魏海東
(大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司精煤分公司四臺選煤廠,山西 大同 037007)
四臺選煤廠屬礦井型動力煤選煤廠,于1991年12月與礦井同步建成投產(chǎn),年設(shè)計洗選能力532萬t。塊煤采用重介斜輪分選機分選,末煤篩分后直接裝倉銷售,煤泥經(jīng)濃縮機濃縮、壓濾機脫水回收的工藝。由于四臺礦井原有侏羅紀(jì)煤層資源逐年減少,礦井從2013年起開始石炭紀(jì)原煤延伸工作,造成四臺選煤廠入選原煤煤質(zhì)不穩(wěn)定,具體表現(xiàn)為灰分高,入料粒度超限、雜物多,原煤中的細(xì)粒煤含量增加,導(dǎo)致末煤系統(tǒng)的原生、次生煤泥量增加。四臺選煤廠洗選工藝存在以下問題:
(1)四臺選煤廠原有分級旋流器為FX350-GJX18型分級旋流器組,存在底流夾細(xì)現(xiàn)象且無次級濃縮旋流器,煤泥水分較高,無法保證末精煤產(chǎn)品水分。精煤產(chǎn)品水分偏高會造成外運精煤發(fā)熱量不達(dá)標(biāo)等煤質(zhì)事故,嚴(yán)重影響企業(yè)的產(chǎn)品品牌和經(jīng)濟效益。
(2)淺槽分選機液位不穩(wěn),易受沖擊磨損,進(jìn)入內(nèi)部空間作業(yè)存在安全隱患。淺槽分選機上升流管路經(jīng)常被混有煤泥的介質(zhì)液堵塞,輕者淺槽內(nèi)部液位過低,部分精煤混在矸石中排出,造成了不必要的損失;重者介質(zhì)液無法進(jìn)入淺槽內(nèi)部,占用大量生產(chǎn)時間處理。
(3)煤泥刮板機負(fù)責(zé)3臺壓濾機下濾餅的轉(zhuǎn)載工作。壓濾機沖洗水、管路殘留水由于無處排放,均積聚在煤泥刮板機內(nèi)部,隨著物料轉(zhuǎn)移到末煤皮帶之上。這些水分不僅明顯影響了末煤產(chǎn)品質(zhì)量,而且末煤皮帶“竄煤”現(xiàn)象嚴(yán)重,原有末煤脫水系統(tǒng)無法適應(yīng)產(chǎn)品水分指標(biāo)要求。
針對原有分級旋流器為FX350-GJX18型分級旋流器組(Φ350mm×18),存在底流夾細(xì)現(xiàn)象且無次級濃縮旋流器,煤泥水分較高,無法保證末精煤產(chǎn)品水分的現(xiàn)狀,技改小組提出了一種新的脫水工藝流程,在原有FX350-GJX18型分級旋流器組(Φ350mm×18)之前增加FX1000-GT型分級旋流器組(Φ1000mm×2)進(jìn)行分級。由于分級旋流器內(nèi)物料的分離粒度與旋流器的分選直徑成正比[1],大直徑的旋流器能有效改善底流夾細(xì)的狀況,縮小壓濾機入料粒級,改善壓濾機脫水效果。粗顆粒部分經(jīng)FBS3600型復(fù)式流化床分選機進(jìn)行分選,減小離心脫水機入料含矸量,改善末煤離心機脫水效果。優(yōu)化后的脫水工藝流程如圖1所示[2]。
圖1 末煤脫水工藝流程示意圖
該新的脫水工藝的核心在于引入了兩臺大直徑(Φ1000mm×2)水力旋流器組進(jìn)行分級,而將原有18組(Φ350mm×18)旋流器組作為次級濃縮。這樣做除了降低煤泥水分以外,還能減少設(shè)備維護(hù)量,減輕員工勞動強度。大直徑分級旋流器自安裝之后除更換過兩個底流口之外,沒有進(jìn)行過其他部件的更換,同時18組旋流器作為次級濃縮分批次輪流使用,零部件磨損程度也大幅減低,節(jié)約了材料配件費用,降低員工的勞動強度。
針對淺槽分選機上升流管路經(jīng)常被混有煤泥的介質(zhì)液堵塞的情況,通過多次試驗,最終根據(jù)連通器原理將介質(zhì)主管路左側(cè)延長與淺槽箱體側(cè)壁聯(lián)通(如圖2所示),淺槽內(nèi)外介質(zhì)形成壓力差從而保證了上升流管路的暢通[3]。
由于受技術(shù)水平限制,在分選過程中淺槽內(nèi)介質(zhì)液面是否符合分選需求,僅僅依靠崗位工作經(jīng)驗判斷,無法及時發(fā)現(xiàn)問題,導(dǎo)致實際使用過程中堵塞現(xiàn)象加劇。技改小組選擇為淺槽分選機安裝液位報警裝置,一旦淺槽分選機內(nèi)介質(zhì)液位低于所設(shè)定的報警液位(最低分選液位),系統(tǒng)將自動進(jìn)行報警,同時調(diào)節(jié)輸入端的輸入量,提升分選機內(nèi)的介質(zhì)液位。分選機集中液位控制界面如圖3所示。
圖2 分選機優(yōu)化結(jié)構(gòu)示意圖
圖3 四臺選煤廠分選機監(jiān)控系統(tǒng)界面
同時,為了進(jìn)一步提升淺槽分選機的工作穩(wěn)定性,在其惰輪處安裝了失速保護(hù)裝置[4]。當(dāng)運行過程中發(fā)生鏈條斷裂、堵卡事故時,惰輪將停止運行,此時系統(tǒng)將自動切斷入洗原煤供應(yīng),減少淺槽內(nèi)堆積物料。在入料溜槽處增加防砸錨鏈,緩解大塊原煤的沖擊力,減輕溜槽以及淺槽內(nèi)部部件因此造成的磨損。在淺槽處增加就地斷電保護(hù)裝置和用錨鏈機械鎖死淺槽驅(qū)動輪,能夠由檢修工就地斷開電機電源,為進(jìn)入淺槽內(nèi)部作業(yè)的員工人身安全提供“雙保險”,從而極大地提升淺槽分選機的工作穩(wěn)定性和可靠性。
針對煤泥刮板機上沖洗水、管路殘留水積聚嚴(yán)重的情況,技改小組提出了對煤泥刮板機動作工藝流程優(yōu)化的方案。在煤泥刮板機靠近排料端一側(cè)的底板上開一個泄水口(700×300mm),在它的下方設(shè)置一塊鋼板連接在氣缸(Φ350 mm)上面。通過設(shè)置在壓濾機操作平臺處的手柄控制氣缸進(jìn)氣,從而控制泄水口的開閉,在壓濾機排料間隙,利用刮板排出刮板機內(nèi)積聚的水分,有效地降低了煤泥水分,提高了精煤產(chǎn)品質(zhì)量。
根據(jù)在四臺選煤廠的應(yīng)用,該新的洗選煤工藝具有以下顯著效果:
(1)末煤水分由14.65%降至13.27%,按照噸煤提高10元收益計算,每年可創(chuàng)造經(jīng)濟效益4000余萬元。
(2)每年可減少因更換清載器、皮帶和清理撒煤所影響的生產(chǎn)檢修時間108h,極大地減輕了員工的勞動強度。
(3)由于采用了新的洗選煤工藝,刮煤板、耳朵、鏈條等零配件使用壽命可提高三分之一,由此可節(jié)省資金10萬余元。由于精煤產(chǎn)率平均由76.1%提高到79.9%,每年四臺選煤廠塊精煤產(chǎn)量可增加1~3 萬 t。
本文針對四臺選煤廠在洗選煤過程中所存在的原煤內(nèi)的細(xì)粒煤含量、進(jìn)入末煤系統(tǒng)的原生、次生煤泥量增加,原有末煤脫水系統(tǒng)無法適應(yīng)產(chǎn)品水分指標(biāo)要求的現(xiàn)狀,提出了一種新的洗選煤優(yōu)化工藝,在系統(tǒng)中增加FX1000-GT型分級旋流器組(Φ1000m×2)進(jìn)行濃縮分級,縮小壓濾機入料粒級,改善壓濾機脫水效果,根據(jù)實際應(yīng)用表明:
(1)該新的洗選煤工藝具有洗選流程簡單、煤泥分選效果好的優(yōu)點。
(2)能夠有效地改善洗選過程中的末煤水分過高的問題,將末煤水分由14.65%降至13.27%。按照噸煤提高10元收益計算,每年可創(chuàng)造經(jīng)濟效益4000余萬元,同時有效地提升了精煤的產(chǎn)量,提升了四臺選煤廠的經(jīng)濟效益。
(3)每年降低生產(chǎn)檢修時間108h,極大地減輕了員工的勞動強度。