本文由河南能源化工集團教授級高工張振紅發(fā)表在《煤炭加工與綜合利用》期刊2019年第11期上，原題目為“干法選煤在河南能源貴州公司的實(shí)踐與推廣應用”。本平臺對內容有刪減，配圖根據文章內容斟酌選用。

正文開(kāi)始前，先欣賞下標準化干法選煤廠(chǎng)的魅力！

貴州豫能投資有限公司是河南能源化工集團有限公司的二級公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“貴州公司”），公司擁有煤炭可采儲量31.12億ｔ；現有新田、黔金、高山、糯東、安順和轎子山煤礦等6對生產(chǎn)礦井，原煤發(fā)熱量平均18.81MJ/Kg，原煤硫分在0.7%～3.0%（高達４％以上）。

１貴州公司煤炭加工發(fā)展概況

貴州公司現有生產(chǎn)礦井中，新田礦建有設計生產(chǎn)能力1.20Mt/a的塊煤重介質(zhì)、末煤旋流器分選的選煤廠(chǎng)；黔金礦2006年建設一套9m2FGX干法選煤系統；2010年轎子山礦平井投入使用12m2FGX選煤系統；2016年分別在轎子山礦新井和安順礦建設12m2和24m2復合干法選煤系統；2018年將黔金礦干選系統改造為分選塊煤；2018年，考慮貴州公司所屬黔希煤化工的投產(chǎn)，為實(shí)現由公司內部礦井供應燃料和原料煤，在新田礦建設18m2復合干選系統，用于末煤預排矸，解決原煤灰分高、矸石易泥化導致末煤系統難以正常運行的難題；在黔金礦采用ZM300干選機分選末煤，在高山礦采用ZM150干選機加工原煤，結合各礦開(kāi)采的煤層質(zhì)量變化，分時(shí)段為黔希煤化工提供燃料煤和原料煤。

2 干法選煤在貴州公司的實(shí)踐

2.1 轎子山礦

2.1.1 實(shí)施效果

由于轎子山煤礦屬一礦兩井共用一個(gè)儲煤場(chǎng)，且煤場(chǎng)面積狹小，建設煤炭加工系統受空間限制的實(shí)際，為此，2016年針對新井系統安裝一套FGX-12干法分選系統。干選系統運行后的具體效果：新井原煤干選后，塊煤含矸率由以前的30%左右，降低到5%～8%，不僅避免了因煤炭質(zhì)量不合格（含矸率高）導致各品種塊煤滯銷(xiāo)的問(wèn)題，而且穩定的塊煤質(zhì)量使銷(xiāo)售步入良性循環(huán)。項目實(shí)施后，2017年塊煤綜合售價(jià)較2015年提高319元/ｔ，增加效益2900萬(wàn)元；粉煤（末煤）熱值比篩分提高1136.96KJ/Kg，增加了市場(chǎng)煤發(fā)運量，減少了價(jià)格偏低的電煤銷(xiāo)售量，2017年市場(chǎng)粉煤數量較2016年增加46133.54t，價(jià)格提升171元/t，增加效益3000萬(wàn)元。

2.1.2 干選系統存在問(wèn)題與改進(jìn)措施

轎子山礦平井的干選設備屬于早期產(chǎn)品，處理能力不足，約有30%原煤不能入選，且塊煤含矸率偏高。通過(guò)增加１臺膠帶運輸機，實(shí)現平井和新井原煤并聯(lián)，在新井搬家倒面期間，利用新井系統分選平井原煤，提高礦井經(jīng)濟效益；同時(shí)在平井原煤落地點(diǎn)安裝一套運輸膠帶與新井干選系統返煤點(diǎn)相連，實(shí)現新井和平井兩套干選系統共享，在新井兩次工作面搬家期間，利用新井干選系統加工平井原煤，取得較好收益（見(jiàn)下表）。由下表可見(jiàn)，僅在新井兩次搬家倒面累計35d期間利用新井干選系統加工平井原煤就增收64.65萬(wàn)元，同時(shí)避免了原煤粒度范圍過(guò)寬對用戶(hù)使用的影響。

新井干選系統原設計是礦井來(lái)煤預處理后直接分選，但因井下難以做到均勻生產(chǎn)，不均勻的給料導致各品種塊煤含矸率波動(dòng)較大，矸石夾雜塊煤較多。解決方案：延伸原煤膠帶，重新建設運輸與配煤系統，落地緩沖后返選，以保證入料均勻穩定，還可通過(guò)摻配、晾干等方式降低入料水分，改善分選效果，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 安順礦

2016年安順礦干選系統投產(chǎn)后，末（粉）煤發(fā)熱量較以前的篩末煤提高1254～1672KJ/Kg，塊煤含矸率由30%～50%降低到10%左右，折合噸煤售價(jià)增加15～20元，年增收1500萬(wàn)元以上，系統運行４個(gè)月就收回了投資；并可根據用戶(hù)要求調節產(chǎn)品質(zhì)量，增強對市場(chǎng)的適應性，且當原煤煤質(zhì)越差、銷(xiāo)售越困難時(shí)，提質(zhì)效果越好，干選的必要性越強。

2.3 黔金礦

2.3.1 老系統改造與應用效果

黔金礦設計主采煤層為9號、4號煤層，9號煤地質(zhì)構造多且煤層賦存不穩定，4號煤層薄且一直有夾矸。干選系統于2007年初投入運行，原設計分選混煤。由于設備屬于早期產(chǎn)品，且已嚴重老化、處理能力不足，該礦改為只分選塊煤。分選后各產(chǎn)品塊煤含矸率均高于20％，尤其是20～40mm小塊煤含矸率在30%左右，原煤質(zhì)量差時(shí)含矸率甚至超過(guò)40%，且質(zhì)量不穩定。礦井2019年開(kāi)始開(kāi)采15號煤（初步測算綜合塊煤率高于20%），如果不提高分選效果，對塊煤的綜合售價(jià)與企業(yè)效益影響會(huì )更大。

參照轎子山礦新井2016年干選系統的運行效果，邀請廠(chǎng)家現場(chǎng)分析，認為對現系統改造后塊煤含矸率可控制在10%左右。于是投入20萬(wàn)元主要對系統主風(fēng)機和床面進(jìn)行了更換。改造后塊煤含矸率達到了預期，經(jīng)過(guò)測算，塊煤綜合售價(jià)提高21.65元/t。參照2017年全年80mm以下塊煤產(chǎn)率7.7%計算，原煤產(chǎn)量按0.45Mt/a計算，全年可創(chuàng )效75萬(wàn)元。

2.3.2 ZM300干選機實(shí)施效果

黔金礦2019年2月開(kāi)始回采15號煤，工作面受到陷落柱影響，原煤質(zhì)量比投產(chǎn)前工作面順槽差，當時(shí)原煤發(fā)熱量在16.72MJ/Kg左右。2019年元月黔金礦ZM300干選機新系統開(kāi)始安裝。進(jìn)行工業(yè)性試驗時(shí)，原煤發(fā)熱量為15.56MJ/Kg，干選工業(yè)性試驗中粉煤發(fā)熱量提高到18.11MJ/Kg；與原煤相比，選后灰分降低7.79個(gè)百分點(diǎn)，低位發(fā)熱量提高2.55MJ/Kg?？紤]部分時(shí)段由于工作面回采時(shí)受陷落柱黃泥影響，可以認為基本達到了預期目標。

2.4 高山礦

高山礦設計主要可采煤層為4號和9號。已開(kāi)采的9號煤原煤發(fā)熱量平均在22.99MJ/Kg左右，全硫在２％～４％；４號煤原煤發(fā)熱量在14.63～18.81MJ/Kg，全硫在4%～6%。礦井僅配套建設篩分系統，雖然篩末煤發(fā)熱量比原煤可提高0.84～1.68MJ/Kg，但隨原煤質(zhì)量變化而波動(dòng)，且較頻繁；由于塊煤強度低，塊煤產(chǎn)率只有１％左右，發(fā)熱量只有12.54 MJ/Kg左右，不適合作為主導產(chǎn)品。

參照河南能源嵩山礦復合干選系統運行情況，高山煤礦采用ZM150型干法分選機分選，項目一期僅用20d就進(jìn)入調試階段。鑒于系統調試時(shí)，礦井只生產(chǎn)４號煤，且入選原煤平均發(fā)熱量只有12.44 MJ/Kg，通過(guò)干選機分選，精煤熱值平均提高3.94 MJ/Kg；精煤產(chǎn)率平均68.92%，硫分降低約1個(gè)百分點(diǎn)，達到了預期目的。由于工作面原煤質(zhì)量差，經(jīng)過(guò)干選加工可摻配做化工燃料煤。當工作面條件好轉時(shí)，干選精煤可直接作為化工燃料煤。

高山礦2019年6月中旬9號煤工作面開(kāi)始生產(chǎn)即采用干選系統進(jìn)行分選?？紤]該礦原煤中大于13mm粒級含量很低，只有不到5%，所以小于50mm粒級直接進(jìn)入系統。高山礦９號煤經(jīng)過(guò)干選加工后，灰分平均降低10.96個(gè)百分點(diǎn)，硫分降低1.14個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)熱量提高3.80 MJ/Kg，達到23.08 MJ/Kg，基本達到化工原料煤要求。干選前發(fā)熱量20.90 MJ/Kg左右的末煤作為電煤售價(jià)為400元/t，干選后作為化工原料煤可銷(xiāo)售到736元/t，考慮到產(chǎn)率和加工費，噸煤增收206元。

2.5 新田礦

新田礦選煤廠(chǎng)設計能力1.20Mt/a，采用塊煤重介質(zhì)淺槽、末煤脫泥無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，主要產(chǎn)品洗塊煤（大、中、?。┯糜诨ず铣砂痹鞖?，洗末精煤用于高爐噴吹，篩末煤用于火力發(fā)電。設計煤質(zhì)資料是采用同一礦區鄰近礦井生產(chǎn)煤樣，并進(jìn)行相應調整，投產(chǎn)后不僅灰分偏高一倍，而且矸石易泥化。選煤廠(chǎng)重介質(zhì)末煤車(chē)間設計處理能力227t/h，實(shí)際僅為80～100 t/h。受廠(chǎng)區條件限制，擴建煤泥水處理系統不僅沒(méi)有空間，而且投資很大，同時(shí)產(chǎn)生大量煤泥難以銷(xiāo)售。隨著(zhù)黔希煤化工投產(chǎn)，為落實(shí)地方政策，實(shí)現企業(yè)綜合效益更大化，原設計洗末煤用于噴吹煤改為供應化工原料煤；結合干選技術(shù)發(fā)展應用情況，確定采用末煤預排矸，以提高入洗原料煤質(zhì)量，從而降低系統煤泥量，替代大規模投資擴建煤泥水處理系統的改造方案。

2018年7月經(jīng)過(guò)采樣進(jìn)行工業(yè)性試驗，同時(shí)考慮場(chǎng)地限制，經(jīng)論證確定采用環(huán)保型的復合干選系統，2019年2月底開(kāi)始試生產(chǎn)，結果見(jiàn)下表。

由表可以看出，新田礦復合干選系統試生產(chǎn)期間，入選末煤水分平均7.4％，平均排矸率在6.5％左右，矸石灰分76.75％，發(fā)熱量平均提高1.53 MJ/Kg。隨著(zhù)入料水分指標的變化，分選效果有相應變化。入選末煤水分越低，分選效果越好。通過(guò)對工業(yè)性試驗與試生產(chǎn)時(shí)入料水分變化對分選效果影響的分析，說(shuō)明原料煤水分含量對干選系統的分選效果影響很大，因此對干選工藝原煤水分的控制較為關(guān)鍵。

３ 干選生產(chǎn)系統方案優(yōu)化設想

結合黔金礦ZM300干選機對15號煤分選效果的分析，根據煤質(zhì)變化與黔希煤化工燃料煤供應的緊張程度和性?xún)r(jià)比，考慮進(jìn)行測算分析中適時(shí)增加中煤產(chǎn)品，保證干選精煤可滿(mǎn)足化工用燃料煤質(zhì)量要求，參照高山礦4號煤和9號煤的分選效果，可以預計黔金礦在9號煤正常生產(chǎn)時(shí)可以正常供應化工原料煤。

結合高山礦和新田礦干選系統對4號煤和高山礦9號煤的分選效果，考慮黔希煤化工燃料煤和原料煤的供應緊張程度，統盤(pán)考慮通過(guò)增加中煤產(chǎn)品，減少中煤在系統中的循環(huán)，提高系統處理能力，按照需要，適時(shí)調整燃料煤和原料煤的供應比例，服從整體供應需要，實(shí)現貴州公司的整體綜合效益更大化；特別是新田礦，通過(guò)增加中煤產(chǎn)品作為燃料煤使用，確保干選精煤質(zhì)量可以直接滿(mǎn)足化工原料煤需要，盡可能不啟動(dòng)運行成本較高的末煤重介質(zhì)分選系統。