凉水井选煤厂能力提升工艺优化设计
1 概 况
凉水井选煤厂为矿井型动力煤选煤厂,入洗原煤全部来自于凉水井矿井。选煤厂现有4.0Mt/a末煤洗选系统和3.0Mt/a块煤洗选系统各一套,依照选煤厂现有工艺流程,受原煤分级粒度制约,选煤厂能发挥出的最大处理能力为6.00Mt/a。凉水井矿井原提升能力为6.00Mt/a,工作面水平延伸后达到8.00Mt/a。由此可见,选煤厂处理能力和矿井提升能力不匹配,必须提升选煤厂的处理能力,使之与矿井能力一致。
凉水井选煤厂原工艺流程为:200~30mm块原煤通过块煤洗选系统进行分选,-30mm末原煤进入末煤洗选系统进行分选,采用200~30mm重介浅槽分选,30~1.50mm两产品重介旋流器选,1.50~0.25mm螺旋分选机分选,-0.25mm煤泥压滤直接回收的联合工艺流程。
2 煤质特征
2.1 粒级与产率
凉水井煤矿自建设以来十余年,井下煤质及开采原煤粒度组成均发生变化,不同时期的《凉水井煤矿4-2煤层可选性煤样筛分浮沉试验报告》中的原煤筛分试验报告表见表1~3[1-3]。
表1 原煤筛分试验报告表(2006年)
![width=357,height=111,dpi=110](https://qkk.lw71.com/uploads/image/2018/05/2fcd61fa7e1b3c64a07f81b0b6866796.png)
粒级/mm产品名称占全样γ/%Ad/%+30煤43031156330~05煤47695121905~0煤92742533原煤总计1001489
注:凉水井煤矿4-2号煤可选性试验报告采自凉水井煤矿主井大巷掘进工作面,距井口800m。
表2 原煤筛分试验报告表(2009年)
![width=357,height=134,dpi=110](https://qkk.lw71.com/uploads/image/2018/05/ed2a8dc102cb2b549d5e8305501024db.png)
粒级/mm产品名称占全样γ/%Ad/%200~30煤矸石49033801221848630~05煤4177274705~0煤5403950原煤总计100002282
注:生产大样取自带式输送机。
表3 原煤筛分试验报告表(2015年)
![width=357,height=152,dpi=110](https://qkk.lw71.com/uploads/image/2018/05/5072efb5eb8fea0c5a709fd786059be6.png)
粒级/mm产品名称占全样γ/%Ad/%200~30煤2896362730~22煤657127022~4煤400619854~05煤1870242605~0煤5712780合计100002541
注:生产大样取自带式输送机。
从表中可见,+30mm块原煤产率由近50%降至28.96%,相应的30~0mm的末原煤含量大幅增加,因此,选煤厂能力提升的设计首先要均衡块煤洗选系统和末煤洗选系统的入洗量,解决块煤系统处理能力过剩,末煤系统处理能力不足的生产现状。因此设计需解决的问题是:在对煤质资料充分分析计算和对选煤厂现有生产环节核算的基础上,充分发挥现有块、末煤两套洗选系统的能力,彻底解决选煤厂生产能力不匹配的问题,使选煤厂综合生产能力达到8.0Mt/a,以满足矿井水平延深后的需要[4]。
进入末煤洗选系统的原煤量约5.0Mt/a,超出该系统4.0Mt/a的额定处理能力。末原煤应先脱出约1.0Mt/a的粉煤后再进入末煤洗选系统进行洗选,脱出的粉煤根据用户对产品发热量的要求回掺到末精煤中作为最终的末精煤产品销售。
采用SPSS 22.0对日平均气压、日气压差、日平均气温、日气温差、日平均水汽压、日平均相对湿度、日降水量、日平均风速、日极大风速、舒适度指数等气象因素与面神经炎发病情况进行分析,计数资料采用χ2检验,计量资料采用t检验,不适用χ2检验和t检验资料,采用非参数检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。
2.2 矸石泥化
由4-2煤可选性大样自然级矸石泥化试验(表4)和4-2煤可选性大样破碎级矸石泥化试验(表5)知,自然级矸石泥化比在2.09%~2.61%之间,破碎级矸石泥化比在2.86%~3.15%之间,泥化比均在1.10%~10.0%之间,说明本矿矸石存在泥化现象,泥化程度属中等泥化程度[5-8]。
综上分析可知,在隐意的产生过程中,意图和交际期待是刺激条件,它们激发了所言;而所言是前提条件,是隐意产生的前提;语境是控制条件,保证了隐意的顺利传达。我们可以用图1来描述隐意的产生机制。
根据末煤洗选系统的处理能力及其需脱出的粉煤量,结合表3中原煤筛分组成、分级筛筛分效率以及厂房布置形式,将脱粉粒度定为4mm适宜。设计将脱粉筛布置在脱粉车间内,该车间与末煤洗选车间联建,联合建筑分开使用,操作管理非常便捷。现场已根据该设计完成技术改造,正常工况条件下,4mm脱粉效率达到甚至超过设计阶段预期的η=50%,实际脱粉效率实践应用效果良好[5-8]。
由上述分析结合粒度累计特性曲线可以看出:考虑筛分效率后,块煤分选系统分选下限为22mm,脱粉粒度为4mm最为适宜。
表4 4-2煤可选性大样自然级矸石泥化试验
![width=357,height=222,dpi=110](https://qkk.lw71.com/uploads/image/2018/05/4411235d6a85400d15547a0e09eff312.png)
项目第一次试验重复试验平均值+500μm998199699975产率/%-500+10μm018030024-10μm000490006500057+500μm试验筛筛下物百分数T/%019031025-10μm细泥重量百分数S/%000001001泥化比N/%261209235初始水分Mt/%421421421
注:泥化比即是小于500μm筛下物的百分数。
表5 4-2煤可选性大样破碎级矸石泥化试验
![width=357,height=217,dpi=110](https://qkk.lw71.com/uploads/image/2018/05/87ef3e886e63bb61eefc49affe224115.png)
项目第一次试验重复试验平均值+500μm997099729971产率/%-500+10μm029027028-10μm000860008800087+500μm试验筛筛下物百分数T/%030028029-10μm细泥重量百分数S/%001001001泥化比N/%286315301初始水分Mt/%353353353
注:泥化比即是小于500μm筛下物的百分数。
3 分选粒级
3.1 煤洗选系统入洗下限的确定
表3中+22mm占全样产率35.53%,考虑生产中煤质的波动性、筛分设备筛分效率等因素,结合凉水井选煤厂提供的块煤系统投产后选煤厂生产情况报表统计,通过计算块煤分选系统分选下限为22mm适宜。
根据凉水井煤矿煤层地质构造变化、块煤系统入洗量及各阶段性的筛分大样比对分析,重介浅槽分选机的分选下限范围为18~25mm,在实际生产中可根据筛上物含量调整筛孔,确保块煤系统入洗煤量。当煤质变化时,原煤分级粒度即块煤洗选系统的入洗下限可进一步下调,考虑到原煤分级效率及系统设备选型匹配等因数,系统正常运行时,重介浅槽分选机的额定处理能力为650t/h,以此来最终确定分级粒度的下限[1,3]。
3.2 脱粉粒度的确定
“中国”和“触电”成为全球腕表行业的最热门话题,这在媒体对年初日内瓦国际高级钟表沙龙的各方报道中亦得到了印证。
葱可调和腥膻等油腻厚味,并能产生特殊香味,刺激食欲。在冬季适当进食大葱,还可在一定程度上利用葱的抑菌作用,降低呼吸道和肠道感染的风险。
3.3 分级粒度小结
通过对原煤筛分浮沉试验报告和选煤厂生产情况报表进行统计计算,绘制出了入洗煤样的粒度累计特性曲线,如图1所示。
![width=346,height=190,dpi=110](https://qkk.lw71.com/uploads/image/2018/05/a024461f9a603ca642dd9d7ee2811fe5.png)
图1 入洗煤质粒度累计特性曲线
结合选煤厂煤泥水系统负荷极大的生产现状,如果采用全级入洗的能力提升方案,势必要扩建煤泥水处理系统,但选煤厂厂区内已无扩建场地,无处新增用于处理煤泥水的压滤车间、浓缩车间等设施,且当地煤泥销售困难,基本不产生经济效益。因此设计需解决的问题是:在不新增煤泥水系统的前提下,提升选煤厂原煤综合处理能力,减少煤泥产率,提高选煤厂经济效益。
4 优化后工艺流程及产品预测
凉水井选煤厂优化后工艺流程为:200~22mm块煤浅槽,22~0mm末原煤4mm脱粉,脱粉筛下4~0mm不洗选,22~1.5mm末煤有压两产品重介旋流器分选,1.5~0.25mm螺旋分选,煤泥压滤联合工艺流程。
能力提升后的产品情况详见表6。脱粉后入洗的工艺流程较全级入洗每年减少煤泥约40万t,该部分粉煤不仅没有进入煤泥水系统,且全部作为最终末精煤产品销售,年增加经济效益过亿元。
采用SPSS 19.0软件对数据进行分析处理,计量资料以(均数±标准差)表示,采用t检验;教学满意度为计数资料,以(n,%)表示,采用χ2检验,以P<0.05表示差异具有统计学意义。
表6 粉煤掺入洗末煤中直接销售的产品平衡表
![width=357,height=170,dpi=110](https://qkk.lw71.com/uploads/image/2018/05/04a12882d89b8217fb1fad6c43ff1a67.png)
产品名称数量γ/%p/(kt·a-1)质量Ad/%Mt/%Qnet,ar/(kcal·kg-1)洗块精煤小计2240179177561162618511末精煤小计48363868512111727551393煤泥1108886035003435277701矸石小计18171453876991419原煤总计100008000025411600455706
5 结 语
凉水井选煤厂已根据该优化后的工艺流程完成了施工调试,现生产运行正常,现场反应良好。凉水井选煤厂通过设计优化,达到了预计的设计效果:其块煤和末煤系统能力匹配,两洗选系统均充分发挥其处理能力;全厂综合处理能力增加至8.00Mt/a,与矿井提升能力匹配;选煤厂处理能力提升后,由于-4mm粉煤在水洗前即被脱出,从而降低了煤泥水系统的负荷,减少了泥化现象对生产系统的不利影响。
该工艺流程是在充分分析原煤煤质特征的基础上,充分结合选煤厂现有生产系统的实际情况,以最少的工程量、最低的投资额,在提升选煤厂处理能力的同时一并解决了生产中存在的问题,使全厂系统稳定、完善。该优化方案可实施性强,投资最低,管理方便,经济效益高。经优化后的选煤厂已经完成,经过实践认证,工艺流程恰当合理,生产系统运转正常,生产管理简单易行,是成功的、值得借鉴的一个改扩建案例。
参考文献:
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