1,選煤廠原工藝分析

古書院礦選煤廠采用跳汰選煤工藝,其中洗塊煤車間分選l3～120mm級(jí)塊煤。據(jù)統(tǒng)計(jì),改造前洗塊煤車間的矸石帶煤率平均在15%～20%,其中小于13mm的末煤約占矸石總量的l5%～18%,而大于l3mm的塊煤一般不超過2%一5%。

如果原煤水分較高,矸石所帶煤中小于13mm末煤所占比例可高達(dá)30%以上。造成這種狀況的原因,主要是分級(jí)篩篩分效率低,大量末煤進(jìn)入跳汰機(jī)后,透過跳汰機(jī)篩孔進(jìn)入斗式提升機(jī)。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn),煤越濕,原煤分級(jí)篩的篩分效果越差,進(jìn)人跳汰機(jī)的末煤越多,跳汰機(jī)透篩越嚴(yán)重,矸石帶煤率也就越高。

因此,進(jìn)入跳汰機(jī)的末煤過多是造成洗塊矸石帶煤指標(biāo)超標(biāo)的主要原因。如果能提高原煤分級(jí)篩的篩分效率,即可減少進(jìn)入跳汰機(jī)的末煤量。

目前主要采用提高篩分機(jī)振幅或延長篩面長度的方法來提高篩分效率。而對于已定型的篩分機(jī)來講,任意提高篩分機(jī)的振幅會(huì)影響篩分機(jī)激振器軸承的壽命,甚至造成軸承損壞,同時(shí)振幅的增加還會(huì)造

成篩框及梁的開裂等問題,而又不可能延長篩分機(jī)的篩面。因此靠改造篩分機(jī)來提高篩分效率不可行,而改用其他型號(hào)的篩分機(jī)又受到廠房空間的限制。

如增加分級(jí)篩篩孔,比如將篩孔增加到20mm,甚至25mm,雖然可以增加分級(jí)篩篩上物的透篩量,但這樣會(huì)造成一部分大于13mm的小塊煤進(jìn)入末煤,造成塊煤損失,所以這種辦法也不可行。

2,改造方案

由于采用提高篩分機(jī)篩分效率的辦法不能解決矸石帶煤超標(biāo)的問題,因此,決定對跳汰機(jī)排出的矸石進(jìn)行再篩分,將其中的塊矸石與末煤分離,末煤回收入倉,由此可降低矸石帶煤率。

具體工藝設(shè)置為,在矸石斗式提升機(jī)和中煤斗式提升機(jī)機(jī)頭下方,分別安裝兩臺(tái)直線振動(dòng)篩,跳汰機(jī)排出的矸石先進(jìn)入斗式提升機(jī)初步脫水后,再進(jìn)入振動(dòng)篩,采用濕法篩分,篩去矸石中小于l3mm的末煤,

篩上大于l3mm的塊矸石經(jīng)膠帶輸送機(jī)運(yùn)送至602矸石倉。

篩下末煤經(jīng)接水盤收集后,由水力經(jīng)管道輸送至撈坑,經(jīng)精煤斗式提升機(jī)初步脫水后,進(jìn)入離心脫水機(jī)進(jìn)一步脫水,脫水產(chǎn)品由324膠帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)載至501膠帶輸送機(jī),最后人圓筒倉作為篩末煤回收。

3,可行性分析

3.1安裝振動(dòng)篩的可行性

由于受到空間高度的限制,篩分機(jī)只能安裝在主廠房的三樓,其高度僅有4m,但1.5m寬的篩分機(jī)安裝高度一般在2.5m左右,給篩上溜煤筒還留有1.5m的高度,篩分機(jī)所在的樓板下方建造有兩根斷面為600×300的鋼筋水泥梁,經(jīng)計(jì)算,兩梁足以承受兩臺(tái)重2t的篩分機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)載荷。篩分機(jī)下方的空間對安裝接水盤并無妨礙。因此,該樓板具備安裝兩臺(tái)振動(dòng)篩的條件。

3.2濕法篩分可回收洗塊矸石中95%的末煤

由于斗式提升機(jī)從跳汰機(jī)下方提升的矸石水分一般都在20%,屬難篩物料,所以最好的辦法是采用濕法篩分。在篩分過程中,用一定壓力的沖水,強(qiáng)制矸石中末煤透篩,由于矸石和中煤的產(chǎn)量不大,約60t/h,兩臺(tái)篩分機(jī)篩分效率達(dá)到95%以上時(shí)即可滿足運(yùn)行要求。

3.3篩分機(jī)的故障不會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)

在原溜煤筒內(nèi)安裝一活動(dòng)閘門。閘門翻向一邊時(shí),矸石可直接進(jìn)入601刮板輸送機(jī);當(dāng)閘門翻向另一邊時(shí),矸石可進(jìn)入振動(dòng)篩篩分。一旦振動(dòng)篩或篩下管道出現(xiàn)故障,則可將閘門翻向另一邊,使矸石直接進(jìn)入刮板輸送機(jī)。

3.4篩下管道能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)

篩下管道可引入部分(少量)循環(huán)水,用水力輸送末煤,且管道坡度為20～35,所以一般不會(huì)堵塞;在接水盤入口處加設(shè)一張50×50mm的篦子,可防止因篩板破損等原因?qū)е麓髩K矸石進(jìn)人立式離心機(jī)。

3.5回收的末煤不會(huì)影響篩末煤商品煤灰分

回收的末煤雖然也會(huì)混有末矸石,但其量很少,灰分一般為20%～25%,與立式離心機(jī)的大量末精煤(灰分一般小于15%)混合后,混煤的灰分不會(huì)超過20%。而用戶要求商品末煤灰分不超過21%,所以完全能滿足商品煤灰分指標(biāo)。

3.6濕法篩分不會(huì)對洗水系統(tǒng)造成影響

濕法篩分用水全部來自于循環(huán)水系統(tǒng)。循環(huán)泵的流量為2000m3/h,正常洗煤的用水量為1500m3/h,而濕法篩分所用水量不足l00m3/h。而且濕法篩分所用的水又流回了循環(huán)水系統(tǒng),基本不會(huì)造成循環(huán)水的減少,所以不會(huì)對洗水系統(tǒng)造成影響。

4改造實(shí)施

(1)篩分機(jī)的選型。經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算,矸石斗式提升機(jī)下方的篩分機(jī)選用(3.0×1.5)m型,最大處理量為150t/h,正常入料量一般低于120t/h。中煤斗式提升機(jī)下方的篩分機(jī)選用(1.2×2.4)m型,其最大處理量為100t/h,正常的入料量一般低于90t/h。

(2)繪制安裝聯(lián)系圖。繪制篩上溜煤筒、篩下接水盤及篩下管道、沖水管道等設(shè)備的安裝聯(lián)系圖。

(3)部件的設(shè)計(jì)。篩下溜煤筒受空間限制,角度僅能達(dá)到20。,斷面可達(dá)(400×600)mm,為確保矸石正常運(yùn)輸,必須在筒內(nèi)加入循環(huán)水,利用水力輸送至振動(dòng)篩上。篩下接水盤角度可達(dá)42。～60。,在篩上水流沖擊下,可保證篩出的末煤全部進(jìn)入篩下管道。篩下管道選用φ350mm管道,平均坡度為15。,長l9m。

(4)電器設(shè)計(jì)。為降低成本,電器部分全部由選煤廠自行設(shè)計(jì)、安裝。這兩臺(tái)篩分機(jī)全部為就地控制設(shè)備,即通過司機(jī)現(xiàn)場開啟及停止,一旦發(fā)生故障,可通過601刮板輸送機(jī)閉鎖上部設(shè)備。

(5)加工制作。除了外購兩臺(tái)振動(dòng)篩外,其余設(shè)備皆由選煤廠自行制作。如加工篩上溜煤筒4個(gè),使用鋼板25m2,總重2t;加工篩下接水盤2個(gè),使用鋼板20m2,總重1.5t;加工φ350mm、長20m的帶彎頭鋼管2個(gè);焊接中100mm、長10m的鋼管l根,焊接φ350mm、長20m的鋼管1根。

(6)設(shè)備安裝。設(shè)備的安裝全部由選煤廠自行負(fù)責(zé),由于受空間限制,現(xiàn)場無法使用電動(dòng)起吊設(shè)備,只能使用手拉葫蘆起吊。安裝順序?yàn)?在樓上開直徑400mm的孔,安裝篩下接水盤,安裝篩分機(jī),搭接腳手架,安裝篩下及篩上管道,安裝篩上溜煤筒,最后為穿過樓板處的管道做防水。

5經(jīng)濟(jì)效益分析

(1)選煤廠正常生產(chǎn)時(shí),按每天產(chǎn)生800t矸石計(jì)算,矸石中含末煤一般在l5%～20%,以l5%計(jì)算,篩分效率達(dá)95%,則每天可多回收末煤:800t×15%×95%=l14t,即每天可創(chuàng)價(jià)值約1.14萬元。另一方面,每天可減少矸石運(yùn)輸費(fèi)近400元,每年可節(jié)約近14萬元。

(2)投人與產(chǎn)出比。投入兩臺(tái)振動(dòng)篩,預(yù)計(jì)外購費(fèi)用約8萬元。管道及溜煤筒約需l萬元,總計(jì)投入9萬元。

(3)年增效益:1.14萬元×350d+14萬元-9萬元=404萬元。

此次利用洗選煤設(shè)備改造后,大大的提高了洗塊矸石中末煤的產(chǎn)出價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，利用洗選煤設(shè)備回收了大量的煤炭資源，提高了產(chǎn)出價(jià)值，獲得了客觀的經(jīng)濟(jì)效益，為其他選煤廠利用洗選煤設(shè)備提高老礦的產(chǎn)出提供了成功的案例。