重介中煤破碎再选工艺改造研究_郭荣.pdf

煤矿现代化2019 年第 6 期总第 153 期 炼焦煤是煤炭资源中的一个重要品种。目前， 我 国炼焦煤选煤厂广泛采用了三产品重介旋流器分选， 其中的中煤产品产率一般可达到 20，灰分一般在 30左右。 这些中煤产品由于灰分及硫分难以满足用 户需求， 因此一般无法直接用于炼焦生产， 仅能作为 动力煤使用， 这对于混入中煤的精煤来说无疑是一种 损失。 因此， 对重介中煤合理破碎后进行二次分选， 尽 可能分离出精煤组份， 对于合理利用资源， 实现效益 最大化具有重要意义。 本文以山西吕梁某选煤厂重介 中煤为试验样品进行中煤破碎再选试验研究， 为中煤 再选工艺研究提供一些理论参考。 1生产现状分析 1.1生产工艺现状 该选煤厂工艺流程相对简单，采用选前不脱泥 无压三产品重介旋流器进行分选，分选粒度上限 50mm。其中， 精煤在经由弧形筛和直线振动筛脱水 脱介后， 经离心机进一步脱水后成为精煤产品， 中煤 和矸石在经弧形筛和直线振动筛脱水脱介后直接落 地成为产品。直线振动筛筛下水经磁选机回收介质 后进入煤泥水系统进一步处理。工艺流程简图如图 1 所示。 图 1选煤厂主选工艺流程图 1.2中煤产品现状 该选煤厂中煤产品产率一般在 20～30之间。 随机选取某一正常生产班次中的中煤产品进行粒度 分析， 筛分过程参照 GB/T477- 2008 中的有关规定进 行， 所得数据如表 1。 如表 1 所示， 本文所用中煤样品灰分为 29.23， 灰分较高。产品粒度主要集中在 0.5mm 范围内， 产 率达到了 98.86， - 0.5mm 粒级产率极低，仅为 1.14， 说明重介产品脱介过程效果较好。随着粒度 的降低， 灰分呈降低趋势， 说明该中煤里的精煤组份 相对于矸石易碎。 重介中煤破碎再选工艺改造研究 郭荣 （西山煤电屯兰选煤厂 ， 山西 古交 030206 ） 摘要 中煤作为一种未被充分利用的洗选产品， 亟需在现有工艺基础上进行更深层次的洗选利用。 本文以山西吕梁某选煤厂中煤产品为试验对象， 进行中煤破碎再选工艺研究。经研究后认为， 中煤破 碎再选的粒度上限应为 13mm。 破碎后产物脱泥后直接并入现有三产品重介旋流器进行再选， -0.5mm 粒级物料进行浮选。 该工艺在充分利用现有工艺基础上进行中煤再选， 对中煤的高效合理利用提供了 有益参考。 关键词 中煤 ； 重介分选 ； 破碎 ； 工艺改造 中图分类号 TD353文献标识码 A文章编号 1009-0797 （2019 ） 06-0180-03 Study on reation of heavy coal in coal crushing and re-election GUO Rong （Xishan Coal Electric Tunlan Coal Selection Factory , Shanxi Gujiao 030206） Abstract As an underutilized washing product, China Coal needs to carry out deeper washing and utilization on the basis of existing technology. In this paper, the coal products in a coal preparation plant in Luliang, Shanxi Province, were used as test objects to study the process of crushing and re-selecting coal. After research, it is believed that the upper limit of particle size for medium coal crushing and re-election should be 13mm. After the crushed product is delimed, it is directly incorporated into the existing three-product heavy medium cyclone for re-election, and the -0.5 mm granular material is floated. The process carries out re-election of medium coal on the basis of making full use of the existing technology, which provides a useful reference for efficient and rational utilization of medium coal. Keywords Medium coal ； heavy medium sorting ； crushing ； process modification 180 ChaoXing 煤矿现代化2019 年第 6 期总第 153 期 表 1重介中煤粒度组成 表 250～0.5mm 重介中煤浮沉组成 如表 2 所示为 50～0.5mm 粒级重介中煤的浮沉 组成情况。 本厂的精煤灰分一般要求不高于 9.0， 则 表 2 中符合要求的只有 - 1.4g/cm3密度级产物，但该 密度级产率较低， 仅为 3.64； 同时， 当以 1.4g/cm3为 分选密度时， 其0.1 含量高达 23.92， 已经属于较 难选煤范围， 由此可见， 对该中煤产品采用直接再选 回收精煤的方法并不适用。此外， 1.8g/cm3密度级样 品灰分偏低， 仅为 59.91， ， 这说明在矸石组分中普 遍夹杂有矿物连生体， 也正因这一特点， 使得通过破 碎手段进行精煤再选的方法成为可能。 2破碎粒度上限分析 在中煤破碎过程中， 当破碎粒度上限不同时， 各粒 级的产率也会相应变化，尤其是 - 0.5mm范围内的物 料产率会产生较大变化。由于本厂现有主选工艺为三 产品重介旋流器，因此考虑在进行中煤再选时仍以该 设备为主要分选设备。 而对于重介旋流器而言， 当样品 粒度低至 0.5～0.25mm范围内时， 其分选精度会显著下 降， 严重影响产品质量。 因此本文在进行原料破碎产物 粒度分布统计时将重点考察该粒级的变化情况。 如图 2 所示为破碎粒度上限不同时， 破碎产物中 0.5mm， 0.5～0.25mm 和 - 0.25mm 三个粒度级的产率 变化情况。 可见， 随着破碎粒度上限的降低， 破碎产物 中 0.5mm 粒级产率逐渐降低， 0.5～0.25mm 和 - 0. 25mm粒级的产率均逐渐上升， 并且在不同的破碎粒 度上限情况下， 这两个粒级的产率始终基本相同。当 破碎粒度上限低于 6mm 时， 0.5～0.25mm 和 - 0.25mm 两个粒级的产率上升趋势更加明显。 当破碎粒度上限 为 1mm 时， - 0.5mm 粒级产率之和已基本等于 0. 5mm 粒级产率。因此，对于三产品重介旋流器分选 工艺而已，破碎粒度上限定的过细不利于分选过程 的进行。 图 2不同破碎粒度上限各主要粒级产率变化 为进一步评估不同破碎粒度上限下的预期分选 效果， 对不同粒度上限条件下破碎后的产物分别进行 浮沉试验， 统计其不同密度级产率， 假定中煤再选时 的分选密度为 1.4g/cm3， 统计其0.1 含量， 绘制折线 图如图 3 所示。 由于重介旋流器的有效分选粒度一般 为 0.5mm，因此本文只对各破碎产物中 0.5mm 粒 级进行浮沉数据统计。 图 3不同粒度上限破碎产物 0.5mm 浮沉组成 如图 3 所示，随着破碎粒度上限的减小， - 1.4 g/cm3密度级产率有减小的趋势，并且当破碎粒度上 限小于 6mm后， 这种减小的幅度更加明显。 由前文分 析可知， 随着破碎粒度上限的减小， 0.5mm粒级的产 率不断降低； 同时， 在本厂原煤中， 由于煤岩组分相对 于矸石更加易碎， 因此更多的精煤组份由于过粉碎而 进入到了 - 0.5mm粒级的煤泥当中。而当采用重介旋 流器分选时， - 0.5mm粒级分选效果较差， 精煤组份难 以有效回收， 也会导致最终的精煤产率下降。 粒级 mm产率灰分 筛上累计筛下累计 产率 /灰分 /产率 /灰分 / 50- 1320.9130.6520.9130.6510029.23 13- 628.0429.7148.9530.1179.0928.86 6- 320.4929.1969.4429.8451.0528.39 3- 119.528.2888.9429.5030.5627.86 1- 0.59.9227.4598.8629.2911.0627.11 0.5- 01.1424.1910029.231.1424.19 合计100.0029.23 密度级 g/cm3 产率灰分 浮物累计沉物累计 0.1 含量 产率 /灰分 /产率 /灰分 / - 1.43.647.413.647.4110028.8323.92 1.4- 1.520.2820.6823.9218.6696.3629.6463.32 1.5- 1.643.0427.2266.9624.1676.0832.0372.91 1.6- 1.829.8736.0196.8327.8233.0438.3033.04 1.83.1759.9110028.833.1759.91 合计100.0028.83 181 ChaoXing （上接第 179 页 ） 6结论 通过矿压观测、 理论计算得知， 6118 工作面回采 过程中由于动压的影响巷道变形量过大主要原因为 帮部支护锚杆强度不足， 顶板锚索布置不合理， 依据 “强帮强角” 的支护理念， 对原有支护系统进行优化设 计， 通过数值模拟证明巷道围岩的稳定性得到很大提 高， 提出了解决巷道围岩变形量过大的可靠方法。 参考文献 [1] 康蝉龙,剧锦茂.采空区下近距离煤层巷道支护设计[J].机 械管理开发,2018,33 （09） 13- 1485. [2] 张高杰.采空区下近距离煤层工作面顶板控制实践[J].内 蒙古煤炭经济,2018 （17） 12173. [3] 王永洁. 坚硬顶板房柱采空区下切眼内水压致裂强制放 顶技术研究[J].煤矿开采,2018,23 （04） 85- 88. [4] 牛利凯,郭育霞,冯国瑞,杜云楼.厚煤层刀柱采空区下分 层复采工作面矿压规律研究[J].煤炭技术,2018,37 （08） 59- 61. 作者简介 孙鹏（1981 年 8 月 -） ,男,汉族， 江苏省如皋市人， 2005 年毕业于中国矿业大学,本科， 采煤工程师， 现就职于山西煤 炭进出口集团公司霍尔辛赫煤业有限公司。 （收稿日期 2019- 3- 18） 煤矿现代化2019 年第 6 期总第 153 期 在评价不同破碎粒度上限条件下物料的可选性 时， 主要参考了分选密度0.1 含量这一指标。 由图 3 中可见， 1.4g/cm3分选密度下的0.1 含量随着破碎 粒度上限的减小而逐渐升高， 当破碎粒度上限大于等 于 3mm 时， 1.4g/cm3分选密度下的0.1 含量均在 10～20之间， 属于中等可选； 当粒度上限小于 3mm 后可选性明显恶化， 1.4g/cm3分选密度下的0.1 含 量大幅上升至 21.14， 已经属于较难选煤范围。 综上 所述， 为了达到较好的再选效果， 破碎粒度上限应控 制在 13～6mm范围内。 3改造措施 由前文分析可知， 对本厂中煤进行破碎再选的最 佳粒度上限范围为 13～6mm。在改造过程中坚持尽可 能利用现有系统的改造原则， 除了考虑主选系统的分 选效果外， 还应考虑到煤泥水等辅助系统的生产负荷 问题。在本文试验中， 破碎粒度上限为 13mm和 6mm 时的预期分选效果基本相同，但破碎粒度上限为 6mm 时， - 0.5mm 粒级产率更大，因此对后续煤泥水 系统造成的生产负荷更大。综合考虑后， 建议将破碎 粒度上限控制在 13mm。 对于破碎后的中煤， 采用 0.5mm 脱泥入选， 增加 0.5mm脱泥筛。将 0.5mm粒级破碎中煤直接导入三 产品重介旋流器的入料皮带进行重介分选。对于 - 0. 5mm 粒级物料，目前在选煤设备领域逐渐兴起的 TBS 分选机， 可实现对 1～0.25mm 粒级物料的有效分 选，可考虑对 - 0.5mm 粒级物料进一步分级， 对 0.5～0.25mm 粒级采用 TBS 分选， - 0.25mm 粒级进行 浮选。考虑到本厂目前尚未应用 TBS分选机， 因此可 直接对 - 0.5mm粒级物料进行浮选， 回收精煤。 4结语 对煤炭资源的清洁高效利用是未来煤炭利用领 域的一大趋势。 中煤作为一种尚未充分开发出使用潜 能的洗选副产品， 亟需寻找一种有效手段进行充分再 利用。 本文在现有洗选工艺基础上， 结合本厂实际， 在 尽可能减少基建及设备投资的基础上， 对中煤破碎再 选工艺进行了探索研究， 对于中煤的合理高效利用有 一定的参考意义。 参考文献 [1] 余晖. 重介旋流器选煤工艺在望峰岗选煤厂技术改造中 的应用[J].煤炭加工与综合利用,2001 （3） 39- 41. [2] 于凤芹.平煤一矿选煤厂技术改造实践[J].选煤技术,2015 （3） 56- 58. [1] 申宝宏,雷毅.我国煤炭科技发展现状及趋势[J].煤矿开 采, 2011 （03） 4- 7. [7] 王杰.中煤再选工艺实践与效果[J].煤炭工程, 2012 （11） 13- 14. [8] 傅晓恒,朱书全,王祖讷.主焦中煤再分选的必要性与可行 性[J].中国煤炭 , 1996 （03） 40- 41. [9] 吕玉庭,吴鹏,孙玉堂.中煤再洗工艺及其主要分选设备 [J].选煤技术, 2010 （04） 43- 45. 作者简介 郭荣 （1988-） ， 男， 山西朔州人， 选煤工程师， 在职研究 生， 2017 年毕业于太原理工大学矿业工程矿物加工专业。 （收稿日期 2018- 11- 13 ） 182 ChaoXing