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2072020 年第 5 期 分流对选煤厂介耗影响的分析与实践 张磊 王 良 李兴旺 （山东能源枣矿集团柴里煤矿选煤厂，山东 滕州 277500） 摘 要 介质消耗量对选煤厂经济效益和重介分选系统稳定性有重要影响。本文系统分析了选煤厂分流量的影响因素及 其对介耗的影响，提出了降低选煤厂介耗的优化措施，并在枣矿集团柴里煤矿进行了实践，使该厂介耗降低至 0.99kg/t， 降幅达 0.24 kg/t，每年节省介质成本 56.04 万元，经济效益显著。 关键词 选煤 分流 煤泥 介耗 中图分类号 TD94 文献标识码 A doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.05.078 Analysis and Practice of the Influence of By-pass Flow on Medium Consumption in Coal Preparation Plant Zhang Lei Wang Liang Li Xing-wang Chaili Coal Preparation Plant of Shandong Energy Zaozhuang Mining Group Co., LTD., Shandong Tengzhou 277500 AbstractThe medium consumption has an important influence on the economic benefit of coal preparation plant and the stability of heavy medium separation system. This paper systematically analyzes the factors that affect the by-pass flow, the influence of the by-pass flow on the mediumconsumption, puts forward the optimization measures to reduce the medium consumption. And carries out the practice in Chaili Coal Preparation Plant, which eventually reduces media consumption to 0.99kg/t, with a decrease of 0.24kg/t. The annual medium cost is saved by 560400 yuan, and the economic benefit is remarkable. Key wordscoal preparation by-pass flow coal slime medium consumption 收稿日期 2019-11-26 作者简介 张磊（1987-），男，本科，助理工程师，2013 年毕 业于内蒙古科技大学矿物加工工程专业，现于枣庄矿业集团柴里 煤矿选煤厂从事选煤技术管理工作。 选煤生产中，重介分选系统存在着大量随原煤 进入的原生煤泥和因粉碎及泥化产生的次生煤泥， 分选过程中，仅通过稀介质和产品中排出的少量煤 泥，远远满足不了系统对煤泥量的调控要求，导致 洗选系统中细粒煤泥积聚，悬浮液的流动性变差。 此外，煤泥对细颗粒的分选效果影响很大，细颗粒 部分的分选精度随煤泥含量的增大而变差，进而导 致重介分选效果变差。为了保证悬浮液的稳定性， 提高重介分选效果，需要通过分流的方式将部分合 介分流出来进入磁选机，排出介质系统中积聚的煤 泥，回收介质。因此，合格介质分流是重介系统中 不可缺少的环节。 枣矿集团柴里煤矿选煤厂年处理能力 240 万 t， 生产工艺流程采用重介浅槽 无压三产品重介 浮 选尾煤压滤的联合工艺， 主要产品为1/3炼焦煤、 洗混煤和煤泥。柴里选煤厂近年来一直致力于工艺 系统优化提升，但重介系统中的分流控制依然存在 问题，导致介质消耗偏高，增加了选煤成本。如何 控制好分流减少重介质消耗，降低选煤成本提高选 煤厂经济效益，建设节能型现代化选煤厂已成为柴 里选煤厂及全国类似选煤厂亟需解决的课题。 1 影响选煤厂分流量的因素分析 1.1 原煤性质 原煤的矿物成分、粒度组成及泥化特性决定了 重介系统中煤泥量。煤泥量增多时，粘土矿物含量 增加，悬浮液的黏度随之增加，导致旋流器的内向 切向速度梯度减弱，底流和工作悬浮液的密度基本 接近，悬浮液分层作用减弱，这种情况下极不利于 分选，势必要通过增大分流，增加煤泥的排出量来 降低悬浮液的黏度。柴里煤矿开采时间长，储量趋 于枯竭，井下采场、采面复杂，导致原煤煤质复杂 多变，重介系统调节难度大。 1.2 系统介质消耗 2082020 年第 5 期 在正常的重介生产过程中，系统中磁性物含量 会减少，悬浮液的密度随之下降。为使实际密度处 于给定密度范围内，需要不断地调节分流保持磁性 物浓度，确保分选密度。末煤含量多时，加大进入 入料漏斗的介质流阀的开度，增加润湿冲水量，加 大分流量。柴里选煤厂目前介耗偏高，该情况尤为 明显。 1.3 系统运行稳定性 柴里选煤厂经过多次升级改造，生产工艺流程 较复杂，且现场设备状况参差不齐，生产过程中易 出现不稳定，会使重介悬浮液不能处于相对稳定的 状态。系统操作过程中必须不断地调节分流量的大 小，以确保悬浮液的稳定。 1.4 人为因素 柴里选煤厂合介段分流量的调节采用人工调节 法，主要依靠人工观察，根据原煤和精煤产品的性 质、重介质悬浮液密度、磁性物以及煤泥含量来进 行调节。由于人工观察存在局限性，不能及时准确 了解系统状况，往往造成分流调节不及时或不合适。 2 分流量对选煤厂介耗的影响分析 选煤厂介质损失贯穿于生产运行的全过程，包 括介质进厂、添加使用和回收。介质损失的因素包 含人员操作、工艺、设备、管理等。正常洗煤生产 中人为操作因素对各个参数相对稳定会产生较大影 响，其中分流量的调节会对重介质的消耗产生重要 影响，人工操作调节的滞后及误差加剧了对分选效 率的影响，增大了重介质的消耗量。 分流经过磁选机排出煤泥，回收介质，受设备 效率、设备状况、工艺条件、操作流程等一系列因 素影响，介质回收效率 η 随分流量的增大而减小。 通过分流损失的介质量 1-ηQ分P磁 （1） 式中 Q分- 分流量，L； P磁- 磁性物浓度，g/L。 由上式可知，重介质磁性物和煤泥含量不变的 情况下，分流量越大，通过分流损失的介质量越多。 因此，在重介质磁性物和煤泥含量稳定前提下，尽 可能减少分流量，降低介质消耗。 悬浮液中煤泥与磁性物存在如下关系 P悬-1P泥δ泥-1/δ 泥P磁 δ 磁-1/δ磁 （2） 式中 P悬- 悬浮液密度，g/L； P泥- 煤泥密度，g/L； P磁- 磁性物浓度，g/L； δ泥- 煤泥密度，kg/m3； δ磁- 磁性物密度，kg/m3。 煤泥含量 P泥/P泥P磁100 （3） 由上式可知，生产过程中，煤泥量恒定增加， 小分流量可减少重介质损耗，有利于介质回收，但 会使悬浮液煤泥含量增多，影响悬浮液特性，导致 整个分选过程发生紊乱，从而影响分选效果；反之， 分流量过大，将造成磁选机入料过多，介质回收效 果变差，介质损耗增大。 综上所述，合理的分流量对分选效率及介质消 耗量产生至关重要的影响。 3 降低选煤厂介耗的优化措施 3.1 强化煤质检测与调节 加强入洗原煤性质检测，做到对入洗原煤煤泥 含量、泥化度等情况的掌控，根据原煤性质、入洗 方案，确定出合适的分流量。生产过程中原煤发生 变化时及时做好调煤、配煤入洗，降低煤质变化对 重介分选操作过程产生的影响。 3.2 强化设备和系统管理 做好弧形筛、脱介筛、磁选机等关键设备、系 统运行管理，加大现场系统管理，对设备漏、堵及 布料不均现象及时处置，降低系统介质消耗，减缓 系统中磁性物含量的降低，抑制悬浮液的密度下降。 3.3 加强工艺技术管理 弧形筛安装角度合理，强化脱介筛喷淋水，做 好开车前的准备工作，通过有效的“鼓风混合”， 确保循环液的均匀稳定，提高循环液质量，确保系 统运行稳定性，保障重介悬浮液处于相对稳定的状 态，减少系统操作过程中分流量大小的调节。 3.4 强化教育培训，提升操作水平 提高密控司机的业务技能水平，掌握生产现场 的综合判断和处置能力，特别是原煤煤质、产品质 量、 循环液压力、 分选密度、 磁性物含量、 煤泥含量、 液位各因素之间的关系，合理添加介质，减少人为 因素使重介质循环液密度波动、分流不合理等造成 的介质损耗。 4 降低选煤厂介耗的实践效果 在上述分析基础上，柴里选煤厂通过细化分流 量流程控制进行了降低介耗的实践，图 1 为实践前 后的介耗对比。 2092020 年第 5 期 图 1 分流量控制介耗实践前后对比 由图 1 可知，通过分流调控使得吨原煤介耗由 1 月份的 1.23kg/t 下降到 6 月份的 0.99kg/t 左右，降 幅为 0.24kg/t。按年入选原煤 240 万 t，介质粉单价 973 元 /t 计，每年节约选煤成本 9730.24240/100056.04 万元 综上所述，柴里选煤厂通过对分流量精准控制， 减少人为操控影响，顺利实现了降介耗的目标，经 济效益显著。 5 结论 介质消耗是重介选煤厂运行水平的重要体现， 控制介耗水平的高低，不仅影响重介生产系统能否 保持正常和稳定，而且直接影响选煤厂经济效益。 柴里选煤厂通过理论分析和实践结合，加强了分流 调节措施，介耗管控流程得到了全面的优化，介质 消耗量显著降低， 节省了选煤成本， 提高了经济效益。 【参考书目】 ［1］ 黄玉祥 . 重介质旋流器选煤降低介耗的途径 [J]. 煤炭技术，2010，29（08）110-111. ［2］ 叶志刚，李延峰 . 重介质选煤中悬浮液分流方法 比较 [J]. 煤质技术，2003（03）24-26. ［3］ 代艳玲，路迈西，杨健，等 . 介质流程计算中 根据煤泥量平衡确定分流量 [J]. 选煤技术，2008 （01）52-54. ［4］ 张秀梅，石常省，郭德 . 加大重介质选煤分流量 的认识与实践 [J]. 选煤技术，2011（06）33-35. （上接第 206 页） 使其无限接近中长期接续规划安排。通过分析近两 年采场布置，推演工作面推进情况，倒逼预排掘进 施工安排，分析工作面和掘进头时间和空间的干涉 影响情况。通过调整施工速度、变换施工队伍、改 变开工时间等手段，微调采掘布置安排，形成系统 性、完整性、可执行性的近期采掘生产接续规划。 在高煤公司 2019 年下半年及 2020 年采掘接续 规划调整中，将 3上1302 运输巷和 3下1104 运输巷 两个掘进队伍撤出，优化了 3上1308 工作面掘进施 工排队规划，安排三个掘进队伍进入施工，加快了 工作面交付安装工期。在 3上1308 工作面转载运输 巷遇大断层，掘进受阻时，及时调整施工方案，采 用联络巷优先进入正巷掘进，为工作面形成争取了 宝贵时间，也保证了大接续的平稳正常。 4.4 指导和微调现场生产 根据调整后的近期采掘接续安排和中长期采场 接续规划，指导现场进行生产。通过采掘工作面的 进尺和速度监控，结合测量部门的现场放线和实测 数据，每天上报各采掘工作面的生产情况，每周对 各项数据进行汇总，每旬对现场情况进行通报，每 月对增欠尺情况进行分析，调整下个月生产情况， 形成“日统计、周汇总、旬通报、月分析”的工作 制度，对现场生产情况进行精确掌控，与生产规划 进行动态实时对比，抓住问题关键，及时调整。 4.5 现场情况变化重新整体分析生产采掘情况 通过月分析工作制度和现场生产微调还是不能 满足采掘生产接续要求时，并且与之前预排的采掘 生产布局规划逐渐偏离，差距还在逐月增大，局部 调整已经效果甚微，接续关系紧张局面逐步显现， 这就需要对目前的采场生产情况进行重新分析，重 新规划，重新布置，重新指导生产。 高煤公司目前距离上一次采掘接续整体调整已 经五六个月时间，虽然工作面面临停产跳切眼搞接 续，掘进头需要停产放水和过断层，但是通过掘进 和回采施工的微调，能够避免采掘关系失调，保证 能够与之前预排的采场接续大致相符，目前的生产 状况良好。按照目前采掘关系时空分析，预计下一 次进行采掘接续大调整应该在 2020 年二季度。 5 效益分析 时空四维动态分析在采场及生产接续管理中的 应用能够对目前矿井采场布置情况进行系统分析， 通过分析问题、解决问题、反馈情况三个基本步骤， 结合采场空间布置和时间布局分析，找出干涉点、影 响点、 关键点和问题， 对生产布局情况进行动态调整， 使矿井生产稳定，避免接续关系紧张造成生产脱节， 影响矿井长远发展，能够提高矿井抗风险能力。该 方法在高煤公司已经成功运行了两年时间，使高煤 公司在采深加大、采场集中、地质复杂、冲击地压 等各种生产压力之下能够高产高效、稳健运行。