常村煤矿选煤厂提高煤泥灰分改造实践.pdf

收稿日期２０２０􀆽 ０２􀆽 ０６ 作者简介马 超１９８８ － ꎬ男ꎬ陕西蒲城人ꎬ工程师ꎬ从事选煤技术管理工作ꎮ ｄｏｉ１０. ３９６９/ ｊ. ｉｓｓｎ. １００５ －２７９８. ２０２０. ０７. ０１７ 常村煤矿选煤厂提高煤泥灰分改造实践 马 超 潞安环能股份公司 常村煤矿ꎬ山西 长治 ０４６１０２ 摘 要为解决常村煤矿选煤厂煤泥产品灰分偏低的问题ꎬ通过对洗煤生产工艺的煤泥水处理系统进行分 析ꎬ查找造成煤泥灰分偏低的主要原因ꎬ采取了一系列改造措施ꎬ最大限度地提高精煤回收率和煤泥灰分ꎬ 避免煤泥灰分偏低造成资源浪费的情况ꎮ 关键词煤泥灰分、加压过滤机、浮选尾煤、捞坑溢流 中图分类号ＴＤ９４ 文献标识码Ｂ 文章编号１００５􀆽 ２７９８２０２００７􀆽 ００４６􀆽 ０２ 常村煤矿选煤厂隶属于潞安环保能源开发股份 有限公司常村煤矿的矿井型选煤厂ꎬ在 ２０１３ 年经扩 能改造以后ꎬ采用重介 ＋ 粗煤泥分选 ＋ 浮选和跳汰 ＋ 粗煤泥分选 ＋ 浮选的双系统双工艺ꎬ原煤入选能 力为 ６００ 万 ｔ/ ａꎬ 其中跳汰系统原 煤 入 选 能 力 ３００ 万 ｔ/ ａꎬ重介系统原煤入选能力 ３００ 万 ｔ/ ａꎮ 主 要产品为喷吹煤ꎬ副产品包括中煤、煤泥、矸石ꎮ １ 存在问题 煤泥灰分指标为 ２８％ ３０％ꎬ造成部分低灰分 煤泥的损失ꎮ 常村煤矿选煤厂煤泥水处理系统分为 粗煤泥分选系统和浮选系统ꎮ－ １ ｍｍ 经分级旋流 器分级后ꎬ１ ０. ３５ ｍｍ 的粗煤泥经 ＴＢＳ 分选机分 选出粗精煤和尾煤ꎬ粗精煤经弧形筛 ＋ 煤泥离心机 两级脱水得到粗精煤产品ꎬ弧形筛筛下水和离心机 离心液返回至原生煤泥桶ꎻ尾煤经高频筛脱水得到 尾煤产品ꎬ高频筛筛下水进入浓缩系统ꎮ ０. ３５ ０ ｍｍ的细煤泥经浮选得到浮选精煤和浮选尾煤ꎬ浮 选精煤经加压过滤机脱水得到浮选精煤产品ꎬ滤液 水进入浓缩系统ꎻ浮选尾煤经浓缩 ＋ 压滤得到煤泥 产品ꎬ滤液水进入浓缩系统ꎬ具体工艺见图 １ꎮ 经过工艺分析ꎬ煤泥产品的主要来源是浓缩底 流ꎬ而浓缩底流中包含 ＴＢＳ 尾煤高频筛筛下水、加 压过滤机滤液水、浮选尾煤以及跳汰系统运行过程 中的捞坑溢流水四部分ꎮ ２ 原因分析 常村煤矿洗煤厂煤泥水处理系统进入浓缩池的 入料主要包括浮选尾煤、ＴＢＳ 尾煤高频筛筛下水、加 压过滤机滤液水、跳汰洗煤系统运行过程中的部分 捞坑溢流四部分ꎬ经过对这四部分入料分别采样并 进行采样沉淀、化验分析灰分以及浓度检测ꎬ结果见 表 １ꎮ 图 １ 煤泥水系统工艺流程 表 １ 煤泥灰分统计 ％ 序号 捞坑溢 流灰分 加压过滤机 滤液水灰分 ＴＢＳ 尾煤高频 筛筛下水灰分 浮选尾 煤灰分 煤泥 灰分 １１７.２６７. １５６２.５３６６.０１２８.７６ ２１５.３２８. ７７６１.１８６７.２９２９.３５ ３１６.６４７. ７１６３.２７６６.５３２８.９７ 平均１６.４１７. ８８６２.３３６６.６１２９.０３ 经过对上述四部分入料分析ꎬ加压过滤机滤液 水和捞坑溢流的灰分低于煤泥灰分指标ꎬ尤其是加 压过滤机滤液水比较低ꎮ 经过采样检测ꎬ加压过滤 机滤液水浓度在 ５０ ６０ ｇ/ Ｌ、捞坑溢流浓度在 ３０ ４０ ｇ/ Ｌꎮ 捞坑溢流浓度偏低ꎬ在跳汰系统运行过程 中有部分进入浓缩池ꎮ ３ 改造措施 经过对煤泥组成部分分析对比ꎬ最大限度减少 ６４ 实实用用技技术术 总第 ２５１ 期 加压过滤机滤液水和捞坑溢流进入浓缩池的量ꎬ优 化提高浮选尾煤灰分是此次改造的关键ꎮ 基于以上 分析ꎬ采取以下措施实施改造 １ 加压过滤机滤液水部分ꎮ 加压过滤机主 要用于处理浮选精煤脱水ꎬ滤液水自流排至滤液池ꎬ 通过泵直接排至浓缩入料ꎬ该部分滤液水中包含的 部分细粒低灰煤泥ꎬ影响造成煤泥产品灰分偏高ꎮ 通过管路工艺改造ꎬ优化工艺ꎬ改变加压过滤机滤液 水的去向ꎮ 将加压过滤机滤液水全部打入浮选矿浆 预处理器中ꎬ形成煤泥水处理系统小循环ꎮ 减少浓 缩入料中低灰细煤泥的含量ꎮ 改造后工艺见图 ２ꎮ 图 ２ 煤泥系统改造后工艺流程 ２ 调整加压过滤机工艺参数ꎬ减少滤液水中 的低灰细煤泥含量ꎮ 常村煤矿选煤厂浮选精煤从浮 选精矿槽经管路自流排至加压过滤机入料桶ꎬ通过 冲水方式减少入料桶中的精矿泡沫ꎬ造成加压过滤 机入料浓度偏低ꎬ生产过程中加压过滤机排料周期 长等诸多问题ꎮ 参照王亚健等提出的细微粒浮选精 煤絮凝脱水试验研究ꎬ在保证浮选精煤产品水分满 足要求的情况下ꎬ对加压过滤机入料浮选精煤添 加部分絮凝剂和凝聚剂ꎬ让加压过滤机入料中小于 滤布目数的低灰细粒煤泥形成絮团ꎬ改变加压过滤 机入料浓度[１]ꎮ 添加一定量的絮凝剂和凝聚剂后ꎬ滤布仍保持 原有目数的情况下ꎬ加压过滤机入料浓度由 ８０ ｇ/ Ｌ 提高 到 １５０ ｇ/ Ｌꎬ 排 料 周 期 由 ９０ ｓ/ 次 调 整 至 １３０ ｓ/ 次ꎬ浮选精煤产品水分保持在 １８％左右ꎬ满足 产品水分指标要求ꎬ加压过滤机滤液水浓度降至 ４０ ｇ/ Ｌ左右ꎬ回收部分浮选精煤的同时减少加压过 滤机滤液水中低灰细煤泥的含量ꎮ ３ 降低捞坑溢流浓度ꎬ减少捞坑溢流进入浓 缩的煤泥水量ꎮ 捞坑溢流的主要来源是跳汰洗煤系 统中洗选精煤脱水筛筛下水ꎬ在捞坑中沉淀部分经 过煤泥斗提机提升脱水后直接掺配至精煤中ꎬ溢流 部分经过管道自流进入浓缩入料ꎮ 精煤脱水筛筛下 水进入捞坑沉降效果不好或者进入量偏大会造成该 部分煤泥在捞坑中未及时沉降随着溢流直接排至浓 缩池ꎮ 跳汰系统经过系列改造以后ꎬ增加选前脱泥工 艺ꎬ跳汰入洗原煤中的煤泥含量有所减少ꎬ在确保精 煤产品水分满足产品指标要求的前提下ꎬ调整跳汰 系统精煤脱水筛的筛板ꎬ将筛缝尺寸由 １ ｍｍ 调整 为 ０. ７５ ｍｍꎬ减少精煤脱水筛筛下水中的煤泥含量ꎬ 让进入捞坑中的煤泥水能够及时沉降ꎮ 对捞坑的煤 泥斗提机进行改造ꎬ对 ２ 台煤泥斗提机安装变频调 速器ꎬ调节煤泥斗提机的运行速度ꎬ一方面让捞坑中 的煤泥有足够的沉降时间ꎬ另一方面根据煤泥斗提 机的运输量大小实时调节斗提机的提升速度ꎮ 经过 上述的调整改造ꎬ捞坑溢流的浓度由原来的 ３０ ４０ ｇ/ Ｌ降至 ２０ ３０ ｇ/ Ｌꎬ减少了捞坑溢流中的低灰 煤泥含量ꎮ 跳汰洗煤系统增加选前脱泥工艺后ꎬ在选前脱 泥环节增加冲水ꎬ经过对捞坑溢流管道改造ꎬ增加阀 门调节ꎬ一部分捞坑溢流水直接作为选前脱泥冲水ꎬ 使这部分煤泥水在跳汰系统中形成小循环ꎬ减少捞 坑溢流进入浓缩池的量ꎬ另外一部分捞坑溢流水进 入浓缩池ꎮ 在保证脱泥筛不跑水的前提下ꎬ捞坑溢 流进入浓缩池的水量减少 ５０％ꎮ ４ 优化浮选药剂添加制度ꎬ选用新型药剂ꎬ 合理配比添加药剂ꎬ在现有基础上进一步提高浮选 尾煤灰分ꎮ 常村煤矿洗煤厂浮选系统采用直接浮 选ꎬ使用浮选药剂为传统药剂ꎬ起泡剂选用仲辛醇、 捕收剂选用轻煤油ꎬ药剂由泵通过管路从浮选药剂 库运至浮选车间药剂罐ꎬ生产过程中自流添加至矿 浆预处理器和浮选机ꎬ药剂的添加量根据浮选入料 浓度人工调节药剂添加阀门ꎬ存在不稳定性ꎮ ２０１９ 年 ４ 月进行系列改造ꎬ安装浮选药剂添加装置ꎬ通过 对生产过程中的浮选入浮浓度和流量实时监测自动 控制药剂添加ꎬ浮选自动加药系统投入前后对比ꎬ药 剂的使用量降低 １０ 个百分点ꎬ最大限度地提高浮选 精煤抽出率[２]ꎮ 药剂选择方面ꎬ２０１８ 年 ４ 月至 ６ 月ꎬ通过对传 统浮选药剂和新型浮选药剂试验对比ꎬ选用纳尔科 新型浮选药剂起泡剂为脂肪醇、捕收剂为石油加 氢轻馏分浮选精煤抽出率提高了 １. ７９ 个百分点ꎬ 浮选尾煤灰分由原来的 ５５％左右提高至 ６６％左右ꎮ 采取一系列措施后ꎬ大大降低了煤泥发热量ꎬ减 少了煤泥中低灰分煤泥含量ꎬ避免了资源浪费ꎮ 每 年可增加精煤量约 ５. ３ 万 ｔꎬ创造效益 ８００ 余万元ꎮ 下转第 ６１ 页 ７４ ２０２０ 年 ７ 月 马 超常村煤矿选煤厂提高煤泥灰分改造实践 第 ２９ 卷第 ７ 期 架时ꎬ巷道两帮顶板落差不大于 ４５０ ｍｍꎻ对于顶板 条件较为破碎、存在局部冒落的巷道ꎬ要提前加固填 充ꎬ以保证支架的支护效果ꎻ对于顶板超高处ꎬ应提 前做假顶ꎬ以防单跨门式支架发生脱缸现象ꎻ底板不 平整时ꎬ应提前用垫木或混凝土进行补强保护措施ꎬ 以防单跨门式支架柱腿站地不稳ꎬ发生倒滑现象ꎮ 表 １ ＺＬＣ２ １４１０/２６. ５/４１. ５ 型支架技术参数 项目参数备注 支架 型式单跨式 高度/ ｍｍ２ ６５０ ４ １５０ 横梁宽度/ ｍｍ４００ 支架立柱间中心距/ ｍｍ４ ０００ 初撑力/ ｋＮ２ ９９０Ｐ ＝３１. ５ ＭＰａ 工作阻力/ ｋＮ２ １ ４１０Ｐ ＝４５ ＭＰａ 支护强度/ ＭＰａ０.３１５ 支护面积 ５.２ ５０ ＝２６０ ｍ２ 操作方式手动控制 立柱 型式单伸缩双作用２ 根/ 组 缸径/ ｍｍ２００ 杆径/ ｍｍ１６０ 行程/ ｍｍ１ ５００ 初撑力/ ｋＮ９９０Ｐ ＝３１. ５ ＭＰａ 工作阻力/ ｋＮ１ ４１０Ｐ ＝４５ ＭＰａ 重量/ ｔ３. ０５ ３. ２ 支架搬运车辆 单跨门式支架采用 ＷＣ３Ｙ Ｂ防爆柴油机无轨 胶轮车做为搬运车ꎬ该车以防爆柴油机为动力ꎬ采用 整体刚性焊接式车架ꎬ双向驾驶操纵ꎬ行车制动为背 压制动 ＋ 安全型湿式制动ꎬ驻车制动为安全型湿式 制动ꎬ行走部采用胶轮行走机构ꎬ具有车体窄、机架 强度高、驱动力大、通过性好、双向驾驶、爬坡能力 强、机动灵活、适应性强、安全高效、运输成本低等特 点ꎮ 该车用于煤矿Ⅰ类爆炸环境ꎬ当作业环境 ＣＨ４ 浓度达到 １％ 时ꎬ车辆立即停止运行并切断所有电 源ꎮ 车上装备了带有旋转机构的升降平台ꎬ本平台 上表面布置有定位卡齿ꎬ能够与单跨门式支架横梁 下表面的定位卡齿相互咬合ꎬ保证支设及回撤运输 时的稳定性ꎮ 车辆还配备了独立的乳化液泵站ꎬ为 单跨门式支架的液压系统提供动力ꎮ ３. ３ 支架前移方法 移架时将 ＷＣ３Ｙ Ｂ防爆柴油机无轨胶轮车开 至机尾部单跨门式支架下方ꎬ升降平台上旋转机构 的卡槽对准支护装置的横梁中部ꎬ将升降平台升起ꎬ 至横梁落入卡槽中ꎮ 将单跨门式支架的立柱完全收 回ꎬ降下升降平台使支架横梁上表面距离顶板５５０ ６５０ ｍｍꎬ再通过升降平台上的旋转机构将支架旋转 约 ６０ꎬ由胶轮车载着单跨门式支架至巷道超前支 护的前端ꎬ并距前端的单跨门式支架 １ ８００ ｍｍ 处ꎬ 通过旋转机构将所载的单跨门式支架摆正ꎬ将升降 平台升至支护横梁的上表面紧贴顶板ꎬ最后使用车 辆自带的液压系统对支架立柱进行打压ꎬ将支架的 立柱伸出至其完全撑紧顶板ꎬ待支架达到初撑力后ꎬ 结束打压并将升降平台收回进行下一个循环ꎬ移架 平面示意见图 ２ꎮ 图 ２ 单跨门式支架移架平面示意 ４ 结 语 单跨门式支架在同忻矿 ８３１０ 综放工作面辅运 巷超前支护段应用后ꎬ巷道支护质量显著提升ꎬ该项 技术应用改变了传统单体柱超前支护形式ꎬ减少了 作业人员的劳动强度ꎬ消除了作业人员支回单体柱 的安全风险ꎬ提高了超前支护的支撑强度ꎬ实现了超 前支护的机械化前移ꎬ畅通了超前支护段车辆与物 料运输空间ꎬ有力保障了矿井的安全生产ꎮ 参考文献 [１] 张 勇ꎬ王 炯ꎬ魏红印ꎬ等. 切顶留巷动压影响区门 式支架临时支护技术研究[Ｊ]. 煤炭科学技术ꎬ２０１８ꎬ ４６Ｓ１２３ －２６ꎬ３８. [２] 郑林杰. 巷道液压支架在冲击地压工作面的应用[Ｊ]. 中州煤炭ꎬ２０１１１２７１ －７４. [责任编辑常丽芳] 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 上接第 ４７ 页 参考文献 [１] 王亚健ꎬ赵翔ꎬ张嘉云等ꎮ 微细粒浮选精煤絮凝脱水试 验研究[Ｊ]. 煤炭加工与综合利用ꎬ２０１９３１１ －１５. [２] 马超ꎬ王文宾ꎬ高鹏. 浮选自动加药控制系统在常村煤 矿选煤厂的应用[Ｊ]. 选煤技术ꎬ２０１８６１６７ －１７０. [责任编辑常丽芳] １６ ２０２０ 年 ７ 月 刘东明单跨门式支架在综放工作面超前支护的应用 第 ２９ 卷第 ７ 期