1,選煤廠原工藝分析

古書院礦選煤廠采用跳汰選煤工藝,其中洗塊煤車間分選l3～120mm級塊煤。據統計,改造前洗塊煤車間的矸石帶煤率平均在15%～20%,其中小于13mm的末煤約占矸石總量的l5%～18%,而大于l3mm的塊煤一般不超過2%一5%。

如果原煤水分較高,矸石所帶煤中小于13mm末煤所占比例可高達30%以上。造成這種狀況的原因,主要是分級篩篩分效率低,大量末煤進入跳汰機后,透過跳汰機篩孔進入斗式提升機。

根據經驗,煤越濕,原煤分級篩的篩分效果越差,進人跳汰機的末煤越多,跳汰機透篩越嚴重,矸石帶煤率也就越高。

因此,進入跳汰機的末煤過多是造成洗塊矸石帶煤指標超標的主要原因。如果能提高原煤分級篩的篩分效率,即可減少進入跳汰機的末煤量。

目前主要采用提高篩分機振幅或延長篩面長度的方法來提高篩分效率。而對于已定型的篩分機來講,任意提高篩分機的振幅會影響篩分機激振器軸承的壽命,甚至造成軸承損壞,同時振幅的增加還會造

成篩框及梁的開裂等問題,而又不可能延長篩分機的篩面。因此靠改造篩分機來提高篩分效率不可行,而改用其他型號的篩分機又受到廠房空間的限制。

如增加分級篩篩孔,比如將篩孔增加到20mm,甚至25mm,雖然可以增加分級篩篩上物的透篩量,但這樣會造成一部分大于13mm的小塊煤進入末煤,造成塊煤損失,所以這種辦法也不可行。

2,改造方案

由于采用提高篩分機篩分效率的辦法不能解決矸石帶煤超標的問題,因此,決定對跳汰機排出的矸石進行再篩分,將其中的塊矸石與末煤分離,末煤回收入倉,由此可降低矸石帶煤率。

具體工藝設置為,在矸石斗式提升機和中煤斗式提升機機頭下方,分別安裝兩臺直線振動篩,跳汰機排出的矸石先進入斗式提升機初步脫水后,再進入振動篩,采用濕法篩分,篩去矸石中小于l3mm的末煤,

篩上大于l3mm的塊矸石經膠帶輸送機運送至602矸石倉。

篩下末煤經接水盤收集后,由水力經管道輸送至撈坑,經精煤斗式提升機初步脫水后,進入離心脫水機進一步脫水,脫水產品由324膠帶輸送機轉載至501膠帶輸送機,最后人圓筒倉作為篩末煤回收。

3,可行性分析

3.1安裝振動篩的可行性

由于受到空間高度的限制,篩分機只能安裝在主廠房的三樓,其高度僅有4m,但1.5m寬的篩分機安裝高度一般在2.5m左右,給篩上溜煤筒還留有1.5m的高度,篩分機所在的樓板下方建造有兩根斷面為600×300的鋼筋水泥梁,經計算,兩梁足以承受兩臺重2t的篩分機產生的動載荷。篩分機下方的空間對安裝接水盤并無妨礙。因此,該樓板具備安裝兩臺振動篩的條件。

3.2濕法篩分可回收洗塊矸石中95%的末煤

由于斗式提升機從跳汰機下方提升的矸石水分一般都在20%,屬難篩物料,所以最好的辦法是采用濕法篩分。在篩分過程中,用一定壓力的沖水,強制矸石中末煤透篩,由于矸石和中煤的產量不大,約60t/h,兩臺篩分機篩分效率達到95%以上時即可滿足運行要求。

3.3篩分機的故障不會影響系統運轉

在原溜煤筒內安裝一活動閘門。閘門翻向一邊時,矸石可直接進入601刮板輸送機;當閘門翻向另一邊時,矸石可進入振動篩篩分。一旦振動篩或篩下管道出現故障,則可將閘門翻向另一邊,使矸石直接進入刮板輸送機。

3.4篩下管道能夠正常運轉

篩下管道可引入部分(少量)循環水,用水力輸送末煤,且管道坡度為20～35,所以一般不會堵塞;在接水盤入口處加設一張50×50mm的篦子,可防止因篩板破損等原因導致大塊矸石進人立式離心機。

3.5回收的末煤不會影響篩末煤商品煤灰分

回收的末煤雖然也會混有末矸石,但其量很少,灰分一般為20%～25%,與立式離心機的大量末精煤(灰分一般小于15%)混合后,混煤的灰分不會超過20%。而用戶要求商品末煤灰分不超過21%,所以完全能滿足商品煤灰分指標。

3.6濕法篩分不會對洗水系統造成影響

濕法篩分用水全部來自于循環水系統。循環泵的流量為2000m3/h,正常洗煤的用水量為1500m3/h,而濕法篩分所用水量不足l00m3/h。而且濕法篩分所用的水又流回了循環水系統,基本不會造成循環水的減少,所以不會對洗水系統造成影響。

4改造實施

(1)篩分機的選型。經過設計計算,矸石斗式提升機下方的篩分機選用(3.0×1.5)m型,最大處理量為150t/h,正常入料量一般低于120t/h。中煤斗式提升機下方的篩分機選用(1.2×2.4)m型,其最大處理量為100t/h,正常的入料量一般低于90t/h。

(2)繪制安裝聯系圖。繪制篩上溜煤筒、篩下接水盤及篩下管道、沖水管道等設備的安裝聯系圖。

(3)部件的設計。篩下溜煤筒受空間限制,角度僅能達到20。,斷面可達(400×600)mm,為確保矸石正常運輸,必須在筒內加入循環水,利用水力輸送至振動篩上。篩下接水盤角度可達42。～60。,在篩上水流沖擊下,可保證篩出的末煤全部進入篩下管道。篩下管道選用φ350mm管道,平均坡度為15。,長l9m。

(4)電器設計。為降低成本,電器部分全部由選煤廠自行設計、安裝。這兩臺篩分機全部為就地控制設備,即通過司機現場開啟及停止,一旦發生故障,可通過601刮板輸送機閉鎖上部設備。

(5)加工制作。除了外購兩臺振動篩外,其余設備皆由選煤廠自行制作。如加工篩上溜煤筒4個,使用鋼板25m2,總重2t;加工篩下接水盤2個,使用鋼板20m2,總重1.5t;加工φ350mm、長20m的帶彎頭鋼管2個;焊接中100mm、長10m的鋼管l根,焊接φ350mm、長20m的鋼管1根。

(6)設備安裝。設備的安裝全部由選煤廠自行負責,由于受空間限制,現場無法使用電動起吊設備,只能使用手拉葫蘆起吊。安裝順序為:在樓上開直徑400mm的孔,安裝篩下接水盤,安裝篩分機,搭接腳手架,安裝篩下及篩上管道,安裝篩上溜煤筒,最后為穿過樓板處的管道做防水。

5經濟效益分析

(1)選煤廠正常生產時,按每天產生800t矸石計算,矸石中含末煤一般在l5%～20%,以l5%計算,篩分效率達95%,則每天可多回收末煤:800t×15%×95%=l14t,即每天可創價值約1.14萬元。另一方面,每天可減少矸石運輸費近400元,每年可節約近14萬元。

(2)投人與產出比。投入兩臺振動篩,預計外購費用約8萬元。管道及溜煤筒約需l萬元,總計投入9萬元。

(3)年增效益:1.14萬元×350d+14萬元-9萬元=404萬元。

此次利用洗選煤設備改造后,大大的提高了洗塊矸石中末煤的產出價值和經濟效益。同時，利用洗選煤設備回收了大量的煤炭資源，提高了產出價值，獲得了客觀的經濟效益，為其他選煤廠利用洗選煤設備提高老礦的產出提供了成功的案例。