編者按：本文由王武鵬發(fā)表在《煤炭加工與綜合利用》期刊上，原標(biāo)題為“ZM400礦物高效分選機(jī)在陽煤集團(tuán)的應(yīng)用”。本平臺(tái)選用時(shí)內(nèi)容有刪減，配圖根據(jù)內(nèi)容斟酌選取。在此，對文章作者表示感謝。

陽煤集團(tuán)五礦選煤廠商品煤生產(chǎn)能力為680萬t/a，主要產(chǎn)品有篩末煤、洗中塊、洗小塊、３號噴吹煤，副產(chǎn)品有壓濾煤泥、干燥煤泥、中煤、矸石。

選煤生產(chǎn)工藝為：小于90mm原煤跳汰分選；0.5～0mm物料先入３臺(tái)角錐池，經(jīng)分級旋流器分級后，底流進(jìn)入４臺(tái)煤泥篩，溢流進(jìn)入一次濃縮機(jī)。一次濃縮機(jī)底流經(jīng)分級旋流器分級后，底流進(jìn)入5臺(tái)高頻篩。一次濃縮機(jī)溢流作循環(huán)水。高頻篩篩下水及分級旋流器溢流進(jìn)入二次濃縮機(jī)，二次濃縮機(jī)底流進(jìn)入壓濾機(jī)。

1、問題分析

1.1 原煤質(zhì)量逐年惡化

五礦采區(qū)集中在南翼和中央?yún)^(qū)，隨著采區(qū)結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，整體煤質(zhì)進(jìn)一步惡化。南翼采區(qū)占比62％，末煤平均灰分基本維持在36％，熱值在18.81MJ/Kg。當(dāng)現(xiàn)有洗選系統(tǒng)進(jìn)入的末原煤量大時(shí)，壓濾循環(huán)時(shí)間由45min增加到90min以上，且存在濾餅夾生、水分較高、循環(huán)水濃度惡化等問題。可見，現(xiàn)有煤泥水系統(tǒng)不能滿足生產(chǎn)需求。

1.2 部分原煤水分較高，造成篩分效率較低

五礦井下開采原煤的正常水分在5％～7％，當(dāng)井下為了防塵而進(jìn)行灑水作業(yè)時(shí)，原煤水分即發(fā)生波動(dòng)，部分時(shí)段原煤水分超過10％，此時(shí)原煤分級篩效率降低，大量南翼末煤進(jìn)入洗選系統(tǒng)，導(dǎo)致煤泥水系統(tǒng)負(fù)荷急劇增加，循環(huán)水惡化嚴(yán)重。

1.3 低熱值末煤不能鐵路裝車運(yùn)輸銷售

根據(jù)環(huán)保要求和市場需求，熱值在18.81MJ/Kg的末煤基本不能鐵路裝車銷售，實(shí)際銷售時(shí)，為保證電煤發(fā)熱量，摻入了精煤產(chǎn)品，降低了經(jīng)濟(jì)效益。礦井優(yōu)質(zhì)末原煤逐年減少，可用于摻配的洗精煤越來越少，選擇一種合理的生產(chǎn)工藝提高末煤質(zhì)量已迫在眉睫。

2、末煤洗選工藝的選擇

2.1 利用現(xiàn)有洗選系統(tǒng)挖潛的可能性

對現(xiàn)有洗選能力進(jìn)行測定。選煤廠主洗系統(tǒng)：采用單一的不分級（90～0mm）跳汰主洗＋跳汰再洗工藝，使用4臺(tái)SKT－27型號跳汰機(jī)，“三用一備”生產(chǎn)模式，單機(jī)設(shè)計(jì)處理量270～500t/h，受煤質(zhì)影響，目前實(shí)際處理能力為300t/h，年入洗能力為475.2萬t。通過延長運(yùn)行時(shí)間，跳汰系統(tǒng)實(shí)際洗選原煤540萬t/a，已經(jīng)超負(fù)荷運(yùn)行，在不影響礦井生產(chǎn)的情況下，選煤廠處理能力的挖潛已經(jīng)到了極限。煤泥水系統(tǒng)：五礦選煤廠煤泥水系統(tǒng)一次濃縮采用?30m濃縮機(jī)3臺(tái)，二次濃縮采用?24m濃縮機(jī)2臺(tái)，進(jìn)入洗選系統(tǒng)的南翼末煤量增加后就會(huì)造成洗水惡化；因此，在不增加濃縮系統(tǒng)處理能力的情況下，進(jìn)入系統(tǒng)的煤泥量不能再增加，對末原煤的處理能力也不能再增加。

以上說明，現(xiàn)有跳汰洗選系統(tǒng)已滿負(fù)荷運(yùn)行，煤泥水系統(tǒng)處理能力不能滿足生產(chǎn)要求，現(xiàn)有洗選能力提升潛力有限，利用現(xiàn)有系統(tǒng)挖潛不能滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。

2.2 南翼采區(qū)末原煤篩分試驗(yàn)

南翼采區(qū)末原煤篩分試驗(yàn)資料見表１。

由表１可以看出，末原煤灰分為36.17％，屬于中灰分煤，硫分1.5％，屬于高硫煤。原煤組成中各粒級分布不均勻，各粒級灰分基本上隨著粒度的減小而降低，說明煤較軟；原生煤泥含量較高，產(chǎn)率為14.99％。

南翼采區(qū)煤泥篩分試驗(yàn)資料見表２。

由表２可以看出，煤泥灰分隨著粒級的降低而升高，小于0.075mm粒級含量較高，占小于0.5mm粒級的68％，說明煤泥泥化嚴(yán)重。

2.3 濕選和干選兩種方案的選擇

由于南翼采區(qū)已成為五礦主要采區(qū)，采區(qū)末原煤泥化嚴(yán)重，不適宜選用濕法洗選。五礦選煤廠洗選系統(tǒng)原設(shè)計(jì)沒有單獨(dú)的末煤洗選系統(tǒng)，為保證塊煤量，進(jìn)入洗選系統(tǒng)的原煤只能出精煤產(chǎn)品，而選煤廠經(jīng)過歷年多次改造后設(shè)備安裝緊湊，在不影響現(xiàn)有生產(chǎn)的情況下已無改造成末煤排矸洗選系統(tǒng)的可能。

結(jié)合以上分析，五礦選煤廠末煤提質(zhì)分選工藝難以選用濕法洗選系統(tǒng)，只能采用干選工藝。

2.4 ZM礦物高效分選機(jī)

ZM礦物高效分選機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單，分選效果好，自動(dòng)化程度高，技術(shù)應(yīng)用成熟，已被中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品評價(jià)中心認(rèn)證為中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品，并在國內(nèi)許多選煤廠成功應(yīng)用。

3、ZM400分選機(jī)的原理和特點(diǎn)

3.1 ZM400分選機(jī)原理

物料在床層上進(jìn)行階梯式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在階梯區(qū)間進(jìn)行重復(fù)分離，各階梯區(qū)間根據(jù)物料的組成不同，形成具有密度差異的流態(tài)化自生分離介質(zhì)層；流態(tài)化分離介質(zhì)層的厚度及流化程度不同，導(dǎo)致被分離物料在各階梯區(qū)間介質(zhì)層中的埋沒深度存在差異，不同密度的物料在各階梯區(qū)間實(shí)現(xiàn)分離。生產(chǎn)系統(tǒng)中采用落料點(diǎn)密封、噴霧降塵和引風(fēng)除塵的聯(lián)合降塵措施，粉塵無外溢，除塵器回收的煤粉混入精煤產(chǎn)品中。

該設(shè)備采用階梯式分離原理，每個(gè)階梯區(qū)間內(nèi)物料流化分層，同時(shí)增加擊振力，加強(qiáng)物料按密度分層效果，低密度物料先越過溢流堰被排出，剩余物料進(jìn)入下一個(gè)階梯區(qū)間再次進(jìn)行分選，直至分選完畢，排出重礦物。

3.2 ZM分選機(jī)性能特點(diǎn)

用于末煤干選的ＺＭ分選機(jī)具有以下特點(diǎn)：

（1）分選精度高；

（2）全系統(tǒng)封閉負(fù)壓運(yùn)行，無污染物溢出，環(huán)保效果好；

（3）床面可修復(fù)、可更換；

（4）二次減震設(shè)計(jì)，大梁防震，無需土建基礎(chǔ)；

（5）自動(dòng)化程度高，可歸集到調(diào)度集控系統(tǒng)控制；

（6）高粉塵濃度除塵系統(tǒng)，處理后凈化空氣可達(dá)標(biāo)排放。

4、ZM400分選機(jī)在五礦末煤干選系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

末煤干選系統(tǒng)小時(shí)處理末原煤400t，按每年生產(chǎn)330d，每天生產(chǎn)16h計(jì)，年處理末原煤210萬t。

4.1 干選系統(tǒng)組成和工藝流程

末煤干選系統(tǒng)由原煤受煤系統(tǒng)、風(fēng)選系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、粉煤回收系統(tǒng)組成。五礦使用的干選機(jī)入料粒度0～13mm，處理能力400t/h。

在五礦南煤臺(tái)內(nèi)新增一套末原煤受煤系統(tǒng)，末原煤通過受煤系統(tǒng)運(yùn)輸至干選系統(tǒng)，干選系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)、安裝，外加鋼結(jié)構(gòu)外罩，安全、環(huán)保。干選車間內(nèi)分選出精煤和尾煤產(chǎn)品，干選精煤通過膠帶運(yùn)輸機(jī)落至北煤臺(tái)，鐵路裝車外運(yùn)；干選尾礦產(chǎn)品通過膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸至南煤臺(tái)，與跳汰系統(tǒng)中煤、劣質(zhì)末原煤摻配后運(yùn)輸至矸石電廠；同時(shí)，選煤廠設(shè)有矸石單獨(dú)外排通道，當(dāng)矸石電廠需求量降低時(shí)，可以單獨(dú)外排矸石。

系統(tǒng)采用落料點(diǎn)密封、噴霧降塵和引風(fēng)除塵聯(lián)合降塵、除塵工藝，粉塵無外溢，對環(huán)境無污染；除塵器回收的煤粉可以單獨(dú)排放，降低對環(huán)境的影響。

4.2 干選系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）模塊化設(shè)計(jì)，安裝便捷；

（2）原煤適應(yīng)性強(qiáng)，適合高密度排矸；

（3）不增加動(dòng)力煤產(chǎn)品水分，沒有濕法選煤灰水相抵現(xiàn)象；

（4）工序簡單，設(shè)備臺(tái)數(shù)少，管理簡單，勞動(dòng)效率高；

（5）商品煤產(chǎn)品水分低，適合生產(chǎn)水分要求嚴(yán)格的煤炭產(chǎn)品。

4.3 干選系統(tǒng)效果分析

干選系統(tǒng)工業(yè)性試驗(yàn)報(bào)告見表3。

從表3可分析得出，使用干選系統(tǒng)對五礦末原煤提質(zhì)后，得到發(fā)熱量大于21.54 MJ/Kg的優(yōu)質(zhì)末煤和發(fā)熱量小于21.54MJ/Kg的劣質(zhì)末煤，產(chǎn)率分別為62.93％和37.07％。發(fā)熱量大于21.54 MJ/Kg的優(yōu)質(zhì)末煤鐵路裝車外銷，發(fā)熱量小于21.54 MJ/Kg的劣質(zhì)末煤與中煤、部分劣質(zhì)末原煤、部分優(yōu)質(zhì)末原煤摻配混合，形成發(fā)熱量14.63～15.47 MJ/Kg的摻配電煤，供矸石電廠使用。

4.4 選煤廠實(shí)現(xiàn)礦井原煤全入洗

（1）干選系統(tǒng)與跳汰系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了礦井原煤全粒級分選；提高了精煤產(chǎn)品質(zhì)量，穩(wěn)定了末煤質(zhì)量，同時(shí)提高了塊煤、精煤洗選效率。

（2）跳汰、干選系統(tǒng)組合工藝優(yōu)勢，一是不改變原有水洗系統(tǒng)，各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行；二是實(shí)現(xiàn)全粒級分選；三是不增加末煤水分；四是降低生產(chǎn)成本；五是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)靈活，提高了塊煤產(chǎn)率。

4.5 干選系統(tǒng)的環(huán)保性

（1）粉塵治理。標(biāo)準(zhǔn)化除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)，滿足粉塵排放國家標(biāo)準(zhǔn)；廠房、膠帶走廊、轉(zhuǎn)載點(diǎn)等采用密封除塵；單級和多級除塵系統(tǒng)；操作空間凈化，二次除塵；嚴(yán)格粉塵收集和治理，防止二次污染；粉塵產(chǎn)品單獨(dú)儲(chǔ)運(yùn)和銷售。

（2）噪聲防治。系統(tǒng)封閉，風(fēng)機(jī)單獨(dú)隔離；封閉設(shè)施內(nèi)涂隔音降噪材料；ZM分選機(jī)和風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)采用減震設(shè)計(jì)。

（3）防爆規(guī)范。嚴(yán)格按照《煤礦安全生產(chǎn)規(guī)程》和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行電氣防爆設(shè)計(jì)；煤塵集聚設(shè)施如封閉廠房和走廊、倉、除塵器集塵斗、庫等都設(shè)有防爆設(shè)施。

4.6 產(chǎn)品平衡表

五礦選煤廠采用干選系統(tǒng)后的產(chǎn)品平衡表見表４。由表４可以看出，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)均衡，既有滿足鐵路運(yùn)輸?shù)膬?yōu)質(zhì)末煤，又有精煤，無需再地銷末煤，環(huán)保效益好，商品煤平均價(jià)格得到了提升。

4.7 社會(huì)效益

五礦選煤廠增建末煤干選系統(tǒng)后，提高了陽煤集團(tuán)五礦的資源回收率，減少了因排矸量增加而對周邊產(chǎn)生的環(huán)境污染，順應(yīng)了上級有關(guān)環(huán)保治理的政策要求，是符合當(dāng)前形勢的一項(xiàng)環(huán)保工程和效益工程。

5、結(jié)語

ZM礦物高效分選機(jī)是一種技術(shù)成熟的煤矸分選設(shè)備。末煤干選系統(tǒng)具有投資和運(yùn)行成本低、智能化程度和分選效率高、占地面積小、組裝投產(chǎn)快、模塊化設(shè)計(jì)、搬遷移動(dòng)便捷、高效環(huán)保等特點(diǎn)。該系統(tǒng)有效提高了末煤發(fā)熱量，提升了商品煤的市場競爭力。陽煤集團(tuán)在五礦選煤廠初次引進(jìn)ZM礦物高效分選機(jī)并獲成功，填補(bǔ)了陽煤集團(tuán)干法選煤的空白，并取得顯著效益。該項(xiàng)目對陽煤集團(tuán)其他選煤廠的技術(shù)改造，具有很好的借鑒價(jià)值和推廣意義。