這家煤礦干法預(yù)排矸10個(gè)月收回投資
本文由孟瑞奇、于濤等發(fā)表在《煤炭加工與綜合利用》期刊上,原題目為“萬(wàn)峰礦原煤干法預(yù)排矸工藝研究”。平臺(tái)引用時(shí)內(nèi)容有刪減,配圖根據(jù)內(nèi)容斟酌選取。
隨著采煤設(shè)備的大型化和自動(dòng)化程度的提高,對(duì)于一些可采煤層厚度較薄、夾矸量大的煤礦,出現(xiàn)割頂和割底,導(dǎo)致煤炭生產(chǎn)的回收率降低,煤質(zhì)變差。萬(wàn)峰礦煤種為主焦煤,原煤升井后經(jīng)過(guò)篩分破碎到50mm以下,再汽運(yùn)到10km外的重介質(zhì)選煤廠進(jìn)行洗選。由于原煤含矸量在50%以上,造成了巨大的運(yùn)力浪費(fèi);增加了重介質(zhì)選煤廠的洗煤成本;降低了選煤廠的處理能力,對(duì)重介質(zhì)選煤廠設(shè)備磨損也相當(dāng)嚴(yán)重,因此需要優(yōu)化洗選工藝,考慮在煤礦進(jìn)行排矸處理,把矸石在礦上處理,對(duì)原煤直接進(jìn)行排矸,是目前切實(shí)可行的解決方法。
1、 ZM礦物高效分離技術(shù)的工作原理及特點(diǎn)
1.1重介系統(tǒng)難以直接生產(chǎn)高灰精煤
ZM高效分離機(jī)是干法選煤行業(yè)的前端產(chǎn)品,其分選原理為:物料在分離床上進(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,從而在各階梯區(qū)間不同密度物料實(shí)現(xiàn)分離。
采用ZM礦物高效分離機(jī)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,原料的入料大粒度控制在100mm以下即可,其工藝流程如下圖所示,井下毛煤先經(jīng)過(guò)篩分破碎系統(tǒng)將物料破碎到100mm以下,然后通過(guò)膠帶輸送機(jī)給入ZM礦物高效分離機(jī)進(jìn)行分選,選后出兩產(chǎn)品,即精煤和矸石,精煤經(jīng)過(guò)膠帶機(jī)轉(zhuǎn)載后上倉(cāng)或者就地堆存,矸石可直接外排。生產(chǎn)系統(tǒng)中采用落料點(diǎn)密封、噴霧降塵和引風(fēng)除塵聯(lián)合降塵,粉塵無(wú)外溢,除塵器回收的煤粉混入精礦產(chǎn)品中。
該技術(shù)的顯著特點(diǎn)如下:①在流化狀態(tài)下經(jīng)過(guò)階梯式多級(jí)分選,提質(zhì)效果好,特別是混煤干法分離,分選精度高;②分選不用水,終端產(chǎn)品只有精煤和矸石;③適合高密度物質(zhì)的分離,工藝簡(jiǎn)單,能耗低,加工成本低;④全封閉運(yùn)行,環(huán)保高效、低噪聲、無(wú)粉塵飛揚(yáng);⑤采用集成模塊化設(shè)計(jì),占地面積小,安裝建設(shè)迅速,自動(dòng)化程度高;⑥產(chǎn)品轉(zhuǎn)載系統(tǒng)配有噴霧降塵裝置,改善生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境。
2、干法選煤提質(zhì)的適應(yīng)性
2.1 干法選煤應(yīng)用范圍
干法選煤工藝以其獨(dú)特的分選原理和投資少、見效快、運(yùn)行成本低、建設(shè)周期短,特別是不產(chǎn)生煤泥可獲得高回收率和減少環(huán)境污染的優(yōu)勢(shì)被廣泛認(rèn)可,得到大范圍推廣應(yīng)用。其應(yīng)用范圍不僅適合動(dòng)力煤分選。也適用于焦煤預(yù)排矸、化工用煤分選及其它高密度礦物分選等。
2.2 干法選煤技術(shù)在焦煤預(yù)排矸分選領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)
2.2.1 提高重介質(zhì)選煤廠的處理能力
原煤中矸石含量增多,直接影響粒度組成和密度組成,使大顆粒增多,密度增大,旋流器處理能力下降。同時(shí)矸石含量大易造成重介旋流器堵塞,為了解決堵塞問(wèn)題也不得不降低其處理量。故原煤入洗前進(jìn)行預(yù)排矸可大大提高重介質(zhì)選煤廠的處理能力。
2.2.2 減少重介質(zhì)選煤設(shè)備的磨損
重介質(zhì)選煤系統(tǒng)要用許多管路連接,當(dāng)煤漿流速較低時(shí),堅(jiān)硬的矸石顆粒主要是沿管路底部滑動(dòng),造成嚴(yán)重磨損,流速變化時(shí),矸石顆粒與其它煤粒一起處于間歇的懸浮狀態(tài),作不連續(xù)的跳躍運(yùn)動(dòng),矸石顆粒越多,產(chǎn)生的磨損越嚴(yán)重。煤漿在流動(dòng)過(guò)程中,流動(dòng)方向或過(guò)水?dāng)嗝嬗兴淖儠r(shí),會(huì)產(chǎn)生旋渦和沖擊,流動(dòng)的礦漿具有一定的能量,其能量越大,沖擊力越大,磨損越嚴(yán)重。能量的大小與固體顆粒的密度有關(guān),密度越大,能量越大。密度大的矸石越多,磨損越嚴(yán)重。原煤入洗前進(jìn)行預(yù)排矸可減少對(duì)旋流器以及管路的磨損。
2.2.3 提高重介質(zhì)選煤的選煤效果
入洗原煤矸石含量增多,會(huì)惡化旋流器的分選環(huán)境,影響分選效果。同時(shí)如果有部分矸石易泥化,首先會(huì)使煤泥水粘度增加,改變重介懸浮液性質(zhì),分選介質(zhì)的密度得不到有效控制與調(diào)節(jié),從而影響重介分選效果;第二,易泥化顆粒造成煤泥水粘度增大,高灰細(xì)泥粘附在精煤顆粒上,既影響脫介效果,也影響精煤產(chǎn)品灰分,從而降低分選效率;第三,易泥化的矸石顆粒越多地進(jìn)入重介選煤系統(tǒng),煤泥水處理越困難,嚴(yán)重影響煤泥的回收,還會(huì)造成洗水濃度拉高,形成惡性循環(huán),分選效果越來(lái)越差。
2.2.4 降低選煤成本
大量的矸石進(jìn)入重介質(zhì)系統(tǒng),排出時(shí)會(huì)帶走介質(zhì),增加介耗;加大脫水篩和脫介篩噴水量,增加水耗;從而增加重介質(zhì)選煤成本,同時(shí)在進(jìn)入重介前,進(jìn)行預(yù)排矸,可減少重介質(zhì)系統(tǒng)入洗量,而重介質(zhì)選煤成本大幅度高于預(yù)排矸成本,故預(yù)排矸可降低選煤成本。
3、萬(wàn)峰原煤干法預(yù)排矸效果分析
萬(wàn)峰原煤干法預(yù)排矸中,其原煤篩分分析及原煤0~50mm浮沉試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別見表1和表2。
從表1和2中看出,原煤矸石含量58.54%,含量很高;如果洗精煤灰分控制在12.5%,屬于難選煤。
萬(wàn)峰原煤干法選煤排矸效果及排出矸石含煤率檢測(cè)如表3和表4所示。由表3可以看出,干選可以排出41.8%的矸石,矸石灰分高達(dá)82.68%,說(shuō)明排出的是特別純凈的矸石?;曳钟?8.04%降到了40.34%,灰分降低17.6%。由表4可以看出,矸石中小于1.8Kg/L密度級(jí)的產(chǎn)物比例為2.38%,達(dá)到了重介洗選矸石帶煤率小于3%的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
4、干法選煤應(yīng)用效益分析
4.1工藝流程
將筒倉(cāng)內(nèi)原煤經(jīng)倉(cāng)下膠帶機(jī)運(yùn)至緩沖漏斗內(nèi),經(jīng)緩沖漏斗給煤機(jī)均勻給料到上煤膠帶機(jī),再由上煤膠帶機(jī)送入ZM300高效分離機(jī)進(jìn)行排矸提質(zhì),選后出精煤、矸石二種產(chǎn)品。
4.2 直接經(jīng)濟(jì)效益
以年產(chǎn)量100萬(wàn)t為計(jì)算依據(jù),根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析,干選投入使用后,可以排掉40%矸石,即原煤水洗和運(yùn)輸量就變?yōu)?0萬(wàn)t,一次為基數(shù)測(cè)算完全成本。業(yè)主購(gòu)買設(shè)備,由神州托管運(yùn)營(yíng),噸煤收取運(yùn)行費(fèi)用6元。(不含電費(fèi)及鏟裝)。干選投入運(yùn)營(yíng)前后成本差1056萬(wàn)元,10個(gè)月即可收回投資。
4.3 間接經(jīng)濟(jì)效益
(1)提高水洗分選精度。原煤矸石含量減少后,矸石泥化現(xiàn)象減輕,水洗廠重介懸浮液粘度降低,有利于提高重介質(zhì)分選精度,進(jìn)一步提高水洗精煤產(chǎn)率,同時(shí)降低介耗。
(2)干選后矸石量減少,減少水洗設(shè)備磨損,降低水洗設(shè)備維修成本。
(3)干選不用水,減少環(huán)境污染。原煤通過(guò)干選后再水洗,減少了水洗廠的規(guī)模,節(jié)省水資源,減輕環(huán)境污染。
(4)利于環(huán)評(píng)。干選廠全系統(tǒng)密閉負(fù)壓操作,符合國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),項(xiàng)目審批環(huán)評(píng)簡(jiǎn)單,尤其在目前這種環(huán)保高壓態(tài)勢(shì)下,意義就顯得尤為突出。
(5)利于環(huán)保。筒倉(cāng)滿后,原煤滯銷落地,大量積壓,干選后,不僅提高煤質(zhì),且拓寬銷售渠道,提高價(jià)格,避免環(huán)境污染及環(huán)保局的處罰,減少礦方損失。同時(shí),選煤廠大量存放矸石,可能受到環(huán)保罰款,還可能要增加環(huán)保投入。