在人們印象當中,煤礦就是高聳的煤倉,轟隆的車間,其實這只是煤礦的標志性建筑之一洗選廠。通常洗選廠是設立在地面以上的,可是在山東新汶礦區協莊煤礦,一座年產量有60萬噸的洗選廠卻逆行其道建在了煤礦—300米的井下,這種“創意”在全國乃至世界范圍內還是第一家。
“綠色開采”思維 成就井下洗礦傳奇
新礦集團為了延長老礦開采年限,提高資源回收率,減少矸占地與污染,從2005年便開始研發、推廣了“以矸換煤”技術,每年通過矸石井下充填,置換出煤炭200多萬噸,增加經濟效益12億元,協莊礦采用“以矸換煤”技術,年消化矸石40多萬噸,經濟效益也十分可觀。
在“以矸換煤”技術推廣過程中,新礦集團董事長郎慶田等領導一致認為,“以矸換煤”基本解決了“矸石不升井”的問題,但地面煤炭洗選仍會產生大量的矸石。于是一個大膽的設想被提了出來,如果把洗選廠轉移到煤礦井下建設,實現原煤井下洗選,矸石就地充填,不就可以解決洗選中的矸石占地、污染問題了嗎?同時又能降低井下運輸提升成本,不就能實現真正意義上的“綠色開采”了嗎?說干就干,在上級領導的幫助下,技術部門迅速開展了“井下洗選廠”的研究,并在協莊礦、趙官礦等單位開展了試驗性工程,
其中協莊煤礦1958年開始建井,1962年12月25日正式投產,設計生產能力為120萬噸/年,1997年改擴建生產能力為180萬噸/年,2002年礦井核定生產能力為200萬噸/年,是一個采深達到—1100米的老礦。該礦—300水平十五層煤七采區原煤含矸率高達31%,煤炭質量較差,需要進行煤、矸分離,提高原煤質量。因此,新礦集團決定在該礦建立井下洗選廠,協莊礦也因此成為井下洗煤廠施工建設最早的一個。對井下含矸率較高的原煤進行機械化選煤,把分離出來的矸石直接用于井下充填。
按照新礦集團的設計、要求,協莊礦于2008年12月開始了井下洗煤廠的施工建設。
井下洗煤廠是如何建設的
選煤峒室設計三個主要峒室,分別為:篩分峒室、皮帶機運輸通道、機械動篩跳汰機峒室。安裝選煤設備的主要峒室寬6米,高8米,長26米。
井下洗選廠的主要設備,叫動篩跳汰機。動篩跳汰機直接靠外力驅動篩板在水介質中作上下運動,造成物料周期性松散,實現按密度分層。該工藝根據煤與矸石的密度不同,使煤與矸石的混合物在上、下交變的介質水流脈動中,按密度大小分層。密度小的上層原煤由水流帶走后,排至原煤運輸皮帶,密度大的矸石沉到下層,再排至矸石運輸皮帶機。
在煤礦井下建設洗選廠,進行機械化洗煤,到目前,國內外都沒有先例,也沒有適于井下的選煤設備。新礦集團與協莊礦工程技術人員共同研究,提出了選煤設備的選型與設計方案,由沈陽天安礦山機械科技公司研制了WDT型井下機械式動篩跳汰機。2009年3月份,選煤設備進入安裝階段。在設備安裝過程中,技術人員克服了井下峒室空間與基礎條件的局限,對設備外形進行了適當改進與處理,終于將選煤設備安裝到了峒室。
井下洗選廠的特異功能
奔流的鋼纜皮帶攜帶著從—300水平7采區開采出來的原煤,進入洗選廠動篩跳汰機,在機器水槽中震動篩選后,矸石通過左面的溜子運到矸石充填作業區,煤炭通過右面的溜子運到煤倉井上,運行中實現了矸石與煤炭的分離。
首先,大大降低了成本,節約了資金。這座井下洗選廠年處理能力60萬噸,按照分離31%的矸石計算,年分離矸石18萬噸,這些矸石就地充填在井下,每噸可以降低提升運輸成本20元錢,全年共節約生產成本360萬元。這18萬噸矸石充填在井下,又可以置換出煤炭,增加收入數千萬元。
其次減少矸石地面占地,節約用水,有效避免環境污染和資源浪費。從2009年7月到2010年4月,七采區十五層采煤工作面共生產原煤49.56萬噸,原煤經過洗選加工后,共選出矸石14.87萬噸,原煤矸石含量由31.1%降低到4.63%,灰分由47.07%降低到14.52%,大大減輕了地面洗選廠的洗選壓力。井下洗選廠就地使用礦井水,礦井水經過濾去除煤泥,可循環利用,每年的用水量為5000立方米。
再就是優化了人力組合,降低了用工成本,提高了工作效率。每班只要2名職工值班,加上維修人員全部用工不過10人,而地面同等能力的洗選廠一般需要40人左右。
“協莊礦井下洗選廠總投資520萬元,其中設備投資450萬元。2009年7月份,井下選煤設備正式運行,至今整個系統運行正常,矸石分選率在96%以上,完全實現了工業化生產,同時技術也在完善中走向成熟,為以后的發展積累了豐富的經驗。
WDT型井下機械式動篩跳汰機研發商:沈陽天安礦山機械科技公司簡介
沈陽天安礦山機械科技有限公司是沈陽煤炭科學研究所按照國家科研事業單位轉軌變型的企業。公司專業從事煤炭采掘支護機械和洗選設備的設計研發、生產制造和銷售服務。公司總部座落于遼寧省沈陽市東陵區,生產基地建于毗鄰的撫順市經濟技術開發區,占地面積84畝,擁有現代化廠房3.6萬平方米,下設全資子公司-遼寧天安礦山科技有限公司。
天安公司擁有完善的質量管理體系,通過了ISO9001質量體系認證。公司秉承以科技為先導、質量為生命、用戶為中心、市場為龍頭、服務為依托的企業宗旨,以全新的面貌、不斷創新的技術、專業服務竭誠為廣大用戶提供設計、研發、制造、安裝、調試、培訓、工程總承包等服務。

GDT系列機械動篩跳汰機
詳細介紹:
我國開發研究動篩跳汰機始于80年代末期,意在解決塊煤機械排矸問題,是由沈陽煤炭研究所副所長、現天安公司總經理、教授級高工曹樹祥帶領科技人員在借鑒德國液壓動篩跳汰機的工藝先進、結構緊湊等優點的基礎上研制開發的GDT系列機械動篩跳汰機。目前國內已成功應用近80臺,產品遍布全國60多個礦區和使用單位。產品先后通過多次省部級科技成果鑒定,獲原煤炭工業部“科學技術進步三等獎”、“國家重點新產品”、“煤炭工業優秀科技成果”等獎項。此外公司分別于2004年、2005年對用戶使用的國產液壓動篩跳汰機和德國進口液壓動篩跳汰機各一臺進行了技術改造,改型為機械動篩跳汰機,運行效果良好,并已通過省級技術鑒定。
2006年公司又研制開發了特大型高可靠智能化機械動篩跳汰機,跳汰面積和處理量為目前世界最大,并已通過行業技術鑒定,認定為世界先進水平。
為解決煤礦井下排矸、根治矸石對環境的污染源,同時解決井下用矸石自動回填、提高礦井采煤效率、降低礦井采煤能源消耗,2007年公司又研制開發了井下機械動篩成套技術設備。
主要特點:
1、動篩機械的頻率、振幅及升降速度比均可連續調節,調節的寬度與液壓動篩跳汰機一樣,且同樣簡便。
2、通過電信號反饋主驅動電機的運行情況來監測篩體負荷的變化,即矸石層的厚度,從而控制排矸輪轉速,實現自動排矸,信號比傳統的各種傳感器穩定精確,系統響應更迅速、可靠。
3、篩下物通過封閉脫水斗式提升機排放,故障率低、可靠性高、易于管理。
4、機械驅動機構簡單、可靠,適合目前國內礦業工人的操作和管理水平,便于維護、保養,使用壽命長,故障率低。
5、控制系統簡單、便于全廠集中控制。
6、設備投資少,運行與維護成本低,對場地、環境的適應性強。
機械動篩跳汰機設備簡單、投資少,對環境的要求不苛刻,跳汰面積2.2--4.6平方米,入洗粒25--350mm*,應用范圍廣泛:
- 用于大型選煤廠準備車間的塊煤排矸,代替手選、避免塊煤的全部破碎選并顯著降低重介等后續洗選工藝的壓力和成本;
- 作為簡易動力煤選煤廠的主洗設備,洗選塊煤;
- 和空氣式跳汰機配合,在大型選煤廠用于洗選大粒級煤炭,而空氣式跳汰機洗小粒級煤;
- 用于露天次雜煤和廢棄矸石等處的塊煤回收。