汾西矿业洗煤厂炼焦配煤技术研究与行业展望

＊秦海沙

（山西汾西矿业（集团）有限责任公司洗煤厂 山西 032000）

引言

配煤的主要目的是将不同煤种、不同指标的原料煤，根据用户需求，通过物理方法按照计算比例进行均质化处理的过程，为后续洗选或炼焦做好准备。针对动力煤配煤，已有国家标准《动力煤配煤规范》（GB 25960—2010）进行指导，对于炼焦配煤，目前仍缺乏相关标准，需要整个行业不断研究、探索、进步。汾西矿业洗煤厂作为汾西矿业第一座大型选煤厂，先后承担着配洗、配售任务，为集团公司的原煤洗选及精煤销售做出了贡献。

1.汾西矿业洗煤厂概况

汾西矿业洗煤厂于1970年投产，负责洗选集团公司内部各矿井原煤。经过两次技术改造，目前洗选能力为400万吨/年，其中：跳汰+浮选系统和重介+粗煤泥分选+浮选系统分别为200万吨/年。

随着各矿井选煤厂的不断建设投产，汾西矿业洗煤厂煤源日趋紧张；加之集团公司各选煤厂精煤产品的煤种、灰分、硫分、挥发分等指标不尽相同，单独销售可能存在没有市场、售价偏低、质量过剩等情况。为解决上述困扰，汾西矿业洗煤厂着手建设配煤中心，并于2010年投产，配煤能力为500万吨/年。

2.原煤配煤入选

(1)配煤部分

集团公司各矿井在选煤厂投产达产前，均将原煤调入汾西矿业洗煤厂进行洗选加工，其中包括双柳、贺西、南关、曙光、水峪、柳湾和高阳等矿井。2018年，双柳新建300万吨/年选煤厂投产后，标志着汾西矿业各存量矿井选煤厂均与矿井生产能力匹配，可满足本矿生产。随之，汾西矿业洗煤厂洗选环节的重心转向洗选内部资源整合矿井原煤。

在入选存量矿井原煤期间，因各矿井原煤的煤种、指标及可选性不同，尤其硫分差别较大（0.4%～2.5%），为合理利用内部煤炭资源、实现集团公司整体效益最大化；汾西矿业洗煤厂将不同原煤根据其特征进行配煤入选。

首先根据不同原煤的可选性、煤质指标等，制定配洗方案，确定配比进行配洗。洗选期间根据煤质变化、来煤情况、过程指标，对操作参数进行调整。配洗部分共有20个原煤配煤仓，可分为四组，分别存储不同原煤[1]。通过将计算好的配比输入配煤系统，系统通过控制给煤机台数和给煤量进行精准配煤，控制系统如图1。

图1 配煤自动化控制系统图

通过上述方法，原煤配煤后，经洗选后得到的产品质量合格、稳定，主要生产八级、九级、十级优质炼焦精煤。当时打造出了“晋柳王”品牌，为集团公司赢得了市场。

配煤入选的关键指标为各种原料煤的配比，下表是某一时期内所使用的配比，因原煤指标有波动，所以配比也会随之变化，以生产出合格产品。

表1 原煤配煤入选配比表

(2)洗选部分

②重介+粗煤泥分选+浮选系统。入选原煤进入主厂房后，经原煤分级脱泥筛分成两部分：50～1mm粒级、1mm以下粒级。50～1mm粒级原煤给入无压三产品重介旋流器，以单一低密度悬浮液进行分选，分选出精煤、中煤和矸石三种产品，分别经弧形筛脱出合格介质、再经振动筛脱介，精煤、中煤再经离心脱水分别作为精煤、中煤产品装仓，矸石作为最终矸石产品。

1mm以下粒级先进入深锥浓缩机，其底流由泵打给TCS干扰床分选机进行分选，TCS分选机精矿进入精煤泥桶，与精煤磁选机尾矿一起由泵打到分级旋流器组，其底流经高频叠层筛脱水后进入精煤离心机脱水，溢流进入浮选系统。TCS分选机尾矿随矸石磁尾经弧形筛脱水后进入高频筛脱水，筛上物根据灰分情况可进入中煤或矸石。

浮选精煤用泵打到精煤加压过滤机和快开压滤机脱水后，作为精煤产品；浮选尾煤进入尾煤浓缩机进行处理。

3.精煤配煤销售

(1)配煤系统介绍

汾西矿业洗煤厂配煤中心设计配煤能力为500万吨/年，主要分为原料煤存储、配煤和产品装车三部分。原料煤来自集团公司内部选煤厂及本厂自洗产品，外来煤通过火车和汽车运输至厂内。原料煤根据灰分、硫分等指标装入不同筒仓存储。配煤中心经历过一次技术改造，技改前存在数据传输信号误差大、给煤量不稳定等问题，技改后采用光纤传输，优化了配煤控制系统，设置了空气炮自动控制系统，有效提高了配煤效率，满足了客户需求[2]。

配煤中心共设有6个6000吨容量的配煤仓，每个仓下有4台称重甲带式给煤机，给煤机可变频调节，调节范围为180～1500t/h。按照用户对精煤产品的灰分、硫分、挥发分等质量要求，由控制系统根据配煤比例调整各仓下给煤机的给料量，将所需精煤给入带式输送机运至装车系统。在配煤仓下按照配煤比例配好的精煤产品通过带式输送机运至火车快速定量装车站、汽车装车仓和现有铁路装车仓中[3]。

配煤中心的建成投产，能将汾西矿业集团各选煤厂的精煤产品按照市场和用户要求合理配煤，避免精煤重复洗选造成的经济损失，使煤炭资源得到更合理有效的利用，实现集团公司整体利益最大化。

(2)配煤参数

①配煤比例。汾西矿业洗煤厂配煤环节原料煤来源为：高硫煤以高阳和水峪精煤为主，低硫煤以贺西、双柳、曙光和宜兴精煤为主。以下以高阳、双柳和贺西精煤配售为例。

综上所述，本研究发现ER阳性乳腺癌细胞在对他莫昔芬产生耐药性后，增殖相关蛋白的表达水平升高，同时PGRN的mRNA和蛋白水平也升高；而干扰PGRN表达后，增殖和抗凋亡相关蛋白的表达水平下降，耐药细胞对他莫昔芬的敏感性增强。后续本课题组将深入探讨PGRN影响他莫昔芬耐药产生的具体分子机制，寻找其上游调控分子以及下游效应分子，以期为临床上治疗对他莫昔芬抵抗的乳腺癌患者带来新的机遇和希望。

根据煤质指标分析，高阳精煤为高硫瘦煤、双柳精煤为低硫肥煤、贺西精煤为低硫焦煤，其中高阳精煤从硫分、胶质层最大厚度、挥发分等角度分析均不适合直接用于炼焦，需与双柳、贺西精煤进行配煤，以此解决低品质煤的销售问题，节约稀缺炼焦煤资源[3]。原料煤煤质指标如表2所示。

表2 原料煤指标表

表3 产品指标表

根据客户需求，以及高阳、双柳和贺西精煤煤质指标，确定配煤比例为4:3:3，并对产品进行了试验分析，结果满足客户要求。

通过上述措施，汾西矿业洗煤厂充分利用了铁路资源、洗选资源和仓储优势，将集团公司内部资源进行了合理配煤，创立了“汾矿洗煤厂焦精煤”商标，为集团公司开拓市场奠定了基石。

②镜质组平均最大反射率。用镜质组反射率指标指导配煤生产，可以客观地判别煤种及确定混煤中不同煤种的配合情况，镜质组平均最大反射率目前是鉴别混煤的有效手段。

一般的镜质组平均最大反射率区间为：长焰煤0.4%～0.6%；不黏煤0.5%～0.7%；弱黏煤0.7%～0.9%；气煤和气肥煤0.7%～0.8%；1/2中黏煤0.9%～1.1%；1/3焦煤0.9%～1.0%；肥煤1.0%～1.1%，但仍有较多1/3焦煤；焦煤1.2%～1.6%；瘦煤1.6%～1.8%；贫瘦煤1.7%～1.9%[4]。

（3）国内其他配煤技术分析。区别于常规炼焦配煤均在-50mm范围内操作，还有预先粉碎的配煤方法，此种方法能够较好的实现均质化，能够改善物料的粒度分布。一般是将各原料煤分别粉碎后按比例给入进行配煤，或按比例分别给入胶带输送机后进行粉碎，然后再进行配煤。还有一种是选择性粉碎，是先将粉碎到一定程度的煤过筛，筛上物进行再粉碎，这样可避免过粉碎。

此种配煤方法可利用小部分非炼焦煤进行配煤，替代优质焦煤，可以有效降低配煤成本；可有效增加产品的均质化程度；因加入粉碎环节，造成工艺流程增加，加工费成本增加；但可能会将粗颗粒配煤情况下的某些低品质原料煤加入的不可能变为可能。如果实施，需综合考虑成本、工艺系统、用户对粒度的要求等。

4.智能化配煤展望

智能化配煤的基础是在线煤质检测设备和给煤设备的高精确度及实时性。对于原料煤来源相对固定的配煤环境，需至少对灰分、硫分进行在线检测。给定用户需求后，根据对原料煤和产品指标的实时检测结果，在线自动调节给煤机开启台数及给定量，可根据煤质变化进行自动微调，形成闭环控制，保证精准配煤，不需要人工参与。若对混煤种类有要求的，配合使用在线镜质组反射率检测设备。

目前煤质在线检测设备按照检测硬件主要分为有源和无源型，从企业管理角度考虑，最好选用无放射源型[5]。但是无源型检测精度及检测指标范围相对较低。目前急需在线检测设备的技术不断发展，能够达到实时、准确输出的目标。

另炼焦配煤与动力配煤的一个重要区别是煤的仓储，因炼焦煤黏度相对较大，易造成下料不畅、蓬仓等情况，需研究可靠的在线清仓或防堵设备，保证煤仓给煤机下料通畅。

5.炼焦配煤行业发展建议

（1）配煤企业需加强与钢焦企业、大学院校、科研院所的交流合作，进一步提高配煤技术水平，培养专业人才，业内人士共同努力，研究推动技术进步，为更好地节约稀缺炼焦煤资源做出贡献。（2）优化配煤结构，进一步提高非炼焦用煤的配煤比例，促进焦炭质量稳定，降低成本，重视小焦炉试验。（3）根据客户需求进行定制化生产，尽可能在源头利用配煤技术，生产直接可供钢焦企业进行炼焦的产品，不需其进行二次配煤。努力将煤这种非标准品，通过配煤技术提升、科学管理等方法，尽可能接近标准品。（4）新建选煤厂时考虑其原煤配煤入选和精煤配煤销售的可能性及需求，可配套建设相关系统或预留位置。（5）积极研究、发展在线检测、煤量控制以及清仓、防堵技术，最终实现给定用户需求后自动调节、闭环控制、无人操作，真正实现智能化配煤。

6.结语

汾西矿业洗煤厂从最初的配原煤洗选，到目前的配精煤销售，均为适应汾西矿业发展及市场形势的有力措施，先后打造了“晋柳王”品牌和“汾矿洗煤厂焦精煤”商标，为集团公司的发展做出了贡献。从行业角度分析，炼焦配煤技术的发展，可充分利用各种煤的结焦特性取长补短，改善冶金焦炭质量。合理利用煤炭资源、节约优质炼焦煤、扩大炼焦煤资源。但对于煤质在线检测、精准给煤及智能化配煤等方面仍需继续研究、探索。对炼焦配煤技术的研究不仅可提高经济效益，还可取得社会效益。