松河矿选煤厂炼焦煤洗选工艺创新实践

松河矿选煤厂炼焦煤洗选工艺创新实践

张军华

【摘要】针对松河矿选煤厂原煤煤层多、煤质变化大,矸石易泥化的特点,制定了创新的炼焦煤洗选工艺方案,使用浅槽分选机、粗煤泥螺旋分选机排矸后,再用重介质

旋流器和干扰床精选,然后采用脱泥浮选的联合工艺流程；工艺运行效果良好,介耗、药耗等指标明显低于本地区其他选煤厂.

【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》

【年(卷),期】2013(000)0z1

【总页数】4页(P38-41)

【关键词】选煤厂;焦煤;浅槽分选机;螺旋分选机;脱泥浮选

【作者】张军华

【作者单位】泰戈特(北京)工程技术有限公司,北京100022

【正文语种】中文

【中图分类】TD94

松河矿井位于贵州省盘县松河乡境内，是贵州省2005年重点建设和煤炭综合开发利用示范项目，隶属于贵州松河煤业发展有限责任公司。松河矿选煤厂是为松河矿井配套建设的大型炼焦煤选煤厂，由泰戈特(北京)工程技术有限公司承建，选煤厂设计处理能力714 t/h，实际年处理能力380万t，是我国西南地区最大的现代化炼焦煤选煤厂。

作为大型优质炼焦煤选煤厂，如何在选煤工艺中尽量排除或降低不利因素影响，制定最优的工艺流程，提高精煤产率，降低选煤厂运行成本是设计方及业主最为关心的问题。在松河矿选煤厂工艺设计创新和实际应用过程中，笔者总结了一些心得体会，以供参考。

1 煤源及煤质特点

1.1 矿井概况

松河井田是我国南方少有的资源富集、可建大型炼焦煤的矿井，走向长14.5 km，倾斜宽2.2 km，面积32 km2，地质勘探程度高，资源可靠，已探明的可利用储

量(A+B+C级)5.5亿t，可采储量3.3亿t，除部分煤层有少量肥煤或瘦煤外，其

余均为主焦煤，占87.5%。原煤灰分以中低灰分为主，硫分以中硫为主，磷分为

低磷和特低磷。

井田内可采煤层18层，可采总厚23.51 m，主要可采煤层有1+3#、3#、12#、15#、17#、18#等六层，主要可采煤层平均总厚10.26 m。根据矿井前10 a的

生产计划，矿井前10 a的开采煤层有1+3#、3#、4#、5#、62#、9#、11#、

12#、15#、16#、17#、18#等12层。

各煤层顶、底板以粉砂岩、粉砂泥质岩、粗沙岩、泥岩为主。通常情况下各煤层含0～6层夹矸。松河矿井采用斜井开拓方式，走向长壁式采煤，共两个采煤工作面。

1.2 煤质特点

松河原煤的主要特点是煤层多、煤质变化大、矸石易泥化。松河矿井采用综合机械化采煤，全部采用冒顶法管理顶板，原煤中会混入大块矸石。由于可采煤层达到

18层，且有0～6层夹矸，因此入洗的原煤煤质及矸石含量变化较大。根据现场

考察情况，进入洗选系统中的矸石含量会有波动，块、末煤的比例变化较大，因此块煤和末煤处理设备选型时需考虑这一特点，以保证系统的能力平衡。

各煤层顶、底板以砂岩、泥质岩、泥岩为主。泥岩质软，遇水易泥化，不仅会污染

精煤，还会造成系统中高灰细泥含量增加。松河井田煤层以焦煤为主，主焦煤具有煤质软、较易粉碎的特点。在煤炭洗选过程中，系统中的煤泥量必然会大大增加，且煤泥中高灰细泥含量也必然会大于煤质资料中的数据。从周边矿区已投产选煤厂了解的数据以及各煤层浮沉资料中浮沉煤泥的灰分大大增高也说明了这一点。因此在本次选煤厂工艺设计时，要充分考虑不同煤层煤质的变化，准确估计系统中的矸石量与煤泥量，留有足够富余，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。重点考虑应对矸石泥化以及高灰细泥对系统造成的不利影响。另外，除3#煤层外，其余大部分煤层硫分高于2%，选煤过程中应充分脱除无机硫。

2 工艺设计

当生产10级和11级炼焦精煤时，除1+3#煤与3#煤可选性为中等至难选煤外，其他煤层可选性均为难选至极难选，可选性差，工艺设计中不进行跳汰选煤的对比，选煤方法采用重介质工艺法。

松河矿选煤厂入选原煤来自多个煤层，且各煤层煤质变化非常大，如5#煤硫分高、基元灰分高等。原煤资料反映出矸石含量高，原生及次生煤泥量大，矸石易泥化，高灰细泥含量大的特点。

在设计洗选方式时要考虑系统如何尽可能适应这些煤质变化情况，设计大胆采用深度预排矸理念，用最短的时间将矸石排出系统，降低矸石泥化对重介质、粗煤泥、浮选系统的影响，并将这一理念贯穿至整个工艺流程。

2.1 200～8 mm粒级块煤浅槽预排矸

浅槽分选机大量应用于动力煤选煤厂块煤排矸，其特点是处理量大，分选精度高，对矸石量波动适应性强。对于松河矿选煤厂，入洗原煤来自多个煤层，矸石含量变化极大，浅槽分选机完全可适应这种工况。

入选原煤中矸石含量很高，其特点是硬度低，易碎，遇水后极易泥化；因此在原煤

进入水洗系统后，浅槽分选机要尽可能快而多的预先排除大量易泥化矸石。浅槽分选机内介质流平稳，对矸石的二次粉碎作用很小，并且分选时间极短，约13 s即

可排出系统，加上前期脱泥(12 s)及后续脱介、脱水(15 s)环节[1]，矸石在系统内

的总停留时间约为40 s，如此短的停留时间，极大地降低了矸石的泥化程度，为

后续生产环节创造了有利条件。为充分发挥浅槽分选机的特点，同时兼顾分选精度，将浅槽排矸粒度下限定为8 mm，约40%的原煤进入浅槽分选系统。由于块煤中

的矸石含量高于末煤，有超过40%的矸石会经浅槽分选机快速排出系统。

2.2 8～0.75 mm末煤两产品重介质旋流器预排矸

末煤在浅槽分选机中的沉降速度慢，不适合用浅槽分选机分选，设计采用两产品重介质旋流器进行预排矸。虽然泵内输送及旋流器内分选过程会加剧矸石泥化，但没有其他更好的选择。末矸石在系统中脱泥用时13 s，混料、泵送、分选约15 s，

脱介15 s，因此矸石在系统内停留时间共计43 s。

2.3 0.75～0.25 mm粗煤泥螺旋分选机预排矸

炼焦煤煤质易碎，粗煤泥含量高，设计采用螺旋分选机将大量细矸石快速排出系统，螺旋分选机适合高密度排矸，采用向心力和浮力双重作用的分选机理，在脱硫方面具有独特优势，适合本厂原煤无机硫含量高的特点。可改善后续精选时干扰床分选机的分选效果。细矸石在系统中的存在时间为：脱泥13 s，混料、泵送、分选约

15 s，高频筛脱水20 s，总停留时间48 s。

2.4 煤泥脱高灰细泥后浮选

采用浮选前脱泥工艺是解决泥化煤泥浮选难问题的有效措施。高灰细泥的存在会对浮选造成许多不良影响，如抑制浮选药剂功效，恶化浮选效果，增大精煤损失；加药制度变数大，难以掌握，药耗大，系统不稳定，成本高；细泥对精煤污染严重，质量难以保证；细泥的存在，还会造成精煤脱水困难。松河矸石泥化明显，高灰细泥含量高，原煤可选性较难，分选密度低，产率低，重介质系统已无余地给浮选精