300万吨矿区型炼焦煤选煤厂设计

1.1 设计任务、目的和要求1.1.1设计任务此次设计是依据2#和8#原煤综合资料，设计一座年入洗能力为300万吨的矿区型炼焦煤选煤厂。

按照一般矿井型选煤厂的工作制度要求，定为每年工作330天，每天工作16小时，每天两班生产，一班检修。

1.1.2 设计目的设计的目的是通过模拟实际的工程设计实践活动，将在四年内所学基础和专业知识系统地应用于工程设计实践，从而使对所学知识得到系统的掌握、应用所学知识分析和解决实际问题的能力得到大幅度提高、实际动手能力得到扎实的强化训练。

通过工程设计的实际训练，工程素质和工程设计能力将大大提高，对工程项目完成的全过程有了初步了解。

毕业设计为成为真正的工程师奠定良好基础。

1.1.3 设计要求要求的精煤灰分为10.00%；设计应包含的文件为工艺流程图1张总平面布置图1张设备联系图1张主厂房工艺布置图 5 张（AUTOCAD）手工图2张文献综述（单独成册）。

设计说明书一本。

外文文献翻译1篇。

1.2 厂型及工作制度1.3.1选煤厂类型##煤矿选煤厂为矿区型选煤厂，入选2#和8##矿井生产的全部原煤，选煤厂处理能力与矿井规模相一致，设计处理能力为300万t/a。

1.3.2选煤厂工作制度按《煤炭洗选工程设计规范》GB50359-2005的规定，本选煤厂的工作制度为年工作330d，每天工作16h。

二班生产，一班检修。

1.3.3选煤厂生产能力年生产能力：300万t/a。

小时生产能力：568.18t/h。

1.3.4服务年限选煤厂服务年限与矿井设计服务年限一致。

2 选煤工艺2.1 煤质资料分析具体煤质资料见表格2.1.1原煤筛分、浮沉资料及分析（一）筛分组成分析(1) 入选原煤灰分：由表可见，原煤平均灰分为31.55%。

矿井采用综采放顶煤采煤工艺，煤层中的夹矸将全部混入煤中，顶板串矸也会使原煤灰分大幅增高，故生产原煤灰分会比较高。

入选原煤原生煤泥量：由表可知，生产煤样中原生煤泥含量4.48%，(2) 随着粒度的减小，各粒级含量变化不明显，而各粒级产品灰分逐渐减小，说明煤与矸石的硬度存在差异，矸石较煤硬；小于0.5mm的灰分较其他粒级没有较大差异，说明受矸石泥化现象不严重。

(3) >50mm粒级情况：矸石含量可以用来评定原煤的含矸量等级。

分选炼焦煤时，对于>50mm粒级，一般设置检查性手选排矸，当含矸量高时，也应考虑采用机械选矸方法。

入厂原煤含矸量等级（参考值）本厂入厂原煤含矸量15.27%，属于高矸等级，所以应采用机械选矸方法。

（4）各粒级含量分析：各粒级的质量百分数相近，说明原煤的粒度分布均匀。

（5）各粒级质量分析：灰分随粒度减小而减小，包括-0.5mm粒级灰分也低，说明细粒级中含煤较多，煤质较脆。

（二）浮沉组成分析(1)小于1. 5密度级为主导密度级，占72.77%。

<1.3密度级含量最大，占本级37.73%，该密度级的相应灰分为5.57%，说明煤质较优，可得到低灰分的精煤。

(2)煤的中间密度级（1.5-1.8）含量均较少，且随粒度减小，各密度级的相应含量逐渐减少，灰分也逐渐增大，其中1.5-1.6密度级的相应含量降低较明显。

（3）原煤浮沉资料是绘制可选性曲线、求出理论分选指标的依据。

（4）在本次选煤厂工艺设计时，对系统中的煤泥量的估计要充分考虑富余，以使其更能反映出入选原煤的实际情况，同时在工艺作业设置和设备选型时，要考虑适应煤泥量变化对工艺生产过程的均衡，确保整体工艺过程的可靠性。

（三）煤的可选性在选煤方法一定的情况下，影响煤的可选性难易程度的主要因素是密度组成（煤炭固有特性）和对产品的质量要求（外在因素）。

从原煤浮沉试验表密度组成来看，低密度组成看，低密度级含量较多，中间密度级含量少，表明可选性较好。

由可选性曲线可见，当指定精煤灰分为10.00%时，分选密度±0.1含量为16.00%,对应分选密度±0.1含量评定可选性方法,可确定混煤的可选性等级为中等可选.2.2选煤工艺2.2.1工艺概述（一）选择选煤工艺流程应以原煤性质、用户对产品的要求、最大产率和最搞经济效益等因素为依据，正确确定一个简单、高效、合理可行并且能够满足技术经济要求的工艺流程。

工艺选择注重以下几点：(1) 工艺系统简单、先进，各工艺环节合理、可靠，以确保正常有效生产时间；(2) 煤泥水系统尽可能完善、灵活，保证洗水闭路循环；(3) 分选参数易于调节，以方便分选不同煤质和产品不同灰分要求时的生产管理；(4) 减少能耗、介耗、药耗等硬指标，使运营费用、单位生产成本尽量低。

（二）推荐入洗工艺：由于煤的牌号不同或可选性相差悬殊，或是其低密度成分中的硫分相差较大时，就需要考虑混合入选或分组入选的问题。

对于不同牌号的原煤，其用途往往有较大差别，一般都需要分别入选，在设计时应考虑采用双系统入选，采取分采、分运、分别入选的方式最为合理，但是实现分采分运困难很大，管理复杂，耗资多，一般矿井不具备这样的条件。

就可以考虑混合入选，在地面设置原煤均质化混煤场，保证入选原煤性质均匀，本设计中2#煤和8#煤分别来自同个矿井不同矿层，若要分别洗选，则需要分别建筑两套洗选系统，分采分运困难很大，管理复杂，耗资多，因此，本设计选用混合入选的入选方式。

遵循上述原则，考虑到入洗原煤的粒度特性、密度特性以及可选性，为了提高选煤厂应对市场的灵活性，设计首先确定选煤厂产品结构为精煤、中煤和矸石三种产品。

对于50～0mm级原煤，要洗选出精煤、中煤和矸石三种产品，目前可供选择、分选精度较高的选煤方法有1.跳汰—浮选联合流程2.两段重介旋流器主再选—浮选流程3.三产品重介旋流器—浮选分选4.跳汰主选三产品重介质旋流器再选下面讨论各种分选方法的特点：（1）跳汰—浮选分选跳汰选煤方法工艺流程简单。

成产能力大、维护管理方便、生产成本低、分选极易选和易选性煤可以获得较高的数量效率，一般在90%以上，在处理中等可选性煤时，也能达到较好的工艺指标，因此在选煤厂设计中普遍采用。

此外，跳汰选煤法的适应性强，分选粒级宽，分选上限可达50~100mm，分选下限为0.3~0.5mm，既可以分级入选，也可以不分级入选。

跳汰选煤法的分选效率受给煤性质影响较大，在细粒物料多、可选性差的条件下，分选效率会显著下降。

跳汰机对于易选煤的分选精度与重介质选相当，但是在要求出低灰精煤产品时，如果分选密度低于1.40g/cm3时，可能由于可选性变难，造成跳汰机难以操作，无法保证正常分选效果。

近年来对跳汰机的结构进行了大量的改进，数控风阀和排矸自动化都有了明显的提高，跳汰分选效率得到很大的提高，对于易选和中等可选性的煤，在技术经济合理的情况下，仍然是首选的选煤方法。

但是，其缺点也相对明显，单机处理能力小于重介；对于难选煤来说分选精度较重介低；跳汰全过程无法全部实现自动化。

跳汰机下降周期的吸缀作用容易造成细粒精煤损失，降低精煤回收率；操作调整自动化程度低，对人工调整的依赖性大，分选精度低，分选效率低；跳汰机及配套的斗子提升机高度大、体积大，致厂房建筑体积大，厂房投资高；跳汰用循环水须经处理，故要处理的煤泥水量大。

生产费用稍低，但却不抵精煤回收率的降低。

浮选既是一种煤泥分选方法，也是选煤厂洗水净化的有效方法。

随着采煤机械化程度不断提高，煤矿开采深度加大，原煤中<0.5mm的粉煤量也越来越多，一般可达20%以上，因而回收这部分精煤更加重要，浮选作为煤泥分选的唯一有效方法也就得到更为广泛的应用。

浮选成本虽然较高，但对于炼焦选煤厂来说，回收大量浮选精煤仍然可以获得可观的经济效益。

（2）两段重介旋流器主再选—浮选流程两段重介旋流器主再选：由于生产低灰精煤，所以要生产三个产品，采用重介旋流选生产三个产品，可采用三产品重介旋流器分选和两段两产品重介旋流器分选两种方式。

采用两段两产品重介旋流主要优点是中煤和矸石的质量可以准确控制，一段和二段的介质循环量较小；其主要缺点: 工艺流程复杂、设备和管路多、磨损和电耗多、投资较高、生产成本高。

（3）三产品重介旋流器—浮选分选在煤炭分选中,重介质选煤法是重力选煤方法中重要的方法之一。

重介质选煤适宜分选难选和极难选煤,他的分选粒级宽。

给料的粒度上限，主要由重介质旋流器的入料管直径决定，目前末煤用重介质旋流器分选粒度上限为13~25mm，大直径无压给料重介质旋流器的入料粒度上限可达50~80mm。

三产品重介旋流器分选：采用三产品重介旋流器分选，其优点为工艺流程简单，一套密度控制系统可以生产三个产品，设备和管路减少，可以通过低密度分选介质，实现高密度排矸，二段的分选密度可通过改变底流口的大小和溢流口的插入深度，在一定范围内调整分选密度。

有效分选下限可达0.25mm甚至更低，在不增加其他选煤方法的情况下，回收粗煤泥掺入精煤可增加精煤回收率，减少直接掺入末煤或中煤产品的煤泥量；主要分选设备结构紧凑、体积小，可大幅减少厂房体积；虽然循环介质量较大，但大部分合格介质在系统中循环，进入煤泥水系统进行处理的煤泥水量少；生产费用与跳汰分选基本持平。

三产品重介旋流器给料方式分为有压和无压给料两种，有压给料指在合适的压力下将经充分混合的原料、重介质悬浮液给入旋流器，依次分选出精煤、中煤和矸石三种产品，简化了工艺环节，但泵对物料有过粉碎，次生煤泥较多；无压给料特点是悬浮液和煤分开给入旋流器内，使用无压给料大大简化了选煤厂的工艺配置，设备费用及投资及厂房投资均可大幅度降低。

同时无压给料，还降低了设备的运行费用。

（4）跳汰主选三产品重介质旋流器再选（5）浮选流程有直接浮选流程和浓缩浮选流程直接浮选流程有以下特点，取消了浓缩作业，流程简化; 彻底解决了煤泥在系统中的循环，对主选作业有利；煤泥与水的接触时间缩短，使煤泥的可浮性和选择性提高。

但在一些选煤厂的实际生产中显示了诸多缺点，比如浮选机及过滤机的单位处理能力低，浮选、过滤等工艺环节对原煤性质的变化反应敏感等等，浓缩浮选特点是浓缩的溢流作循环水，其底流经稀释后作为浮选入料。

其弊端也同样明显，细泥不能从系统汇总排除，水量不易平衡，。

综上所述采用工艺为：（1）50～0mm采用不脱泥无压三产品重介旋流器分选；（2）>0.5mm采用浮选机分选，浮选精煤加压过滤机回收，浮选尾煤快开压滤机回收。

2.2.2原则工艺流程根据入选原煤的特点和确定的选煤方法，经方案比选，本着在满足工艺要求的前提下尽量减少环节的原则，制定了相应的工艺流程，整个工艺系统可分为三大部分：（1）50－0mm三产品重介旋流器分选，；（2）－0. 5mm煤泥浮选和尾煤回收；（3）介质回收和净化。

工艺流程详述：（1）+50mm块煤手选检查性排矸预先筛分筛上物+50mm的块煤手选预先排矸。

手选后+50mm经破碎后，与预先分级筛筛上物50－0mm原煤混合作为三产品重介旋流器的入料。