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        TDS智能干選機(jī)在雙柳煤礦的應(yīng)用

        2020-04-01 09:19:40黃邦松
        中國(guó)煤炭 2020年3期
        關(guān)鍵詞:煤礦智能

        黃邦松

        (天津美騰科技股份有限公司,天津市南開(kāi)區(qū),300385)

        1 雙柳煤礦塊煤排矸系統(tǒng)升級(jí)改造的必要性

        雙柳煤礦隸屬于汾西礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司,礦井生產(chǎn)能力為3.0 Mt/a,可采煤層為3+4#、8#、9#煤層,目前開(kāi)采3+4#煤層,后期開(kāi)采8#和9#煤層。3+4#煤層以焦煤為主,有少量肥煤,8#和9#煤層為焦煤。

        雙柳煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)配套建設(shè)有動(dòng)篩排矸系統(tǒng)及選煤廠,原有選煤廠生產(chǎn)規(guī)模為1.50 Mt/a,部分原煤外銷(xiāo)給周邊選煤廠洗選。目前新建了3.0 Mt/a的選煤廠,實(shí)現(xiàn)了雙柳煤礦生產(chǎn)的原煤在雙柳選煤廠全部洗選。

        雙柳煤礦原設(shè)計(jì)采用動(dòng)篩排矸系統(tǒng)進(jìn)行300~50 mm塊原煤預(yù)排矸。隨著礦井開(kāi)采深度的增加,原煤中含矸量增大,塊原煤中矸石含量增多,現(xiàn)有動(dòng)篩排矸系統(tǒng)分選精度變差,矸石帶煤率高達(dá)7%,精煤損失嚴(yán)重,降低了產(chǎn)品銷(xiāo)售收入[1]。為了避免矸石帶煤損失,動(dòng)篩排矸系統(tǒng)已停用。動(dòng)篩排矸系統(tǒng)停用后,大量塊矸石由破碎機(jī)破碎后進(jìn)入重介洗選系統(tǒng),這樣一方面造成破碎機(jī)需破碎大量矸石,破碎機(jī)容易損壞,增加破碎機(jī)的維修費(fèi);另一方面增加了重介洗選系統(tǒng)的入料量,由此增加了重介洗選系統(tǒng)的生產(chǎn)成本[2],因此需要對(duì)動(dòng)篩排矸系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

        2 煤質(zhì)資料分析

        根據(jù)雙柳煤礦3+4#原煤的篩分和浮沉試驗(yàn)資料,篩分試驗(yàn)后對(duì)原煤煤質(zhì)進(jìn)行了分析,試驗(yàn)選用原煤的樣品質(zhì)量為5314.50 kg,原煤灰分Ad為31.90%,屬中高灰分煤。得到粒級(jí)50~0 mm 的原煤質(zhì)量為4372.50 kg , 占全樣的82.27%,灰分Ad為27.80%;得到粒級(jí)>50 mm的原煤質(zhì)量為942 kg, 占全樣的17.73%,灰分Ad為50.90%,其中矸石占34.00%,灰分Ad為81.86%,矸石較純。在粒級(jí)>50 mm的原煤樣品中,得到粒級(jí)300~50 mm的原煤質(zhì)量為310.50 kg , 占全樣的5.84%,灰分Ad為25.34%。得到粒級(jí)>300 mm的原煤質(zhì)量為70.50 kg , 占全樣的1.33%,灰分Ad為24.21%。3+4#原煤樣品粒級(jí)>300 mm和粒級(jí)300~50 mm大篩分試驗(yàn)見(jiàn)表1,3+4#原煤樣品粒級(jí)>50 mm浮沉試驗(yàn)見(jiàn)表2。

        表1 3+4#原煤樣品粒級(jí)>300 mm和粒級(jí)300~50 mm大篩分試驗(yàn)

        表2 3+4#原煤樣品粒級(jí)>50 mm浮沉試驗(yàn)

        由表2可以看出,3+4#原煤樣品浮沉特性為:主導(dǎo)密度級(jí)為+2.0 kg/L,占本級(jí)產(chǎn)率的54.78%,高密度物含量多。密度級(jí)為-1.50 kg/L含量為27.88%,灰分為12.23%,低密度物含量少。密度級(jí)為1.5~1.8 kg/L含量為12.87%,灰分為35.79%,中間密度物含量低,有利于原煤分選。密度級(jí)為+1.8 kg/L含量為59.25%,灰分為73.35%,說(shuō)明粒級(jí)>50 mm塊原煤中矸石含量大且矸石較純,通過(guò)預(yù)排矸后可以有效降低原煤灰分。

        3 塊原煤分選設(shè)備選擇

        3.1 塊原煤分選設(shè)備介紹

        目前,國(guó)內(nèi)用于塊原煤排矸的主要設(shè)備為動(dòng)篩排矸系統(tǒng)、重介淺槽分選機(jī)以及TDS智能干選機(jī)。雙柳煤礦使用的動(dòng)篩排矸系統(tǒng)分選精度差,已停用,因此適合塊原煤排矸的設(shè)備為重介淺槽分選機(jī)和TDS智能干選機(jī)。TDS智能干選機(jī)是近幾年新興的選煤設(shè)備,其原理為采用智能識(shí)別方法,針對(duì)不同的煤質(zhì)特征建立與其相適應(yīng)的分析模型,運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析,對(duì)煤與矸石進(jìn)行數(shù)字化識(shí)別,最終通過(guò)智能排矸系統(tǒng)將矸石排出[3]。

        3.2 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

        下面就TDS智能干選機(jī)和重介淺槽分選機(jī)對(duì)雙柳煤礦粒級(jí)300~50 mm塊原煤排矸分選從投資、生產(chǎn)成本進(jìn)行對(duì)比分析。

        3.2.1 投資對(duì)比

        TDS智能干選機(jī)不用水、不用介質(zhì),系統(tǒng)簡(jiǎn)潔,TDS智能干選機(jī)在現(xiàn)有動(dòng)篩車(chē)間即可完成改造,投資比重介淺槽分選機(jī)低。其中,TDS智能干選機(jī)投資為2238.61萬(wàn)元,重介淺槽分選機(jī)投資為5100萬(wàn)元,TDS智能干選機(jī)比重介淺槽分選機(jī)投資低2861.39萬(wàn)元。

        3.2.2 生產(chǎn)成本對(duì)比

        (1)塊原煤加工費(fèi)。TDS智能干選機(jī)加工費(fèi)明細(xì)見(jiàn)表3,重介淺槽分選機(jī)加工費(fèi)明細(xì)見(jiàn)表4。

        表3 TDS智能干選機(jī)加工費(fèi)明細(xì)

        表4 重介淺槽分選機(jī)加工費(fèi)明細(xì)

        (2)次生煤泥加工費(fèi)。塊原煤采用重介淺槽分選機(jī)分選,遇水會(huì)產(chǎn)生次生煤泥,次生煤泥需通過(guò)后續(xù)浮選環(huán)節(jié)分選,次生煤泥產(chǎn)率按照3%計(jì)算,浮選煤泥加工費(fèi)按照30元/t煤泥考慮,采用重介淺槽分選機(jī)分選產(chǎn)生的次生煤泥加工費(fèi)為47.87萬(wàn)元/a。TDS智能干選機(jī)采用先進(jìn)的檢測(cè)及執(zhí)行技術(shù),分選過(guò)程不需水,幾乎不產(chǎn)生煤泥,不產(chǎn)生該部分加工費(fèi)。

        (3)矸石帶煤損失。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)檢測(cè)可知,TDS智能干選機(jī)分選矸石帶煤率為1%~3%,平均按2%計(jì)算,重介淺槽分選機(jī)分選矸石帶煤率按1%計(jì)算,矸石含量按照60%技術(shù),原煤按照400元/t計(jì)算,則TDS智能干選機(jī)分選矸石帶煤損失為:300×17.73%×60%×2%×400=255.31萬(wàn)元/a。重介淺槽分選機(jī)分選矸石帶煤損失為:300×17.73%×60%×1%×400=127.66萬(wàn)元/a。

        (4)經(jīng)濟(jì)效益綜合比較。通過(guò)上述投資對(duì)比和生產(chǎn)成本對(duì)比可以看出,對(duì)于本礦300~50mm塊原煤預(yù)排矸分選,TDS智能干選機(jī)比重介淺槽分選機(jī)投資低2861.39萬(wàn)元/a,生產(chǎn)成本低93.17萬(wàn)元/a,TDS智能干選機(jī)在投資、生產(chǎn)成本方面比淺槽系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)明顯。TDS智能干選機(jī)與重介淺槽分選機(jī)生產(chǎn)成本對(duì)比見(jiàn)表5。

        表5 TDS智能干選機(jī)與重介淺槽分選機(jī)生產(chǎn)成本對(duì)比 萬(wàn)元/a

        3.3 TDS智能干選機(jī)分選半工業(yè)試驗(yàn)

        為了驗(yàn)證TDS智能干選機(jī)對(duì)本礦塊原煤的分選效果,對(duì)雙柳煤礦塊原煤采樣進(jìn)行TDS智能干選機(jī)分選半工業(yè)試驗(yàn)。試驗(yàn)入料粒級(jí)300~50 mm塊原煤性質(zhì)見(jiàn)表6,試驗(yàn)分選結(jié)果見(jiàn)表7。

        表6 試驗(yàn)入料粒級(jí)300~50 mm塊原煤性質(zhì)

        表7 試驗(yàn)分選結(jié)果

        從表6可以看出,入料粒級(jí)300~50 mm塊原煤的平均矸石含量為53.96%,與浮沉表中+1.8 kg/L物料含量接近,說(shuō)明試驗(yàn)原煤煤質(zhì)與實(shí)際生產(chǎn)情況相近。

        由表7可以看出,雙柳煤礦粒級(jí)300~50 mm塊原煤經(jīng)過(guò)TDS智能干選機(jī)分選后,平均矸石帶煤率為0.51%,平均煤中含矸率為3.87%,說(shuō)明TDS智能干選機(jī)對(duì)雙柳煤礦粒級(jí)300~50 mm塊原煤分選精度高、排矸效果明顯。

        3.4 TDS智能干選機(jī)實(shí)際分選效果檢測(cè)

        2018年9月,TDS智能干選機(jī)在雙柳選煤廠安裝完畢,之后完成了帶煤調(diào)試,調(diào)試正常后對(duì)矸石進(jìn)行了采樣化驗(yàn),計(jì)算矸石帶煤率。TDS智能干選機(jī)分選指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表8。

        表8 TDS智能干選機(jī)分選指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

        由表8可以看出,TDS智能干選機(jī)對(duì)雙柳煤礦粒級(jí)300~50 mm塊原煤分選后,平均矸石帶煤率為1.70%。本項(xiàng)目合同要求的TDS智能干選機(jī)分選矸石帶煤率為≤3%,檢測(cè)的矸石帶煤率滿足合同指標(biāo)要求。

        4 結(jié)語(yǔ)

        對(duì)于雙柳煤礦粒級(jí)300~50 mm塊原煤排矸分選,通過(guò)TDS智能干選機(jī)和重介淺槽干選機(jī)的對(duì)比分析,TDS智能干選機(jī)在投資、生產(chǎn)成本方面均比重介淺槽干選機(jī)有明顯優(yōu)勢(shì)。通過(guò)塊原煤TDS智能干選機(jī)實(shí)際分選的工業(yè)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)應(yīng)用,TDS分選出的矸石平均帶煤率為1.70%,比合同值低,且遠(yuǎn)低于雙柳煤礦動(dòng)篩排矸系統(tǒng)的矸石帶煤率,因此雙柳煤礦用TDS智能干選機(jī)代替動(dòng)篩排矸系統(tǒng)進(jìn)行粒級(jí)300~50 mm 塊原煤排矸分選是合理的。

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