朱家峁选煤厂工艺设计研究

吕进云

（中煤科工集团北京华宇工程有限公司，陕西 西安 710001）

朱家峁选煤厂位于横山县波罗镇，由陕西中太能源投资有限公司2016年建成投产，该选煤厂属矿井型动力煤选煤厂，建设规模3.0Mt/a。洗选工艺为150～6mm块煤采用浅槽分选，-6mm末煤不洗选，预留末煤洗选的可能性。洗后块煤供煤气化项目，混煤做动力煤。

1 煤质资料及产品分析

1.1 煤质特征

朱家峁煤矿主要可采煤层为3煤层，煤层平均厚度2.17m。原煤属低灰、中高硫、低磷、高发热量、富油、中等软化温度灰、特高热值的长焰煤，是良好的动力煤和化工用煤[1]。煤质特征见表1。

本矿井已投产，选煤厂设计所用生产煤样来源于本矿井3煤层。原煤筛分前灰分为13.56%，筛分后原煤灰分为13.76%，校正后筛分资料见表2。由表2可知，原煤可见矸含量为1.91%，可见矸石含量少。随着粒度的减小，灰分呈逐渐减小趋势，-0.5mm物料产率6.74%，灰分为13.09%，灰分比邻近粒度级高，说明-0.5mm矸石含量较高，矸石易碎。设计以校正后筛分浮沉资料作为设计依据。

1.2 产品用户及产品方案

本厂块煤产品主要供给配套煤气化综合利用项目（0.6Mt/a 兰炭、2 万t/a 金属镁、0.3Mt/a 型煤和2万t/a 副产焦油）。混煤（13～0mm）作为优质动力煤外销。根据目标用户对产品要求制定产品结构见表3。

表2 校正后原煤筛分试验报告表

表3 产品结构表

2 洗选工艺设计

2.1 煤的可选性

根据筛分、浮沉试验结果绘制朱家峁选煤厂150～6mm级原煤可行性曲线见图1。由图1可知，当要求精煤灰分小于11%，理论分选密度为1.86kg/l，原煤可选性为中等可选煤。

2.2 分选工艺制定

选煤工艺取决于原煤煤质，目标用户对产品粒度、数量、质量的要求及分选设备的特性。国内常见动力煤选煤厂采用块煤入洗，末煤旁路工艺。重介浅槽、跳汰是块煤洗选常用工艺，适用范围不同[2,3]。朱家峁选煤厂工艺设计综合考虑最终推荐采用150～6mm浅槽分选，-6mm筛下旁路作为混煤产品。设计采用脱粉入洗以提高分选系统分选精度，减少煤泥水系统负荷，降低煤泥产品对动力煤产品质量影响。

图1 150～6mm原煤可选性曲线

2.3 设备选型

设备选型是选煤厂工艺设计的关键，将影响到选煤厂正常运营及产品质量。设备类型应适于本矿井煤质特征，可实现产品质量要求。设备选型、台数应与选煤厂厂型相匹配，优先选用性能可靠、处理量大、高效低耗、技术先进的大型设备，使系统简洁，管理方便。设备选型计算按设计规范选取不均衡系数，生产实际中煤泥水系统的不确定因素较多，在设计中对朱家峁选煤厂煤泥水系统的处理能力留有一定的富裕能力。具体选煤厂工艺设备选型见表4。

表4 主要工艺设备选型表

2.4 工艺布置

矿井原煤由带式输送机向东运至2个Φ18m圆筒仓缓存，单仓容量5500t。仓下带式输送机将物料转载后向东运至主厂房。脱粉、块煤洗选、煤泥回收、介质配制均在主厂房完成。洗后块精煤及矸石分别向南运至块煤矸石仓，块精煤在仓上实现“三八块”分级。块煤矸石仓为10个7×7m的方仓，其中5个用于存储13～30mm小块煤，3个用于存储30～80mm中块煤，1个仓用于80～150mm大块煤，剩余一个仓用于存储矸石，各仓容与产品数量相匹配。块煤配仓采用可逆移动带式输送机，大块煤及中块煤采用螺旋溜槽防碎。末煤在块煤矸石仓上转载后向西运至3个Φ18m圆筒仓存储，单仓容量5500t。浓缩车间就近布置于主厂房西北角，选煤厂化验办公楼布置在主厂房西南侧，管理方便。

3 设计特点

3.1 脱粉入洗

对于动力煤选煤厂来说，在产品质量满足用户要求前提下，宜尽量减少末煤入洗量，减轻煤泥水负担，降低生产成本[4,5]。据筛分资料，朱家峁选煤厂-6mm筛末煤低位发热量为25.76MJ/kg，不经洗选其发热量满足目标电厂要求。最终确定朱家峁选煤厂洗选工艺为6mm脱粉，筛上150～6mm块煤采用浅槽分选，筛下-6mm末煤不洗选。

3.2 工艺灵活

在主厂房北侧预留有末煤洗选场地，当煤质出现较大幅度波动，现有块煤洗选系统不能满足用户要求时可增加，与现有系统衔接方便。压滤煤泥即可掺入末煤系统也可晾干后销售，根据生产实际煤泥特性变化确定是否掺混，以保证末煤产品质量。

3.3 布置紧凑、工艺设备可靠

洗选系统与矿井生产系统紧密结合，整个厂区占地较省，各生产系统功能划分明确，布置紧凑，煤流顺畅，产品运输方便。工艺设计采用目前最为常用的块煤浅槽排矸工艺，工艺流程简洁实用并且成熟可靠。设备选型技术先进，性能可靠，高效低耗。

4 结 语

朱家峁选煤厂设计过程中对煤质资料进行了合理分析，制定了采用弛张筛进行6mm脱粉，对150～6mm块原煤重介浅槽排矸工艺。该工艺灵活可靠，适应性强，符合原煤煤质特性和目标用户对产品的质量要求。重介分选系统自动化程度高，其精确的控制系统，可实现全工艺的监测、监控，达到高效生产。脱粉工艺使浅槽的分选下限能力得以发挥，提高了入洗率，稳定了混煤产品质量，增加企业经济效益。