm雙段篩分，篩上+150 mm物料經(jīng)過手選除雜后，進(jìn)入大塊煤破碎機(jī)破碎至-80 mm，破碎后物料與150～50 mm物料混合后再進(jìn)入小塊煤破碎機(jī)破碎至-50 mm，進(jìn)而與篩下-50 mm物料混合，既可進(jìn)地銷煤倉(cāng)，也可轉(zhuǎn)載進(jìn)入1號(hào)產(chǎn)品倉(cāng)。

當(dāng)市場(chǎng)不需要特大塊產(chǎn)品時(shí)，更換原煤分級(jí)篩篩板為80 mm，將大塊原煤破碎至-80 mm，出“三八塊”產(chǎn)品。

2.2 塊煤洗選系統(tǒng)

塊煤脫泥系統(tǒng)：原煤(150～3 mm)經(jīng)帶式輸送機(jī)運(yùn)至主廠房進(jìn)行洗選，首先進(jìn)入塊原煤脫泥篩(篩孔8 mm)進(jìn)行濕法脫泥，脫泥后的篩上塊原煤進(jìn)入塊煤重介淺槽分選機(jī)分選，篩下-8 mm煤泥水自流進(jìn)入末煤脫泥篩或進(jìn)入末煤弧形篩進(jìn)行處理。

塊煤分選系統(tǒng)：塊原煤脫泥篩篩上塊原煤進(jìn)入淺槽分選機(jī)，淺槽溢流進(jìn)入塊精煤脫介脫水分級(jí)篩(φ上=13 mm，φ下=1.0 mm)進(jìn)行脫介、脫水、分級(jí)，篩上可進(jìn)入塊精煤產(chǎn)品帶式輸送機(jī)運(yùn)至塊煤倉(cāng)進(jìn)行80、30 mm分級(jí)后分別進(jìn)入塊煤倉(cāng)，塊精煤也可以在主廠房破碎至-50 mm給入末精煤帶式輸送機(jī)運(yùn)至1號(hào)產(chǎn)品倉(cāng)、裝車、外運(yùn)。-13 mm的篩下物料用精煤離心機(jī)進(jìn)一步脫水后給入末精煤產(chǎn)品帶式輸送機(jī)，精煤離心機(jī)離心液自流入稀介桶。淺槽底流進(jìn)入塊矸石脫介脫水篩(φ上=50 mm，φ下=1.0 mm)進(jìn)行脫介脫水后給入帶式輸送機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)載運(yùn)至矸石倉(cāng)儲(chǔ)存外運(yùn)。

2.3 末煤分選系統(tǒng)

末煤脫泥系統(tǒng)：塊原煤脫泥篩篩下水(-8 mm)自流進(jìn)入末原煤脫泥篩(篩縫1 mm)進(jìn)行濕法脫泥，脫泥后的篩上物料進(jìn)入混料桶，再經(jīng)泵輸送至兩產(chǎn)品旋流器分選，篩下煤泥水進(jìn)入煤泥水桶。

末煤分選系統(tǒng)：末原煤脫泥篩篩上物料給入混料桶，與合格介質(zhì)一起通過旋流器入料泵給入兩產(chǎn)品重介旋流器分選，經(jīng)重介旋流器分選后，溢流去精煤脫介篩進(jìn)行脫介脫水，篩上末精煤通過離心機(jī)進(jìn)一步脫水后給入末精煤產(chǎn)品帶式輸送機(jī)，精煤離心機(jī)離心液自流入稀介桶；旋流器底流去矸石脫介篩(篩縫1.0 mm)進(jìn)行脫介脫水后，經(jīng)轉(zhuǎn)載運(yùn)至矸石倉(cāng)儲(chǔ)存外運(yùn)。

2.4 粗煤泥分選系統(tǒng)

1.0～0 mm煤泥水經(jīng)分級(jí)旋流器組進(jìn)行分級(jí)，分級(jí)旋流器溢流去濃縮池，底流(1.0～0.25 mm)至螺旋分選機(jī)分選。螺旋分選機(jī)精礦經(jīng)弧形篩、煤泥離心機(jī)脫水后摻入末精煤作為最終產(chǎn)品，煤泥離心液自流至離心液桶，用泵送至濃縮機(jī)入料緩沖池處理。螺旋分選機(jī)尾礦經(jīng)高頻篩脫水后進(jìn)入矸石皮帶?；⌒魏Y、高頻篩篩下水自流去濃縮池處理。

3 三種生產(chǎn)方案經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析

3.1 三種生產(chǎn)方案經(jīng)濟(jì)收益分析

生產(chǎn)方案一：150(80)～8 mm塊煤淺槽分選，8～1 mm末煤旋流器分選，1～0.25 mm螺旋分選機(jī)分選；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為塊精煤、末精煤、混煤。表1～3為生產(chǎn)方案一、二、三的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)收益。

生產(chǎn)方案二：150(80)～8 mm塊煤淺槽分選，-8 mm末煤不入洗；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分別為塊精煤、末精煤和混煤。

表2 方案二的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)收益

生產(chǎn)方案三：原煤不分選，直接破碎至-50 mm，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為混煤。

表3 方案三的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)收益

通過表1、表2、表3對(duì)比分析，塊煤入洗(150～8 mm)，末煤不入洗(8～3 mm)生產(chǎn)方案比單產(chǎn)品篩混煤生產(chǎn)方案多收益2.86億元；塊末煤(150～3 mm)全入洗生產(chǎn)方案比單產(chǎn)品生產(chǎn)方案多收益3.62億元。

3.2 三種生產(chǎn)方案經(jīng)濟(jì)成本對(duì)比分析

礦井生產(chǎn)能力按8.00 Mt/a考慮，選煤廠每年工作330 d，每天生產(chǎn)16 h，日處理原煤24 242 t處理原煤1 515 t/h，其中，綜合單價(jià)包括(介耗、水耗、電耗、材料配件、藥劑、油脂、人工費(fèi)、管理費(fèi)、稅金等)。通過表4得出結(jié)論：方案二比方案三經(jīng)濟(jì)成本增加3 514.64萬元，方案一比方案二經(jīng)濟(jì)成本增加2 452.89萬元。

表4 三種生產(chǎn)方案成本對(duì)比

3.3 三種產(chǎn)品方案經(jīng)濟(jì)效益分析

結(jié)合表1～表4得出結(jié)論：方案二比方案三雖然成本增加0.35億元，但收益提高2.86億元，方案一比方案二成本增加0.25億元，但收益提高0.77億元。通過經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，園子溝礦井選煤工藝采取方案一經(jīng)濟(jì)收益最大。

4 結(jié)語

園子溝礦井根據(jù)公司煤質(zhì)情況，定期進(jìn)行煤質(zhì)大樣分析(煤樣篩分浮沉試驗(yàn)、煤和矸石的泥化試樣，煤的轉(zhuǎn)筒泥化及煤泥水沉降試驗(yàn)、煤泥水沉降試驗(yàn))按照試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步分析原煤煤質(zhì)，根據(jù)市場(chǎng)需求，科學(xué)合理調(diào)整生產(chǎn)工藝，提質(zhì)增效，實(shí)現(xiàn)公司經(jīng)濟(jì)效益最大化。此外，園子溝礦井注冊(cè)“優(yōu)質(zhì)環(huán)保動(dòng)力煤”品牌商標(biāo)，同時(shí)加大宣傳力度，通過“互聯(lián)網(wǎng)+營(yíng)銷”策略，提高產(chǎn)品知名度，使園子礦井商品煤走向周邊省份。