补连塔选煤厂1-2煤系统优化改造实践

陈 钊，王 斌

(1.神东洗选中心 补连塔选煤厂，内蒙古 鄂尔多斯 017209；2.神东技术研究院，陕西 榆林 719315)

补连塔选煤厂是一座特大型现代化矿井型选煤厂，设计处理能力22 Mt/a，主要负责补连塔煤矿1-2煤和2-2煤的洗选加工。矿井1-2煤和2-2煤分采分运分储，为选煤厂两个煤种分开洗选提供了条件。补连塔选煤厂分两个子系统，即1-2煤系统和2-2煤系统，分别处理矿井1-2煤和2-2煤，同时筛分系统留有两个煤种的互换通道，即1-2煤原煤经过筛分破碎准备后可进入2-2煤洗选系统处理，2-2煤原煤经过筛分破碎准备后可进入1-2煤洗选系统处理，工艺灵活。

1-2煤系统于2006年由原跳汰系统改造为重介系统，生产工艺为：200～50 mm块煤采用重介浅槽分选，末煤不洗，粗煤泥采用煤泥离心机脱水，细煤泥经浓缩后采用加压过滤机回收。2-2煤系统2010年开工建设，2012年建成投产，生产工艺为：200～25 mm块煤采用重介质浅槽分选，25～2 mm末煤采用两产品重介质旋流器分选，粗煤泥采用煤泥离心机脱水，细煤泥经浓缩后采用加压过滤机和板框压滤机回收。2-2煤系统建成后，经调试运行，发现系统存在诸多问题，选煤厂对2-2煤系统及与1-2煤系统交叉处进行了多项改造，取得了不菲的经济效益。近年来，1-2煤系统生产中也发现了诸多问题，笔者对这些问题进行了研究，提出了改造措施，分析了改造效果。

1 煤泥水处理工艺改造

1.1 煤泥水处理工艺分析

补连塔选煤厂1-2煤块煤洗选系统采用8 mm湿式脱泥工艺，产出三种煤泥产品，即8～1.5 mm见水末煤、1.5～0.35 mm粗煤泥、小于0.35 mm细煤泥，三种产品分别采用弧形筛加振动卸料离心机脱水、弧形筛加刮刀卸料离心机脱水、加压过滤机脱水，见图1。在实际生产中，此工艺主要存在以下问题：① 8～1.5 mm末煤产品灰分高，由于1-2煤矸石易碎易泥化，8～1.5 mm见水末煤产品中密度大于1.7 kg/L的产物占8%左右，产品灰分达16.65%；② 1.5～0.35 mm粗煤泥产品水分高，由于这部分产品粒度较细，弧形筛和煤泥离心机脱水效果差，产品水分可达36.52%；③ 煤泥水沉降效果差，药剂消耗量较大，由于进入煤泥水系统的矸石量较多(8～1.5 mm矸石进入)，煤泥水处理工艺较长，加之矸石易泥化，造成进入浓缩池的煤泥粒度组成细粒含量高(详见表1)，沉降效果差，药剂消耗量较大；④ 小于0.35 mm细煤泥产品水分高，加压过滤机生产效率低，由于细煤泥粒度细，加药量较大，造成加压过滤机滤饼薄，生产效率低，产品水分高，电耗高。

表1 改造前浓缩机入料小筛分试验报告

图1 改造前1-2煤煤泥水处理工艺流程

1.2 煤泥水处理工艺改造

根据上述分析，煤泥水处理工艺主要按以下原则改造：一是降低脱泥粒度；二是减少煤泥水处理工艺环节；三是提高粗煤泥粒度组成，降低粗煤泥水分；四是改变进入浓缩机的煤泥粒度组成，提高大颗粒含量，提升沉降效果和压滤效果。

本次改造将脱泥筛筛缝改为3 mm，将筛下煤泥水用管道直接引入煤泥桶，将水力分级旋流器底流口直径由35 mm改为50 mm，只产出两种煤泥产品，即3～0.5 mm粗煤泥、小于0.5 mm细煤泥。退出了原用于8～1.5 mm见水末煤脱水的309、310弧形筛和311离心机3台设备。8～3 mm原煤进入浅槽分选，增加了入洗量。改造后工艺流程见图2。

图2 改造后1-2煤煤泥水处理工艺流程

1.3 煤泥水处理系统改造效果

与原工艺比较，改造后主要有以下4个优点：

(1)退出3台设备，降低运维成本。改造后，退出了2台型号为2400×2036R×45的弧形筛和1台型号为VM1300的振动卸料离心机，每年节省4个弧形筛筛面和2个筛篮，节省了运行电耗，减少了这3台设备及相关联溜槽的检修维护成本。

(2)降低了煤泥水沉降药剂消耗。由于8～3 mm粒级矸石经浅槽分选后由矸石脱介筛排出系统，降低了矸石泥化量，使进入浓缩池的细泥含量降低，同时水力旋流器分级粒度提高，且有适量的跑粗，进入浓缩池的粗颗粒增加，细颗粒减少，详见表2，沉降效果大幅提升，药剂消耗降低。经统计，阳离子消耗降低2.6 g/t，阴离子消耗降低0.56 g/t。

表2 改造后浓缩机入料小筛分试验报告

(4)提高了加压过滤机生产效率，生产成本大幅降低。细煤泥处理系统有2台型号为100ZJ-I-A50的煤泥泵，2台型号为GPJ-60的国产加压过滤机，4台型号为GA200-7.5的低压风机，2台型号为GX11P-13的高压风机，1台型号为XGZ-1200/22的煤泥转载刮板机，共计11台套设备。改造前，加压过滤机排料时间通常在600 s以上，极端情况超过1 000 s，为保证煤泥能及时处理，系统正常生产，2台加压过滤机一般与主系统同时启停。改造后，经过近1个月的运行统计，加压过滤机的排料时间低于200 s，平均每天只开启1台加压过滤机运行一个班，就能将煤泥处理完。加压过滤机运行效率大幅提升，减少了细煤泥处理设备运行时间，大幅降低电耗和材料消耗，同时节约了维护检修的人力。另外，可以用1-2煤加压过滤机空余的能力处理2-2煤系统煤泥，进一步提高2-2煤入洗量，提高特低灰、神优2等特种煤产量，进一步提高效益。

(4)增加了入洗量，降低了粗、细煤泥的水分，提高了产品发热量，提升了产品价值。改造后，8～3 mm这部分原煤进入了浅槽分选，入洗量提高1.33%。经采样筛分化验，精煤产品中8～3 mm粒级产率3.51%、灰分8.56%；改造后，由于粗细煤泥粒度组成的改变，产品水分明显下降，经采样检测，粗煤泥水分低于21%，细煤泥水分低于30%。

2 系统瓶颈环节改造

2.1 系统瓶颈环节分析

补连塔选煤厂1-2煤系统原煤设计处理能力为2 400 t/h，块煤主洗系统设计处理能力850 t/h，块煤经重介质浅槽洗选排矸后由1台型号为MMD625加长型的精煤破碎机破碎至50 mm以下，与原煤分级筛筛下末煤及粗细煤泥混合，按神混1产品发运。随着井下采煤设备大型化，工作面采高提升，原煤粒度组成发生了较大变化，大粒级占比越来越多，给选煤厂生产带来困难。

随着补连塔矿12513工作面8 m大采高投产，原煤大粒级含量的增加明显，特别是大于100 mm粒级大块含量的增加，1-2煤主洗系统312精煤破碎机无法满足增加的破碎量，破碎能力不足，生产中常出现无法通过的情况，成为1-2煤系统生产的瓶颈。为保障系统顺利运行生产，减少因312破碎机堵煤造成的故障停机，就必须降低小时入洗量。降低小时入洗量有两个方法：一是部分块原煤走旁路破碎进入混煤；二是降低原煤总的小时处理量。第一种方法降低了混煤煤质，减少了精煤产量，效益损失大。第二种方法生产效率大幅下降，生产成本大幅提升。经过多方考虑，选煤厂选择一台手选带的块煤走旁路，再通过降低总的原煤小时量来保障正常生产，严重时，生产效率不足75%。为完成每日生产任务，就必须延长生产时间，这样停车检修时间就大大缩短，设备检查维护跟不上，故障率提升，停车时间就更短，形成恶性循环。

2.2 系统瓶颈环节改造

提升破碎能力有两种途径：一是提升单机破碎处理能力；二是增加破碎机，并联运行。经与进口破碎机厂家交流，按现在1-2煤的粒度组成，处理量要超过800 t/h，单台破碎机不能达到要求，为此只有增加1台破碎机来提高处理量。根据现场空间位置分析，新增破碎机有两种方案：

方案一：在312破碎机东侧安装1台MMD500破碎机。根据现场的位置空间，在312破碎机东侧，原313离心机位置新安装1台破碎机，307上层块煤出料溜槽东侧部分增加下溜槽，分40%左右的块煤去新加破碎机，新加破碎机的出料进入314刮板机，由刮板机转载到501精煤上仓胶带机。三楼新增加破碎机，需要将313离心机移至二楼安装，离心机出料进入503胶带机上仓，离心液引入一楼339加介泵坑，由339泵回收进入脱介筛稀介段回收介质。原除尘风机移至西侧安装。此方案改造量较大，改造成本较高，改造所需时间较长，影响生产接续。优点是破碎精煤可以单独上仓，产品可单装单运，不影响单发精煤。

方案二：在312破碎机下层新增加1台破碎机。改变现有除尘风机的位置，在现有的除尘风机位置增加破碎机，新增加破碎机入料溜槽由原来的直通溜槽上侧增加闸板，下侧安装翻板，新增破碎机出料进入503混煤胶带机。在此位置安装空间位置能满足要求，改动量较小，可在系统生产检修时间内改造，不影响生产接续，目前503胶带机混煤量在1 800～2 000 t/h，设计能力在2 500 t/h，新增精煤破碎机只需处理量在200～300 t/h即能满足要求，不超503胶带机运输能力。缺点是新增破碎机出料只能进入混煤，按混煤销售，但近年来，根据神东公司整体煤源及市场，补连塔选煤厂1-2煤精煤未单独外运过，均是与混煤配装，按神混1产品发运。为此采取了此方案二进行改造。

2.3 瓶颈环节改造效果

改造后，制约1-2煤块煤入洗的瓶颈问题得到解决，1-2煤原煤生产效率可以达到100%生产，块煤入洗能力最高达到900 t/h，入洗能力提高18.4%，入洗率提高到37.5%，商品煤发热量可以提高91.96 kJ/kg，有效实现了提质增效的目地。

3 结 语

通过分析煤泥水处理工艺，缩短煤泥水处理环节，改变粗细煤泥粒度组成，来提高煤泥处理设备效率和效果，通过分析原料组成，产品结构，现场空间，对系统做出合适的改造，提高生产效率，提高入洗量，最终实现节能降耗，提质增效。