麻家梁选煤厂主洗系统脱水脱介技术的应用研究

张彩英 王艳春 高 振

（1.大同煤矿集团大地选煤工程有限责任公司麻家梁选煤厂，山西 大同 037000；2.山西小回沟煤业有限公司，山西 太原 030000）

麻家梁选煤厂是麻家梁煤矿的配套项目，设计年生产能力为12.0 Mt/a，属于大型矿井型选煤厂。其混精煤由块精煤、末精煤、粗煤泥、细煤泥四个部分组成。自2018 年年初开始，精煤中的水分持续居高不下。经研究发现块精煤脱水系统与其他三部分精煤脱水系统不同，块精煤脱水脱介筛是双层筛，入料粒度为150～13 mm 之间，上层筛板筛孔为50 mm，筛上物因粒度大于50 mm，粒度大，比表面积小，筛上物水分低，下层筛板塞缝为1.5 mm，下层筛板筛上物粒度为50～13 mm，粒度小，比表面积大，且因检修空间有限、筛孔占比小等原因导致筛板频繁被原煤中尼龙杂物堵塞进而导致了精煤中的水分增加。本文提出了采用自清洁固定筛板、优化筛板缝隙、增加筛孔百分比等方案对主洗系统进行优化的方案，根据在麻家梁选煤厂的实际应用表明，优化后系统的块精煤水分降低了0.7%，煤介耗降低了0.25 kg/t，年节约经济成本约1668 万元，显著提升了麻家梁选煤厂的精煤品质和经济效益。目前该方案已在麻家梁选煤厂得到了广泛的应用。

1 现状分析

通过对麻家梁选煤厂块煤脱水系统工艺流程分析可知，块原煤由重介浅槽分选机分选，入洗粒度为150～13 mm。重介浅槽分选出轻产品和重产品两种产物，轻产物为精煤，重产物为矸石，精煤和矸石进入各自的双层脱水脱介香蕉筛，双层脱水脱介香蕉筛上层筛孔为50 mm，下层筛缝为1.5 mm。精煤和矸石双层脱水脱介香蕉筛分出150～50 mm 和50～13 mm 两种产品，矸石直接进入矸石皮带运走，150～50 mm 粒级的精煤进入破碎机破碎后进入精煤皮带，50～13 mm 粒级的精煤直接经溜槽进入精煤皮带。麻家梁选煤厂块煤脱水系统工艺流程图如图1 所示。

图1 麻家梁选煤厂块煤脱水系统工艺流程图

分析可知，块精煤脱水脱介设备只有双层脱水脱介香蕉筛[1]，因此如果双层脱水脱介香蕉筛脱水脱介效果不佳将直接影响块精煤水分和块煤系统脱介效果。而且因检修空间有限、筛孔占比小等原因导致筛板频繁被原煤中尼龙杂物堵塞，当煤流经过筛板时，煤表面的水和介质不能及时通过筛板进入下一环节，导致脱水脱介效果较差。

2 优化方案分析

针对选煤厂现有块煤脱水系统所存在的问题，项目组通过多次试验验证，最终确定了多方案结合的综合解决方案。首先是采用自清洁的固定筛板替代了原先的固定式筛板[2]。自清洁固定筛板是在普通筛板的基础上，在筛面增焊14 条挡筋，相当于将筛面分割成了15 小份。当物料通过普通固定筛板时，因为筛板筛缝大，筛面没有阻挡，物料中的毛絮很容易进入筛板筛缝中，堵塞固定筛板。因此将筛缝由3 mm 改为2 mm，筛缝变小，增强在外侧对毛絮的阻挡效果。当物料通过改造后的固定筛板时，因筛板筛缝较小，筛面有14 根挡筋阻隔，物料中的毛絮进入筛板筛缝的概率变为原来的1/14，因此自清洁固定筛板的透筛率高，脱水脱介效果更好。优化前后的筛板结构如图2 所示。

精煤脱水脱介上层筛板[3]结构优化，是指将筛板筛孔从50 mm 更为25 mm 圆孔和长条孔筛板。优化后块精煤脱水脱介筛上层筛板筛上物由23.05%增加至38.68%，增加了15.63%。即上下层筛版之间的物料减少了15.68%，也就是下层物料厚度变薄，脱水效果变好。同时，上层物料虽然变厚，但脱水效果基本没变，因为50～25 mm 这部分块煤在下层的脱水效果一定不如在上层的脱水效果。优化前后上层筛板结构如图3 所示。

图2 优化前后筛板结构示意图

图3 优化前后上层筛板结构示意图

下层筛板结构优化是指将聚氨酯不锈钢直线型筛板更改为自清洁筛面筛板。聚氨酯不锈钢直线型筛板[4]筛条宽，筛缝面积占筛面百分比较低，透筛率较低，当物料经过筛面时，脱水、脱介及脱泥效果一般。同时因井下原煤开采过程中，易混入尼龙条式杂物，在洗选过程中，经常挂在筛条上，堵塞筛板筛缝，降低了筛板的脱水、脱介及脱泥的效果。自清洁筛面筛板筛条宽为圆形，其筛缝面积占筛板筛面总面积的比例大于直线型筛面筛板，透筛率提高。当物料经过筛面时，脱水、脱介及脱泥效果明显改善。同时经实践生产证明，因自清洁筛面筛板筛条宽为圆形，不易挂尼龙条形杂物，筛缝被堵塞的频率大幅降低，脱水脱介效果明显。优化前后下层筛板结构如图4 所示，优化后筛缝面积占筛面百分比由优化前的94.2%提升到了优化后的97.6%。

图4 优化前后下层筛板结构示意图

3 改善效果分析

麻家梁选煤厂块煤脱水系统优化前后的块煤含水量对比如表1 所示。

由表1 可知，块精煤脱水脱介筛改造前筛上层块精煤水分为5.02%，改造后筛上层块精煤水分为5.04%，基本没有变化；块精煤脱水脱介筛改造前筛下层块精煤水分为6.58%，改造后筛下层块精煤水分为5.54%，水分降低了1.04%。最终结果为块精煤水分从5.85%降低至5.15%，降低了0.7%，精煤发热量提高了25 大卡。按每吨商品煤单价增加2 元计算，麻家梁选煤厂年入洗原煤1200 万t，精煤产率为62%，经济效益为1200 万t×0.62×3 元/t=1488 万元。

表1 优化前后块煤含水量统计表

改造前后煤介耗的消耗对比如表2 所示。

表2 优化前后吨煤介耗变化量统计表

由表2 可知，优化后麻家梁选煤厂块煤脱水系统的吨煤介耗降低了0.25 kg/t。麻家梁选煤厂年处理量按1200 万t 计算，介质价格为600 元/t，经济效益为 1200 万 t×600 元 /t×0.25 kg/t=180 万元。

4 结论

为了解决麻家梁选煤厂主洗系统脱水、脱介过程中存在的块精煤水分不稳定、介质消耗量大、毛絮堵塞固定筛板严重的难题，项目组提出了采用自清洁固定筛板、优化筛板缝隙、增加筛孔百分比等方案对主洗系统进行优化，根据分析结果表明：

（1）麻家梁选煤厂块煤脱水系统出现脱水脱介效果不佳的原因在于检修空间有限、筛孔占比小等，导致筛板频繁被原煤中尼龙杂物堵塞。当煤流经过筛板时，煤表面的水和介质不能及时通过筛板进入下一环节，进而导致脱水脱介效果不佳。

（2）通过采用自清洁的固定筛板替代原先的固定式筛板并对上筛板和下筛板结构进行优化，能够有效地提升脱水脱介效果。

（3）优化后系统的块精煤水分降低了0.7%，煤介耗降低了0.25 kg/t，年节约经济成本约1668 万元，显著提升了麻家梁选煤厂的精煤品质和经济效益。