1神东煤炭集团公司洗选中心补连塔选煤厂 内蒙古鄂尔多斯 017209；2神东煤炭集团洗选中心 陕西省榆林市 719315
摘要：针对补连塔矿井开采工艺以及煤质情况的变化导致补连塔选煤厂生产系统暴露出的问题，通过对补连塔选煤厂1-2煤系统和2-2煤系统生产制约环节系统分析，对筛分系统、水洗系统和煤泥水处理系统进行优化升级改造，实现了1-2煤系统和2-2煤系统生产切换的灵活性、稳定性，极大的提高了企业的经济效益。
关键词：选煤厂；系统优化；升级改造
1 引言
补连塔选煤厂隶属中国神华神东煤炭集团洗选中心，设计处理能力达到22.0Mt/a，其中1-2煤生产系统能力为10.0Mt/a，3台原煤分级筛，一套重介浅槽，两座浓缩池；2-2煤生产系统能力为12.0Mt/a，4台原煤分级筛，两套重介浅槽，两套重介质，两座浓缩池、两座事故池。补连塔选煤厂25～200mm 块煤均采用重介浅槽洗选，2～25mm 末煤使用重介旋流器洗选，煤泥采用分级旋流器分级，粗煤采用煤泥离心脱水，细煤泥经浓缩后采用加压过滤机和板框压滤机联合回收，矸石用汽车外排，洗水实现国家一级闭路循环[1]。随着矿井开采深度、机械化采煤技术和大采高技术的发展，补连塔选煤厂生产系统暴露出诸多不足，为了实现经济效益的最大化，补连塔选煤厂从原煤到商品煤外运都进行了优化改造，优化生产工艺、提高生产效率、加大产品组合、寻求最大效益的生产方式，创造了极大经济效益[2]。
2 筛分系统存在问题及系统改造
2.1 筛分系统存在的问题
（1）1-2煤2-2煤筛分系统共用+200mm块煤转载皮带，导致两个煤种错配，影响分煤种产量、产率计算，且大块煤破碎机能力受限，生产量较大时容易导致单系统破碎机压死和块煤粒度超标，影响重介浅槽洗选。
（2）1-2煤与2-2煤原煤分级筛均采用两段分级，筛前两排为200×230mm椭圆冲孔筛板，筛孔堵塞严重，分级效果差，错配物含量高，导致块煤重介浅槽入洗量增加，分选效果差，煤泥处理系统压力大。
（3）2-2煤筛分系统使用块煤破碎机，其型号为：ADDC20×48，设计处理量为150t/h，实际处理能力不足100t/h，由于矿井大采高生产，逐渐暴露出破碎能力不足，时常导致破碎机卡死且排料粒度超标导致浅槽溢流堰卡堵，同时易造成精煤脱介筛激振大梁下方卡堵煤块[3]。
2.2 筛分系统改造
（1）为降低1-2煤、2-2煤筛分系统受大块煤影响，恢复1-2煤系统239原煤分级筛筛前200mm大块煤筛板，将240原煤分级筛筛前大块煤筛板拆除，241筛前大块煤转载胶带机反转运行，使2－2煤大块煤全部进252破碎机破碎。由于240原煤分级筛为配煤刮板机的机尾第一个筛机，日常配筛时，其入料插板开度在200mm以下，进入240筛机超粒度煤量少，因此把筛前大块筛板拆除也不会造成1－2煤入洗粒度超标。因此，既避免了两个煤种错配，也可保证入洗粒度不超标。
（2）为降低1-2煤与2-2煤原煤分级筛筛板堵塞情况，设计“鸡蛋”形新型筛板替代椭圆冲孔筛板，大块煤经过新型筛板时由于受力点一直在发生变化，确保大块煤不会造成卡堵停留在筛面堵塞筛孔，新型筛板的开孔率较旧筛板提高了3%，也有效减少了筛板的堵塞，提高了筛分效率，减少入洗原煤中的煤泥含量也减少了错配物含量，有效保证浅槽入料粒度。
（3）将原有252破碎机更换为ADDC20*48型破碎机，处理能力为200t/h，出料粒度为-100mm，更换完成后入洗原煤中+4.23%的超粒度煤（+200mm）粒度均为-200mm物料进入水洗系统，降低浅槽溢流堰卡堵情况的发生。
3 重介洗选系统存在问题及系统改造
3.1 重介洗选系统存在的问题
（1）2-2煤块煤水洗系统配筛刮板机为双层刮板，入料由刮板刮至机尾再分配给4台脱泥筛，多数大块煤都由机头落下，致使脱泥筛的物料粒度不均易造成精煤脱介筛激振大梁下方卡堵煤块。
（2）2-2煤加介系统使用加介爪斗将介质加入浓介桶篦子上方，然后由一根φ150的低压循环水冲水管，将介质冲到合介桶中。由于介质加入浓介桶箅子上时为分散状态，冲水管只能将下方的介质冲走，其它地方则需用DN25清扫水管冲洗，加介效率低，而且介质的浓度还较低，无法保证密度加起来，严重影响了主洗的正常带煤生产，还增加了介质消耗。
（3）磁选机溢流调节靠人工实现，滞后性较大，遇到生产异常情况时，无法满足加介需求，导致水洗系统生产受影响。并加水混合后，由浓介泵打入合介桶。而浓介桶上只安装了
（4）2-2煤系统特低灰生产期间，现场部分重要工艺设备的闸门开关情况调度室无法监测，入洗块煤和入洗末煤的回掺比例受部分转载配比设备开启度无法实时监控，导致特低灰灰分产品合格率在70%左右，无法满足客户需求[5]。
3.2 重介洗洗系统改造
（1）为降低入洗块煤在脱泥筛分配不均情况，在2-2煤块煤水洗系统配筛双层刮板入料口一侧安装插板，通过调整插板使一半煤直接从机头分配给前两台脱泥筛，另一半煤从机尾分配给另外两台脱泥筛，有效缓解了全部由机尾进行块煤分配造成粒度分配不均，机尾筛机粒度超限情况。
（2）为提高2-2煤加介效率，根据消防喷淋头的原理，在合介桶上方冲水管的出水口增加自行设计的加介分散器，使出水能够分散到整个桶箅子，保证介质能够及时混合，一桶介的加介时间由1小时缩短到15分钟，提高了加介效率同时保证浓介密度达到1.8kg/l，保证了加介效果。
（3）为了提高磁选机溢流调节效率，设计磁选机溢流调节器，可以通过测定磁选机溢流的高度调整磁选机溢流箱排水量，确保磁选机溢流稳定在50mm左右的溢流高度，确保磁选机有最大的工作面积，提高介质回收率，实现生产过程的实时调节，确保生产的稳定运行，同时减少人力劳动，可实现区域值守无人化，符合现代化智能选煤厂建设的趋势。
（4）为提高2-2煤特低灰生产控制管理，根据原煤浮沉实验数据，测算块煤和末煤入洗煤量的合理比例值，利用AB软件ASVIEW趋势图功能，通过修改程序及修改调度室上位画面，实现各类生产工艺参数自动生成趋势图和历史记录，块煤和末煤入洗量比例超过设置比值±0.2即进行报警提示，这样有效保证了块煤入洗和末煤入洗的比例在可控的稳定范围内，杜绝了部分人为原因产生的煤质事故，减少了调度员和岗位工的工作量，加强了过程管控，确保了特低灰产品的稳定性在99.2%以上。
4 煤泥水处理系统存在问题及系统改造
4.1 煤泥水处理系统存在的问题
（1）1-2煤脱泥筛筛下粗煤泥预脱水弧形筛及水力旋流器底流脱水弧形筛设计初期均采用澳大利亚路德维奇公司设计的SIEVE BEND型末原煤脱水弧形筛，设计脱水效率达80%以上；设计流速为0.5-3m/s，但是随着原煤组成结构及矿井开采工艺的变化，暴露出弧形筛煤泥脱水效率低。根据数据检测弧形筛的脱水效率仅为60%；落差5米，煤泥水流速近10m/s，在筛面停留时间短，出现跑水现象，脱水效果不理想。煤泥水流速大，惯性大，也加大对筛面和管道的磨损，也加大了煤的粉碎，导致煤泥水中的次生煤泥增多，增大了后续煤泥水的处理压力；不能保证入料沿筛面切线方向全宽进入导致脱水效率低；最终导致煤泥脱水效果不好，影响煤质，冬季则易导致冻车事故发生[6]。
（2）1-2煤煤泥水处理系统有两座直径24m的浓缩池，无事故池，生产中一用一备，1-2煤循环水系统浓缩池及清水池尺寸小，缓冲能力不足，尤其是循环量增大后出现循环水池涨肚情况，同时1-2煤煤泥压滤系统仅有两台压滤机（型号：GPJ-60），无板框压滤机，在发生矸石泥化时细煤泥无法有效排出，应对煤质变化能力较差等问题，从而无法到达全系统水平衡和真正意义上的洗水一级闭路循环。2-2煤煤泥水处理系统有2台压滤机（型号：HBF S-120/10）、3台板框压滤机（型号：SEMP4 2000×2000），两座直径37m的浓缩池，上层浓缩池下层事故池，两浓缩池设计并联使用，两段浓缩后一段沉降式离心机二段并联使用加压过滤机和板框压滤机，造成-0.045mm煤泥颗粒在系统中形成死循环，不能充分发挥浓缩池的优点，系统处理效率低下。而且生产过程中两浓缩池共用一套加药系统，加药量无法准确控制，遇到矸石泥化时，暴露出制药能力不足和浓缩池入料不均等情况。
4.2 煤泥水处理系统改造
（1）为提高弧形筛脱水效率，延长了脱泥筛下来的煤泥水到弧形筛的管路水平管长度，增设缓冲箱，用以减缓煤泥水流速，延长煤泥水与筛面的接触时间、降低管道磨损、减少次生煤泥的产生，提高脱水效果。同时在弧形筛入料箱内增设可调布流板装置，并将给料箱溢流口设计为锯齿形可调改造（上下，倾斜角度），既能确保溢流方向保持按弧形筛筛面的切线方向给入，又能保证溢流均匀稳定，弧形筛改造后脱水效率提高15%~20%，离心机脱水效率提高10%~15%，煤泥水分降低2%，发热量提高3.83大卡。
（2）为了实现补连塔选煤厂整个水系统量化均衡，将1-2煤循环水池与2-2煤1#事故池进行管道连接，实现两系统循环水池的联通。增设1-2煤浓缩池底流至2-2煤浓缩池底流及事故池管路，在1-2煤系统发生矸石泥化时，可实现2-2煤板框压滤机处理1-2煤煤泥，为保证2-2煤水循环系统的稳定，将2-2煤2#浓缩池溢流连接到1-2煤循环水池。浓缩池改造后，有效解决1-2煤、2-2煤各自水系统不平衡现象，使整个水系统循环利用，充分利用整个水系统空间，使两套系统用水方式更加灵活，避免洗水外排，降低了系统耗水量，提高了系统用水效率，节约生产成本，实现了全厂水平衡，优化了煤泥水处理系统，使其处理方式更为灵活，减少浓缩池事故发生，提高浓缩池处理效率，有效保证了系统正常生产。
5 结语
通过对筛分系统、主洗系统、煤泥水处理系统的工艺及设备的优化，降低了设备故障，有效防止冬季装车冻车事故，极大的提高了企业的经济效益，系统生产能力提升300t/h，生产效率提高13%，精煤产量增加130万吨，节约生产费用900万元，特种煤增量增加直接经济效益200余万元。
参考文献：
[1]谢广元.选矿学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2001.
[2]匡亚莉.选煤工艺设计与管理 ［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2006.
[3]党立伟，王忠，王斌.补连塔选煤厂2-2煤系统的优化改造与实践[J].神华科技，2016，（04）：20-23.
[4]王振龙.补连塔选煤重介质旋流器底流脉动排料现场的解决措施 [J].煤炭加工与综合利用，2017，S1：52-57.
[5]庞新宇，絮凝剂制备及其自动添加系统研究[D].太原：太原理工大学，2004：8-9.
作者简介：
杨文斌（1991–），男，汉族，内蒙古鄂尔多斯人，技术员，研究方向：从事选煤工艺技术工作及选煤厂生产运营管理。