編者按：本文由王武鵬發(fā)表在《煤炭加工與綜合利用》期刊上，原標題為“ZM400礦物高效分選機在陽(yáng)煤集團的應用”。本平臺選用時(shí)內容有刪減，配圖根據內容斟酌選取。在此，對文章作者表示感謝。

陽(yáng)煤集團五礦選煤廠(chǎng)商品煤生產(chǎn)能力為680萬(wàn)t/a，主要產(chǎn)品有篩末煤、洗中塊、洗小塊、３號噴吹煤，副產(chǎn)品有壓濾煤泥、干燥煤泥、中煤、矸石。

選煤生產(chǎn)工藝為：小于90mm原煤跳汰分選；0.5～0mm物料先入３臺角錐池，經(jīng)分級旋流器分級后，底流進(jìn)入４臺煤泥篩，溢流進(jìn)入一次濃縮機。一次濃縮機底流經(jīng)分級旋流器分級后，底流進(jìn)入5臺高頻篩。一次濃縮機溢流作循環(huán)水。高頻篩篩下水及分級旋流器溢流進(jìn)入二次濃縮機，二次濃縮機底流進(jìn)入壓濾機。

1、問(wèn)題分析

1.1 原煤質(zhì)量逐年惡化

五礦采區集中在南翼和中央區，隨著(zhù)采區結構發(fā)生重大變化，整體煤質(zhì)進(jìn)一步惡化。南翼采區占比62％，末煤平均灰分基本維持在36％，熱值在18.81MJ/Kg。當現有洗選系統進(jìn)入的末原煤量大時(shí)，壓濾循環(huán)時(shí)間由45min增加到90min以上，且存在濾餅夾生、水分較高、循環(huán)水濃度惡化等問(wèn)題?？梢?jiàn)，現有煤泥水系統不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。

1.2 部分原煤水分較高，造成篩分效率較低

五礦井下開(kāi)采原煤的正常水分在5％～7％，當井下為了防塵而進(jìn)行灑水作業(yè)時(shí)，原煤水分即發(fā)生波動(dòng)，部分時(shí)段原煤水分超過(guò)10％，此時(shí)原煤分級篩效率降低，大量南翼末煤進(jìn)入洗選系統，導致煤泥水系統負荷急劇增加，循環(huán)水惡化嚴重。

1.3 低熱值末煤不能鐵路裝車(chē)運輸銷(xiāo)售

根據環(huán)保要求和市場(chǎng)需求，熱值在18.81MJ/Kg的末煤基本不能鐵路裝車(chē)銷(xiāo)售，實(shí)際銷(xiāo)售時(shí)，為保證電煤發(fā)熱量，摻入了精煤產(chǎn)品，降低了經(jīng)濟效益。礦井優(yōu)質(zhì)末原煤逐年減少，可用于摻配的洗精煤越來(lái)越少，選擇一種合理的生產(chǎn)工藝提高末煤質(zhì)量已迫在眉睫。

2、末煤洗選工藝的選擇

2.1 利用現有洗選系統挖潛的可能性

對現有洗選能力進(jìn)行測定。選煤廠(chǎng)主洗系統：采用單一的不分級（90～0mm）跳汰主洗＋跳汰再洗工藝，使用4臺SKT－27型號跳汰機，“三用一備”生產(chǎn)模式，單機設計處理量270～500t/h，受煤質(zhì)影響，目前實(shí)際處理能力為300t/h，年入洗能力為475.2萬(wàn)t。通過(guò)延長(cháng)運行時(shí)間，跳汰系統實(shí)際洗選原煤540萬(wàn)t/a，已經(jīng)超負荷運行，在不影響礦井生產(chǎn)的情況下，選煤廠(chǎng)處理能力的挖潛已經(jīng)到了極限。煤泥水系統：五礦選煤廠(chǎng)煤泥水系統一次濃縮采用?30m濃縮機3臺，二次濃縮采用?24m濃縮機2臺，進(jìn)入洗選系統的南翼末煤量增加后就會(huì )造成洗水惡化；因此，在不增加濃縮系統處理能力的情況下，進(jìn)入系統的煤泥量不能再增加，對末原煤的處理能力也不能再增加。

以上說(shuō)明，現有跳汰洗選系統已滿(mǎn)負荷運行，煤泥水系統處理能力不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，現有洗選能力提升潛力有限，利用現有系統挖潛不能滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)需要。

2.2 南翼采區末原煤篩分試驗

南翼采區末原煤篩分試驗資料見(jiàn)表１。

由表１可以看出，末原煤灰分為36.17％，屬于中灰分煤，硫分1.5％，屬于高硫煤。原煤組成中各粒級分布不均勻，各粒級灰分基本上隨著(zhù)粒度的減小而降低，說(shuō)明煤較軟；原生煤泥含量較高，產(chǎn)率為14.99％。

南翼采區煤泥篩分試驗資料見(jiàn)表２。

由表２可以看出，煤泥灰分隨著(zhù)粒級的降低而升高，小于0.075mm粒級含量較高，占小于0.5mm粒級的68％，說(shuō)明煤泥泥化嚴重。

2.3 濕選和干選兩種方案的選擇

由于南翼采區已成為五礦主要采區，采區末原煤泥化嚴重，不適宜選用濕法洗選。五礦選煤廠(chǎng)洗選系統原設計沒(méi)有單獨的末煤洗選系統，為保證塊煤量，進(jìn)入洗選系統的原煤只能出精煤產(chǎn)品，而選煤廠(chǎng)經(jīng)過(guò)歷年多次改造后設備安裝緊湊，在不影響現有生產(chǎn)的情況下已無(wú)改造成末煤排矸洗選系統的可能。

結合以上分析，五礦選煤廠(chǎng)末煤提質(zhì)分選工藝難以選用濕法洗選系統，只能采用干選工藝。

2.4 ZM礦物高效分選機

ZM礦物高效分選機采用模塊化設計，結構簡(jiǎn)單，分選效果好，自動(dòng)化程度高，技術(shù)應用成熟，已被中國環(huán)境保護產(chǎn)品評價(jià)中心認證為中國環(huán)境保護產(chǎn)品，并在國內許多選煤廠(chǎng)成功應用。

3、ZM400分選機的原理和特點(diǎn)

3.1 ZM400分選機原理

物料在床層上進(jìn)行階梯式旋轉運動(dòng)，在階梯區間進(jìn)行重復分離，各階梯區間根據物料的組成不同，形成具有密度差異的流態(tài)化自生分離介質(zhì)層；流態(tài)化分離介質(zhì)層的厚度及流化程度不同，導致被分離物料在各階梯區間介質(zhì)層中的埋沒(méi)深度存在差異，不同密度的物料在各階梯區間實(shí)現分離。生產(chǎn)系統中采用落料點(diǎn)密封、噴霧降塵和引風(fēng)除塵的聯(lián)合降塵措施，粉塵無(wú)外溢，除塵器回收的煤粉混入精煤產(chǎn)品中。

該設備采用階梯式分離原理，每個(gè)階梯區間內物料流化分層，同時(shí)增加擊振力，加強物料按密度分層效果，低密度物料先越過(guò)溢流堰被排出，剩余物料進(jìn)入下一個(gè)階梯區間再次進(jìn)行分選，直至分選完畢，排出重礦物。

3.2 ZM分選機性能特點(diǎn)

用于末煤干選的ＺＭ分選機具有以下特點(diǎn)：

（1）分選精度高；

（2）全系統封閉負壓運行，無(wú)污染物溢出，環(huán)保效果好；

（3）床面可修復、可更換；

（4）二次減震設計，大梁防震，無(wú)需土建基礎；

（5）自動(dòng)化程度高，可歸集到調度集控系統控制；

（6）高粉塵濃度除塵系統，處理后凈化空氣可達標排放。

4、ZM400分選機在五礦末煤干選系統的實(shí)際應用

末煤干選系統小時(shí)處理末原煤400t，按每年生產(chǎn)330d，每天生產(chǎn)16h計，年處理末原煤210萬(wàn)t。

4.1 干選系統組成和工藝流程

末煤干選系統由原煤受煤系統、風(fēng)選系統、除塵系統、粉煤回收系統組成。五礦使用的干選機入料粒度0～13mm，處理能力400t/h。

在五礦南煤臺內新增一套末原煤受煤系統，末原煤通過(guò)受煤系統運輸至干選系統，干選系統采用模塊化設計、安裝，外加鋼結構外罩，安全、環(huán)保。干選車(chē)間內分選出精煤和尾煤產(chǎn)品，干選精煤通過(guò)膠帶運輸機落至北煤臺，鐵路裝車(chē)外運；干選尾礦產(chǎn)品通過(guò)膠帶運輸機運輸至南煤臺，與跳汰系統中煤、劣質(zhì)末原煤摻配后運輸至矸石電廠(chǎng)；同時(shí)，選煤廠(chǎng)設有矸石單獨外排通道，當矸石電廠(chǎng)需求量降低時(shí)，可以單獨外排矸石。

系統采用落料點(diǎn)密封、噴霧降塵和引風(fēng)除塵聯(lián)合降塵、除塵工藝，粉塵無(wú)外溢，對環(huán)境無(wú)污染；除塵器回收的煤粉可以單獨排放，降低對環(huán)境的影響。

4.2 干選系統特點(diǎn)

（1）模塊化設計，安裝便捷；

（2）原煤適應性強，適合高密度排矸；

（3）不增加動(dòng)力煤產(chǎn)品水分，沒(méi)有濕法選煤灰水相抵現象；

（4）工序簡(jiǎn)單，設備臺數少，管理簡(jiǎn)單，勞動(dòng)效率高；

（5）商品煤產(chǎn)品水分低，適合生產(chǎn)水分要求嚴格的煤炭產(chǎn)品。

4.3 干選系統效果分析

干選系統工業(yè)性試驗報告見(jiàn)表3。

從表3可分析得出，使用干選系統對五礦末原煤提質(zhì)后，得到發(fā)熱量大于21.54 MJ/Kg的優(yōu)質(zhì)末煤和發(fā)熱量小于21.54MJ/Kg的劣質(zhì)末煤，產(chǎn)率分別為62.93％和37.07％。發(fā)熱量大于21.54 MJ/Kg的優(yōu)質(zhì)末煤鐵路裝車(chē)外銷(xiāo)，發(fā)熱量小于21.54 MJ/Kg的劣質(zhì)末煤與中煤、部分劣質(zhì)末原煤、部分優(yōu)質(zhì)末原煤摻配混合，形成發(fā)熱量14.63～15.47 MJ/Kg的摻配電煤，供矸石電廠(chǎng)使用。

4.4 選煤廠(chǎng)實(shí)現礦井原煤全入洗

（1）干選系統與跳汰系統結合，實(shí)現了礦井原煤全粒級分選；提高了精煤產(chǎn)品質(zhì)量，穩定了末煤質(zhì)量，同時(shí)提高了塊煤、精煤洗選效率。

（2）跳汰、干選系統組合工藝優(yōu)勢，一是不改變原有水洗系統，各系統獨立運行；二是實(shí)現全粒級分選；三是不增加末煤水分；四是降低生產(chǎn)成本；五是產(chǎn)品結構靈活，提高了塊煤產(chǎn)率。

4.5 干選系統的環(huán)保性

（1）粉塵治理。標準化除塵系統設計，滿(mǎn)足粉塵排放國家標準；廠(chǎng)房、膠帶走廊、轉載點(diǎn)等采用密封除塵；單級和多級除塵系統；操作空間凈化，二次除塵；嚴格粉塵收集和治理，防止二次污染；粉塵產(chǎn)品單獨儲運和銷(xiāo)售。

（2）噪聲防治。系統封閉，風(fēng)機單獨隔離；封閉設施內涂隔音降噪材料；ZM分選機和風(fēng)機基礎采用減震設計。

（3）防爆規范。嚴格按照《煤礦安全生產(chǎn)規程》和相關(guān)規范進(jìn)行電氣防爆設計；煤塵集聚設施如封閉廠(chǎng)房和走廊、倉、除塵器集塵斗、庫等都設有防爆設施。

4.6 產(chǎn)品平衡表

五礦選煤廠(chǎng)采用干選系統后的產(chǎn)品平衡表見(jiàn)表４。由表４可以看出，產(chǎn)品結構均衡，既有滿(mǎn)足鐵路運輸的優(yōu)質(zhì)末煤，又有精煤，無(wú)需再地銷(xiāo)末煤，環(huán)保效益好，商品煤平均價(jià)格得到了提升。

4.7 社會(huì )效益

五礦選煤廠(chǎng)增建末煤干選系統后，提高了陽(yáng)煤集團五礦的資源回收率，減少了因排矸量增加而對周邊產(chǎn)生的環(huán)境污染，順應了上級有關(guān)環(huán)保治理的政策要求，是符合當前形勢的一項環(huán)保工程和效益工程。

5、結語(yǔ)

ZM礦物高效分選機是一種技術(shù)成熟的煤矸分選設備。末煤干選系統具有投資和運行成本低、智能化程度和分選效率高、占地面積小、組裝投產(chǎn)快、模塊化設計、搬遷移動(dòng)便捷、高效環(huán)保等特點(diǎn)。該系統有效提高了末煤發(fā)熱量，提升了商品煤的市場(chǎng)競爭力。陽(yáng)煤集團在五礦選煤廠(chǎng)初次引進(jìn)ZM礦物高效分選機并獲成功，填補了陽(yáng)煤集團干法選煤的空白，并取得顯著(zhù)效益。該項目對陽(yáng)煤集團其他選煤廠(chǎng)的技術(shù)改造，具有很好的借鑒價(jià)值和推廣意義。