平煤股份二矿筛分系统改造的探索与实践

技术知识

2023-02-07

【摘要】平煤股份二矿原有筛分系统存在诸如运输能力弱、效率低、安全系数不高等问题，在实际生产中严重制约了矿井发展的需要。经过对原有筛分系统的改造，不仅优化了生产系统布局，更简化了工艺流程，整个设备布置合理，煤流通畅。系统通过改造优化后，提高了煤质与整体经济效益。

一、引言

二矿主斜井皮带运输出的原煤产品中灰分高，必须进行二次加工后才能达到集团及客户的要求。二矿的筛分系统有以下问题：①窄轨排矸系统影响正常生产、稳定性差。排矸系统在手选后使用非标1.5t窄轨矿车进行矸石的转运，在转运至矸石山过程中除运输能力有限外还存在受气象条件影响大、稳定性差的问题，此外由于矿车在运输过程中上口一直处于裸露状态，稍有颠簸便会致使部分矸石撒落，存在一定安全隐患及环保问题。②手选除矸。手选除矸对职工的身心健康造成一定的危害外，更存在劳动强度大、效率低的问题。在矸石量大时，手选除矸矸石剔除率明显下降。目前国内多数选煤厂早已采用机械排矸，人工手选只作为除杂，很多老矿井早已摒弃手选除矸采用机械除矸。③原煤产品灰分比较高，折吨严重，严重影响经济效益。手选除矸只对直径大于50mm的矸石进行剔除，矸石剔除率低，选后产品灰分仍然很高，按照集团对煤质的相关要求折价折吨后，经济效益受影响十分严重。④原煤中大量矸石无效率的运输。原煤产品中的大量矸石，在增加运输成本的同时又无形中浪费了铁路运输资源，不节能更不环保，且无形中增加了田洗、八洗等洗煤厂生产成本。大量矸石无效运输对集团公司的总体经济利益也是很大的损害。鉴于以上情况，很有必要对二矿的筛分系统进行改造。

二、改造后的选煤方法、分选粒级及工艺流程

2.1 分选粒级及选煤方法

设计中视直径小于25mm原煤为分选后合格产品，直径在25mm和180mm之间的原煤采用浅槽除矸，直径大于180mm的矸石直接废弃，煤泥水在浓缩压滤后再回收掺入分选后的产品。

2.2 工艺及流程说明

二矿现有筛分系统毛煤经50mm分级后，筛上+50mm经人工分选后给入破碎机破碎至50mm以下，与分级筛筛下-50mm原煤一同作为产品。人工选出矸石排至矸石山。为提高生产系统稳定性，以及在改造期间不影响现有生产，本次改造中将现有筛分系统予以保留，改造完成后，原有筛分系统作为备用系统。

新增的排矸系统工艺流程说明如下：

①毛煤分级。

来自主斜井皮带运输出的毛煤进入筛分楼后以直径25mm为基准进行分级，直径小于25mm的原煤直接視为选后产品，直径大于25mm的原煤再以直径180mm为基准进行分级，直径大于180mm视为矸石直接废弃，直径在25mm和180mm之间的毛煤再输送到浅槽排矸系统进行分选。

②浅槽排矸系统。

分级后直径在25mm和180mm之间的原煤给入重介浅槽系统进行分选排矸，分选出的轻产物在固定筛作业下完成一次脱介，再经产品煤脱介筛达成二次脱介，脱介筛筛孔直径1.0mm，脱介后轻产物经破碎后直径小于50mm，与直径小于25mm原煤一同通过高强皮带运送至储煤仓或落地储存；分选出浅槽重产物给入矸石脱介筛进行脱介，脱介筛筛缝为1.0mm。脱介后重产物则作为水洗矸石。

③磁铁矿粉回收及添加工艺。

工作中的介质密度由计算机自动控制及调节。外购符合生产需要的介质加入介质搅拌桶，研磨、加水、搅拌配制成合格介质再由泵补给入合格介质桶。稀介系统主要回收处理厂内介质系统的跑、冒、滴、漏介质。固定筛筛下回收的合格稀介质与其他合格稀介质包括矸石脱介筛、精煤脱介筛的筛下物返回合格介质桶及产品煤、矸石脱介筛筛下的稀介段介质一起进入磁选机回收利用。[1]

④粗煤泥回收。

磁选机尾矿先后进入分级旋流器和高频筛进行回收利用，高频筛的筛上物可掺入产品煤直接卖出，分级旋流器的溢流则进入浓缩机循环利用。

⑤煤泥水回收。

煤泥水的回收利用主要由浓缩机完成，首先，浓缩机的溢流可当循环水直接利用，其次，浓缩机底流可排入压滤机进行回收利用，回收的煤泥可掺入产品煤中直接销售。厂房内的跑、冒、滴、漏煤泥水由矸石脱介筛回收。

三、工艺布置

3.1 地面工艺总布置

结合二矿目前的地面储装运系统布置及工业场地可利用范围，本次改造利用现有筛分楼北部至二矿变电所、西部至压风机房、东部至木材厂之间的场地建设新增生产车间，包括排矸车间、浓缩车间及泵房。改造后的封闭式矸石外运系统经多方案比选后，最终确定的走向是自排矸车间西侧运出，途经废弃的二矿污水处理池向东北方向，跨过矿区规划路，向东运输，转载至现有矸石上山带式输送机。

3.2 工业场地布置特点

根据工艺布置的需要及地形具体情况，在充分利用厂区现有设施的基础上，实现新老系统合理搭接，避免无效运输和转载，本次改造以筛分楼为中心，各车间合理布置在其周围，简述如下：新建建、构筑物有：排矸车间、浓缩车间及泵房、转载点及带式输送机栈桥等，改造建、构筑特有：筛分楼。新建排矸车间与筛分楼联系紧密，故位于其北侧，栈桥短，节省投资。浓缩车间及泵房与排矸车间紧密联系，紧临其布置，1号转载点位于原压风机房东侧，2号转载点及3号转载点位于整个场地的北侧。整个平面货物分流，互不交叉。优点是建、构筑物整体布局美观大方。本次布置功能分区合理，占地省，环节少，煤流简洁、顺畅，布置较为紧凑合理。

3.3 筛分系统的地面工艺总布置

矿井提升的毛煤自斜井带式输送机运至现有筛分楼，经25mm分级后， +25mm块煤经带式输送机向北运至排矸车间，排矸处理后的原煤经带式输送机返回筛分楼，与毛煤分级筛下-25mm末煤一同利用现有带式输送机给至原煤仓或落地储存，压滤系统与重介系统联合布置，压滤煤泥掺入产品煤。浓缩车间及泵房布置在排矸车间与老立井之间的空地，便于生产管理。排矸车间的矸石通过封闭式矸石运输系统转载至矸石山。

3.4 各车间布置

①筛分楼。

更换原有2台单梁激振筛的筛板，筛孔直径由50mm变为25mm，延长原有手选皮带运输机长度至排矸车间，更换原有皮带及动力裝置，增加变频器。在排矸车间停止运转时，可降低首选皮带的运行速度，通过人工选矸后再经破碎机破碎作为产出产品，运输到指定地点。

②排矸车间。

筛分楼的北面为排矸车间位置，建筑体长、宽、高分别为21.0m、19.5m，19.9m，内部局部有四层，主体有二层。

排矸车间14.90m平面接收来自筛分楼直径大于25mm的原煤，经皮带运输机机头分叉溜槽分流，正常情况下直径大于25mm的原煤分至二次分级筛，直径大于180mm的矸石直接排至封闭式矸石转运系统。二次分级筛、磁选机布及压滤机分别置于11.00、11.60平面，作为排矸车间主要平面的5.50平面，用于布置产品煤脱介筛、煤泥刮板、浅槽分选机、矸石脱介筛，合格介质桶、介质堆场、配电室、稀介质桶、磁尾桶及配套渣浆泵则布置在±0.00平面。

工艺操作流程：

直径大于25mm的原煤经筛分楼给入二次分级筛以180mm为基准进行分级，直径大于180mm视为矸石给入±0.00平面矸石带式输送机。分级后直径在25mm和180mm之间的原煤给入重介浅槽系统进行分选排矸，分选出的轻产物在固定筛作业下完成一次脱介，再经产品煤脱介筛达成二次脱介，脱介筛筛孔直径0.75mm，脱介后轻产物经破碎后直径小于50mm，与直径小于25mm原煤一同通过高强皮带运送至存储煤仓或落地储存；分选出浅槽重产物给入矸石脱介筛进行脱介，脱介筛筛缝为0.75mm。脱介后重产物则作为水洗矸石与直径大于180mm的矸石排到矸石山。

产品煤固定筛筛下的合格介质进行分流，一段合格介质返回合格介质桶直接利用，二段稀介质以及矸石脱介筛的稀介段合格介质返回11.00平面进入磁选机。磁选后精矿可以循环利用，尾矿采用自流的方式尾矿桶，然后打入分级旋流器，分级旋流器的底流进入高频筛回收利用并掺入产品煤，溢流及高频筛筛下水进入浓缩机回收利用。

工作中的介质密度由计算机自动控制及调节。外购符合生产需要的介质加入介质搅拌桶，研磨、加水、搅拌配制成合格介质再由泵补给入合格介质桶。稀介系统主要回收处理厂内介质系统的跑、冒、滴、漏介质。

③浓缩车间及泵房。

在经过筛选后，浓缩车间最后安装的是1座Φ12m浓缩机，建造于排矸车间与老立井之间，原有污水处理池经过改造后变为事故水池。泵房、循环水池及加药间设置在浓缩池北侧。布置冲洗水泵、循环水泵各一台、底流泵2台、排污泵1台。

④压滤系统。

压滤系统与重介系统位于排矸车间内，采用联合布置的方案。设备包含2台煤泥压滤机及配套刮板，排污泵、风包等。

浓缩机底流由压滤系统进行脱水回收，压滤后煤泥产品由刮板输送机运输、转载并掺入产品煤，然后一起进入储煤仓或落地储存并一起销售。压滤机的滤液排入浓缩机循环利用。

⑤矸石外运系统。

排矸车间产出的矸石分别向西、向北、向东途经1号、2号、3号转载点，最终将矸石转载至原有上矸石山的皮带输送机，运至矸石山。