本文由河南能源化工集團(tuán)教授級(jí)高工張振紅發(fā)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(shí)踐與推廣應(yīng)用”。本平臺(tái)對(duì)內(nèi)容有刪減，配圖根據(jù)文章內(nèi)容斟酌選用。

正文開(kāi)始前，先欣賞下標(biāo)準(zhǔn)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(tuán)有限公司的二級(jí)公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“貴州公司”），公司擁有煤炭可采儲(chǔ)量31.12億ｔ；現(xiàn)有新田、黔金、高山、糯東、安順和轎子山煤礦等6對(duì)生產(chǎn)礦井，原煤發(fā)熱量平均18.81MJ/Kg，原煤硫分在0.7%～3.0%（高達(dá)４％以上）。

１貴州公司煤炭加工發(fā)展概況

貴州公司現(xiàn)有生產(chǎn)礦井中，新田礦建有設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.20Mt/a的塊煤重介質(zhì)、末煤旋流器分選的選煤廠；黔金礦2006年建設(shè)一套9m2FGX干法選煤系統(tǒng)；2010年轎子山礦平井投入使用12m2FGX選煤系統(tǒng)；2016年分別在轎子山礦新井和安順礦建設(shè)12m2和24m2復(fù)合干法選煤系統(tǒng)；2018年將黔金礦干選系統(tǒng)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(chǎn)，為實(shí)現(xiàn)由公司內(nèi)部礦井供應(yīng)燃料和原料煤，在新田礦建設(shè)18m2復(fù)合干選系統(tǒng)，用于末煤預(yù)排矸，解決原煤灰分高、矸石易泥化導(dǎo)致末煤系統(tǒng)難以正常運(yùn)行的難題；在黔金礦采用ZM300干選機(jī)分選末煤，在高山礦采用ZM150干選機(jī)加工原煤，結(jié)合各礦開(kāi)采的煤層質(zhì)量變化，分時(shí)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(shí)踐

2.1 轎子山礦

2.1.1 實(shí)施效果

由于轎子山煤礦屬一礦兩井共用一個(gè)儲(chǔ)煤場(chǎng)，且煤場(chǎng)面積狹小，建設(shè)煤炭加工系統(tǒng)受空間限制的實(shí)際，為此，2016年針對(duì)新井系統(tǒng)安裝一套FGX-12干法分選系統(tǒng)。干選系統(tǒng)運(yùn)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(zhì)量不合格（含矸率高）導(dǎo)致各品種塊煤滯銷(xiāo)的問(wèn)題，而且穩(wěn)定的塊煤質(zhì)量使銷(xiāo)售步入良性循環(huán)。項(xiàng)目實(shí)施后，2017年塊煤綜合售價(jià)較2015年提高319元/ｔ，增加效益2900萬(wàn)元；粉煤（末煤）熱值比篩分提高1136.96KJ/Kg，增加了市場(chǎng)煤發(fā)運(yùn)量，減少了價(jià)格偏低的電煤銷(xiāo)售量，2017年市場(chǎng)粉煤數(shù)量較2016年增加46133.54t，價(jià)格提升171元/t，增加效益3000萬(wàn)元。

2.1.2 干選系統(tǒng)存在問(wèn)題與改進(jìn)措施

轎子山礦平井的干選設(shè)備屬于早期產(chǎn)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(guò)增加１臺(tái)膠帶運(yùn)輸機(jī)，實(shí)現(xiàn)平井和新井原煤并聯(lián)，在新井搬家倒面期間，利用新井系統(tǒng)分選平井原煤，提高礦井經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)在平井原煤落地點(diǎn)安裝一套運(yùn)輸膠帶與新井干選系統(tǒng)返煤點(diǎn)相連，實(shí)現(xiàn)新井和平井兩套干選系統(tǒng)共享，在新井兩次工作面搬家期間，利用新井干選系統(tǒng)加工平井原煤，取得較好收益（見(jiàn)下表）。由下表可見(jiàn)，僅在新井兩次搬家倒面累計(jì)35d期間利用新井干選系統(tǒng)加工平井原煤就增收64.65萬(wàn)元，同時(shí)避免了原煤粒度范圍過(guò)寬對(duì)用戶(hù)使用的影響。

新井干選系統(tǒng)原設(shè)計(jì)是礦井來(lái)煤預(yù)處理后直接分選，但因井下難以做到均勻生產(chǎn)，不均勻的給料導(dǎo)致各品種塊煤含矸率波動(dòng)較大，矸石夾雜塊煤較多。解決方案：延伸原煤膠帶，重新建設(shè)運(yùn)輸與配煤系統(tǒng)，落地緩沖后返選，以保證入料均勻穩(wěn)定，還可通過(guò)摻配、晾干等方式降低入料水分，改善分選效果，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 安順礦

2016年安順礦干選系統(tǒng)投產(chǎn)后，末（粉）煤發(fā)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(jià)增加15～20元，年增收1500萬(wàn)元以上，系統(tǒng)運(yùn)行４個(gè)月就收回了投資；并可根據(jù)用戶(hù)要求調(diào)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)性，且當(dāng)原煤煤質(zhì)越差、銷(xiāo)售越困難時(shí)，提質(zhì)效果越好，干選的必要性越強(qiáng)。

2.3 黔金礦

2.3.1 老系統(tǒng)改造與應(yīng)用效果

黔金礦設(shè)計(jì)主采煤層為9號(hào)、4號(hào)煤層，9號(hào)煤地質(zhì)構(gòu)造多且煤層賦存不穩(wěn)定，4號(hào)煤層薄且一直有夾矸。干選系統(tǒng)于2007年初投入運(yùn)行，原設(shè)計(jì)分選混煤。由于設(shè)備屬于早期產(chǎn)品，且已嚴(yán)重老化、處理能力不足，該礦改為只分選塊煤。分選后各產(chǎn)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(zhì)量差時(shí)含矸率甚至超過(guò)40%，且質(zhì)量不穩(wěn)定。礦井2019年開(kāi)始開(kāi)采15號(hào)煤（初步測(cè)算綜合塊煤率高于20%），如果不提高分選效果，對(duì)塊煤的綜合售價(jià)與企業(yè)效益影響會(huì)更大。

參照轎子山礦新井2016年干選系統(tǒng)的運(yùn)行效果，邀請(qǐng)廠家現(xiàn)場(chǎng)分析，認(rèn)為對(duì)現(xiàn)系統(tǒng)改造后塊煤含矸率可控制在10%左右。于是投入20萬(wàn)元主要對(duì)系統(tǒng)主風(fēng)機(jī)和床面進(jìn)行了更換。改造后塊煤含矸率達(dá)到了預(yù)期，經(jīng)過(guò)測(cè)算，塊煤綜合售價(jià)提高21.65元/t。參照2017年全年80mm以下塊煤產(chǎn)率7.7%計(jì)算，原煤產(chǎn)量按0.45Mt/a計(jì)算，全年可創(chuàng)效75萬(wàn)元。

2.3.2 ZM300干選機(jī)實(shí)施效果

黔金礦2019年2月開(kāi)始回采15號(hào)煤，工作面受到陷落柱影響，原煤質(zhì)量比投產(chǎn)前工作面順槽差，當(dāng)時(shí)原煤發(fā)熱量在16.72MJ/Kg左右。2019年元月黔金礦ZM300干選機(jī)新系統(tǒng)開(kāi)始安裝。進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)時(shí)，原煤發(fā)熱量為15.56MJ/Kg，干選工業(yè)性試驗(yàn)中粉煤發(fā)熱量提高到18.11MJ/Kg；與原煤相比，選后灰分降低7.79個(gè)百分點(diǎn)，低位發(fā)熱量提高2.55MJ/Kg?？紤]部分時(shí)段由于工作面回采時(shí)受陷落柱黃泥影響，可以認(rèn)為基本達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

2.4 高山礦

高山礦設(shè)計(jì)主要可采煤層為4號(hào)和9號(hào)。已開(kāi)采的9號(hào)煤原煤發(fā)熱量平均在22.99MJ/Kg左右，全硫在２％～４％；４號(hào)煤原煤發(fā)熱量在14.63～18.81MJ/Kg，全硫在4%～6%。礦井僅配套建設(shè)篩分系統(tǒng)，雖然篩末煤發(fā)熱量比原煤可提高0.84～1.68MJ/Kg，但隨原煤質(zhì)量變化而波動(dòng)，且較頻繁；由于塊煤強(qiáng)度低，塊煤產(chǎn)率只有１％左右，發(fā)熱量只有12.54 MJ/Kg左右，不適合作為主導(dǎo)產(chǎn)品。

參照河南能源嵩山礦復(fù)合干選系統(tǒng)運(yùn)行情況，高山煤礦采用ZM150型干法分選機(jī)分選，項(xiàng)目一期僅用20d就進(jìn)入調(diào)試階段。鑒于系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，礦井只生產(chǎn)４號(hào)煤，且入選原煤平均發(fā)熱量只有12.44 MJ/Kg，通過(guò)干選機(jī)分選，精煤熱值平均提高3.94 MJ/Kg；精煤產(chǎn)率平均68.92%，硫分降低約1個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到了預(yù)期目的。由于工作面原煤質(zhì)量差，經(jīng)過(guò)干選加工可摻配做化工燃料煤。當(dāng)工作面條件好轉(zhuǎn)時(shí)，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(hào)煤工作面開(kāi)始生產(chǎn)即采用干選系統(tǒng)進(jìn)行分選。考慮該礦原煤中大于13mm粒級(jí)含量很低，只有不到5%，所以小于50mm粒級(jí)直接進(jìn)入系統(tǒng)。高山礦９號(hào)煤經(jīng)過(guò)干選加工后，灰分平均降低10.96個(gè)百分點(diǎn)，硫分降低1.14個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)熱量提高3.80 MJ/Kg，達(dá)到23.08 MJ/Kg，基本達(dá)到化工原料煤要求。干選前發(fā)熱量20.90 MJ/Kg左右的末煤作為電煤售價(jià)為400元/t，干選后作為化工原料煤可銷(xiāo)售到736元/t，考慮到產(chǎn)率和加工費(fèi)，噸煤增收206元。

2.5 新田礦

新田礦選煤廠設(shè)計(jì)能力1.20Mt/a，采用塊煤重介質(zhì)淺槽、末煤脫泥無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，主要產(chǎn)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(fā)電。設(shè)計(jì)煤質(zhì)資料是采用同一礦區(qū)鄰近礦井生產(chǎn)煤樣，并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，投產(chǎn)后不僅灰分偏高一倍，而且矸石易泥化。選煤廠重介質(zhì)末煤車(chē)間設(shè)計(jì)處理能力227t/h，實(shí)際僅為80～100 t/h。受廠區(qū)條件限制，擴(kuò)建煤泥水處理系統(tǒng)不僅沒(méi)有空間，而且投資很大，同時(shí)產(chǎn)生大量煤泥難以銷(xiāo)售。隨著黔希煤化工投產(chǎn)，為落實(shí)地方政策，實(shí)現(xiàn)企業(yè)綜合效益更大化，原設(shè)計(jì)洗末煤用于噴吹煤改為供應(yīng)化工原料煤；結(jié)合干選技術(shù)發(fā)展應(yīng)用情況，確定采用末煤預(yù)排矸，以提高入洗原料煤質(zhì)量，從而降低系統(tǒng)煤泥量，替代大規(guī)模投資擴(kuò)建煤泥水處理系統(tǒng)的改造方案。

2018年7月經(jīng)過(guò)采樣進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)，同時(shí)考慮場(chǎng)地限制，經(jīng)論證確定采用環(huán)保型的復(fù)合干選系統(tǒng)，2019年2月底開(kāi)始試生產(chǎn)，結(jié)果見(jiàn)下表。

由表可以看出，新田礦復(fù)合干選系統(tǒng)試生產(chǎn)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(fā)熱量平均提高1.53 MJ/Kg。隨著入料水分指標(biāo)的變化，分選效果有相應(yīng)變化。入選末煤水分越低，分選效果越好。通過(guò)對(duì)工業(yè)性試驗(yàn)與試生產(chǎn)時(shí)入料水分變化對(duì)分選效果影響的分析，說(shuō)明原料煤水分含量對(duì)干選系統(tǒng)的分選效果影響很大，因此對(duì)干選工藝原煤水分的控制較為關(guān)鍵。

３ 干選生產(chǎn)系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)想

結(jié)合黔金礦ZM300干選機(jī)對(duì)15號(hào)煤分選效果的分析，根據(jù)煤質(zhì)變化與黔希煤化工燃料煤供應(yīng)的緊張程度和性?xún)r(jià)比，考慮進(jìn)行測(cè)算分析中適時(shí)增加中煤產(chǎn)品，保證干選精煤可滿(mǎn)足化工用燃料煤質(zhì)量要求，參照高山礦4號(hào)煤和9號(hào)煤的分選效果，可以預(yù)計(jì)黔金礦在9號(hào)煤正常生產(chǎn)時(shí)可以正常供應(yīng)化工原料煤。

結(jié)合高山礦和新田礦干選系統(tǒng)對(duì)4號(hào)煤和高山礦9號(hào)煤的分選效果，考慮黔希煤化工燃料煤和原料煤的供應(yīng)緊張程度，統(tǒng)盤(pán)考慮通過(guò)增加中煤產(chǎn)品，減少中煤在系統(tǒng)中的循環(huán)，提高系統(tǒng)處理能力，按照需要，適時(shí)調(diào)整燃料煤和原料煤的供應(yīng)比例，服從整體供應(yīng)需要，實(shí)現(xiàn)貴州公司的整體綜合效益更大化；特別是新田礦，通過(guò)增加中煤產(chǎn)品作為燃料煤使用，確保干選精煤質(zhì)量可以直接滿(mǎn)足化工原料煤需要，盡可能不啟動(dòng)運(yùn)行成本較高的末煤重介質(zhì)分選系統(tǒng)。