矸石泥化对煤泥水处理系统的影响与优化

摘 要：近年来随着榆家梁矿井开采程度的不断加深，原煤煤质逐渐变差，细粒级含量逐渐增多，特别是颗粒细、矸石量大且一泥化的4-3煤量的增加，将直接影响选煤厂煤泥水处理系统的效率，在有限的处理系统内，需要增加煤泥水谁的处理时间，间接影响到选煤全系统的生产效率、入洗率。因此对煤泥水处理系统的优化就成为选煤厂研究的主要课题，通过对煤泥系统优化改造、对矸石泥处理工艺环节的优化、对浓缩池给药系统的优化以及管理方面的优化，提升了煤泥水处理系统的效率，保证了选煤厂的正常入选生产。

关键词：矸石泥化;煤泥水;优化改造;效率

引言

榆家梁选煤厂隶属于神东煤炭集团洗选中心，是一座现代化矿井型选煤厂，系统年设计能力1800万吨，榆家梁选煤厂现有的生产工艺为块煤浅槽重介分选系统，使用磁铁矿粉作为分选介质。原煤由5-2煤和4-3煤组成，生产工艺为5-2煤和4-3煤混合入选的生产模式。当前主要分选工艺流程为，原煤13mm分级，13---200mm筛上物入选，入选块煤经脱泥筛脱泥后进入重介质浅槽分选，精煤经双层脱介筛脱介脱水，上层块煤经破碎机破碎后进入精煤仓，下层经精煤离心机脱水后进入精煤仓或者混煤仓，煤泥经分级旋流器分级，溢流进入浓缩池，底流经弧形筛、煤泥离心机脱水后掺入混煤，筛下水和离心液回流煤泥桶，浓缩池底流经加压过滤机脱水后掺入混煤，小于13mm末原煤不入选，与水洗粗、细煤泥混合后作为混煤产品，分选矸石经脱介脱水后直接外排。

1 煤泥处理存在问题

近年来随着矿井开采程度的不断加深，原煤煤质逐渐变差，细粒级含量逐渐增多，2022年榆家梁矿井年计划产量下降为700万吨，其中5-2煤万吨，4-3煤万吨，其中优质5-2煤产量逐渐减少，4-3煤逐年增产。4-3煤具有黏土矿物含量高，粒度细，矸石量大且易泥化，灰分高等特点，原煤水分高不利于筛分，筛分效率变差，导致细煤泥灰分逐渐升高且产率增加，造成选煤厂煤泥水处理系统压力增大，这些细粒与极细粒含量的增加，直接导致浓缩池煤泥沉降效果变差，浓缩池爬架扭矩升高，溢流水变黑;压滤上料困难，成饼反吹变差，水分增加排出困难。严重制约煤泥水处理效率，且黏土类矿物含量越高，煤泥水处理效率越低。

2 对影响煤泥系统优化改造

2.1 对原煤分级筛的优化改造

榆家梁选煤厂原煤分级由5台香蕉筛，分别为2#筛分2台，1#筛分3台，其中1#筛分两台筛机设计为单溜槽给料，受筛面宽度的影响，不能实现全宽给料，致使筛机出现偏载，加之溜槽安装的不合理，筛后筛面未能全部利用，从而大大影响筛分效率，2021年通过对两台筛机的给料溜槽改造，由单溜槽给料，该造为双溜槽给料，通过配筛插板的合理调整，实现了全宽给料，且在安装溜槽角度的调整，实现了筛面的全部利用，消除了偏载带来筛分效率低的情况。同时对其中一台筛机安装预筛分插板溜槽，通过预筛分一部分煤泥直接成为筛下物，降低筛机给料的煤泥量。另外原煤水分高，直接影响筛分效率，原煤分级筛给料胶带机的副溜槽大量煤泥是通过清扫水冲洗进入分级筛，这样就增加了原煤水分，造成筛孔堵塞，降低筛分效率，通过改造副溜槽煤泥的清理方式直接经煤泥管道进入煤泥水系统进行处理，通过原煤分级筛给料的改造，筛分效率在原来的基础上提高了2%，大大降低了进入分选系统矸石细泥含量，效果显著。

2.2对矸石泥处理工艺优化

（1）矸石泥化是影响煤泥水处理系统的直接因素，通过对矸石脱水脱介筛及矸石胶带机回煤矸石泥处理过程的优化，主要通过新型脱水型筛板，将矸石筛二层条缝筛板由原来的0.5mm更换为0.35mm，矸石泥的大量及时排出，降低了系统内矸石泥的循环量。同时改造了脱介喷水喷头，安装新型水量小，压力大的喷头，在保证脱介的情况下，降低了喷水量，减少了矸石细泥进入煤泥系统，效果显著。

（2）将两条转载的矸石胶带机矸石泥回收路径进行了优化，将原来直接进入稀介质泵坑，稀介质泵坑磁选后进行回收，现通过对管道的优化，将矸石泥回收到矸石泥泵坑泵，同时也将煤泥离心机的滤液水优化到回收泵坑，由泵坑在转载至矸石筛出料端脱水后直接排放。通过改造有效缓解了煤泥水泥化现象，提升了煤泥水处理效率。

2.3对浓缩池给药系统优化

（1）凝聚剂聚合氯化铝（阳离子）与絮凝剂聚丙烯酰胺（阴离子）药剂添加点的改造，阳离子的制药系统原来在二楼，添加点通过管道加入浓缩池入料的煤泥管中，且距浓缩池稳流桶距离较短，不能与煤泥水充分混合，现通过在主厂房的三楼新安装一套阳离子制药系统，添加点通过管道直接进入煤泥系统的篦料箱，较之前能与煤泥充分的融合，同时加粗给药管，不受加药量的影响;阴离子的添加点也由原煤管道内的添加，改造到距离浓缩池15米远的煤泥管道内，且实现了添加药剂量的可视化，可以直观的观察给药频率实际药剂的药量，同时实现了阳离子与煤泥水的先混合，阴离子与煤泥水的后混合，通过添加点的优化改造，保证了药剂与煤泥水的彻底融合，延长药效作用时间，充分发挥了药效作用，实现了煤泥水的有效沉降，压滤系统的高效处理。

（2）药剂添加的比例控制，通过大量煤泥沉降实验，得出经验阳离子给药量是阴离子给药量的2倍较为合适，浓缩池煤泥的沉降速度快，溢流的澄清浓度小，浓度为5g/m3，。阴离子原来使用纯国产聚丙烯酰胺，此药剂絮凝的分子量小，仅有1200万，不能满足浓缩池煤泥水的正常沉降，现采购一部分进口聚丙烯酰胺，此药剂絮凝的分子量为2000万以上远大于国产药剂，对于浓缩池煤泥水的沉降效果显著，也通过大量煤泥沉降实验，使用国产与进口药剂1：2的比例制药添加，既减少使用纯进口药剂成本的增加，也能保证浓缩池煤泥水的正常沉降。同时浓缩池安装新技术设备浓缩池澄清层厚度检测仪，通过澄清层厚度的变化，及时合理调整给药量，保证澄清水层厚度不少于2米，扭矩盘爬架地位不大于25%，溢流浓度不得超过20g/m3。比例调整后浓缩池底流浓度也由300g/L增加至500g/L，增加了压滤机滤饼的成饼厚度，压滤机处理效率明显提高。

2.4管理优化

鉴于榆家梁选煤厂4-3煤的特性，以及矿井周期性出现搬家倒面，过构造淋水大，割顶割低厚的现象，可通过及时与矿井沟通，优化采煤工艺，降低割顶割低厚度，降低原煤的矸石量从而减少煤泥系统的矸石泥量，淋水较大，采取有效措施，减少淋水进入原煤，从而降低水分大造成筛分效率低煤泥处理系统的影响。同时可通过给煤机灵活控制4-3煤与5-2煤的入选比例，减少进入入选系统的矸石量。还有，通过对压滤机滤布的更换，由原300目滤布更换为200目滤布，比例为200目与300目1：1，提高了压滤滤布的疏水性，也提高了压滤机的处理效率。

结语

榆家梁选煤厂通过对煤泥水处理系统存在问题的分析，通过对原煤分级筛的优化改造，提高筛分效率，减少矸石细泥含量进入煤泥系统。对矸石泥处理工艺优化，通过矸石筛使用新型筛板，矸石泥回收途径的优化，有效缓解了煤泥水泥化现象，提升了煤泥水处理效率。对浓缩池给药系统，给药点给药比例的优化，保证浓缩池煤泥水的正常沉降，也使压滤机处理效率明显提高。也通过管理方面与矿井的沟通，调整比例，也提高了煤泥水系统处理效率，改造优化后，提升了煤泥水的处理能力，保证了选煤厂的正常入选生产。

参考文献：

[1]谢光元. 选矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001，547-582 .

[2]李小鹏. 煤泥系统提质增效优化实践[J].洁净煤技术，2021，（27），32-34.

作者簡介：刘明亮（1982-），男，陕西榆林人，工程师，研究方向为煤炭洗选加工、智能选煤厂建设。