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我國選煤工藝亟需解決的9大問題(上)
時間:2019-04-08來源:海王科技瀏覽次數(shù):
近年來,中國重介分選工藝研發(fā)的突破,幫助中國的選煤工藝技術快速發(fā)展。各種類型的重介分選工藝和鋼結構模塊化工藝布置的普及,幫助選煤工程設計發(fā)生了巨大變化,有了質的飛躍。建成后的項目環(huán)保、美觀、耐看,突破了對選煤廠的傳統(tǒng)的臟亂差的認識。但在設計過程中,仍有不少不足點需要改進。
1可選性試驗資料不齊全,缺乏代表性
依據(jù)缺乏代表性的篩分浮沉資料制定選煤工藝,是對設計的誤導,后果是嚴重的。所以新頒《煤炭洗選工程設計規(guī)范》5.1.6條(黑體字強制性條文)明確要求“可行性研究和初步設計必須對篩分、浮沉試驗資料的代表性進行評述。當篩分、浮沉試驗資料的代表性不足時,應按規(guī)定進行調整,使其接近生產實際”。這是新規(guī)范與舊規(guī)范最主要改變之一。這就要求必須結合本井田的條件和礦井采用的開采工藝,對上述借用資料進行合理的調整,以增加資料的代表性。
目前,調整資料的方法,中國暫時無統(tǒng)一規(guī)范。只能按照《煤炭洗選工程設計規(guī)范》5.1.6條規(guī)定的原則進行調整?!对O計規(guī)范》對資料調整的規(guī)定是“1參照鄰近煤礦、選煤廠的實際生產情況調整。2根據(jù)煤田地質報告、采煤方法、運輸提升方式等因素調整”。
調整資料時,需要特別注意以下幾個方面:
(1) 對生產原煤灰分進行合理預測;
(2) 對小窯原煤篩分資料的粒度組成進行合理調整,鑒于動力煤分選多采用塊煤排矸或分粒級分選。所以,對于動力煤分選而言,原煤篩分資料的粒度組成的準確性及代表性尤為重要。
如果沒有做好可選性分析或合理預測,選煤廠在建成后的實際生產中會遇到很多問題,甚至現(xiàn)場無法處理。在所有問題中,以灰分預測不準確,煤泥水處理能力考慮不足帶來的煤泥水系統(tǒng)問題最為突出。
案例:四川某煤炭集團在華鎣山地區(qū)某選煤廠,由德國某公司設計并總承包建設。設計時由于原煤可選性資料不足,主持設計的選煤工程師也沒有做過西南地區(qū)的選煤廠項目,直接借鑒北方選煤廠設計經驗進行設計和設備選型。
選煤廠建成后,煤泥水系統(tǒng)經常由于處理能力嚴重不足帶來了很多生產和環(huán)保的問題。造成煤泥水系統(tǒng)處理能力嚴重不足的一個主要原因是,中國西南地區(qū)的煤比北方的煤更易泥化,次生煤泥量也更高。另一個原因是,開采方式的變化,在選煤廠設計之初,與選煤廠配套的煤礦采用的是高檔普采,在選煤廠設計及建設過程中,煤礦開采方式升級為薄煤層長臂開采(綜合機械化開采)。升級為綜采后,頂?shù)装宓膴A矸率明顯提高。由于煤炭企業(yè)管理體系造成采煤、選煤兩套班子溝通不多,總承包合同價格已定等原因,總承包單位沒有立即調整設計方案。因此,該選煤廠建成后,煤泥水系統(tǒng)就頻繁因為能力不足出問題。
該選煤廠項目成了該煤炭集團的心病,從此以后,該集團再也沒有實施過選煤廠總承包項目,并且集團高層對現(xiàn)代選煤技術持有偏見。
2選煤廠同時入選二層煤時不能正確處理
如果選煤廠入選的原煤來自多個礦井或同一礦井的多個煤層(實際上大多數(shù)設計是屬于這種情況),這時就需要考慮多層原煤是應該采取混合入選還是分組入選的問題。
《煤炭洗選工程設計規(guī)范》5.1.5條要求“當各煤層在分選密度相同的條件下,其可選性、基元灰分相差較大、凈煤硫分相差較大或煤種不同時,宜分別分選”。這時,井下采取分采、分運,地面分儲、分別入選的方式最為合理;如果煤質條件允許實行混合入選方式,也還必須解決如何保證實現(xiàn)各層煤混合入選比例的問題。這時,最佳方案仍是井下采取分采、分運,地面分儲按比例配煤入洗。
但是,井下實現(xiàn)分采、分運、分別提升困難較大,一般礦井不具備這種條件。退而求其次,可以考慮在地面設置原煤均質化混煤場,保證入選原煤性質在一段時間內(時間長短取決于混煤場容量,一般為2~3天)保持相對均勻。國外、國內均有選煤廠采用這種方法。
案例:準格爾礦區(qū)某煤礦首采區(qū)的4、6上二層煤灰分、密度組成相差較大是本井田煤質方面一個主要特點?!犊裳小吠扑]取長補短配煤入洗的方式。鑒于井下未實行分采分運,二層煤開采的數(shù)量和質量具有隨機性,地面生產系統(tǒng)也沒有采取任何混煤措施,因而《可研》確定的4、6上二層煤的混煤比例(1:5)得不到保證,配煤入洗的方式亦無從落實。實際上使4、6上二層煤變成了隨機混合入選。最終將造成分選過程難以控制,選后產品質量不穩(wěn)定的嚴重后果。
3確定選煤工藝方面存在的問題
分選工藝方案的比較只作定性的技術分析,沒有充分考慮與分選工藝相關的各種因素,缺少量化數(shù)據(jù),論據(jù)不夠充分,結論難以服人。
新頒《煤炭洗選工程設計規(guī)范》5.1.7條(黑體字強制性條文)明確規(guī)定“選煤方法應根據(jù)原煤性質(如粒度組成、密度組成、可選性、可浮性、硫分構成及其賦存特性、矸石巖性)、產品要求、分選效率、銷售收入、生產成本、基建投資等相關因素,經過技術經濟比較后確定”。上述條文比老《規(guī)范》有了質的變化,這是新規(guī)范與舊規(guī)范最主要的區(qū)別和進步點之一。其核心要求是應根據(jù)具有代表性的可選性資料,統(tǒng)籌考慮與分選工藝相關的各種因素,通過技術經濟量化比較,綜合論證,來確定分選工藝。選煤方法的確定,除應體現(xiàn)最大產率原則外,還要體現(xiàn)經濟效益最大化原則。
案例:東北鶴崗礦區(qū),某外國公司設計建設的某煉焦煤選煤廠(1.50Mt/a)就是采用選前脫泥兩段有壓入料二產品重介旋流器+粗煤泥入螺旋分選機分選工藝。結果,比本礦區(qū)采用選前不脫泥無壓入料三產品重介質旋流器+煤泥重介旋流器分選工藝的選煤廠的精煤產率低了約5%。一年損失幾千萬元的收入??芍^對細粒煤(含粗煤泥)分選工藝選擇不當?shù)牡湫途痉独?/p>
這都是反面案例,主要原因是因為選煤方法選擇不當。另外,案例也說明矸石巖性對煤方法選擇有很大的影響。對這種含有大量易泥化的泥巖矸石的原煤,“預排矸”是廣泛采用并成熟應用的工藝。國內主要由兩種預排矸工藝,重介淺槽,動篩跳汰機。