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          本文由河南能源化工集團教授級高工張振紅發表在《煤炭加工與綜合利用》期刊2019年第11期上,原題目為“干法選煤在河南能源貴州公司的實踐與推廣應用”。本平臺對內容有刪減,配圖根據文章內容斟酌選用。


          正文開始前,先欣賞下標準化干法選煤廠的魅力!

            


          貴州豫能投資有限公司是河南能源化工集團有限公司的二級公司(簡稱“貴州公司”),公司擁有煤炭可采儲量31.12億t;現有新田、黔金、高山、糯東、安順和轎子山煤礦等6對生產礦井,原煤發熱量平均18.81MJ/Kg,原煤硫分在0.7%~3.0%(最高達4%以上)。

          1貴州公司煤炭加工發展概況

          貴州公司現有生產礦井中,新田礦建有設計生產能力1.20Mt/a的塊煤重介質、末煤旋流器分選的選煤廠;黔金礦2006年建設一套9m2FGX干法選煤系統;2010年轎子山礦平井投入使用12m2FGX選煤系統;2016年分別在轎子山礦新井和安順礦建設12m2和24m2復合干法選煤系統;2018年將黔金礦干選系統改造為分選塊煤;2018年,考慮貴州公司所屬黔希煤化工的投產,為實現由公司內部礦井供應燃料和原料煤,在新田礦建設18m2復合干選系統,用于末煤預排矸,解決原煤灰分高、矸石易泥化導致末煤系統難以正常運行的難題;在黔金礦采用ZM300干選機分選末煤,在高山礦采用ZM150干選機加工原煤,結合各礦開采的煤層質量變化,分時段為黔希煤化工提供燃料煤和原料煤。

          2 干法選煤在貴州公司的實踐

          2.1 轎子山礦

          2.1.1 實施效果

          由于轎子山煤礦屬一礦兩井共用一個儲煤場,且煤場面積狹小,建設煤炭加工系統受空間限制的實際,為此,2016年針對新井系統安裝一套FGX-12干法分選系統。干選系統運行后的具體效果:新井原煤干選后,塊煤含矸率由以前的30%左右,降低到5%~8%,不僅避免了因煤炭質量不合格(含矸率高)導致各品種塊煤滯銷的問題,而且穩定的塊煤質量使銷售步入良性循環。項目實施后,2017年塊煤綜合售價較2015年提高319元/t,增加效益2900萬元;粉煤(末煤)熱值比篩分提高1136.96KJ/Kg,增加了市場煤發運量,減少了價格偏低的電煤銷售量,2017年市場粉煤數量較2016年增加46133.54t,價格提升171元/t,增加效益3000萬元。


          2.1.2 干選系統存在問題與改進措施

          轎子山礦平井的干選設備屬于早期產品,處理能力不足,約有30%原煤不能入選,且塊煤含矸率偏高。通過增加1臺膠帶運輸機,實現平井和新井原煤并聯,在新井搬家倒面期間,利用新井系統分選平井原煤,提高礦井經濟效益;同時在平井原煤落地點安裝一套運輸膠帶與新井干選系統返煤點相連,實現新井和平井兩套干選系統共享,在新井兩次工作面搬家期間,利用新井干選系統加工平井原煤,取得較好收益(見下表)。由下表可見,僅在新井兩次搬家倒面累計35d期間利用新井干選系統加工平井原煤就增收64.65萬元,同時避免了原煤粒度范圍過寬對用戶使用的影響。


          新井干選系統原設計是礦井來煤預處理后直接分選,但因井下難以做到均勻生產,不均勻的給料導致各品種塊煤含矸率波動較大,矸石夾雜塊煤較多。解決方案:延伸原煤膠帶,重新建設運輸與配煤系統,落地緩沖后返選,以保證入料均勻穩定,還可通過摻配、晾干等方式降低入料水分,改善分選效果,提高產品質量。

          2.2 安順礦

          2016年安順礦干選系統投產后,末(粉)煤發熱量較以前的篩末煤提高1254~1672KJ/Kg,塊煤含矸率由30%~50%降低到10%左右,折合噸煤售價增加15~20元,年增收1500萬元以上,系統運行4個月就收回了投資;并可根據用戶要求調節產品質量,增強對市場的適應性,且當原煤煤質越差、銷售越困難時,提質效果越好,干選的必要性越強。

          2.3 黔金礦

          2.3.1 老系統改造與應用效果

          黔金礦設計主采煤層為9號、4號煤層,9號煤地質構造多且煤層賦存不穩定,4號煤層薄且一直有夾矸。干選系統于2007年初投入運行,原設計分選混煤。由于設備屬于早期產品,且已嚴重老化、處理能力不足,該礦改為只分選塊煤。分選后各產品塊煤含矸率均高于20%,尤其是20~40mm小塊煤含矸率在30%左右,原煤質量差時含矸率甚至超過40%,且質量不穩定。礦井2019年開始開采15號煤(初步測算綜合塊煤率高于20%),如果不提高分選效果,對塊煤的綜合售價與企業效益影響會更大。

          參照轎子山礦新井2016年干選系統的運行效果,邀請廠家現場分析,認為對現系統改造后塊煤含矸率可控制在10%左右。于是投入20萬元主要對系統主風機和床面進行了更換。改造后塊煤含矸率達到了預期,經過測算,塊煤綜合售價提高21.65元/t。參照2017年全年80mm以下塊煤產率7.7%計算,原煤產量按0.45Mt/a計算,全年可創效75萬元。

          2.3.2 ZM300干選機實施效果

          黔金礦2019年2月開始回采15號煤,工作面受到陷落柱影響,原煤質量比投產前工作面順槽差,當時原煤發熱量在16.72MJ/Kg左右。2019年元月黔金礦ZM300干選機新系統開始安裝。進行工業性試驗時,原煤發熱量為15.56MJ/Kg,干選工業性試驗中粉煤發熱量提高到18.11MJ/Kg;與原煤相比,選后灰分降低7.79個百分點,低位發熱量提高2.55MJ/Kg??紤]部分時段由于工作面回采時受陷落柱黃泥影響,可以認為基本達到了預期目標。


          2.4 高山礦

          高山礦設計主要可采煤層為4號和9號。已開采的9號煤原煤發熱量平均在22.99MJ/Kg左右,全硫在2%~4%;4號煤原煤發熱量在14.63~18.81MJ/Kg,全硫在4%~6%。礦井僅配套建設篩分系統,雖然篩末煤發熱量比原煤可提高0.84~1.68MJ/Kg,但隨原煤質量變化而波動,且較頻繁;由于塊煤強度低,塊煤產率只有1%左右,發熱量只有12.54 MJ/Kg左右,不適合作為主導產品。

          參照河南能源嵩山礦復合干選系統運行情況,高山煤礦采用ZM150型干法分選機分選,項目一期僅用20d就進入調試階段。鑒于系統調試時,礦井只生產4號煤,且入選原煤平均發熱量只有12.44 MJ/Kg,通過干選機分選,精煤熱值平均提高3.94 MJ/Kg;精煤產率平均68.92%,硫分降低約1個百分點,達到了預期目的。由于工作面原煤質量差,經過干選加工可摻配做化工燃料煤。當工作面條件好轉時,干選精煤可直接作為化工燃料煤。

          高山礦2019年6月中旬9號煤工作面開始生產即采用干選系統進行分選??紤]該礦原煤中大于13mm粒級含量很低,只有不到5%,所以小于50mm粒級直接進入系統。高山礦9號煤經過干選加工后,灰分平均降低10.96個百分點,硫分降低1.14個百分點,發熱量提高3.80 MJ/Kg,達到23.08 MJ/Kg,基本達到化工原料煤要求。干選前發熱量20.90 MJ/Kg左右的末煤作為電煤售價為400元/t,干選后作為化工原料煤可銷售到736元/t,考慮到產率和加工費,噸煤增收206元。

          2.5 新田礦

          新田礦選煤廠設計能力1.20Mt/a,采用塊煤重介質淺槽、末煤脫泥無壓三產品重介質旋流器分選,主要產品洗塊煤(大、中、?。┯糜诨ず铣砂痹鞖?,洗末精煤用于高爐噴吹,篩末煤用于火力發電。設計煤質資料是采用同一礦區鄰近礦井生產煤樣,并進行相應調整,投產后不僅灰分偏高一倍,而且矸石易泥化。選煤廠重介質末煤車間設計處理能力227t/h,實際僅為80~100 t/h。受廠區條件限制,擴建煤泥水處理系統不僅沒有空間,而且投資很大,同時產生大量煤泥難以銷售。隨著黔希煤化工投產,為落實地方政策,實現企業綜合效益最大化,原設計洗末煤用于噴吹煤改為供應化工原料煤;結合干選技術發展應用情況,確定采用末煤預排矸,以提高入洗原料煤質量,從而降低系統煤泥量,替代大規模投資擴建煤泥水處理系統的改造方案。

          2018年7月經過采樣進行工業性試驗,同時考慮場地限制,經論證確定采用環保型的復合干選系統,2019年2月底開始試生產,結果見下表。


          由表可以看出,新田礦復合干選系統試生產期間,入選末煤水分平均7.4%,平均排矸率在6.5%左右,矸石灰分76.75%,發熱量平均提高1.53 MJ/Kg。隨著入料水分指標的變化,分選效果有相應變化。入選末煤水分越低,分選效果越好。通過對工業性試驗與試生產時入料水分變化對分選效果影響的分析,說明原料煤水分含量對干選系統的分選效果影響很大,因此對干選工藝原煤水分的控制較為關鍵。

          3 干選生產系統方案優化設想

          結合黔金礦ZM300干選機對15號煤分選效果的分析,根據煤質變化與黔希煤化工燃料煤供應的緊張程度和性價比,考慮進行測算分析中適時增加中煤產品,保證干選精煤可滿足化工用燃料煤質量要求,參照高山礦4號煤和9號煤的分選效果,可以預計黔金礦在9號煤正常生產時可以正常供應化工原料煤。

          結合高山礦和新田礦干選系統對4號煤和高山礦9號煤的分選效果,考慮黔希煤化工燃料煤和原料煤的供應緊張程度,統盤考慮通過增加中煤產品,減少中煤在系統中的循環,提高系統處理能力,按照需要,適時調整燃料煤和原料煤的供應比例,服從整體供應需要,實現貴州公司的整體綜合效益最大化;特別是新田礦,通過增加中煤產品作為燃料煤使用,確保干選精煤質量可以直接滿足化工原料煤需要,盡可能不啟動運行成本較高的末煤重介質分選系統。


          河南能源貴州公司5對生產礦井都跟這一選煤技術結緣

          發布時間: 2021-10-25
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