张春平,成庄洗选厂改扩建可行性研究(2012矿技术交流)

成庄洗选厂改扩建可行性研究(张春平成庄洗选厂邮编:048021)[摘要]针对成庄洗选厂目前系统能力不足，不能满足矿井千万吨生产能力需求，以及二水平开采后不能满足煤质及市场需求等问题,提出了新建主洗车间及扩建储煤场方案；提升洗选系统能力，确保矿井千万吨安全生产保障能力；同时根据煤质情况入洗、配比，更好地保证煤质，保证效益增长点，提高企业的经济效益。[关键词]洗选厂改扩建研究1.系统概况：成庄矿洗选厂是一座入洗能力400万吨大型现代化矿井型选煤厂，1997年9月投产。矿井达产后，根据矿井总体发展要求，洗选系统进行了一系列的升级改造工作，2008年洗选系统能力核定为830万吨。生产工艺采用块煤斜轮重介分选、末煤重介旋流器分选，主要洗选工艺如下：块煤采用重介斜轮分选工艺：入厂原煤经等厚筛分后进行脱泥，脱泥后进入两台LZX-4型重介斜轮分选机进行分选，选后精煤和矸石分别经脱介筛脱介，脱介后的精煤经过最终筛分后，分为中小块分别入仓，然后铁路装车外运；矸石经脱介后，经矸石上仓皮带入仓，公路外运至矸山填沟复垦。LZX-4型重介斜轮分选机作为洗选系统的“咽喉”设备，设计小时处理量为240-340t/h。按国家能力核定要求（如果取最大处理量340t/h，按330天，每天生产18小时计算）能力为836万吨/年。洗选系统经过多年改造，处理能力已经无提升空间，目前通过延长生产时间和为老三矿配煤来保证生产，只能勉强维持830万吨的水平。同时由于矿井煤质和生产的不均衡性以及二水平开采的实施等生产衔接带来的变化，现有的洗选系统能力与矿井千万吨能力不相匹配，已经成为制约矿井持续发展的“瓶颈”。为此，对洗选系统进行能力提升改造已经成为目前亟待解决的问题。2.存在主要问题：2.1洗选系统多数设备运行在极限状态，设备长期处于过负荷运行状态，由于这些设备经过多年改造，处理能力已无提升空间，同时土建工程的安全系统一定程度上有所下降。目前只能勉强维持830万吨的生产能力，因此必须对洗选系统进行扩建，才能保证矿井千万吨生产能力的需要。2.2随着老三矿资源逐年枯竭，原来通过铁路每年向老矿配洗原煤将无法实现，只能通过自己的系统加工处理，相应的洗选能力必须达到千万吨以上才能满足要求。2.3矿井二水平开采后，15#（9#）和3#块煤的可选性有一定差别，这将进一步加大洗洗加工难度。两种原煤若同时进一个系统入洗，只能以相对较低的比重进行洗选，从而造成精煤回收率无法达到最大化。因此为保证效益最大化，必须进行分别入洗，这也要求洗选系统能力进一步提升。2.4由于新建洗煤车间将占用储煤场地100米*50米的空间，整个存储量将减少5万吨，堆取料机存储区域仅剩50米，再加上堆取料机故障率高，设备和储煤场地均无法满足矿井原煤存储需求，特别是节假日期间，洗选厂完全靠入洗储煤场存煤来满足产品装车需要。除此之外，矿井二水平开采后，由于对于不同性质的煤、不同品种的煤，不能混合存储，因此需要对储煤场进行扩建。3.改扩建方案及可行性研究：3.1新建洗煤车间：通过在现有储煤场南侧场地增建处理能力大于600万吨的主洗车间及配套工程，满足矿井各环节能力均衡匹配的实际需要，实现效益再提升的发展要求。在现有缓冲场地向北100米新建主洗车间。将矿井来煤通过212机头新增一条入厂胶带机进入新建洗煤车间，或储煤场的煤经过改造后的204a皮带、９#转载点、再经一条新建胶带机转载进入新建洗煤车间进行加工。首先经准备筛分，筛上块煤进入重介浅槽分选机进行分选，块精煤进行分级为洗中、洗小两个品种块精煤经新建块煤皮带走廊转载到装车站新建块煤仓分别入仓存储，筛上块煤或者通过落地皮带至2205皮带转载201皮带落地。洗块矸通过新增转载走廊给到矸仓。筛下末煤经新建末煤走廊转载到新增末仓存储或经落地皮带至2205皮带落地。3.2扩建储煤场：将矸山场地改造为扩建储煤场地，同时对现有的储煤场地进行改造，拆除堆取料机，改为皮带落煤到受煤口，通过返煤地道给煤机进行返煤。3.2.1存煤方案：改造201胶带机，将现有的201胶带机北侧断开为201机头，以机头所在位置为1#转载点，自西向东搭建一条皮带（编号2001）为落煤皮带，在煤场中部自南向北再搭一条皮带（编号2002），2001胶带机与2002胶带机之间为2#转载点。201胶带机的原煤通过1#转载点转载到2001胶带机上，2001胶带机通过2#转载点转载到2002胶带机，2002胶带机通过不同卸料点到储煤场的存煤点，从而将原煤存储到整个储煤场，完成矿井原煤的存储，供返煤入洗。由于储煤场南侧新建洗煤车间，储煤场的存储空间将大幅度减少，拟在矸山建一储煤场地来提升储煤能力，同时建立汽车装车点，来提高公路外运量。改造203胶带机，将现有的203胶带机机尾向南延伸至201胶带机断开点，机头延伸至3#转载点。201胶带机原煤通过1#转载点转载至203胶带机，203胶带机机头自东向西搭建2003胶带机，203胶带机来煤通过3#转载点转载至2003胶带机。在其机头下方设4#转载点，其机头平行向北设5#转载点，来煤通过两条皮带落地，完成原煤和末煤的存储。3.2.2返煤方案：储煤场返煤：储煤场下方新建返煤地道。地道内新建返煤皮带。给煤机将受煤口的煤给至沿南北方向的返煤皮带（编号分别为2004、2005、2006、2007），再经6#、7#转载点、2008胶带机、8#转载点将煤转载至204胶带机。改造204胶带机，将204胶带机断开为两条胶带机（编号为204a、204b），新建9#转载点。204a返煤既可通过9#转载点，再经过皮带转载至新建洗煤车间，又可通过204b转载至107胶带机进行末煤入仓或入洗。公路外运及矸山储煤场返煤：在矸山场地建储煤场并建汽车装车点，地下建返煤地道，地道内建返煤皮带（编号为2009、2010、2011）。来煤通过地道下的给煤机给到2009、2010胶带机，2009胶带机通过装车点（编号为11#）装车外运。通过12#转载点下的2011胶带机,可将矸山储煤场的煤返至2012胶带机，然后转载到204a胶带上。3.3可行性研究3.3.1设备能力分析：生产能力核算依据：依据国家发改委、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局于2006年4月30日下发的《煤矿生产能力核定标准》及《煤炭洗选工程设计规范》和目前设备技术状况，参照矿井生产实际进行测算核定，矿井及选煤厂工作制按每年工作330天、每天生产18小时进行核算，通过能力核定，主洗环节设备能力仅能达到830万吨，大部分设备能力不能满足千万吨产能要求（见表1）。处理能力大于600万吨的主洗车间建成后，洗选能力将提升至1200--1400万吨，满足矿井长远的发展需求；同时煤质调控方便，商品煤质量稳定可控。通过不同性质原煤分别入洗按比例混配装车，可实现经济效益的最大化。新旧系统形成独立生产模式，又可互为备用，运行方式灵活。3.3.2煤质分析成庄矿主要可采煤层为3#、9#、15#无烟煤，根据煤质数据，9#煤层原煤全硫含量为6.9%，属高硫煤,成为洗选加工作业的难点。以下是9#煤与3#煤煤质数据的对比分析。3.3.2.1通过9#煤及3#煤的浮沉资料做相关分析：9#和3#块煤浮沉组成表表29#煤100—13mm浮物累计3#煤100—13mm浮物累计比重占本级灰份硫分产率灰份硫分占本级灰份产率灰份%%%%%%%%%%-1.41.264.241.381.264.241.384.216.224.216.221.4~1.532.5810.322.0333.8410.092.0147.5711.3251.7810.911.5~1.620.5616.302.8854.4012.442.3410.7018.8662.4812.271.6~1.74.4725.803.9858.8713.452.464.3828.5766.8613.341.7~1.83.7343.749.7462.6015.262.891.5738.3768.4313.911.8~2.012.9953.9215.8675.5921.905.122.3648.5270.7915.06+2.024.4184.8621.56100.0037.279.1429.2183.86100.0035.16去泥合计100.0037.279.14100.0035.169＃煤13-0.5mm末煤浮沉组成表表39#煤13—0.5mm浮物累计比重占本级占全样灰份硫分产率灰份硫分%%%%%%%-1.49.915.405.621.239.915.621.231.4~1.542.7923.328.191.7152.707.711.621.5~1.616.168.8117.562.4268.8610.021.811.6~1.73.802.0729.293.2872.6611.031.881.7~1.83.101.6940.166.4975.7612.222.071.8~2.06.863.7457.669.7182.6215.992.71+2.017.389.4776.9015.32100.0026.584.90去泥合计100.0054.4926.584.90通过上述资料，可以得到以下结论：1）9#煤含硫高，即使经过洗选，9#块精煤硫分仍在2.45%以上，目前3#煤精煤硫分0.4%左右，若要保证两者混合入洗后，混合精煤硫分1%(实际可控制硫分0.88%)，两者入洗前配比控制在到4：1左右；但9#末煤硫分高达4.9%，3#筛末煤硫分0.42%，若要保证混合后筛末煤硫分1%(实际可控制硫分0.88%)，两者混合前配比控制在到9：1左右。块末煤配比不一致，无法进行原煤直接配洗，所以只能洗后配煤。2）9#和3#块煤的可选性有一定差别。若取精煤灰分为14%，则9#煤理论分选比重为1.81，而3#煤理论分选比重为1.85，9#煤精煤理论产率为65%，3#煤精煤理论产率为69%。可见，两种原煤若同时进一个系统入洗，只能以相对较低的比重进行洗选，从而造成精煤回收率无法达到最大化。3）9＃末煤通过洗选后，精煤灰分为11%时，对应硫分为2.2%，而目前成庄矿生产洗末煤硫分要求0.5%，因此，系统生产洗末煤时，不能直接混配入选高硫煤。3.3.2.2煤质分析结论：1）矿井二水平开采，9#、15#与3#煤只能分别运送地面单独存储，可根据煤质情况随时进行配比，产生洗末煤产品、块煤配洗或汽车外运，否则会因硫分超标(洗末煤硫分指标0.5%)，洗选系统无法生产洗末煤。2）9#、15#与3#煤不能以同一分选密度进行分选，可通过重介自调系统确定不同的分选比重，获得最大的精煤产率。3.3.3效益分析3.3.3.1通过对储煤场地进行扩建，将矿井生产的9#、15#与3#煤单独存储入洗，可保留洗末煤品种。按每年生产100万吨洗末煤计算，每年可避免2.9亿元损失。3.3.3.2用不同密度分选9#、15#与3#，可以进一步提高块精煤产率，每年增加约1.5万吨块精煤，按每吨块精煤售价1000元，增加效益1500万元。3.3.3.3煤山原煤落地，如果通过推煤机进行推煤，必然会造成一定程度的块损，同时推煤费用也将增加。3.3.4可行性分析结论新建一主洗车间，可提升洗选系统能力，洗选加工能力达到1200~1400万吨，确保矿井千万吨安全生产保障能力；对本矿3#、9#、15#煤和外来煤分别存储和加工，通过重介自调系统确定不同的分选比重，获得最大的精煤产率。然后根据煤质情况随时进行配比，增加配比的灵活性，更好地保证煤质，同时保留洗末煤品种的产量，保证效益增长点，同时使商品煤经济效益最大化。储煤场改造后，可提升煤山存储空间，保证节假日矿井停产时的落返煤；同时便于外来煤配煤，增加公路装车点，提升公路外运量，在一定程度上提高外运能力；提高生产的灵活性。当主洗车间停产或检修时，矿井来煤给到新建洗煤车间入洗，或者转载至储煤场缓冲存储，保证矿井正常生产和商品煤外运正常。4.结语根据集团公司十二五发展战略，按照成庄矿十二五期间多水平开采以及提升洗选能力的现实要求，矿井各环节能力应该均衡匹配，系统生