張國祥,歐戰(zhàn)備,黃海峰
(淮北礦業(yè)集團(tuán)煤炭運(yùn)銷分公司,安徽 淮北 235000)
淮北礦業(yè)集團(tuán)公司坐落在安徽省淮北市,前身為淮北礦務(wù)局,始建于1958年,1998年改制為淮北礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱“淮北礦業(yè)”),同年由原直屬煤炭部轉(zhuǎn)為安徽省直屬企業(yè),現(xiàn)已發(fā)展成以煤電、化工、現(xiàn)代服務(wù)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),跨區(qū)域、跨行業(yè)、跨所有制的大型能源化工集團(tuán),連續(xù)18年進(jìn)入中國企業(yè)500強(qiáng),名列2019中國企業(yè)500強(qiáng)第287位、煤炭企業(yè)50強(qiáng)第17位,60年來累計(jì)生產(chǎn)原煤9億多噸。
目前,淮北礦業(yè)集團(tuán)公司現(xiàn)有選煤廠9座,設(shè)計(jì)入洗能力39.50 Mt/a,其中,煉焦煤選煤廠4座,設(shè)計(jì)入洗能力29.00 Mt/a,年生產(chǎn)精煤1 100 萬t左右;動(dòng)力煤選煤廠5座,設(shè)計(jì)入選能力10.50 Mt/a,每年可生產(chǎn)動(dòng)力混煤800 萬t左右。桃園、祁南、朱仙莊礦3座動(dòng)力煤選煤廠可根據(jù)需要安排生產(chǎn)低灰煉焦精煤。另外,許疃、孫疃、青東、袁店、袁一、袁二等煤礦均設(shè)有塊煤復(fù)合干法風(fēng)力排矸車間,孫疃、蘆嶺、許疃等煤礦建成智能選矸系統(tǒng),作為選前預(yù)排矸,排矸能力與礦井生產(chǎn)相匹配。
淮北礦區(qū)踞蘇魯豫皖四省接連之要沖,臥黃淮海之腹地,包括濉蕭、宿州、臨渙、渦陽四大礦區(qū),東西長(zhǎng)40~150 km,南北寬約135 km,總面積9 600 km2,目前煤炭?jī)?chǔ)量70億t,礦區(qū)產(chǎn)能穩(wěn)定、資源供給充足,淮北礦業(yè)集團(tuán)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井18對(duì),核定生產(chǎn)能力36.11 Mt/a;2021年新投產(chǎn)信湖礦1對(duì)(設(shè)計(jì)產(chǎn)能3.00 Mt/a)。根據(jù)后期產(chǎn)能變化,“十四五”期間原煤產(chǎn)量維持在30.00 Mt/a左右,年產(chǎn)冶煉精煤1 000萬t以上。
煉焦煤是煤炭中的稀缺資源,在我國煉焦煤資源結(jié)構(gòu)中,主要煤種焦、肥(含氣肥)煤在煉焦煤查明資源儲(chǔ)量占比分別為23.6%、12.8%;我國約一半的焦煤、肥煤為高硫煤,而低灰低硫煉焦煤是煉焦的優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)煤。從華東區(qū)域看,氣煤占本地?zé)捊姑旱?8%,余下的焦、肥煉焦煤儲(chǔ)量80%以上在淮北礦區(qū),淮北礦業(yè)的焦煤、肥煤、瘦煤等稀缺煤種儲(chǔ)量55 億t,占比約78%。
淮北礦業(yè)煤炭資源有焦煤、肥煤、氣煤、1/3焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤、無煙煤等八大主要煤種,是華東地區(qū)唯一煤種齊全的礦區(qū),多為低中灰、特低硫、特低磷,中高發(fā)熱量,粘結(jié)性強(qiáng),結(jié)焦性好的“綠色環(huán)保型”煤炭。其中煉焦煤產(chǎn)品有焦精煤(10級(jí)、11級(jí)、12級(jí))、肥精煤(10級(jí)、12級(jí))、瘦精煤(11級(jí))、1/3焦精煤(8級(jí)、9級(jí)),還可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行定制生產(chǎn)。其中,作為煉焦骨架用主焦煤和肥煤年產(chǎn)量在800 萬t左右,占總產(chǎn)量75%以上,是華東地區(qū)煤種最齊全的冶煉精煤生產(chǎn)基地。
淮北礦區(qū)雖然煤種齊全、煉焦煤資源較為豐富,但煤炭賦存條件差,礦井規(guī)模小,原煤灰分高。因此,充分利用資源優(yōu)勢(shì),依托洗選加工,實(shí)施“精煤戰(zhàn)略”是淮北礦業(yè)發(fā)展的必由之路。淮北礦業(yè)集團(tuán)依靠洗選加工與實(shí)施“精煤戰(zhàn)略”,實(shí)現(xiàn)了煤炭產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、市場(chǎng)穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)效益的最大化,推動(dòng)了礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展。
3.2.1 礦區(qū)資源煤種分布
淮北礦區(qū)包括濉蕭、宿州、臨渙、渦陽四大礦區(qū),其中濉蕭礦區(qū)煤種以焦煤、瘦煤、貧瘦煤為主,宿州縣礦區(qū)煤種以1/3焦煤、氣煤為主,臨渙礦區(qū)煤種以焦煤、肥煤為主,渦陽礦區(qū)以焦煤為主。
3.2.2 礦區(qū)選煤廠布局
淮北礦業(yè)洗選加工以煤炭區(qū)域分布、煤種分布特點(diǎn)進(jìn)行規(guī)劃。濉肖、臨渙、渦陽礦區(qū)結(jié)合焦、肥煤集中的特點(diǎn),選煤廠按照礦區(qū)型和群礦型建設(shè);宿州礦區(qū)主要建設(shè)礦井型煉焦煤或動(dòng)力煤選煤廠,部分動(dòng)力煤選煤廠具備生產(chǎn)低灰煉焦精煤的功能。地質(zhì)條件相對(duì)較差的新區(qū)煉焦煤礦井設(shè)計(jì)建設(shè)復(fù)合風(fēng)力排矸系統(tǒng)和煤礦智能選矸系統(tǒng),進(jìn)行選前預(yù)排矸。
3.2.3 建設(shè)集中選煤廠優(yōu)勢(shì)
淮北礦區(qū)現(xiàn)有3座礦區(qū)型煉焦煤選煤廠,可通過內(nèi)部運(yùn)力優(yōu)勢(shì)、資源煤種優(yōu)勢(shì)、可選性互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行合理配洗,以利于提高選煤綜合效益。礦區(qū)型煉焦煤選煤廠可利用礦區(qū)內(nèi)部鐵路運(yùn)輸線,克服礦區(qū)煤質(zhì)波動(dòng)變化大、煤種復(fù)雜等困難,充分發(fā)揮集中洗選質(zhì)量保證能力強(qiáng)、專業(yè)化管理的優(yōu)勢(shì);兼顧資源需求特點(diǎn)配置的礦井型選煤廠運(yùn)行成本低、資源利用充分、經(jīng)濟(jì)效益好。
為實(shí)施“精煤戰(zhàn)略”,淮北礦業(yè)集團(tuán)持續(xù)加大投入、提升洗選工藝水平。
現(xiàn)有3座礦區(qū)型煉焦煤選煤廠,洗選加工能力富余,可定制化生產(chǎn)各品種、各級(jí)別煉焦精煤?;幢钡V業(yè)集團(tuán)按照煤炭區(qū)域分布、煤種分布特點(diǎn)來規(guī)劃洗選加工布局,在焦、肥煤分布相對(duì)集中的濉蕭、臨渙、渦陽分別建成淮北、臨渙、渦北3座礦區(qū)型煉焦煤選煤廠,其中,臨渙選煤廠實(shí)際入洗能力達(dá)到16.00 Mt/a,實(shí)行礦區(qū)原煤集中入洗,實(shí)現(xiàn)了精煤生產(chǎn)均衡、質(zhì)量穩(wěn)定。
煉焦煤選煤廠全部采用全重介旋流器+煤泥浮選聯(lián)合工藝,該工藝產(chǎn)品質(zhì)量保證能力強(qiáng)、洗選效率高?;幢钡V業(yè)集團(tuán)煉焦煤選煤工藝經(jīng)歷了傳統(tǒng)的跳汰選煤、粗精煤重介、中煤重介與當(dāng)前的重介旋流器選煤工藝。目前,分選精度高、對(duì)原煤適應(yīng)性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的不脫泥無壓給料三產(chǎn)品重介旋流器選煤工藝占主導(dǎo)地位。2018—2019年,臨渙選煤廠、渦北選煤廠率先在行業(yè)內(nèi)使用新型重介旋流器,用5臺(tái)S-3GHMC870/410新型重介質(zhì)旋流器替代10臺(tái)傳統(tǒng)1300/930型重介旋流器,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)、提高了臺(tái)時(shí)處理量;2018年開始國內(nèi)首家使用精煤壓濾降水技術(shù),實(shí)現(xiàn)單臺(tái)壓濾機(jī)精煤降水10個(gè)百分點(diǎn)。
選煤廠立足以市場(chǎng)調(diào)節(jié)采場(chǎng)、以洗選加工配置精煤資源,實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)需求對(duì)接精煤、動(dòng)力煤互換。為適應(yīng)市場(chǎng)要求,“十一五”至“十三五”期間擴(kuò)建或改造的桃園、鄒莊、朱仙莊選煤廠,分別具備洗選動(dòng)力煤和冶煉精煤的要求,可以根據(jù)資源狀況和客戶需求實(shí)現(xiàn)“宜精則精、宜動(dòng)則動(dòng)”,滿足“精動(dòng)轉(zhuǎn)換”生產(chǎn)要求,洗選加工功能靈活。
選煤廠實(shí)施技術(shù)創(chuàng)新+技術(shù)改造+裝備升級(jí)+質(zhì)量預(yù)警等手段,全程為產(chǎn)品質(zhì)量“保駕護(hù)航”。近年來,伴隨著國家環(huán)保要求的不斷提高、部分省份出臺(tái)限煤政策,用煤企業(yè)對(duì)精煤降水、降灰呼聲日益高漲。為適應(yīng)市場(chǎng)需求、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,淮北礦業(yè)集團(tuán)通過創(chuàng)新實(shí)施兩段濃縮+兩段回收+二次浮選工藝,進(jìn)一步提升浮選效果、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、提高精煤產(chǎn)率。先后對(duì)淮北部分品牌品種的煉焦精煤進(jìn)行提質(zhì)降灰升級(jí),精煤水分降低至當(dāng)前的10.1%左右。其中,“九神”牌焦精煤、“青龍山牌”瘦精煤為安徽省知名品牌。
淮北礦業(yè)集團(tuán)堅(jiān)持一廠一策、注重實(shí)效、總體規(guī)劃、分布實(shí)施、創(chuàng)新引領(lǐng)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的建設(shè)原則,引用成熟示范工程案例,逐步進(jìn)行智能化選煤廠建設(shè)。2017年在渦北選煤廠開展智能化建設(shè),2018年啟動(dòng)臨渙選煤廠智能化建設(shè),提高選煤廠提質(zhì)穩(wěn)質(zhì)水平,在利用科技手段提高質(zhì)量管控水平方面,主要開展了入洗原煤自動(dòng)化控制、重介灰分在線閉環(huán)控制、浮選加藥自動(dòng)化控制等技術(shù)攻關(guān)。
為提高選煤工效和效益,“十二五”末實(shí)行選煤專業(yè)化管理。2015年淮北礦業(yè)集團(tuán)實(shí)施選煤專業(yè)化管理,按照生產(chǎn)、人員、設(shè)備、資產(chǎn)專業(yè)化和就近管理,將6座礦井選煤廠劃轉(zhuǎn)礦區(qū)選煤廠集中管理,按照委托加工模式,礦、廠單獨(dú)計(jì)質(zhì)計(jì)量、結(jié)算考核。專業(yè)化管理后,技術(shù)和管理優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮,選煤廠各項(xiàng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯提高,介耗、藥耗等消耗性指標(biāo)居行業(yè)前列。
5.1.1 重介工藝普遍推廣,技術(shù)水平行業(yè)領(lǐng)先
淮北礦區(qū)煉焦煤選煤廠工藝經(jīng)歷了從傳統(tǒng)的跳汰選煤、中煤重介到目前的原煤全重介選煤工藝,工藝發(fā)展始終走在選煤行業(yè)前列。原煤全重介工藝技術(shù)在淮北礦區(qū)應(yīng)用嫻熟,該工藝技術(shù)已完全適應(yīng)淮北地區(qū)的煤質(zhì)波動(dòng)大、煤泥含量高、可選性差的煉焦煤與動(dòng)力煤的洗選。目前,采用重介工藝選煤數(shù)量效率高達(dá)98.5%以上;產(chǎn)品質(zhì)量保障能力強(qiáng),煤質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定合格率99.5%以上;新型重介旋流器投用后1條重介生產(chǎn)線入洗能力達(dá)到4.60 Mt/a,噸原煤介耗多數(shù)控制在1.0 kg以下,其它各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平。
5.1.2 生產(chǎn)規(guī)模化、設(shè)備大型高效化
淮北礦區(qū)選煤廠建設(shè)近年來向規(guī)?;?,設(shè)備向大型高效化方向發(fā)展,以適應(yīng)礦區(qū)礦井地質(zhì)條件復(fù)雜、礦井產(chǎn)能波動(dòng)大、煤質(zhì)波動(dòng)大、煤種復(fù)雜局面。目前,臨渙選煤廠年入洗原煤能力16.00 Mt,渦北選煤廠年入洗能力達(dá)到6.00 Mt,淮北選煤廠(南北區(qū))和蘆嶺選煤廠入洗能力也均達(dá)到3.50 Mt/a。
5.1.3 創(chuàng)新新型脫泥浮選工藝
淮北礦區(qū)各廠針對(duì)不同煤質(zhì)狀況及工藝條件,在煤泥浮選及煤泥水處理方面采用了不同的處理方式,并在運(yùn)行中不斷進(jìn)行改進(jìn)、完善及創(chuàng)新。針對(duì)濃縮浮選入浮濃度高的問題,經(jīng)多年研究,突破了濃縮浮選與直接浮選的局限,充分發(fā)揮濃縮機(jī)脫泥穩(wěn)定、操作方便、可控性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),把濃縮浮選與直接浮選工藝完美地結(jié)合在一起,充分運(yùn)用“淺度濃縮、底流大排放浮選”操作優(yōu)勢(shì),創(chuàng)新新型脫泥浮選工藝,實(shí)現(xiàn)了重介選煤與煤泥水處理最優(yōu)嫁接。新型脫泥浮選工藝實(shí)施以來,浮選指標(biāo)得到極大改善,取得了較好的使用效果。
5.1.4 基于“2+2+2”新型煤泥水處理工藝技術(shù)研究取得積極進(jìn)展
“十三五”期間,淮北礦業(yè)在“2+2創(chuàng)新模式煤泥水流程”基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新,成功推出了“2+2+2”新型煤泥水處理工藝,即:對(duì)煤泥水處理采用2次脫泥+2次浮選+浮選精煤2級(jí)脫水回收工藝。在蘆嶺選煤廠、臨渙選煤廠等煤泥水系統(tǒng)改造中采用“2+2+2”新型煤泥水處理工藝取得了突破,浮選精煤灰分降低約1個(gè)百分點(diǎn),極大降低了浮選精煤“背灰”幅度,提高了精煤綜合產(chǎn)率,降低了浮選藥劑消耗,節(jié)約了生產(chǎn)成本。浮選精煤采用兩級(jí)脫水,取消摻粗環(huán)節(jié),浮選精煤水分也達(dá)到了與加壓過濾脫水相當(dāng)?shù)男Ч?,與加壓過濾脫水工藝相比,解決了濾液閉路循環(huán)的問題,維護(hù)檢修量大幅降低,生產(chǎn)成本低,值得推廣應(yīng)用。
5.1.5 在地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜的新區(qū)建設(shè)復(fù)合干法風(fēng)力排矸和智能選矸系統(tǒng),發(fā)揮選前預(yù)排矸作用
新建煉焦煤礦井井口設(shè)置塊煤復(fù)合干法風(fēng)力排矸和煤礦智能選矸系統(tǒng),作為選前預(yù)排矸,能力與礦井配套。該工藝的應(yīng)用,可有效解決礦區(qū)型選煤廠矸石堆放、銷售問題,釋放礦區(qū)內(nèi)部鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)壓力,降低了洗選加工成本。從干選廠運(yùn)行效果來看,礦井單系統(tǒng)降灰深度可達(dá)4~5個(gè)百分點(diǎn)。
5.2.1 動(dòng)力煤分選創(chuàng)新性推出了線性配洗工藝,適應(yīng)性大大增強(qiáng)
淮北礦業(yè)集團(tuán)動(dòng)力煤洗選從無到有,從純分級(jí)入洗到線性配洗,系統(tǒng)、工藝適應(yīng)性逐步增強(qiáng),工藝技術(shù)與裝備水平不斷提高。對(duì)原動(dòng)力煤生產(chǎn)工藝進(jìn)行完善,采用原煤二次篩分,篩上物入洗與篩下物任意比例配洗工藝,使動(dòng)力煤廠可以根據(jù)市場(chǎng)需要定制化加工動(dòng)力煤產(chǎn)品,市場(chǎng)適應(yīng)度極大提高,加工成本最大程度降低,資源利用率盡可能最高。
5.2.2 率先在動(dòng)力煤生產(chǎn)工藝中引入無壓三產(chǎn)品重介分選工藝
國內(nèi)首創(chuàng)將無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選工藝應(yīng)用于動(dòng)力煤洗選生產(chǎn)中,分選效率大大提高,實(shí)現(xiàn)了低密度分選,提高了資源回收效率與市場(chǎng)適應(yīng)性。同時(shí),選煤廠可根據(jù)礦井煤炭資源條件與市場(chǎng)需要,安排生產(chǎn)任意規(guī)格的動(dòng)力煤,或生產(chǎn)低灰煉焦精煤,增加了工藝系統(tǒng)的靈活性,進(jìn)一步提高了淮北礦業(yè)集團(tuán)精煤加工能力,增強(qiáng)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
5.2.3 新型粗、細(xì)煤泥回收新工藝成功應(yīng)用,簡(jiǎn)化了動(dòng)力煤生產(chǎn)系統(tǒng),提高了資源回收率
根據(jù)淮北礦區(qū)的煤質(zhì)特點(diǎn),成功引入新型粗、細(xì)煤泥回收工藝技術(shù),即:斜管深錐+沉降過濾式離心機(jī)回收粗煤泥、細(xì)煤泥壓濾回收聯(lián)合,粗細(xì)煤泥回收效率高,系統(tǒng)簡(jiǎn)化,經(jīng)濟(jì)效益好。目前集團(tuán)公司桃園、祁南等礦井選煤廠均采用這一工藝,運(yùn)行效果好。
5.2.4 融合原煤全重介與二次篩分線性配洗、新型粗煤泥回收工藝技術(shù),建設(shè)功能靈活的選煤廠
在資源利用價(jià)值較高的動(dòng)力煤礦井,建設(shè)二次篩分線性配洗+原煤全重介+新型粗煤泥回收工藝的新型動(dòng)力煤選煤廠,對(duì)其工藝進(jìn)行必要改造,使本類選煤廠正常條件生產(chǎn)市場(chǎng)需要的動(dòng)力煤,在市場(chǎng)需要精煤時(shí),生產(chǎn)低灰精煤,從而實(shí)現(xiàn)資源最大程度的增值。
5.2.5 有針對(duì)性引用煤泥干燥技術(shù),取得了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益最優(yōu)化
“十二五”期間,淮北礦業(yè)根據(jù)不同選煤廠的煤泥特性,采用不同脫水方法。針對(duì)朱仙莊礦煤泥熱值高的特點(diǎn),引進(jìn)壓濾煤泥火力干燥系統(tǒng),干燥后煤泥摻入商品煤銷售,使煤泥由副產(chǎn)品變?yōu)橹鳟a(chǎn)品。2021年,集團(tuán)公司“向煤泥要效益”,提出煤泥壓干摻燒建議,桃園選煤廠、臨渙選煤廠西區(qū)先后進(jìn)行煤泥壓濾技術(shù)改造,實(shí)現(xiàn)了單臺(tái)壓濾機(jī)煤泥降水達(dá)10個(gè)百分點(diǎn),目前2座選煤廠均實(shí)現(xiàn)煤泥壓干摻燒,后期礦區(qū)將逐步推廣煤泥壓干技術(shù)。綜合回收利用煤炭資源,解決了環(huán)保問題,取得了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益最優(yōu)化。
6.1 強(qiáng)化精煤戰(zhàn)略,充分發(fā)揮煉焦煤資源品種優(yōu)勢(shì)與三大礦區(qū)型選煤廠功能,打造華東地區(qū)最大煉焦煤洗選加工基地
展望后期,淮北礦業(yè)將繼續(xù)實(shí)施選煤專業(yè)化管理,構(gòu)建以淮北、臨渙、渦北三大選煤廠為中心的具有淮北礦區(qū)特色的洗選加工中心,發(fā)揮專業(yè)化管理的優(yōu)勢(shì),科學(xué)調(diào)配礦區(qū)入選資源,提高洗選效率、效益,打造工藝先進(jìn)、技術(shù)一流、管理高效、效益顯著的洗選加工基地。
6.2 探索煉焦煤資源特性研究,加強(qiáng)新技術(shù)、新工藝、新材料的運(yùn)用,打造國內(nèi)一流高效選煤廠
淮北礦業(yè)將繼續(xù)加強(qiáng)與高校和科研院所的溝通聯(lián)系,深度探索淮北礦區(qū)煉焦煤資源特性,實(shí)現(xiàn)資源與市場(chǎng)對(duì)接;緊跟大型、高效選煤設(shè)備與新技術(shù)、新材料、新工藝的發(fā)展,不斷推進(jìn)公司洗選加工工藝、技術(shù)、裝備等進(jìn)步;大力推進(jìn)選煤廠“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”,重點(diǎn)提高選煤廠“人工智能+選煤AI”控制水平,建設(shè)現(xiàn)代化高效選煤廠。
6.3 加強(qiáng)市場(chǎng)研判分析與資源研究,深度探索研究精煤降灰、降水技術(shù),推進(jìn)精煤產(chǎn)品柔性定制化生產(chǎn)
淮北礦業(yè)將探索研究選煤行業(yè)發(fā)展在布局、技術(shù)、裝備、精細(xì)化洗選等方面謀求新的突破,以適應(yīng)煤炭細(xì)分市場(chǎng)的變化;探索研究精煤精細(xì)化洗選技術(shù),開展煉焦煤洗選產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整研究,以適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)煉焦精煤的降灰、降水等質(zhì)量要求提高的新形勢(shì)。