浅槽排矸及粗煤泥分选系统改造研究

张 佰

（西山煤电（集团）有限公司，山西 太原 030206）

1 项目概况

1.1 浅槽排矸改造的必要性分析

（1）西山煤电集团屯兰矿2、3号煤层间夹矸层厚、抽瓦斯高低巷道、9号煤含矸量高等因素，矿井煤炭质量逐渐变差，毛煤中矸石含量大，动筛处理能力严重不足，导致准备车间原煤拉运能力下降。（2）动筛分选系统矸石带煤量大，在8%左右，存在精煤损失现象。（3）动筛跳汰系统磨损严重，设备故障率较高，安全隐患多，制约矿井及选煤厂生产。（4）原煤矸石含量大，导致无压三产品旋流器处理能力下降，开车时间延长，原煤加工费用升高。

1.2 粗煤泥分选系统改造的必要性分析

（1）屯兰选煤厂入洗原煤中煤泥含量较高，原生煤泥和次生煤泥总量约在20%以上，最高达到30%，原有工艺为不脱泥无压三产品旋流器主选+煤泥重介+浮选，由于煤泥含量大，造成主选旋流器分选精度下降，介质消耗高，最高达3kg/t原煤。（2）煤泥重介工艺对于管理要求较高，由于没有独立的介质系统，实际煤泥重介旋流器的Ep值达到0.2以上，分选效率较低，粗精煤泥灰分在13%以上，影响最终精煤灰分。

2 浅槽排矸及粗煤泥分选系统改造

2.1 系统改造内容分析

屯兰选煤厂此次改造单独建立浅槽排矸、脱泥及粗煤泥分选车间，毛煤在准备车间从500mm破碎至-150mm以下进入原煤仓，经带式输送机运至新浅槽排矸及粗煤泥分选车间。-150mm原煤首先进入筛孔为25mm的分级筛，分级筛上物料直接进入浅槽分选机，浅槽分选的精煤进入精煤脱介筛，脱介筛的筛上物进入破碎机，破碎至50mm以下后进入末原煤系统。浅槽分选的矸石经过矸石脱介筛脱介后，进入矸石系统[1]。分级筛的筛下物25～0mm粒级物料进入脱泥筛。脱泥筛的筛孔为1mm，脱泥筛的筛上物和破碎机下物料混合一起进入末原煤主洗系统（主厂房）。脱泥筛的筛下物进入煤泥桶，然后经过泵输送至煤泥分级旋流器分级，旋流器的溢流去浮选系统，旋流器的底流进入TCS进行分选，分选的粗精煤泥进入主厂房内煤泥池，然后经过浓缩旋流器浓缩、弧形筛和离心机脱水后掺入精煤上仓皮带，弧形筛筛下水和离心液进入浮选系统。TCS分选的尾煤进入重介系统中矸脱介筛，由现有中矸、尾煤系统回收。脱介筛下的合介循环使用，脱介采用主厂房精煤磁尾作为喷水，脱介筛下的稀介经磁选机回收后，合介循环使用，磁尾作为脱泥筛喷水，不足部分由主厂房精煤磁尾补充[2]。

浅槽排矸及粗煤泥分选系统改造于2017年6月24日正式开工，于2018年2月22日完成，目前形成了原煤预先脱泥，浅槽预先排矸+TCS粗煤泥分选+无压三产品重介旋流器主选+浮选联合流程。改造后的工艺系统各粒级间衔接见图1所示。

图1 分粒级分选衔接图

2.2 系统改造后的主要设备

系统改造后的主要设备情况如表1所示。

3 浅槽排矸及粗煤泥分选系统的应用

原煤通过25mm分级筛分级，+25mm原煤进入浅槽预排矸，促使进入重介主旋流器物料含矸量大幅降低，处理能力大幅提升。原煤的预先脱泥，重介主旋流器分选下限提高至1mm，分选精度相应得到提高，同时介子消耗大幅降低。

原煤-25mm物料通过1mm脱泥筛预先脱泥，煤泥通过分级旋流器再次精确分级，溢流（-0.25mm）进入浮选机，底流进入TCS粗煤泥浮选机分选。因TCS分选机Ep值≤0.09，远远小于煤泥重介Ep值，提高了粗煤泥回收效率，减少了精煤损失。

分级旋流器的应用，使得浮选机入浮粒度大幅降低，目前入浮主导粒度-0.25mm，减轻了因煤泥重介溢流跑粗对浮选入料粒级的影响，浮选系统抽出率大幅提升。

通过以上工艺流程，形成原煤+25mm粒级浅槽预排矸、25～1mm重介主旋流器分选、1～0.25mm粗煤泥TCS分选、-0.25mm浮选回收的分级分选流程。原煤中各粒级间分级更加精确，粒度间衔接更加合理紧凑，大幅度提高了各分选设备的分选精度，提高了精煤回收率。

表1 改造后的主要设备情况表

4 应用技术效果及经济效益分析

4.1 应用技术效果分析

（1）降低了矸石带煤损失，大矸带煤比例由动筛排矸时的8.2%降低到浅槽排矸时的0.4%。

（2）经过浅槽排矸后，三产品旋流器入洗原煤灰分由42%左右降至32%左右，灰分降低10%。脱泥后，中煤损失由改造前的10%降低至5%。

（3）与原煤泥重介分选工艺相比，TCS最终粗精煤泥灰分在9%～13%之间，可根据生产需要调整，水分为10%左右，尾矿灰分50%以上，满足生产需要。粗精煤泥产率可提高0.2%。

（4）提高了重介系统原煤入洗能力，重介系统无压三产品旋流器处理能力由260t/h提高到350t/h。浅槽+2套重介系统精煤小时量达到500t，三套重介系统实现两用一备。

（5）系统耗介量降低，浅槽系统介质消耗＜0.5kg/t，浅槽+两套重介旋流器吨原煤介耗由原来的2.9kg下降至2.2kg。

（6）工艺指标先进：浅槽重介质分选机Ep=0.05，η=96.16%；TCS分选机I=0.14，η=93.89%。

4.2 经济效益分析

回收矸石中原煤可获得经济效益993万元/年，回收重介系统精煤可获得经济效益2064万元/年，回收粗精煤泥可获得经济效益666万元/年，降低介耗可获得经济效益136万元/年。

增加电耗：608万元/年，增加配件及浅槽大修费用：350万元/年，厂房及设备折旧费：300万元/年，人工费增加220万元/年。

产生总效益为：993+2064+666+136-608-350-300-220=2381万元/年。

5 结论

屯兰选煤厂浅槽排矸及粗煤泥分选改造工程技术效果明显，达到预期，降低了入洗原煤灰分，提高了重介及粗煤泥分选效果，提高了精煤产率，降低了介耗，具有良好的经济效益；同时降低了大矸带煤损失，回收了宝贵的炼焦煤资源，社会效益突出。

改造后在应用过程中也存在一定的问题，表现为：（1）原煤分级筛筛板放大至150mm后，毛煤中大量木材、铁器、棉纱等杂物进入浅槽车间及主厂房，堵塞溜槽或在破碎机、浅槽底部卡住，造成生产中断。（2）容易出现脱链、断链现象，刮板、链条更换频繁。（3）大矸经过准备车间、洗煤车间原煤系统的长距离运输，沿线皮带、溜槽等设备磨损较大。针对以上不足，屯兰选煤厂将在后续生产中有针对性的采取措施，降低不利因素的影响。