选煤方法

选煤方法、分选粒级及工艺流程
3.4.1 分选粒级
本选煤厂分选粒限为200～13mm，13～0mm末煤不入洗。

乌东煤矿入厂原煤直接筛出＞200mm特大块产品供民用，可进入选煤厂入选的原煤为200～0mm，因此选煤厂分选上限为200mm。

从原煤筛分浮沉试验资料分析知，乌东煤矿＞13mm粒度级原煤中矸石含量较高，为26.72％～36.87％，块煤需排矸；＜13mm末原煤灰分达22.93％，直接作电煤，不能满足用户要求。

由产品计算可知，分选下限到13mm，且将13～25mm块精煤掺入末原煤以改善其质量，方可使混煤质量满足用户要求，因此分选粒限确定为200～13mm是合理的。

根据对煤炭产品市场的分析，电厂、集中供热工业锅炉用煤是乌东选煤厂混煤产品的主要用户，且近、远期需求量较大，而末精煤用户少，需求量小，故本次设计确定混煤产品为乌东选煤厂的主导产品，13～0mm末煤不入洗，预留末煤洗选的可能性。

3.4.2 选煤方法
3.4.2.1 选煤方法
根据本区煤质，煤的洗选加工可主要对＞13mm级块煤排矸。

目前常用块煤排矸方法有：块煤动筛跳汰排矸和块煤重介分选排矸。

动筛跳汰排矸具有工艺系统简单、能耗低，基建投资和生产成本低，生产管理方便，维护工作量小，用水量少等优点，但其入选下限只能到25mm。

因此在乌东选煤厂不宜采用动筛跳汰排矸。

重介排矸工艺的优点是：分选精度高，生产自动化程度高，对煤质及市场变化的适应性强，单机处理能力大；缺点是：工艺系统较复杂，配套设备较多，基建投资和生产成本相对较高。

从能满足分选粒度下限到13mm、对市场变化及原煤质量波动适应性强，生
产灵活可调等方面考虑，本设计推荐采用重介分选排矸的选煤方法。

3.4.2.2 原则流程
1. 重介分选工艺确定
国内目前常用的具有代表性的块煤重介分选工艺有重介斜（立）轮分选机、重介浅槽分选机，对这两种重介分选工艺的优缺点分析如下：
⑴重介斜（立）轮分选机单机处理能力小、设备台数多、对块煤的破碎程度较大、易磨损槽底、设备维修工作量大、占用空间高度大。

⑵重介浅槽分选机单机处理能力大、设备台数少、分选精度高、对块煤的破碎程度较小、占用空间高度小。

经综合比较，本设计分选环节采用重介浅槽分选机分选块煤。

2. 煤泥回收工艺确定
从煤粉试验资料分析知，乌东煤矿各采区煤与矸石均有不同程度的泥化现象，个别采区泥化现象较为严重，且泥化后细泥灰分较高，因此对本矿煤泥回收应采用粗、细煤泥分别回收方式：回收粗煤泥掺入混煤作电煤销售，细煤泥视灰分情况，可利用可排弃，以适合本矿煤泥特性。

粗煤泥回收：
目前国内用于粗煤泥回收设备主要有加压过滤机、长筒筛网沉降离心机、煤泥离心机。

加压过滤机优点：单机处理能力大、产品水分低，缺点：配套设备多、功耗较大、煤泥或矸石泥化严重时，其处理能力大大降低。

长筒筛网沉降离心机优点：处理能力较大、产品水分较低、回收粗煤泥下限可到0.15mm，缺点：设备维护难度大。

煤泥离心机优点：处理能力较大、水分较低，缺点：回收粗煤泥下限为0.25mm。

鉴于本矿区各采区煤与矸石均有不同程度的泥化现象，加压过滤机不宜用于回收本矿粗煤泥；由于煤泥离心机回收粗煤泥下限仅为0.25mm，进入细煤泥回收系统的煤泥量加大，回收细煤泥的设备台数需增加。

综合以上因素，设计推荐采用筛网沉降离心机回收粗煤泥。

细煤泥回收：
板框式压滤机多年来作为选煤厂煤泥场内回收、洗水闭路循环的把关设备，被广泛应用，随着其技术的不断更新，设备工艺性能也在不断提高。

设计推荐采用快开式隔膜压滤机回收本矿细煤泥，该设备采用隔膜压榨，使压榨后滤饼水分降到20％以内，增大滤室容积，提高了单台处理能力。

3.4.3 工艺流程
根据确定的选煤方法、重介分选工艺、煤泥回收工艺及产品质量要求，制定工艺流程，详见附图C2996G-2200-01。

工艺流程简述如下：
矿井原煤（300～0mm）按200mm预先筛分，筛上＞200mm块煤经手选拣矸成为特大块产品，筛下200～0mm原煤，再按13mm分级，筛下＜13mm末原煤直接作为混煤产品，筛上＞13mm块煤经脱泥筛（筛孔为φ3mm）脱泥后进入重介浅槽分选机分选，选出矸石和洗块煤。

洗块煤经筛孔为φ1mm和φ25mm脱介筛脱介分级，＞25mm的块煤经筛孔为φ100mm分级筛分级，分为＞200～100mm洗大块和100～25mm洗混中块产品（预留破碎至50mm以下与＜13mm末原煤掺混成为混煤产品的可能性）；25～1mm洗末煤经离心机脱水后，掺入末原煤中。

矸石经筛孔为φ1mm脱介筛脱介后，作为最终矸石。

介质的净化、回收流程为：稀介质一段直接磁选，磁选尾矿做脱泥筛润湿水后进人煤泥水处理作业，磁选精矿返回合格介质桶，合格介质循环使用；新介质直接补充到合格介质桶内。

煤泥水处理采用两段浓缩、煤泥两段回收的流程。

脱泥筛筛下水经浓缩旋流器浓缩，底流进入煤泥离心机脱水，脱水后的煤泥掺入混煤中；溢流进入第一段浓缩机浓缩。

浓缩机底流经筛网沉降离心机脱水，回收粗煤泥掺入混煤中；筛网沉降离心机滤液进入第二段浓缩机浓缩，二段浓缩机底流经压滤机脱水回收细煤泥，两段浓缩机溢流和压滤机的滤液作为循环水复用，实现煤泥厂内回收，洗水闭路循环。

根据煤质及市场变化，本流程可通过对更换块精煤脱介筛筛板，实现对产品结构和产品质量的灵活变化，提高企业的市场竞争能力。

3.5 选煤工艺流程的计算
本工艺流程的计算是依据3.2-9、10、11所列煤质数据和已确定的产品方案、工艺流程及工作制度而进行的。

3.5.1 数质量流程计算
3.5.1.1 筛分作业
原煤预先分级作业：筛孔φ13mm，效率η＝85％。

块原煤脱泥作业：筛孔φ3mm，效率η＝95％。

3.5.1.2 分选作业
本设计选用重介浅槽分选机分选块煤。

重介分选可能偏差：Ep＝0.03
分选密度：δ＝1.78 g/cm3
次生煤泥产率：2.0％。

3.5.2 水量流程的计算
1.选煤过程的用水量
循环水：693.74m3/h。

清水：52.98 m3/h。

2.选煤过程产品带走和损失水量：52.98m3/h。

3.选煤过程返回循环水量：640.76m3/h。

4.应补充的清水量：52.98m3/h。

3.5.3 最终产品平衡表
见表3.5-1。

表3.5-1 最终产品平衡表（块精煤25mm分级）
注：由于特大块产品量小，设计未计入产品平衡表。

约为本厂混煤灰分为19.54％，水分为8.95％，收到基低位发热量Q
net.ar 23.1MJ/kg，可满足用户质量要求。

压滤煤泥灰分为30.49％，水分为24.0％，收到基低位发热量Q
约为13.11MJ/kg，可供煤矸石综合利用电厂作燃料。

选
net.ar
煤厂矸石将运往位于乌鲁木齐市米东区的神华新疆米东2×300MW煤矸石热电厂，进行综合利用。

3.5.4 介质流程计算
3.5.
4.1 分选作业的计算
循环悬浮液体积：2440 m3/h（按重介浅槽分选机每m槽宽2003悬浮液循环量计算）。

入选干煤量：890.45t/h。

循环悬浮液密度：δ＝1.75 kg/L
循环悬浮液中的含水量：1707.23 m3/h。

循环悬浮液中的非磁性物含量：G c=367.649 t/h。

循环悬浮液中的磁性物含量：G f=2194.533 t/h。

3.5.
4.2 脱介作业的计算
块精煤脱介筛一段合格介质体积：1476.24 m3/h。

块精煤脱介筛二段稀介质体积：208.21 m3/h。

块矸石脱介筛一段合格介质体积：369.06 m3/h。

块矸石脱介筛二段稀介质体积：103.55 m3/h。

3.5.
4.3 合格介质分流量的计算
块煤系统合格介质分流体积：298.55 m3/h。

3.5.
4.4 补加新介质量的计算
补加新介质量：G＝0.430 t/h；
选煤厂吨煤介耗：0.483 kg/t。

3.5.
4.5 介质系统平衡表
见表3.5-4。

表3.5-4 介质系统平衡表
3.6 主要设备选型
3.6.1主要设备选型原则
1.尽量选用国内技术先进、可靠、节能、处理能力大、效率高设备，对于一些大型关键设备可以考虑引进技术成熟、性能可靠、节能、运行稳定的国外先进设备；
2.设备噪音小于85dB；
3.要考虑设备的通用性和一致性，尽量选用同系列、同型号的设备，以便设备维护和零配件的备用。

3.6.2 全厂不均衡系数
全厂不均衡系数选取如下：
原煤储存前运输系统生产能力与矿井提升能力相匹配，为2000t/h，设备选型计算时不再考虑系数；原煤储存后
煤流系统：K=1.15；
矸石系统：K=1.50；
重介悬浮液系统：K=1.25；
煤泥水系统水量：K=1.25。

3.6.3 主要工艺设备选型
本设计的主要工艺设备选型见表3.6-1。

工艺系统设备的控制
6.2.1 控制范围及控制系统
本设计范围始于原煤仓下给煤机，经分级车间、主厂房，终于混煤仓、块煤仓、矸石仓、铁路装车仓和铁路装车点。

按工艺流程的特点，生产系统分为以下几个控制系统：
1．原煤分级系统；该系统始于原煤仓下给煤机，终于分级车间。

参控设备79台；
2．主洗系统；该系统始于分级车间至主厂房的块煤胶带机，经主厂房内的浅槽分选、原主厂房煤泥回收等工艺过程，终于混煤仓、块煤仓、混煤储煤场（预留）、火车装车仓、矸石仓。

参控设备共120台
4．浓缩系统，该系统位于浓缩车间内。

参控设备共26台。

；
5．产品煤汽车及铁路装车系统（包括返煤及外来煤系统），该系统始于混煤仓、块煤仓、矸石仓、铁路装车仓仓下及返煤系统给料机，终于铁路装车站和汽车装车点。

参控设备共65台。

对上述系统中处于连续煤流线上的设备进行集中联锁和就地解锁两种控制方式，其余设备采用就地解锁控制。

集中联锁控制用于正常生产，就地解锁控制用于检修、试车。

6.2.2 控制系统的设计原则
1．满足工艺要求，运行可靠，维修方便。

2．工艺流程中具有连续煤流的电动设备均纳入集中控制系统。

3．集控时，用电设备按逆煤流方向起车，顺煤流方向停车。

4．各设备按工艺流程要求实现电气闭锁。

5．集中起车前，发送预告信号，预告一定时间后，开始按顺序自动起车，
起车时间应尽量短。

6．在预告和起车过程中，现场和控制室均能方便地取消预告信号或终止起车过程。

7．控制室可实现紧急停车和现场就地停车。

机旁起车按钮在集中控制方式时失效。

8．集中和就地两种控制方式可以相互转换，在转换过程中不影响设备的运行状态。

9．参与集控的设备，在控制室工业计算机内均可单起单停，以便调度人员根据生产需要调整设备运行状态。

6.2.3 控制室的设置及主要设备的选型
在矿井综合楼内设控制室，作为全厂地面生产系统调度指挥生产的中心。

内设操作台，监控操作站主机（2.8 GHz的Intel P4 CPU 、1GB 内存、160GB 的硬盘、48X CD-ROM和加速32 位真彩色影像处理，三维图形功能的显存为128M 显卡。

安装有组态、控制/操作和监视软件等），21”高分辨率液晶显示器，UPS 不停电电源，A3激光多功能打印机、工业电视系统、调度通讯系统、空调装置等。

控制室采用抗静电铝合金活动地板并吊顶装修。

控制主机选用AB系列PLC，全厂设备均通过PLC进行控制，选用1套AB 可编程控制器,其中CPU选用2台，冗余配置。

在选煤厂生产控制中心控制室内设PLC本地站，根据地面生产系统各车间配电室的相对位置及AB系列PLC的特点，系统采用控制以太网、Controlnet网，采用主站、分站组态形式。

在原煤仓配电室、分级车间配电室、主厂房配电室、装车系统配电室设分站，快速装车站控制分站控制范围包括混煤仓仓下及火车装车仓下、快速装车系统设备，由快速装车系统厂家提供。

各站之间通过控制以太网、Controlnet网通信连接，并实时进行数据交换。

投影系统：选用一套DLP(8X50″)数字式背投幕系统，用于显示全厂设备工
况、各种工艺参数及故障信号等，并与工业电视系统相连，可全屏显示一路视频信号，也可同时显示多路视频信号。

原有系统的设备控制采用的是就地控制，本次改造后一并纳入到集中控制系统里。

6.3 自动化
1. 密度自动调节系统
通过检测合格介质泵出口密度，自动控制清水添加量，从而保证分选密度；通过检测合格介质桶的液位和磁性物含量计，自动控制悬浮液的分流量，从而保证合格介质桶的液位；通过检测产品煤灰分，调整分选密度，从而保证产品质量。

2. 压滤机自动控制
压滤机自动控制装置由设备厂家成套。

压滤机控制的各种参数通过ControNet网络与与控制系统通讯。

3. 污水泵自动化
高液位警戒线时自动起泵, 低液位警戒线时自动停泵。

4. 浓缩机自动控制
由厂家配套提供，该系统带有扭矩监测和保护装置，设有自动提耙装置，并通过ControNet网络与控制系统通讯。

5. 絮凝剂制备添加系统
由厂家配套提供，并通过ControNet网络与控制系统通讯。

6.4 检测、计量、保护装置
1．根据系统控制和信号监视的需要，对主要煤仓、水池设煤（液）位检测
及信号装置。

2．对主要工艺设备和单机容量在55kW及以上的设备进行电流检测。

3．对原煤、产品煤煤量进行计量及对入洗原煤、产品煤灰分进行在线检测。

4．对较长带式输送机设跑偏、紧急停车开关、速度保护、堆煤开关；对原煤胶带输送机增设纵撕及烟温保护。

5．对离心机的油压设油压保护。

6．对电动机设短路及过负荷保护。

7．全部高压电机设置电流检测、轴温检测，并进入集控系统予以监测。

8．在压滤机入料管上设2台浓度计，对压滤机入料浓度进行检测，并进入集控系统予以监测。

9．所有刮板输送机均设有欠速保护（断链保护）。

6.5 生产管理系统
6.5.1 行政及调度通讯
为能及时、灵活、准确的调度指挥生产，设置64门数字程控调度通信系统一套。

选煤厂设计不考虑行政电话总机，选煤厂调度总机与矿行政总机设两对中继线。

矿行政总机向选煤厂提供30门行政电话。

生产调度配套对讲机系统，本系统设建伍TK2107无线对讲机15套（每套包括充电器和电池），备用电池30块。

6.5.2 微机监测监控系统
本设计用与PLC相连的二台工业计算机，二台大屏幕显示器和一台打印机，对生产系统进行监测和监控。

其主要功能如下：
1．主要工艺设备工作状态的大屏幕动态显示；
2．采集的原煤、产品煤煤量的累加量和灰分显示；
3．打印班报表、日报表、月报表、年报表等；
4．设置计算机语音系统，完成各流程起停车预告，设备故障及各种参数越限的语音报警等功能；
5．以报表、图形、数据等形式显示工艺流程运行状态，各种数据的实时测量值，历史趋势，自动控制的各种变量参数等，并完成系统的监控操作。

6．对系统中的煤量、灰分、密度、料位、液位以及主要设备电机电流进行实时检测。

按上述原则完成的生产监控系统，将具有功能完善、技术先进、自动化水平高、安全可靠、免维护、易操作等特点。

6.5.3 工业电视及投影监视系统
为监视设备运行状况，在主要工作面安装全方位彩色摄像机，在控制室设中心控制切换器、云台分级控制器、录像机和监视器等。

该系统通过视频服务器与工控机相连，实现图像资源共享，控制独立，灵活、可靠。

1．选煤厂的工业电视系统，对布置的摄像机可以实现在集控室的集中监视。

该系统可与选煤厂计算机网络相连，实现图像资源共享。

2．对所有摄像机可分别进行变焦距、变光圈、变放大倍数的三可变控制，并通过智能数字云台对各摄像机作方向控制。

3．设置厂长优先遥控与画面切换。

控制室及主要领导可同时任选或按时间顺序观察各监视点的现场生产情况。

4．大屏幕投影系统可定点或按时间顺序显示工业电视画面，与控制系统相连，显示控制系统操作流程。

5．在控制室内设高清晰度监视器，任选或按时间顺序观察各监视点的现场生产情况。

6．采用视频数字压缩技术，把视频模拟图像信号转换成数字图像信号，传输到计算机网络，使网络内的计算机都能成为监控终端，不受地域环境的限制。

由于本系统采用计算机网络传输，信号传输采用了标准的TCP/IP网络协议，使
远程监控变成了现实。

根据工艺流程和工艺布置的情况，本厂在主要生产区设置26台彩色带云台摄像机，在集控室设置8台DLP投影显示终端。

6.5.4 计算机管理信息系统
选煤厂和矿井合建计算机管理信息系统，可使生产经营管理人员，以科学的手段，组织合理的生产。

它可根据生产原煤的质量变化及用户需求，优化产品方案，制定合理的产品结构和工艺流程，最大程度地提高企业的经济效益；它可使生产管理、运销管理和技术管理中的各种报表以及曲线由计算机自动完成；通过建立管理信息系统局域网，并与厂内生产计算机系统互联，形成广域计算机网络，实现对选煤厂管理信息的综合处理。