張 佰

（西山煤電（集團(tuán)）有限公司，山西 太原 030206）

1 項(xiàng)目概況

1.1 淺槽排矸改造的必要性分析

（1）西山煤電集團(tuán)屯蘭礦2、3號(hào)煤層間夾矸層厚、抽瓦斯高低巷道、9號(hào)煤含矸量高等因素，礦井煤炭質(zhì)量逐漸變差，毛煤中矸石含量大，動(dòng)篩處理能力嚴(yán)重不足，導(dǎo)致準(zhǔn)備車間原煤拉運(yùn)能力下降。（2）動(dòng)篩分選系統(tǒng)矸石帶煤量大，在8%左右，存在精煤損失現(xiàn)象。（3）動(dòng)篩跳汰系統(tǒng)磨損嚴(yán)重，設(shè)備故障率較高，安全隱患多，制約礦井及選煤廠生產(chǎn)。（4）原煤矸石含量大，導(dǎo)致無(wú)壓三產(chǎn)品旋流器處理能力下降，開(kāi)車時(shí)間延長(zhǎng)，原煤加工費(fèi)用升高。

1.2 粗煤泥分選系統(tǒng)改造的必要性分析

（1）屯蘭選煤廠入洗原煤中煤泥含量較高，原生煤泥和次生煤泥總量約在20%以上，最高達(dá)到30%，原有工藝為不脫泥無(wú)壓三產(chǎn)品旋流器主選+煤泥重介+浮選，由于煤泥含量大，造成主選旋流器分選精度下降，介質(zhì)消耗高，最高達(dá)3kg/t原煤。（2）煤泥重介工藝對(duì)于管理要求較高，由于沒(méi)有獨(dú)立的介質(zhì)系統(tǒng)，實(shí)際煤泥重介旋流器的Ep值達(dá)到0.2以上，分選效率較低，粗精煤泥灰分在13%以上，影響最終精煤灰分。

2 淺槽排矸及粗煤泥分選系統(tǒng)改造

2.1 系統(tǒng)改造內(nèi)容分析

屯蘭選煤廠此次改造單獨(dú)建立淺槽排矸、脫泥及粗煤泥分選車間，毛煤在準(zhǔn)備車間從500mm破碎至-150mm以下進(jìn)入原煤倉(cāng)，經(jīng)帶式輸送機(jī)運(yùn)至新淺槽排矸及粗煤泥分選車間。-150mm原煤首先進(jìn)入篩孔為25mm的分級(jí)篩，分級(jí)篩上物料直接進(jìn)入淺槽分選機(jī)，淺槽分選的精煤進(jìn)入精煤脫介篩，脫介篩的篩上物進(jìn)入破碎機(jī)，破碎至50mm以下后進(jìn)入末原煤系統(tǒng)。淺槽分選的矸石經(jīng)過(guò)矸石脫介篩脫介后，進(jìn)入矸石系統(tǒng)[1]。分級(jí)篩的篩下物25～0mm粒級(jí)物料進(jìn)入脫泥篩。脫泥篩的篩孔為1mm，脫泥篩的篩上物和破碎機(jī)下物料混合一起進(jìn)入末原煤主洗系統(tǒng)（主廠房）。脫泥篩的篩下物進(jìn)入煤泥桶，然后經(jīng)過(guò)泵輸送至煤泥分級(jí)旋流器分級(jí)，旋流器的溢流去浮選系統(tǒng)，旋流器的底流進(jìn)入TCS進(jìn)行分選，分選的粗精煤泥進(jìn)入主廠房?jī)?nèi)煤泥池，然后經(jīng)過(guò)濃縮旋流器濃縮、弧形篩和離心機(jī)脫水后摻入精煤上倉(cāng)皮帶，弧形篩篩下水和離心液進(jìn)入浮選系統(tǒng)。TCS分選的尾煤進(jìn)入重介系統(tǒng)中矸脫介篩，由現(xiàn)有中矸、尾煤系統(tǒng)回收。脫介篩下的合介循環(huán)使用，脫介采用主廠房精煤磁尾作為噴水，脫介篩下的稀介經(jīng)磁選機(jī)回收后，合介循環(huán)使用，磁尾作為脫泥篩噴水，不足部分由主廠房精煤磁尾補(bǔ)充[2]。

淺槽排矸及粗煤泥分選系統(tǒng)改造于2017年6月24日正式開(kāi)工，于2018年2月22日完成，目前形成了原煤預(yù)先脫泥，淺槽預(yù)先排矸+TCS粗煤泥分選+無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器主選+浮選聯(lián)合流程。改造后的工藝系統(tǒng)各粒級(jí)間銜接見(jiàn)圖1所示。

圖1 分粒級(jí)分選銜接圖

2.2 系統(tǒng)改造后的主要設(shè)備

系統(tǒng)改造后的主要設(shè)備情況如表1所示。

3 淺槽排矸及粗煤泥分選系統(tǒng)的應(yīng)用

原煤通過(guò)25mm分級(jí)篩分級(jí)，+25mm原煤進(jìn)入淺槽預(yù)排矸，促使進(jìn)入重介主旋流器物料含矸量大幅降低，處理能力大幅提升。原煤的預(yù)先脫泥，重介主旋流器分選下限提高至1mm，分選精度相應(yīng)得到提高，同時(shí)介子消耗大幅降低。

原煤-25mm物料通過(guò)1mm脫泥篩預(yù)先脫泥，煤泥通過(guò)分級(jí)旋流器再次精確分級(jí)，溢流（-0.25mm）進(jìn)入浮選機(jī)，底流進(jìn)入TCS粗煤泥浮選機(jī)分選。因TCS分選機(jī)Ep值≤0.09，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于煤泥重介Ep值，提高了粗煤泥回收效率，減少了精煤損失。

分級(jí)旋流器的應(yīng)用，使得浮選機(jī)入浮粒度大幅降低，目前入浮主導(dǎo)粒度-0.25mm，減輕了因煤泥重介溢流跑粗對(duì)浮選入料粒級(jí)的影響，浮選系統(tǒng)抽出率大幅提升。

通過(guò)以上工藝流程，形成原煤+25mm粒級(jí)淺槽預(yù)排矸、25～1mm重介主旋流器分選、1～0.25mm粗煤泥TCS分選、-0.25mm浮選回收的分級(jí)分選流程。原煤中各粒級(jí)間分級(jí)更加精確，粒度間銜接更加合理緊湊，大幅度提高了各分選設(shè)備的分選精度，提高了精煤回收率。

表1 改造后的主要設(shè)備情況表

4 應(yīng)用技術(shù)效果及經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1 應(yīng)用技術(shù)效果分析

（1）降低了矸石帶煤損失，大矸帶煤比例由動(dòng)篩排矸時(shí)的8.2%降低到淺槽排矸時(shí)的0.4%。

（2）經(jīng)過(guò)淺槽排矸后，三產(chǎn)品旋流器入洗原煤灰分由42%左右降至32%左右，灰分降低10%。脫泥后，中煤損失由改造前的10%降低至5%。

（3）與原煤泥重介分選工藝相比，TCS最終粗精煤泥灰分在9%～13%之間，可根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整，水分為10%左右，尾礦灰分50%以上，滿足生產(chǎn)需要。粗精煤泥產(chǎn)率可提高0.2%。

（4）提高了重介系統(tǒng)原煤入洗能力，重介系統(tǒng)無(wú)壓三產(chǎn)品旋流器處理能力由260t/h提高到350t/h。淺槽+2套重介系統(tǒng)精煤小時(shí)量達(dá)到500t，三套重介系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩用一備。

（5）系統(tǒng)耗介量降低，淺槽系統(tǒng)介質(zhì)消耗＜0.5kg/t，淺槽+兩套重介旋流器噸原煤介耗由原來(lái)的2.9kg下降至2.2kg。

（6）工藝指標(biāo)先進(jìn)：淺槽重介質(zhì)分選機(jī)Ep=0.05，η=96.16%；TCS分選機(jī)I=0.14，η=93.89%。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

回收矸石中原煤可獲得經(jīng)濟(jì)效益993萬(wàn)元/年，回收重介系統(tǒng)精煤可獲得經(jīng)濟(jì)效益2064萬(wàn)元/年，回收粗精煤泥可獲得經(jīng)濟(jì)效益666萬(wàn)元/年，降低介耗可獲得經(jīng)濟(jì)效益136萬(wàn)元/年。

增加電耗：608萬(wàn)元/年，增加配件及淺槽大修費(fèi)用：350萬(wàn)元/年，廠房及設(shè)備折舊費(fèi)：300萬(wàn)元/年，人工費(fèi)增加220萬(wàn)元/年。

產(chǎn)生總效益為：993+2064+666+136-608-350-300-220=2381萬(wàn)元/年。

5 結(jié)論

屯蘭選煤廠淺槽排矸及粗煤泥分選改造工程技術(shù)效果明顯，達(dá)到預(yù)期，降低了入洗原煤灰分，提高了重介及粗煤泥分選效果，提高了精煤產(chǎn)率，降低了介耗，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)降低了大矸帶煤損失，回收了寶貴的煉焦煤資源，社會(huì)效益突出。

改造后在應(yīng)用過(guò)程中也存在一定的問(wèn)題，表現(xiàn)為：（1）原煤分級(jí)篩篩板放大至150mm后，毛煤中大量木材、鐵器、棉紗等雜物進(jìn)入淺槽車間及主廠房，堵塞溜槽或在破碎機(jī)、淺槽底部卡住，造成生產(chǎn)中斷。（2）容易出現(xiàn)脫鏈、斷鏈現(xiàn)象，刮板、鏈條更換頻繁。（3）大矸經(jīng)過(guò)準(zhǔn)備車間、洗煤車間原煤系統(tǒng)的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，沿線皮帶、溜槽等設(shè)備磨損較大。針對(duì)以上不足，屯蘭選煤廠將在后續(xù)生產(chǎn)中有針對(duì)性的采取措施，降低不利因素的影響。