马道头选煤厂煤泥水系统优化改造

仝志斌，屈奇奇

(大地选煤工程有限责任公司 马道头选煤厂，山西 大同 037000)

马道头选煤厂属于矿井型动力煤选煤厂，主要采用重介质分级混合入选工艺，年入选量达千万吨。为满足生产所需，选煤厂经技改、扩建新增了二期生产系统。系统达到生产要求的同时，也存在相应的衔接问题。当启动二期系统后，循环水量明显增多，回水量增大，浓缩池(D45 m)没过溢流堰，煤泥水系统紊乱，可能会影响生产的正常运行。

随着矿井原煤产量的增大以及原煤煤质的不确定性，外加次生煤泥的存在，对煤泥水系统的稳定性产生严重影响。一方面煤泥沉降效果变差，导致加药量增大、循环水浓度超标、单套系统停止运行以及生产系统紊乱等状况；另一方面煤泥量增多，压滤系统处理能力不足，效率降低，导致混精煤产品质量下降，浓缩池容易滞留煤泥，浓缩机耙架受损，甚至造成煤泥水事故。为此，选煤厂对煤泥水系统进行优化改造，有效提高了生产效率。

1 存在问题

马道头选煤主洗系统包括一期和二期两部分。原有一期生产运行时，浓缩池回水稳定，沉降效果良好，各项指标均在设计能力范围之内。自二期正常运转以来，随着生产任务不断加大，浓缩池仍采用两用一备，造成了煤泥水系统平衡的紊乱。当一、二期3套系统同时生产时，浓缩池细煤泥量增加，回水量增大，回水压力增强，再加上矿井原煤煤质发生变化，煤泥细粒级含量增加，导致煤泥沉降效果差，无法实现煤泥水的澄清作业，对比一、二期试验结果如表1所示。

表1 一、二期系统使用时煤泥处理水情况

2 现场调查

通过对浓缩池巡视观察以及岗位工信息反馈得到如下信息：浓缩机回水压力十足，中心给料筒附近翻花，水量完全淹没溢流堰，水系统非常不稳定。造成的直接问题有：煤泥沉降效果变差、絮凝剂用量增大、且煤泥含量增多，易形成煤泥墙，压滤系统煤泥处理能力不足、滤饼水分上升，同时，循环水浓度上升，无法实现清水作业。通过现场调研信息将煤泥水问题归纳为以下几个方面：

1) 一、二期系统同时启车后，循环水量明显增多，导致煤泥系统回水量增大，随之浓缩池压力变大，冲击煤泥沉降层，进而煤泥无法实现沉淀。经过调查发现，一期两套系统循环水量为560 m3，二期单套系统循环水量为480 m3。

2) 原煤煤泥含量高(占原煤比例11%～12%)，加之次生煤泥的产生，造成浓缩池煤泥量大，容易产生煤泥墙，设备损耗增大的同时还会影响煤泥处理量，对生产系统和压滤设备影响极大。

3) 煤泥存在泥化现象，小于200网目细粒级含量较大。炭质泥岩、火成岩等粘土矿物的增多易膨胀泥化，粒级细化易导致颗粒表面积增大，且具有高分散悬浮稳定特性，颗粒不易积聚，沉降速度减小。同时，沉降层不稳定致使煤泥沉降效果较差。

3 采取措施

1) 二期主洗系统各类桶体积均超过一期，根据二期实际用水量调节桶液位计，降低桶位和补水量，进而减少浓缩池回收量。通过长时间实践，降低桶位三分之一对生产系统没有影响，且有助于减少冒桶事故的发生。

2) 改造洗水系统工艺。为控制浓缩池回水量，将粗煤泥滤液水管路改造为煤泥桶常用补水，实现内部循环；将加压、板框滤液水管路直接并入循环水池。为进一步降低水量，将煤泥尾矿旋流器溢流作为煤泥补水，可实现二次富集[1-4]。

3) 调整浓缩机入料孔数和桶围。浓缩机中心给料筒周围翻花严重，回水压力足，会迅速将絮凝剂絮团打散，无法实现煤泥水系统稳定，进而导致沉降效果变差。为释放回料压力，在原设计基础上再切割数个泄压孔，尽可能使物料从中心筒底部排出。同时，在中心入料筒顶部加设高600 mm的筒围，避免回料直冲絮团。

4) 二期系统增设脱粉工艺。原煤含泥量大，压滤系统处理能力不足，导致浓缩池易滞留煤泥，进而产生煤泥墙。为保证煤泥系统正常运行，选煤厂二期新增设弛张筛预先脱粉工艺，通过减少部分粉煤进入系统来降低入池煤泥量，可有效缓解浓缩池系统压力，提高设备运行效率[5-6]。

5) 完善药剂制度。当细粒级物料占比增多时，较大的比表面积和强烈的离子交换吸附使煤泥水系统呈稳定的分散系悬浮状态。为提高沉降效率，选煤厂调整絮凝剂最佳配比浓度为0.3%。同时，采用清水加药，并延长加药和搅拌时间。特殊时期添加混凝剂在絮凝剂之前，且保持20 m以上距离。

4 优化效果

通过不断调整、优化、改造以及实时跟踪落实，现场观测结合数据采集，煤泥水系统得到了明显改善。

1) 浓缩池回水量可减少200 m3/h，中心筒附近翻花现象明显减弱，回水冲击清水层及沉降层作用降低，溢流堰清晰可见，煤泥水系统达到稳定状态。

2) 煤泥水系统的稳定运行，对药剂效果、煤泥沉降、溢流澄清有很大帮助。调整絮凝剂浓度和用量在16 g/t左右时，药剂分子与颗粒充分接触，絮凝作用增强，沉降效果最好，清水层厚度基本保持在1.4 m。随之溢流浓度降低为0.32 g/L，加强了全厂洗选效果。

3) 脱粉工艺的增设可减少浓缩池煤泥量2%左右，提高设备运行效率及可靠性的同时，降低事故发生率至3%，确保了生产系统的平稳运行。