一种块煤防碎新方法

李 燕

(天津美腾科技股份有限公司，天津 300385)

无烟煤、褐煤、长焰煤、弱粘煤等煤种加工后的块煤可以作为化工用煤，属于稀缺能源，售价较高，为提高资源利用率和经济效益，需采取各种措施，防止块煤破碎。笔者通过对块煤破碎原因分析，结合目前防碎措施以及TDS智能干选技术的发展，探索将智能干选技术与防碎技术相结合的块煤防碎新方法。

1 新方法提出背景

1.1 块煤破碎原因

选煤厂一般有原煤储存、筛分、分选、运输、产品储存等环节，各个环节均会产生损失，产生破碎主要有以下几方面的原因。

(1)物料跌落、摩擦损失。原煤存储一般采用原煤仓、储煤场形式，仓顶到仓底的垂直高度较大，块煤很容易被摔碎。实际生产中为减少块煤损失，虽然会保持高仓位运行，但仍存在很大的高差，产品仓亦如此。另外原煤分选系统运输环节多、转载多、跌落多，也会造成块煤破碎。

(2)遇水崩解。块煤洗选一般采用水洗工艺，块煤遇水会崩塌分解，一部分分解为次生煤泥，一部分分解为细粒级煤。

1.2 实际生产数据

以宁夏某煤矿实际生产为例，该厂原煤、产品均采用圆筒仓储存，块煤采用浅槽分选，大于50 mm块精煤脱水脱介进入产品仓储存，仓下汽车直接销售。2019年各月及全年大于50 mm块原煤、块精煤产率统计见表1。

表1 2019年大于50 mm块原煤、块精煤产率统计

由表1可知，原煤经转运、仓储、水洗环节后，块煤产率由平均理论的12.86%降至4.81%，平均块煤损失率高达62.62%，损失较高。

1.3 块煤防碎措施

目前国内煤矿采用的块煤防碎措施如下：

(1)减少转运过程损失。主要通过优化溜槽实现，例如溜槽增设缓冲台、内衬防碎溜槽、落差较大的地方采用螺旋溜槽、高位缓冲溜槽等。

(2)减少仓储环节损失。减少仓储环节损失主要有2个方向。

方向一：减少块煤仓内跌落损失。主要方法为：块煤滑坡仓和圆筒仓加防碎设施，圆筒仓常用防碎设施为伸缩溜槽和螺旋溜槽，伸缩溜槽适用于直径较小的仓，并且由于带有提升系统，应用较少，目前应用较多的为仓内螺旋溜槽[1-4]。

方向二：建立直销系统。块煤不再进入产品仓储存，而是进入直销系统直接销售，从根本上解决仓储导致的跌落，该类直销系统已在国家能源宁煤集团成功应用，取得不错防碎效果。因传统的分选系统工艺复杂，由筛分、分选、脱水、煤泥回收等多个系统组成，设备台数多，系统复杂，一旦其中的某个环节出现问题，均影响装车系统生产，系统稳定性差，该类系统仍需要设置块煤仓作为备用系统[5-7]。

目前的块煤防碎措施主要解决物料运输、仓储过程中产生的块煤破碎，由于传统洗选系统工艺复杂，因此块煤破碎问题并未解决。

1.4 TDS智能干选机取得较好防碎效果

近年来，国内开发了基于射线分选的高精度TDS智能干选机、凭借不用水、不用介、不产生煤泥、不增加产品水分、系统简单等优势得到业主认可并快速推广。TDS智能干选机主要用于300～25 mm块煤分选，分选精度高，产品可直接销售[8-13]。

TDS智能干选机采用X射线识别方法，通过大数据分析，对煤与矸石进行数字化识别，然后驱动高频气枪喷吹改变矸石(或煤)的运动轨迹，实现煤与矸石的精确分选。TDS智能干选机工作原理见图1。

图1 TDS智能干选机工作原理

TDS智能干选机分选过程不用水，无脱水脱介等环节，大大简化系统，可降低块煤分选过程造成的块煤损失，提高了块煤产率。已投产的王家塔项目采用TDS智能干选机代替浅槽实现块煤分选、兖矿转龙湾项目采用TDS智能干选机代替跳汰实现块煤分选，选后产品直接销售，项目投产后块煤产率得到提高，取得不错的防碎效果[14]。

2 块煤防碎新方法

TDS智能干选机可解决分选过程造成的块煤损失，并且对于处理大块的TDS智能干选机，执行“打煤”工艺，超大块及杂物自然落入矸石，在分选的同时具备除杂、除大块能力，与传统分选工艺相比，系统简洁。由此提出一种块煤防碎新方法，将筛分和TDS分选系统作为装车系统中的一环，即将筛分、分选、仓储系统精简整合，取消块煤产品仓储，将TDS智能干选系统和产品地销系统整合为一个装车系统，仅在分选前设置仓储系统。

3 块煤防碎新方法特点及应用效果

3.1 有效增加块煤产率

3.1.1 减少转运环节损失

块煤在分选工作中经转运、仓储等环节导致块煤破碎严重，块煤破碎的主要原因为生产过程中跌落导致的，对于大于50 mm块煤，新方法与典型传统浅槽分选作业环节对比见图2。作业环节统计结果见表2。

从表2可以看出，对于运输距离，传统浅槽分选运输长度为360 m，采用TDS智能干选新方法，块煤从原煤仓至产品仓底运输长度约100 m，降低约72.2%；对于跌落高度，按80%高仓位计算，传统浅槽分选为56.0 m，TDS智能干选新方法跌落高度为26.1 m，降低约29.9 m，降低53.4%，各转载作业环节跌落高度小，有效降低跌落高度，提高块煤产率。

表2 大于50 mm块煤作业环节对比

1—原煤来煤带式输送机；2—原煤仓；3—给煤机；4—原煤转载带式输送机；5—原煤分级筛；6—振动布料器；7—TDS智能干选机； 8—产品带式输送机；9—大块精煤转载点；10—大块原煤分级筛；11—手选带；12—除铁器；13—大块原煤破碎机；14—原煤转载 带式输送机；15—原煤分级筛；16—块煤入洗带式输送机；17—块煤脱泥筛；18—浅槽分选机；19—精煤脱水脱介筛； 20—产品带式输送机；21—块煤仓；22—块精煤给煤机。 图2 200～50 mm块煤作业环节对比

3.1.2 减少次生煤泥

块煤采用浅槽分选，遇水易崩塌分解，会产生次生煤泥，次生煤泥通过后续环节回收后作为煤泥产品，TDS智能干选机采用先进的检测及执行技术，分选过程不需水，几乎不产生煤泥，不产生该部分损失。

以生产规模3.0 Mt/a选煤厂为例，大于50 mm块煤产率为25%，其中精煤含量为50%的情况下，依据《煤炭洗选工程设计规范》浅槽系统次生煤泥产率按3%，采用TDS工艺每年可减少煤泥量：3.0Mt/a×25%×50%×3%=1.125 万t。

3.2 节省加工费

智能干选系统简单，节省了人工成本；设备台数少，备品备件及维修费用低；装机功率比浅槽少，电耗少，并且没有水耗及介耗，系统加工成本低于浅槽分选系统[15]。

同样以生产规模3.0 Mt/a选煤厂为例，大于50 mm块原煤产率为25% 。智能干选系统加工费约为2 元/t块煤，浅槽块煤加工费约为4.5 元/t块煤，智能干选系统比浅槽系统吨煤加工费节省2.5元，智能干选系统每年节省加工费：3.0Mt/a×25%×2.5=187.5万元。

4 结 语

根据目前防碎措施，结合TDS智能干选技术发展现状，提出一种块煤防碎新方法，该方法取消产品仓储环节，将TDS智能干选系统与产品地销系统整合为装车系统，整个系统仅需在分选前设置仓储环节，大大简化系统，有效减少块煤跌落高度，并且块煤分选不见水，提高精煤产率，节省系统加工费。新方法的提出为块煤防碎提供了一个新思路。需要注意的是，新方法应用时，TDS智能干选机作为产品装车系统的一环，需考虑TDS智能干选机与装车系统能力及装车工作制度相匹配的问题。