选煤厂分选方案研究及工业试验效果评价

庞 亮

（山西焦煤西山煤电西铭矿选煤厂，山西 太原 030053）

0 引言

选煤厂是对原煤进行分选加工的场所，随着煤矿生产能力和效率的提升，当前选煤厂主要面临着洗选能力与矿井生产能力不相符、不相匹配的问题。同时，还存在原煤入洗率低、产品结构单一、气煤资源浪费严重等突出问题[1]。本文针对选煤厂存在的上述问题，通过分析原煤煤质、时长需求，对分选方案进行优选，最终达到提升原煤入洗率、对产品结构优化以及实现产品结构多元化的目的。

1 工程概况

与选煤厂相配套的矿井共开采7 个煤层，各煤层在水分、灰分、挥发分、含硫成分、平均发热量等存在一定的差异，对应各个煤层煤质参数，如表1 所示。

表1 待分选原煤性质

从表1 可以看出，原煤属于中硫煤，通过选煤厂洗选加工变为低硫煤；原煤属于高灰煤，旨在通过洗选后获得中灰没，将其灰分质量分数控制在20%～30%之间；原煤属于高挥发分煤，通过洗选后降低原煤的挥发分指标。

总的来讲，原煤密度组成中，低密度物和高密度物的占比较高，而中密度物的占比较低，有利于原煤进行分选。根据该煤矿井下接替开采方案，可将不同煤层的原煤进行搭配，从而可以洗选出不同的产品[2]。具体配煤方案如下：

当5#、11#、12-1#和12-2#煤层搭配时，可以获得低灰炼焦产品；当7#、8#和9#煤层搭配时，可以获得高品位动力煤。上述配煤方案已经在实际生产中进行验证，其他配煤方案对应所得的产品还需进一步验证。

2 分选方案对比

为进一步对配采方案展开深入研究，根据当前已经验证的配采方案，从中提出四种相对较优的配采方案，并对不同配采方案展开试验，最终确定出所提出的配采方案是适合生产炼焦配煤还是动力煤[3]。所提出的四种相对较优的配采方案，如表2 所示。

表2 配采方案

基于表2 的配采方案，针对炼焦配煤的生产设定了四种不同的分选下限，包括有6、3、0.25、0 mm；针对动力煤的生产同样设定的四种不同的分选下限，包括有6、3、1、0.25 mm。不同分选下限对应的加工成本，如表3 所示。

表3 不同产品结构对应不同分选下限的生产成本

2.1 分选方案对比

对不同配采方案对应生产炼焦配煤和动力煤时对应的产品收益进行对比。以方案一为例，9#煤层开采的原煤属于高内灰煤炭；12-1#煤层开采的原煤属于低内灰煤层；对应不同分选下限时生产炼焦配煤和动力煤的产品收益对比，如图1 所示。

图1 配采方案一洗选炼焦配煤和动力煤的产品收益

如图1 所示，采用配采方案一时，对应精煤的产率较高；而且同一分选下限的条件时，生产炼焦配煤的产品收益大于生产动力煤。因此，对于配采方案一适合用于生产炼焦配煤。同理得出，采用配采方案二适合用于生产炼焦配煤，配采方案三适合用于生产动力煤，配采方案四适合用于生产炼焦配煤。

2.2 分选下限的确定

对应适用于生产炼焦配煤和动力煤配采方案在不同分选下限的产品收益进行对比，从而得出不同产品结构对应的最佳分选下限参数[4]。

2.2.1 生产炼焦配煤分选下限参数的确定

以配采方案一和配采方案二为例对不同分选下限时所生产炼焦配煤的收益进行对比，对比结果如图2 所示。

2015年12月，泸州市政府和华为签署战略协议，共同打造四川华为大数据中心，前期规划30000平方米，部署3000个机柜。目前数据中心一期已建成投用，面积13000平方米，容纳1032个机柜，基本实现泸州市级部门非涉密政务信息系统全部“云化”。

图2 分选下限对应炼焦配煤的收益

如图2 所示，对于同一配采方案时，当分选下限为0 mm 时对应产品的收益最大；而且，在同一分选下限时，配采方案一的收益大于方案二。

综上所述，当生产炼焦配煤时应将分选下限设定为0 mm，并确定采用配采方案一生产炼焦配煤。

2.2.2 生产动力煤分选下限参数的确定

同理，以配采方案三为例，对不同分选下限对应的动力煤收益进行对比。试验表明，当分选下限为3 mm 时对应动力煤的收益最大。

综上所述，当生产动力煤时应将分选下限设定为3 mm。

3 工业性试验效果评价

表4 不同等级炼焦配煤生产成本及利润对比

如表4 所示，所谓精煤等级指的是炼焦配煤中的灰分比例，对应的精煤等级越高对应的生产成本最高；但是，随着精煤等级的增加对应所得炼焦配煤的利润越高。导致上述现象的主要原因为：随着精煤灰分比例的升高，对应浮选精煤的灰分比也升高，导致最终精煤的产率增大[5]。

因此，综合市场需求、原煤煤质特征等综合因素，当生产炼焦配煤时，为了保证选煤厂的利润最大化应将其灰分质量分数控制在10%～11%之间。

4 结语

选煤厂为对原煤进行加工的场所，其根据原煤的特征可加工出不同的产品结构，包括有炼焦配煤和动力煤等。针对当前选煤厂洗选能力与煤矿生产能力不相符的问题，从分选工艺层面出发展开系列研究，得出适用于生产动力煤和炼焦配煤对应的最佳配采方案和分选下限等参数。总结如下：

1）适用于生产炼焦配煤的最佳配采方案为9#、9#和12-1#的组合，适用于生产动力煤得最佳配采方案为8#、9#和11#。

2）适用于生产炼焦配煤最佳的分选下限为0 m，适用于生产动力煤的最佳分选下限为3 mm。

3）综合市场需求、原煤煤质特征等综合因素，当生产炼焦配煤时，为了保证选煤厂的利润最大化应将其灰分质量分数控制在10%～11%之间。