摘要：为了解决贺西煤矿选煤厂动筛排矸系统分选效率低、设备老化故障多、维修费用高、配备人员多、制约矿井生产发展等问题，通过煤质资料分析和多种块煤排矸工艺的比较，确定选用重介质浅槽排矸工艺分选块煤中的大块矸石。浅槽排矸工艺提高了分选精度，减少了矸石带煤率，降低了劳动成本和劳动强度，降低了块煤灰分，提高了贺西煤矿选煤厂的生产效率和经济效益。
关键词：选煤厂；浅槽排矸工艺；工艺分析；工艺改造；原煤准备系统；
1、概述
贺西煤矿选煤厂位于山西省柳林县贺家社村，隶属于汾西矿业（集团）有限责任公司贺西煤矿，是一座设计能力为3Mt/a的炼焦型选煤厂，洗选工艺为块煤动筛跳汰机预排矸+末煤无压三产品重介质旋流器分选+细煤泥浮选的联合工艺。该选煤厂主要入选本矿原煤。近年来随着采煤工艺的变化，煤中含矸量增大，煤质变差，动筛跳汰机预排矸生产工艺系统存在的问题被凸显出来，制约着选煤的生产，为了解决这些问题，必须对原煤准备系统进行技术改造。
2、原系统改造的必要性
2.1提高经济效益的需要
现有系统对+80mm的大块原煤选用动筛跳汰机处理。动筛跳汰机分选效率低下，选出的矸石中含煤率高达5%左右，造成煤炭资源的极大浪费。
2.2建设优质高效选煤厂的需要
现有工艺系统尽管简单，但设备老化运行故障多，工艺落后已不适应未来发展的需要，造成配备的岗位人员多，日常运行维护费用高。不符合优质高效选煤厂建设的要求。
2.3适应矿井发展的需要
随着矿井开采机械化程度的不断提高和采煤工艺的变化，煤中含矸量增大，煤质变差，现有的动筛跳汰机分选工艺只能处理+80mm的物料，已不适应矿井发展的需求；设备和工艺落后，尤其动筛系统故障率高，经常利用人工选矸系统，人工拣选效率低下，工人劳动强度大。
2.4提高选煤厂劳动效率的需要
重介系统易于实现生产系统集中控制，达到人员精简、生产高效的目的。
3、煤质资料分析
由汾西矿业集团煤质检测中心提供的入选原煤筛分试验表中可以看出：
（1）原煤灰分为49.12%，属于高灰分煤。
（2）+50mm粒度级物料占全样的28.45%，其中矸石占全样13.85%，矸石含量高、灰分高，需选用机械排矸。
4、排矸工艺分析与确定
目前国内使用的机械排矸工艺主要有动筛跳汰机排矸、重介（立）斜轮排矸、单段空气脉动跳汰排矸及重介浅槽排矸四种工艺。经过现场调研和专家咨询，认为：
（1）动筛跳汰排矸工艺在我国已使用15年之久，实践证明该工艺分选效率低，矸石带煤量大，液压系统事故率高。
（2）重介斜（立）轮分选机的主要优点是：该机型在我国使用历史悠久，有较成熟的使用经验，分选效率可达95%以上，其分选槽面可以做得比较开阔，斜提升轮直径可达8m或更大，因此分选粒度上限可达1000mm。缺点是外形尺寸大，占地面积大，斜轮各部件的寿命最多两年，如排矸轮、伞齿轮等大部件的寿命不足一年，斜轮的传动机构复杂，事故多，维修量大。
（3）单段空气脉动块煤跳汰排矸分选机是唐山易通科技开发公司新近研制的专用于大块煤分选设备，它的优点是工艺简单投资少，分选精度高于动筛跳汰机，低于重介浅槽排矸分选机。
（4）重介浅槽分选机是目前国内外分选效率高、分选效果好的主要排矸设备。重介浅槽分选机在煤炭行业投入使用后，显示出十分突出的优点，是替代传统动筛跳汰机、重介（立）斜轮分选机的理想设备，它的优点是体积小，重量轻，处理量大，入料粒度范围宽，运行平稳，噪音小，事故率低，占地面积少，容易在井下和厂房内布置。重介浅槽分选机适于13-200mm颗粒煤炭分选，也适于50-250mm块煤排矸处理；重介洗选效率高，可达98%以上，回收率高，处理量大，矸石带煤率可控制在1%以下，根据要求适当调整分选密度可获得理想、高品质的煤炭产品和较纯净的矸石。重介浅槽分选工艺目前已在神华、中煤、伊泰、山东等煤炭企业得到广泛推广应用。它已成为当前新建和改扩建选煤厂块煤分选系统优先选用的工艺。
根据对几种工艺的比选及现场的实际情况，本次改造排矸设备采用重介浅槽分选机。
采用重介浅槽分选机具有以下优点：
（1）设计浅槽车间可借用现有正在运行的原煤动筛车间，土建部分稍加改造即可使用。
（2）可实现洗煤设备自动化控制，节省人员配置，从而节省劳动成本。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（3）重介浅槽分选机分选精度高，可提高精煤回收率，浅槽分选效率达98%以上。
（4）块煤浅槽分选机分选+末煤三产品重介质旋流器分选的工艺，是目前我国选煤厂配套成熟、先进的工艺系统。
5、原则工艺流程
重介质浅槽排矸工艺流程为：井下原煤首先通过101皮带给入901筛孔为150mm的圆振动筛H1842A（原有）预先筛分，筛上物通过902皮带给到903破碎机破碎至150mm給入浅槽分选机系统。圆振动筛筛下物进入105筛孔为50mm的SLO3061（原有）振动筛进行筛分，分级筛筛上物即50-150mm物料进入重介浅槽分选机。浅槽分选的精煤进入精煤脱介筛，脱介筛的筛上物进入108破碎机，破碎后通过115皮带运输到主洗系统。浅槽分选机分选出的矸石经过矸石脱介筛脱介后进入原矸石系统。精煤脱介筛和矸石脱介筛筛下一段合格介质进入合格介质桶循环使用；精煤脱介筛和矸石脱介筛二段稀介质用磁选机回收，合格介质给到合格介质桶循环使用；磁选尾矿进入煤泥水桶后用泵打到旋流器组浓缩分级，旋流器底流给到高频筛回收粗煤泥，旋流器溢流及高频筛筛下水一起给到深锥浓缩机浓缩，浓缩机底流通过泵打到压滤机脱水后通过115胶带输送机运输到主洗系统，浓缩机溢流及滤液作为循环水使用，洗水闭路循环。
6、效益分析
每年入洗量300万吨，150-50mm进入浅槽排矸。从入选原煤筛分试验表可知：+50 mm粒度级占总量的28.45%，其中矸石含量占全样13.85%，煤含量占全样14.60%。
煤的价格按330元/吨计算，浅槽加工费10元/吨，旋流器工艺加工费25元/吨（数据来源于贺西矿财务部门）。
重介浅槽系统可提高经济效益为：
6.1盈利部分
（1）重介浅槽工艺每年增加收入912.35万元：
300万吨×13.85%×98%=40.72万吨（+50mm矸石总量）
动筛跳汰机排出矸石带煤率为5%，浅槽排出矸石带煤率1%，两工艺矸石带煤率相差5%-1%=4%，则浅槽工艺比动筛工艺增加收入：
40.72万吨×4%×330元/吨=537.5万元
（2）每年节省加工费用382.5万元：
经分析80-50mm物料中矸石含量占全样的8.5%，既300万吨×8.5%×98%=24.99万吨的矸石经浅槽预先排出，不进入重介旋流器车间入洗。
节省加工费=24.99万吨×（25元/吨-10元/吨）=374.85万元
改造后总效益=537.5+374.85=912.35万元
（二）费用增加部分
改造后每年增加的成本：
（1）多回收的原煤造成主洗车间洗选成本每年增加52.5万元。
40.72万吨×4%×25元/吨=40.72万元
（2）改造后浅槽系统相对于动筛系统多入洗原煤，洗选成本每年增加480万元。
300万吨/年×16%（80-50mm含量）×10元/吨=480万元
改造后每年增加的成本40.72+480=520.72万元/年
浅槽代替动筛改造后，年增收912.35-520.72=391.63万元。
7、结语
改造后的原煤准备系统具有分选原煤粒度范围增加，减少矸石带煤率，增加精煤回收率，减少人员配置，节省劳动成本，最大限度地减少工人劳动强度等特点。原煤准备系统投入运营后，各系统运行正常，各项技术指标均达到设计要求，提高了贺西煤矿选煤厂的生产效率和经济效益。
参考文献：
[1]谢广元.选矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001：148-156.
[2]GB50359-2005.煤炭洗选工程设计规范[S].北京：中国计划出版社.2005.
[3]李艳红，纪晓明，秦国富.XZQ浅槽重介分选机在华丰矿选煤厂的应用[J].选煤技术，2013，240：68-70.
[4]匡亚莉.选煤厂工艺设计与管理[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009：42.
论文作者:赵文光
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/24
标签：矸石论文; 工艺论文; 原煤论文; 跳汰机论文; 万元论文; 块煤论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第9期论文;