高阳煤矿选煤厂重介质系统降耗新方法研究

王建兵

(山西焦煤汾西矿业集团 高阳煤矿选煤厂，山西 孝义 032300)

介耗指标是重介质选煤厂的主要技术经济指标之一，介耗高低不仅关系到原材料消耗量的大小，而且还影响重介生产系统能否保持正常和稳定[1-2]。高阳煤矿选煤厂是入洗量6.0 Mt/a的矿井型选煤厂，一期系统入洗能力为4.0 Mt/a，二期系统入洗能力为2.0 Mt/a。选煤工艺采用原煤预先脱泥—有压重介质旋流器主选—粗煤泥分选—细煤泥浮选—尾煤压滤的联合工艺[3]。

1 重介系统工艺及存在的问题

高阳煤矿选煤厂重介系统工艺为原煤经脱泥筛预先脱泥后，0.75～50 mm粒级物料与合格介质混合后由泵给入有压三产品重介旋流器进行分选，精煤、中煤产品先后经弧形筛、香蕉振动筛及离心机脱水脱介后成为精煤、中煤。矸石经弧形筛、香蕉振动筛脱水脱介后进入矸石胶带机。弧形筛和香蕉振动筛合介段筛下物进入合格介质桶，香蕉振动筛稀介段筛下物进入稀介质桶，经磁选机回收介质后磁选精矿返回合格介质桶，尾矿进入煤泥水系统。

选煤厂介耗近年偏高，经检测发现精煤产品带介量偏高，达到1.3～1.4 kg/t，是导致介耗偏高的一个主要因素。通过现场检查及分析发现，导致精煤产品带介量高的主要问题有以下几点：

(1)精煤筛脱介面积不足，筛上物料层厚，脱介困难。

(2)不锈钢筛板筛缝易粘挂杂物堵塞筛缝，影响脱介筛筛分效率。

(3)脱介筛设2道喷水，喷水量不足，脱介不充分。

因此如何采取合理措施，提升脱介筛脱介效果，减少精煤产品带介量，从而降低介耗，是高阳煤矿选煤厂当前亟需解决的一个难题[3-4]。

2 原因分析

(1)精煤筛筛上物料层厚，脱介面积不足。主要是由于近些年井下地质条件变化及机械化程度的提高，选煤厂入洗原煤中末煤及煤泥含量逐步加大，造成精煤脱介筛上物料粒度减小，比表面积增大，精煤表面带介脱除困难且透筛效果差，精煤产品带介量偏高[5]。但是由于受场地空间限制，无法通过更换大型脱介筛或增加设备的方式增加脱介能力。

(2)不锈钢筛板筛缝易粘挂杂物，堵塞筛缝，主要是由于不锈钢筛板筛条硬度大，弹性差，原煤中细丝状杂物易粘挂至筛块下方，造成筛缝堵塞，筛上物透筛率下降，脱介效果变差。

(3)脱介筛设置2道喷水，喷水量不足，喷水打不透料层，精煤筛上底部精煤中附着的介质不能有效脱除，导致精煤产品带介量偏高，需增加喷水量来提高脱介效果。

3 改造方案

经厂技术人员现场研究及讨论，决定通过采用“新型TP筛板+双幕喷嘴”联合改造方法来解决精煤产品带介量偏高的问题。

3.1 新型TP筛板改造

将精煤脱介筛筛块由现有的不锈钢筛块更换为新型TP筛板，以解决精煤筛筛上物料厚，脱介面积不足和筛板筛缝易堵塞的问题。

(1)TP筛板采用山型结构，筛网的锥形角度为60°，筛网开孔率增加1倍，如图1所示。在筛分物料的过程中，使物料与筛板两侧进行切割运动，促进了细颗粒透筛。新型TP筛板在水平方向脱介面积与不锈钢筛板脱介面积持平，但在垂直方向可增加切割面积 1.732倍，乘以切割系数0.3，约增加脱介面积50%，且筛网的弹性较好，不易堵孔，提高了筛分效率，从而进一步提升脱介效果。

图1 TP筛板结构

(2)新型TP筛板材质采用特殊耐磨三组分聚氨酯材质，耐磨耐腐蚀性、抗断裂强度、可塑性等较不锈钢筛板更高，不粘连筛上物料，可有效解决筛板的筛孔堵塞问题，脱水、脱介效果更佳。

3.2 双幕喷嘴改造

将精煤脱介筛上单幕扇形喷嘴改为双幕喷嘴，在现有脱介筛喷水管路不改变的情况下，增加了脱介筛喷水量，解决了因喷水量不足，导致精煤带介量高的问题，与普通喷嘴相比，其主要优点如下：

(1)由于双幕喷嘴有前后2个喷水孔，可以同时喷出2道水幕，只需1道喷水管路就可达到2道喷水的效果；

(2)该喷嘴采用超高分子材质，喷嘴出水阻力小，脱介效果好，耐磨性好。

4 应用效果和经济效益

4.1 应用效果

高阳煤矿选煤厂在一期重介系统313、314精煤脱介筛和二期重介系统2308精煤脱介筛上使用“新型TP筛板+双幕喷嘴”。使用前后的应用效果对比见表1。

由表1可知，采用“新型TP筛板+双幕喷嘴”的新方法可显著提升精煤脱介筛的脱介效果，精煤产品带介量平均降幅0.36 kg/t，重介系统精煤产率占全样52.08%，由此计算，选煤厂介耗可降低约0.19 kg/t。

表1 使用前后对比数据

4.2 经济效益分析

(1)节约介质费用。高阳煤矿选煤厂入洗原煤4.5 Mt/a，采用新方法后选煤厂介耗降低0.19 g/t，磁铁矿粉价格600元/t，可节约介质费用51.3万元/a。

(2)成本分析。高阳煤矿选煤厂一期、二期重介系统3台精煤脱介筛共使用610 mm×610 mm不锈钢筛板180 块，筛板使用寿命为6个月，单价840元。新型TP筛板的尺寸为305 mm×610 mm，筛板使用寿命为9个月，单价1200 元。以使用寿命1 a为基准对比2种筛板的成本。

每年使用不锈钢筛板360块，筛板成本费用为30.24万元/a；每年使用新型TP筛板480块，筛板成本费用为57.6万元/a。经计算，新增筛板成本费用27.36万/a。

3台精煤脱介筛共使用78个双幕喷嘴，双幕喷嘴成本50元/个，单幕喷嘴成本30元/个，年新增喷嘴成本费用为0.156万元。

由此可得出，新方法综合节约成本费用=节约介质费-新增喷嘴成本费用-新增筛板成本费用=51.3-27.36-0.156=23.784(万元/a)。

5 结 语

综上所述，针对高阳煤矿选煤厂精煤脱介筛脱介效果差、产品带介量高的问题，采取“新型TP筛板+双幕喷嘴”联合改造措施，通过使用新型TP筛板有效提升了脱介筛脱介面积，消除了筛缝堵塞的现象，达到提高脱介能力的效果，采用双幕喷嘴可有效克服选煤厂脱介作业环节中因喷水量不足导致脱介效果差、介耗偏高的问题，减少重介精煤产品带介量，降低了选煤厂介耗，并取得经济效益。