姜水军
【摘 要】分析了补连塔选煤厂生产中矸石带高灰煤的原因;对选煤准备作业、选中作业及主要分选设备进行了优化和工艺改造,同时加强选煤厂日常生产过程的工艺管控;有效降低了矸石中高灰煤的含量,提高了选煤厂精煤产率与洗选回收率,创造了良好的经济效益和环境效益. 【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》
【年(卷),期】2018(000)003
切割木块【总页数】5页(P26-30)
【关键词】选煤厂;洗选系统;矸石;高灰煤;回收率;改造 【作 者】姜水军
【作者单位】神东煤炭集团公司 煤炭经销中心,陕西 神木 719315
【正文语种】中 文
【中图分类】TD948
补连塔选煤厂是神华神东煤炭集团洗选中心的一座现代化特大型矿井型选煤厂，地处内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇，于1997年10月18日建成投产。选煤工艺为25～100 mm单段跳汰洗选系统，设计规模为4.0 Mt/a，其中本矿井煤3.0 Mt/a，外来煤1.0 Mt/a。2001年9月旁路筛分系统建成投产，设计规模10.0 Mt/a，同时跳汰洗选系统停产。2002年6月外来煤系统能力扩建为2.0 Mt/a。2005年6月1-2煤洗选系统改扩建工程建成投产，全厂原煤设计处理能力达到20.0 Mt/a。2010年5月至2013年1月进行新一期改扩建工程建设，增加一套块煤洗选系统与一套末煤洗选系统，并对现有1-2煤块煤洗选系统进行扩建，投产后全厂矿井原煤设计处理能力达22.0 Mt/a。目前主要洗选加工补连塔矿井1-2煤及2-2煤原煤，煤种牌号为长焰煤、不粘煤。处理1-2煤的生产工艺为：原煤经50 mm分级后，大于50 mm的块煤采用重介质浅槽全入洗，小于50 mm末煤不进行洗选，作为产品直接销售；块煤洗选系统产生的粗细煤泥采用弧形筛和煤泥离心机联合脱水回收，细煤泥经浓缩后采用加压过滤机处理后掺入未入洗的末煤作为产品。处理2-2煤的生产系统工艺为：原煤经25 mm分级，大于25 mm块煤全部采用重介质浅槽分选机分选，小于25 mm末煤可实现部分入洗或全入洗(采用重介质旋流器分选)，煤泥通过分级旋流器分级后，粗煤泥采用弧形筛和煤泥离心机联合脱水回收，细煤泥经浓缩后采用加压过滤机和板框压滤机联合回收。目前选煤厂主要产品为特低灰、神优2、神混系列，2-2煤洗选产生的粗细煤泥经处理后可与特低灰或神混系列产品配煤进行销售，细煤泥则全部与神混系列配煤销售[1-3]。选煤厂现主要产品指标见表1。
表1 选煤厂主要产品煤质指标产品全水/%灰分/%挥发分/%全硫/%发热量/MJ·kg-1灰熔点/℃哈氏可磨性指数HGI神洁2<16<15.023～32<0.322.99115050～60特低灰15～165.0～6.530～370.3～0.524.66120050～60神优216～176.5～8.530～370.3～0.623.62<128050～60神混1-5500<17<12.023～320.4～0.622.99115050～60神混2-5200<20<16.021～300.4～0.621.74115050～60
1 目前存在的问题及原因分析
对矸石山的观察发现，洗选后外排的矸石存在一定的带煤现象。矸石山采样、化验分析结果见表2。从表2 可知：1-2煤洗选系统和2-2煤洗选系统排出的矸石均存在一定量的高灰煤
和夹矸煤。通过对原煤赋存条件、煤层构成、选前作业系统及选中作业系统涉及的相关问题进行检查与初步分析，矸石带煤的主要原因有：
(1)目前补连塔选煤厂2-2煤系统生产的主要产品为高附加值的特低灰煤种，由于该产品用户要求产品合格率必须达到100%，因此选煤厂将洗选密度设定在1.4～1.5 g/cm3；1-2煤系统主要生产发热量22.99 MJ/kg的神洁2产品，洗选密度设定在1.5～1.6 g/cm3。因目前补连塔选煤厂洗选工艺设计中没有矸石再洗系统，在此分选密度下为保证产品合格率，只能让进入洗选系统的部分高灰煤作为矸石进入矸石系统。两煤层煤的浮沉试验结果见表3、表4。
表2 补连塔选煤厂外排矸石组成及质量检测表煤源悬浮液密度/g·cm-3矸石组成产率/%占本级占全级产量/万t·月-1灰分/%发热量/MJ·kg-11-2煤1.5～1.6矸石白黑9.464.053.031.303.931.6983.007.21高灰煤1.870.600.7827.9220.15夹矸煤1.370.440.5742.3518.25小计16.755.366.9773.539.562-2煤1.4～1.5矸石白黑7.053.022.811.212.341.0088.424.01高灰煤2.190.870.7219.4821.42夹矸煤2.470.990.8233.2317.26小计14.735.884.8869.128.82
除水器
表3 补连塔煤矿1-2煤入洗块煤原煤浮沉试验结果密度级/g·cm-3质量/kg产率/%灰分/%浮物累计产率/%灰分/%沉物累计产率/%灰分/%±0.1含量密度级/g·cm-3含量/%<1.4410.5055.725.0455.725.04100.0018.771.477.121.4～1.5157.6521.4011.5777.126.8544.2836.051.527.531.5～1.645.206.1419.1183.267.7522.8858.951.68.001.6～1.713.751.8727.9285.128.2016.7473.541.73.241.7～1.810.101.3742.5386.498.7414.8879.271.814.88>1.899.5013.5183.00100.0018.7713.5183.00合计736.70100.0018.77
感温元件表4 补连塔煤矿2-2煤入洗块煤原煤浮沉试验结果密度级/g·cm-3质量/kg产率/%灰分/%浮物累计产率/%灰分/%沉物累计产率/%灰分/%±0.1含量密度级/g·cm-3含量/%<1.4160.4575.283.7275.283.72100.0014.341.483.511.4～1.517.558.2312.7183.514.6124.7246.691.513.351.5～1.610.905.1128.0888.625.9616.4963.661.66.401.6～1.72.751.2942.4289.916.4811.3879.651.71.991.7～1.81.500.7051.8190.626.8410.0984.411.810.09>1.820.009.3886.86100.0014.349.3886.86
室内养殖泥鳅设备合计213.15100.0014.34
sys8(2)目前补连塔煤矿主采工作面为12413、12510、12511，均为大采高工作面，特别是1-2煤12511工作面最高采高达9 m左右，且在采煤过程中因过冲刷、构造、褶皱等，造成割顶现象严重，使得采后原煤中夹矸煤较多。通过对补连塔矿回采的12511、12413、22309工作面进行采样、肉眼鉴别，发现每个工作面均存在高灰煤、黑矸石，尤其12511面，赋存2层高灰煤，分别厚0.15 m、0.2 m，底板处赋存0.2 m左右黑矸石，这部分夹矸煤及黑矸石全部进入原煤系统。具体岩心柱状图见图1。
图1 补连塔煤矿主采工作面煤层柱状图
(3)因井下煤层条件的变化，导致选煤厂原煤质量时刻发生变化，而选煤厂目前尚无在线检测设备，生产系统无法做到实时根据原煤质量的变化动态调整洗选密度，因此现调整洗选密度主要依靠当日外运的商品煤质量指标完成情况以及现场岗位工对矸石筛上矸石带煤情况的肉眼判定。显然，依靠这种情况调整洗选系统的分选密度具有严重滞后性，而现场岗位工对矸石筛矸石带煤情况的判定调整存在个人技能的差异等原因，对矸石筛带煤情况判断不准确，都在一定程度上造成高灰煤进入矸石系统。
(4)补连塔选煤厂现有生产工艺设计中，在原煤准备系统对大于150 mm的原煤进行破碎后，小于150 mm与150～50 mm(25 mm)的块煤一起进入洗选系统。该部分大块煤含有大量的高灰煤、夹矸煤及黑矸石，而选煤厂现有的双齿辊外旋式破碎机对大块煤的破碎效果差，造成部分夹矸煤无法解离，经过洗选后夹矸煤只能通过矸石系统外排。
(5) 目前补连塔选煤厂2-2煤末煤采用南非玛泰的大直径重介质旋流器分选，分选过程中，物料和悬浮液以一定压力沿切线方向给入旋流器，形成强有力的旋涡流，液流从入料口处沿旋流器内壁形成一个下降的外螺旋流，在旋流器轴心附近形成一股上升的内螺旋流，内螺旋流由于负压而吸入空气，在旋流器轴心形成空气柱，入料中的精煤随内螺旋流向上，从溢流口排出，矸石随外螺旋流向下，从底流口排出。但是由于在内螺旋与外螺旋交界处的煤积聚后，通过旋流器底流排出，这部分中煤进入矸石，造成矸石带高灰煤[4-11]。
2 降低矸石带煤的改造实践
2.1 调整洗选系统的分选密度
切筋(1)将1-2煤和2-2煤洗选系统原设定的分选密度调整至1.8 g/cm3，同时2-2煤系统继续按特
低灰煤种组织生产，特低灰产品灰分为6.84%，从而回收绝大部分高灰煤以及部分夹矸煤。
(2)对选煤厂1-2煤和2-2煤系统的重介质浅槽分选机进行详细排查，特别是重介质浅槽分选机矸石排料端挡煤板，浅槽上升流、水平流管路的通堵情况、流量大小、比例等情况，对存在的问题进行全面整改。
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