山西潞安矿业（集团）有限责任公司屯留矿井选煤厂优化初步设计(可编辑)

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1、山西潞安矿业（集团）有限责任公司屯留矿井选煤厂优化初步设计 山西潞安矿业集团有限责任公司屯留矿井选煤厂优化初步设计说明书煤炭工业邯郸设计研究院2005年1月山西潞安矿业集团有限责任公司屯留矿井选煤厂优化初步设计说明书 工程编号:C2106G3 工程规模:6.00Mt/a 院 长:朱杰利 总 工 程 师 :蒋晓飞 项 目 负 责 人 :郭大林 顾建军 项目经济负责人 :邢 平煤炭工业邯郸设计研究院 2005年1 月设计人 员 名 单专业姓名职 务 及 职 称孙 建 利 工 程 师杨 胜 林助 理 工 程 师王 朝 阳高 级 工 程 师李 春 生高 级 工 程 师机 制顾 建 军高 级 工 程 师

2、李 永 苏 工 程 师经 济邢 平 工 程 师姜 小 梅 工 程 师钟 萍 工 程 师电 气邢 梅 素高 级 工 程 师周 保 飞高 级 工 程 师总 图单 金 富高 级 工 程 师建 筑张 万 涛高 级 工 程 师运 输杨 义 龙高 级 工 程 师环 保张 紫 萍助理工程师给 排 水胡 先 霞高 级 工 程 师赵 亚 茹高 级 工 程 师暖 通徐 冬 梅 工 程 师院审查人员名单专业姓名职 务 及 职 称工 艺建 筑电 气总图、运输水、暖、环保经 济目 录前 言第一章 厂区概况及原料煤基地厂区概况原料煤基地概况第二章 厂型、厂址及工作制度第三章 选煤工艺煤质特征及其可选性产品结构选煤方法工艺

3、流程工艺流程的计算主要设备选型工艺布置生产技术检查第四章 给水排水给水水源用水量和水压给水系统排水系统浓缩机第五章 采暖、通风及供热概述采暖通风除尘供热室外供热管网第六章 电气供配电工艺系统设备的控制自动化检测、计量、保护装置生产系统管理铁路信号、通信及站场照明第七章 生产辅助车间日常维修间介质库、材料库及材料棚第八章 建筑物与构筑物概述建筑材料建筑物和构筑物设计运输概况铁路装车站工业场地总平面概述总平面布置竖向布置场内运输场地绿化 管线综合布置第十一章 职业安全与卫生概述职业安全工业卫生机构设置第十二章 环境保护概述主要污染源及其控制措施厂区绿化环境管理及环境监测环境保护投资第十三章 建设工

4、期编制依据施工准备工作及安排临建工程施工综合进度表第十四章 技术经济劳动定员 总投资概算及逐年使用计划生产成本及产品售价主要技术经济指标结束语附录1晋煤字2002712号“关于屯留矿井、选煤厂及铁路专用线初步设计的初审意见”附录2屯留矿井选煤厂优化初步设计委托书附件1:主要机电设备和器材目录附件2:概算书附件3:设计附图前言 屯留矿井选煤厂隶属于山西潞安矿业(集团)有限责任公司屯留矿井,是一座设计规模为6.00Mt/a的特大型矿井选煤厂。根据原国家能源投资公司以能投煤技(1989)348号文对屯留矿井选煤厂可行性研究报告的批复,我院于1990年完成了初步设计文件的编制。同年12月通过了原国家能

5、源投资公司组织的设计审查,并以能投煤技(1991)字第25号下达了设计批文。 随着时间的推移,国内煤炭加工和销售市场均发生了变化,为最大限度提高企业的经济效益,保证屯留矿井及选煤厂建设项目有较强的还贷能力,1994年10月,潞安矿务局委托我院对屯留矿井选煤厂初步设计进行修改,在原设计块煤入洗的基础上,再增加部分末煤入洗能力。同年12月及1995年4月,国家开发银行先后两次对该项目进行了审查和评估。为了缩短建设工期,减少基建投资,提高生产效率,根据原煤炭部煤基字(1996)第202号文关于对预备、再建矿井项目进行优化设计的通知要求,原潞安矿务局于1996年9月再次委托我院对屯留矿井选煤厂进行优化

6、初步设计工作,以达到增加煤炭品种、拓宽销售市场、提高经济效益之目的。我院于1997年1月完成了选煤厂优化初步设计文件的编制。原煤炭部于1998年2月以煤基字1998第104号文对屯留矿井及选煤厂优化设计进行了批复。 根据对优化初步设计的批复精神,结合屯留矿井的实际情况,由屯留矿井建管处牵头,分别于2001年6月2日和7月31日组织北京煤炭设计院和煤炭工业邯郸设计研究院有关人员,就屯留矿井和选煤厂工业场地总平面调整进行了两次讨论,并形成相关会议纪要。根据会议纪要精神,我院对选煤厂总平面布置进行了优化,调整了布局,减少了占地,并提出了四个优化方案及推荐方案。同年8月8日向潞安矿务局有关领导进行了汇

7、报,形成了关于屯留矿井选煤厂设计方案讨论的会议纪要。根据纪要要求,将推荐的方案二修改完善后,交予北京煤炭设计院,以配合屯留矿井工业场地总平面的修改和矿井项目的建设。与此同时,编制了潞安矿务局屯留矿井选煤厂工业场地总平面布置设计方案。 屯留矿井选煤厂自1989年10月由我院设计中标后,已历经12载。期间煤炭市场、选煤厂建设方式、工艺设备装备、自动化水平等均发生了较大的变化。对于不同时期引进的各种国外新设备、新工艺,经过几年的实际生产检验,也有了一个较为理性的全面的认识。国家煤炭“十五”规划中,明确提出了“积极开发与引进大型先进设备技术,加快推动洁净煤技术产业化”的政策。因此,有必要对屯留矿井选煤

8、厂的建设进行重新设计规划,为此,潞安矿业集团于2002年委托我院编制了屯留矿井选煤厂方案设计,并于2002年10月对方案设计进行了设计审查,我院在此基础上编制了屯留矿井选煤厂初步设计说明书。 2002年12月山西省煤炭工业局以晋煤字2002712号文对屯留矿井、选煤厂及铁路专用线初步设计进行了批复。根据初步设计批复精神,我院于2003年2月开始了施工图设计工作,屯留矿井及选煤厂预计将于2005年9月形成生产能力。 在施工图设计的近二年时间里,由于产品市场定位的调整、环境保护对储煤设施的要求、装车站及厂外公路征地问题以及矸石电厂的筹建等因素,我院先后于2003年11月编制了屯留矿井选煤厂原煤储存

9、形式设计方案,2004年2月编制了屯留矿井选煤厂铁路装车站技术设计和屯留矿井选煤厂铁路立交桥及矿外公路路线位置设计方案,并分别向有关部门进行了汇报。并依此为依据进行施工图设计。 近期国家相继出台了有关洁净能源利用的政策,给煤炭的洗选和加工利用提供了较大的发展空间。市场对动力煤生产企业提出了质量更高、品种多元化的要求。因此,在巩固电力用煤和化工用煤的同时,同步大力发展喷吹用煤。并充分借鉴常村矿选煤厂投产后所积累的丰富经验,使选煤厂投产后能够适应市场的变化。为此,将原来的选煤厂分期建设中的初期和一期工程一并进行,并在矿井投产时,同时达到生产能力。鉴于上述实际因素,屯留矿井建设管理处决定对矿井及选煤

10、厂编制优化初步设计文件。 一、 设计指导思想 屯留选煤厂优化初步设计依据晋煤字2002712号“关于屯留矿井、选煤厂及铁路专用线初步设计的初审意见”,以及施工图设计过程中部分设计原则的调整,按照6.00Mt/a规模,一次建成地面贮装运系统及入洗能力3.00Mt/a的模块主厂房,并预留另3.00Mt/a的模块主厂房技术接口。在满足工艺先进性的同时,充分考虑投资的真实性。节能技术先进,环境保护、消防以及工业卫生等达到有关规程规范的要求。 在主要设备的选型、控制系统的设置、实际生产的操作等各环节上突出其先进性、实用性、可靠性等特点,使之成为精品工程。 二、设计范围 根据同北京华宇工程所达成的协议,选

11、煤厂设计范围从主井井口给煤机开始,至铁路装车站之地面生产系统均属选煤厂设计内容。 三、编制依据 1.煤炭工业邯郸设计研究院2002年12月编制的山西潞安矿业(集团)有限责任公司屯留矿井选煤厂初步设计; 2.晋煤字2002712号“关于屯留矿井、选煤厂及铁路专用线初步设计的初审意见”。 3.屯留矿井选煤厂优化初步设计委托书; 4.屯留矿井、选煤厂环保专篇批复意见; 5.屯留矿井选煤厂装车站技术设计、屯留矿井选煤厂铁路立交桥方案设计、屯留矿井选煤厂原煤储存形式方案设计、屯留矿井选煤厂综合自动化方案等,以及相应的会议纪要。 6.山西省潞安矿区屯留井田(精查地质报告)及全储决字1994452号文审查批

12、准决议书。 7. 机械、电气设备和器材订货价格,施工图设计及预算、决算价格。 8. 施工图设计工作联系函及会议纪要。 9.国家工程建设强制性法规条文及有关的设计规范、安全规程及有关规定。 10.北京华宇工程与煤炭工业邯郸煤炭设计研究院签定的屯留矿井、选煤厂设计协调及资料委托会议纪要。 11.北京华宇工程所提供的屯留矿井工业场地总平面布置及综合管网等施工图设计。 四. 主要设计内容 1.煤 源 屯留井田面积160.24km2,地质储量为1528Mt,工业储量为1278.63 Mt,可采储量为679.93Mt。主要以开采3 号煤为主,3号煤层可采储量为636.04 Mt。3号煤层原煤为中灰、特低硫

13、、中高发热量、高熔灰分的贫煤和无烟煤,以优质贫煤为主,主要用于电力、冶金、化工、建材等行业。 矿井服务年限为80.9a。 2.建设规模 选煤厂与矿井同步建成6.00Mt/a规模的地面储装运系统及入洗能力3.00Mt/a的模块主洗车间。同时预留4个原煤仓和增加3.00Mt/a入洗能力的位置。 选煤厂工作制度为年工作日300d,每天14h生产。 选煤厂服务年限亦与矿井相同,为80.9a。 3.选煤工艺 设计采用的选煤方法:30050mm块煤采用动筛跳汰排矸工艺,以满足电力用煤或化工用煤的质量要求;501mm采用有压二产品重介旋流洗选,满足高炉喷吹用煤市场需求,10.1mm煤泥采用螺旋分选工艺。煤泥

14、水系统采用高效浓缩、快开压滤脱水、澄清水循环使用,并实现煤泥厂内回收,洗水达到一级闭路循环。 4.产品结构 根据煤质、产品市场和确定的选煤工艺,可实现两种可行的产品结构: 1300-50mm洗块煤: r13.36%,Q80.16万t/a, Ad13.88%; 50-0mm洗末精煤: r40.40%,Q242.40万t/a, Ad10.50%; 50-0mm混煤:r31.24%,Q187.42万t/a, Ad18.69%; 煤 泥 :r4.76%, Q28.58万t/a, Ad23.28%; 矸 石 :r10.24%,Q61.44万t/a, Ad81.48%; 该方案中块煤入洗煤下限可降至30m

15、m。洗块煤产品上限通过破碎可降至80mm或50mm。 2 500mm洗末精煤: r40.40%,Q242.40万t/a, Ad10.50%; 500mm混 煤:r44.60%,Q267.58万t/a, Ad17.25%; 煤 泥 :r4.76%, Q28.58万t/a, Ad23.28%; 矸 石 :r10.24%,Q61.44万t/a, Ad81.48%; 该方案中将洗块煤破碎至50mm掺入混煤中。或者可以视洗块煤质量掺入洗末精煤作为喷吹煤。另外如果原料煤煤质变差,动筛排矸后的洗块煤经破碎后可进入主洗车间洗选。 5.原煤及产品储装运 原煤贮存方式采用6个22m万t筒仓,并预留4个仓的位置和原

16、煤落地的场地。选煤厂洗矸石经胶带运输机转载全部进入矸石电厂。铁路装车站采用四股道装车,两个快速定量装车点,两个块煤装车点。煤泥采用快开压滤机脱水后,落地地销。块煤、喷吹煤和混煤均可实现地销。 6.主要技术经济指标 选煤厂概算总投资为 万元,吨煤投资 元。其中:土建工程为 万元,设备及工器具购置费为万元,安装工程 万元,其他费用 万元,基本预备费 万元,建设期贷款利息万元,铺底流动资金 万元。 第一章 厂区及原料煤基地概况厂区概况位置与交通 屯留井田位于山西省屯留县、襄垣县境内,潞安矿业(集团)公司的西部。对外交通有经矿区东部由北向南通过的太(原)焦(作)铁路和邯(郸)长(治)铁路。向南经郑州接

17、京广、陇海,东经邯郸上京九、接同蒲,北经太原连石太;新建的长太208国道南通北达,连通着矿区公路交通网络,煤炭外运十分便利。 潞矿集团公司距夏店站约7km,距五阳站16 km。以夏店站为起点距太原市约230km,距焦作市约204km,距邯郸市约216km。本矿选煤厂装车站距邯长铁路长治北站约29km。 屯留矿井在距潞矿集团公司西南约23km处的屯留县后庄村北,距长治市约35km,距屯留县城约6km,距常村矿约11km。有公路通往太原、临汾、长治等市。交通比较方便。 矿井交通位置见图1-1-1。 地形地势 屯留井田位于太行山中段西侧,长治盆地西部。井田内广为第四系黄土覆盖。北部西部边缘为高原丘陵

18、地带,冲沟发育,地形复杂,仅沟底有零星基岩出露。中部绛河由西向东流入漳泽水库,形成河谷阶地。南部及工业场地附近地形较平缓,总体上地势为西北高,东南低,井田内最高点在北部的老干庄东南的白云山(+1113.1m),最底点在屯留县南侧1km的绛河河滩处(+906.3m),工业场地地面标高在+950+970 m之间。 矿区主要河流为浊漳河(由南向北)、西漳河(由西向东)汇合于五阳村;井田范围内主要河流为绛河,为海河水系浊漳河的支流。由西向东穿越井田,注入漳泽水库。其流量为0.375.06m3/s。井田西北余吾镇北侧有一条交川河,流量为0.020.17m3/s,属季节性河。另外,在工业场地东北部有“七一

19、”水库,库容量为1.07Mm3,工业场地西北有一贾庄水库。 三、气象及地震 本区属典型大陆性气候,干燥多风,四季分明,年平均气温8.9,日最高气温37.4,最低气温-29.1。年平均降水量为583.3mm,最大917.0mm,最小414.0mm,雨季集中在7、8、9三个月,日最大降水量109.7mm。 年平均蒸发量为1755.3mm (高于降水量2.01倍);最高为1996.3mm,最低为1502.1mm。全年最多风向为西北风,夏季风向为东南风,最大风速为17m/s,最大风压为350Pa。冰冻期为每年10月末到翌年4月,最大冻土深度为0.75m。根据1990年国家地震局对屯留、襄垣县地区地震基

20、本烈度的划分意见,本区地震基本烈度为6度。 四、矿区发展概况 潞安矿区位于山西省上党盆地,是国家重要的煤炭生产基地。矿区内储量丰富,煤质优良,现开采的煤层主要有瘦煤和贫瘦煤,属特低硫、低磷、低中灰、高发热量的优质动力煤或炼焦配煤。灰分在16%、发热量在6500KcaL/kg左右,3号煤含硫0.5%以下,适用于炼焦、发电、动力、冶金、化工生产,用途十分广泛。 潞安矿业(集团)有限责任公司,属山西省授权经营的12家国有重点企业,全国500家最大工业企业之一,1991年晋升为国家一级企业,下辖5对生产矿井及其选煤厂,控股经营和生产经营煤炭规模为1500万t/a。所产动力煤为山西省名牌产品,所研发出的

21、以贫煤加工的喷粉煤新产品,填补了市场空白,其技术标准,成为订立国家标准的基准。集团公司顺应市场经济新形势的要求,坚持立足煤、延伸煤、超越煤,全方位大力实施建设中国潞安 的发展战略,力争在不久的将来,建设成为一个高效率、高效益、高技术、高管理,四跨经营的大型现代化企业集团。 五、矿区所在地的经济概况 潞安矿业(集团)有限责任公司所处的长治市地处中国山西省东南部,是连接晋、冀、豫三省的重要通道。全市总面积13896km2,其中市区面积334 km2。平均海拔1000米,最高处2453米。现辖10县2区1个县级市,共有146个乡镇、3507个行政村,总人口312万人,其中市区人口61万人。 2001

22、年,全市国内生产总值达到185亿元。财政总收入17.91亿元。全市耕地面积456万亩,其中水地面积100.2万亩;全市宜林面积735万亩,实有林地585万亩;宜牧面积480万亩,已开发草场271万亩。全市水资源总量为22.96亿立方米,是中国华北地区相对富水区。森林覆盖率为23%,自然环境十分优越。长治地下矿藏资源丰富。现已探明有开采价值的矿藏有煤、铁、锰、铝、硫磺、石灰石、石膏、石英、大理石等40多个种类,其中预测煤炭埋藏量为906亿吨,已探明储量346亿吨。充裕的煤、水资源,使长治成为中国北方发展基础工业特别是能源和化工基地。长治基础设施完善,服务功能齐全,社会事业发达,为经济的快速发展和

23、资源的深度开发创造了良好条件。 长治工业基础较好,是中国山西能源重化工基础的重要组成部分和轻工业基地。主要工业门类有:煤炭、电力、治金、机械、化工、医药、建材等;主要工业产品有:原煤、电力、钢材、焦炭、水泥、轴承、洗衣机、锻压设备、中药制剂、生化药品、防爆电器、健身器械、锯条、化肥、铁合金、生铁等。 六、水源和电源 1.水源 矿井及选煤厂工业用水使用经处理后的井下水。生活用水取自工业场地内的水源井。 2.电源(电源有变化) 长治地区有华北电网主力电厂?漳泽电厂,处于漳泽水库大坝东约2.5km,现装机容量已达1000MW.长治北有220kV变电站一座,容量290MVA,电压为220/110/35

24、kV,目前以220KV线路与霍县电厂(400MW)、漳泽电厂并网,该变电站为电力系统的枢纽变电站。 矿区现有电源三处:西北兔电厂,规模(36+12)MW;长治电厂装机23MW;五阳矿坑口热电厂装机225MW。常村矿设有110kV变电站,是矿区的一座中心变电所,电源两回引自位于常村东南约3km的辛安开闭所,两回引自五阳电厂,装置3台31.5MVA变压器,电压为110/35/6kV。本矿井电源条件可靠。第二节 原料煤基地概况煤层特征 屯留井田含煤地层为二迭系下统山西组和石炭系上统太原组,煤系地层总厚134.78187.56m,平均154.74m,其中主要可采煤层一层,为3号煤,该煤层全区稳定可采,

25、位于山西组中下部,煤层厚5.07.25m,平均5.99m。夹矸03层,一般1层,厚约0.27m,属结构简单至较简单煤层。顶板一般为泥岩、粉砂质泥岩,底板一般为黑色泥岩、粉砂岩。本井田尚有极不稳定和不稳定的局部可采煤层四层,分别为9号、12号、15-2号,15-3号煤层 ,因其硫分较高,俗称臭煤。煤层特征见表1-2-1。 二.生产矿井及其储量、生产能力和服务年限 矿井井田走向长16km,倾斜宽10km,井田面积160.24km2,地质储量为1528Mt,工业储量为1278.63 Mt,可采储量为679.93 Mt。其中3号煤层可采储量为636.04 Mt。 矿井设计可采储量见表1-2-2。 矿井

26、设计年工作日300d,日工作14h,每天3班作业,其中2班生产,1班准备,每天净提升时间14h,采煤方法为走向长壁综采放顶煤,主井采用主箕斗提升。 矿井设计年处理能力为6.0 Mt。矿井服务年限为80.9a,其中3号煤服务年限为75.7a。第二章 厂型、厂址及工作制度 一. 选煤厂类型、规模、工作制度及服务年限 屯留选煤厂为矿井型选煤厂,设计生产能力为6.00Mt/a。矿井投产时,选煤厂与矿井同步建成6.00Mt/a规模的地面储装运系统、入洗能力3.00Mt/a的主洗车间。另3.00Mt/a的主洗车间后期建设。 选煤厂服务年限与矿井相同,为80.9a。 二.厂址 选煤厂与矿井位于同一工业场地内

27、,地处屯留县后庄村北。其主井座标为:X4026650.00m,Y38397425.00m。工作制度 选煤厂工作制度为300d/a,14h/d,每天两班生产,一班检修。 选煤厂日处理能力20000t,小时处理能力为1428.57t。第三章 选煤工艺煤质特征及其可选性煤质特征 煤的物理性质和煤岩特征 3号煤层:黑色、条痕灰黑色,半亮型为主,次为半暗型,夹镜煤及丝炭条带,金刚光泽,具细-中条带状,层状结构。 9号煤层:黑色、条痕灰黑色,半亮-半暗型,夹镜煤及丝炭条带,含黄铁矿结核。金刚光泽,具细-中条带状,层状结构。 12号煤层:黑色、条痕灰黑色,半亮-半暗型,夹镜煤及丝炭条带,具细-中条带状,层状

28、结构。 15-2号煤层:黑色、条痕灰黑色,半亮型为主,次为半暗型,夹镜煤条带,偶见丝炭,金刚光泽,具细-中条带状,层状结构。 15-3号煤层:黑色、条痕灰黑色,半亮型为主,次为半暗型,夹镜煤条带及丝炭透镜体,含黄铁矿结核。金刚光泽,具细-中条带状,层状结构。 本井田内含有贫煤和无烟煤两大类。煤的变质作用类型以深度变质为主,即随煤层的赋存深度的增加,煤的变质程度增高,表现为上部为贫煤,下部为无烟煤。 3号煤层:镜质组以基质镜质体为主,其次为均质镜质体,含量变化在69.00%92.8%之间,平均为82.18%。半镜质体为结构半镜质体,其含量变化在0.4%7.3%之间,平均为4.1%。半镜质组和镜质

29、组的界线常不很清晰,呈过渡状。半丝质组+丝质组含量不高,在6.4%27.8%之间,平均14.7%。多为氧化丝质体、粗粒体,少量为火焚丝质体、碎屑体。 矿物含量变化在4.4%11.5%之间,平均为7.9%。以分散状粘土为主,分布在基质镜体中或充填在丝炭胞腔内。偶见方解石充填在丝炭胞腔里。黄铁矿多为细晶体。 2.煤的化学性质及工艺特性 各煤层煤质化验结果表见表3-1-1。 各煤层的热稳定性见表3-1-2。 各煤层对二氧化碳反应性见表3-1-3。 各煤层煤的可磨性指数在61.2100.4之间。 从表中可以看出: 3号煤层贫煤:原煤灰分为11.60%23.03%,平均为16.39%。挥发分为11.19

30、%15.63%,平均为12.95%。硫分0.160.55%,平均为0.29%。 3号煤层无烟煤:原煤灰分为5.15%10.56%,平均为7.5%。挥发分为9.76%12.88%,平均为11.38%。硫分0.14%0.61%,平均0.31%。 3号煤层原煤发热量(Qgr.d)为26.3331.43MJ/kg,平均29.35 MJ/kg。煤灰成分以SiO2+Al2O3为主,ST1396。属中灰、特低硫、中高发热量、高熔灰分的贫煤和无烟煤。热稳定性好,煤对CO2的还原率较低,可磨性好,HGI高于90,TS+6高于80%。块煤可作为化工用煤,末煤是优质的高炉喷吹用煤和电力用煤。 二.煤的可选性 本设计

31、是以屯留井田精查地质报告为基础,参照2001年9月常村矿生产大样筛分浮沉试验报告进行的。屯留井田和常村井田同属于一个煤田,区位相邻。屯留井田精查地质报告显示,井田内煤层稳定,区域变质程度并不明显,煤质差异不大。常村矿采用放顶煤综采技术,与屯留矿的采煤方法相同。目前屯留矿尚未开采,仅有钻孔煤芯资料(表3-1-4),与常村矿的浮沉资料相比,二者相同密度级的灰分差一般小于2%,-1.8kg/l密度级的浮物累计灰分相差小于1%。常村矿的煤质资料基本上反映了屯留矿井将来的煤质情况。所不同的是屯留井田顶板岩性一般为泥岩、粉砂岩,底板为黑色泥岩、粉砂岩。而常村井田顶板岩性为粉砂岩,细、中砂岩,底板为细、中砂

32、岩。故屯留矿井矸石具有潜在的泥化内因。 本次设计采用常村矿的筛分浮沉资料依据是可靠的,但应注意泥化现象的存在。 屯留井田钻孔煤样浮沉组成见表3-1-4; 原煤筛分试验结果表见3-1-5; 原煤-0.5mm级小筛分试验结果见表3-1-6; 原煤30050mm级浮沉组成见表3-1-7; 原煤500.5mm级浮沉组成见表3-1-8; 30050mm块原煤可选性曲线见图3-1-1; 500.5mm原煤可选性曲线见图3-1-2。 表3-1-4 屯留井田钻孔煤样浮沉组成表密度级 kg/L浮沉组成浮煤累计沉煤累计邻近密度物含量占本级灰分数量灰分数量灰分分选密度数 量r %Ad%r %Ad%r %Ad%kg/

33、l0.1含量-1.30 10.28 3.34 10.28 3.34 100.00 14.39 1.30 72.22 1.3-1.461.94 8.41 72.22 7.69 89.72 15.66 1.40 76.97 1.4-1.515.03 16.86 87.25 9.27 27.78 31.81 1.50 18.19 1.5-1.63.16 27.28 90.41 9.90 12.75 49.44 1.60 4.84 1.6-1.83.36 36.85 93.77 10.86 9.59 56.74 1.70 3.36 +1.86.23 67.47 100.00 14.39 6.23 67

34、.47 小 计100.00 14.39 表3-1-5 原煤筛分试验表粒级mm产品名称产率 r(%)灰分 Ad(%)+100煤6.25 12.89夹矸煤0.37 58.67矸石2.33 80.99小计8.95 32.51 100-80煤2.29 11.56夹矸煤0.12 61.12矸石0.91 79.84小计3.32 32.01 80-50煤5.18 12.62夹矸煤0.31 49.32矸石1.99 86.10小计7.47 33.68 +50合计 19.74 32.87 50-35煤6.11 28.85 35-30煤3.06 25.26 30-25煤3.86 23.56 25-13煤12.72

35、21.69 13-6煤10.38 20.16 6-3煤13.16 16.88 3-0.5煤20.56 14.52 -0.5煤10.41 13.38 13-0合计 54.51 15.95 50-0合计 80.26 18.56 原煤总计100.00 21.38 表3-1-6 原煤-0.5mm级小筛分试验表粒度(网目)产品自然级占本级灰分+40煤0.26 16.27 40-60煤28.58 12.24 60-80煤39.63 12.73 80-100煤1.52 12.67 100-120煤0.75 12.75 -120煤29.25 13.68 合计 100.00 12.88 表3-1-7 原煤300

36、-50mm级浮沉组成表密度级kg/L浮沉组成浮煤累计沉煤累计邻近密度物含量占本级灰分数量灰分数量灰分分选密度数 量 r %Ad%r %Ad%r %Ad%kg/l0.1含量-1.30 0.06 5.10 0.06 5.10 100.00 32.98 1.30 49.24 1.3-1.449.18 9.17 49.24 9.16 99.94 33.00 1.40 65.69 1.4-1.516.51 14.48 65.75 10.50 50.76 56.09 1.50 19.33 1.5-1.62.82 26.91 68.57 11.17 34.25 76.15 1.60 4.47 1.6-1.8

37、3.29 38.94 71.86 12.44 31.43 80.57 1.70 3.29 +1.828.14 85.44 100.00 32.98 28.14 85.44 小 计100.00 32.98 小计占总计99.34 31.39 煤 泥0.66 15.70 总 计100.00 32.87 表3-1-8 原煤50-0.5mm级浮沉组成表密度级kg/L浮沉组成浮煤累计沉煤累计邻近密度物含量占本级灰分数量灰分数量灰分分选密度数 量r %Ad%r %Ad%r %Ad%kg/l0.1含量-1.30 3.35 3.88 3.35 3.88 100.00 19.49 1.30 63.02 1.3-1

38、.459.67 7.24 63.02 7.06 96.65 20.03 1.40 75.89 1.4-1.516.22 14.55 79.24 8.59 36.98 40.67 1.50 20.25 1.5-1.64.03 25.12 83.27 9.39 20.76 61.08 1.60 5.89 1.6-1.83.71 37.12 86.98 10.58 16.73 69.74 1.70 3.71 +1.813.02 79.05 100.00 19.49 13.02 79.05 小 计100.00 19.49 小计占总计96.70 19.49 煤 泥3.30 14.56 总 计100.00

39、 19.33 1. 煤质资料分析 筛分资料分析:原煤灰分为21.38%,属中灰分煤。 原煤中+50mm级的大块矸石含量较多,达5.23%,属高含矸煤,且根据井田勘探(精查)地质报告,由于其夹矸和顶底板多为泥岩和粉砂岩,在加水并翻转后泥化明显。 各粒级原煤灰分随粒度的减小而降低,变化规律十分明显,说明煤质较脆,在块煤的加工及储存环节应加以注意。 4)-0.5mm级的产率为10.41%,灰分为13.38%,灰分较其邻近粒级低,这可能与将来实际生产情况不相符合,由于顶、底板的差异所引起泥化现象的存在,-0.045mm细泥的灰分将会增高,由于泥化现象的存在,煤泥灰分势必将大大增加,其泥化程度需矿井正常

40、生产后采样试验确定。 5)从煤泥小筛分表中可以看出,粗粒级含量较多,+0.125mm含量高达63.55%。 原煤筛分组成特点:各粒级含量分布较均匀,灰分随着粒级的减小而降低很明显, +50mm粒级灰分明显较高,灰分为33.18%,说明矸石以混入块煤中为主。 2.浮沉资料分析: 各粒级原煤,其密度组成均具有低密度物产率高、灰分低,中间密度物产率低,高密度物产率较高、灰分高的特点,易于分选。各粒度级中,其主导密度级为1.301.40kg/l。 从表3-1-7中可以看出,+50mm块煤当分选密度为1.4kg/L时,分选密度下的0.1含量为65.69%,属极难选煤,其理论精煤产率为49.24%,灰分为

41、9.16%。当分选密度为1.5kg/L时,分选密度下的0.1含量为19.33%,属较难选煤,其理论精煤产率为65.75%,灰分为10.50%。当分选密度1.6kg/l时,分选密度下的0.1含量均10%,属易选煤,其理论精煤产率68%。 4 从表3-1-8中可以看出,50-0.5mm原煤当分选密度为1.4 kg/L时,分选密度下的0.1含量为75.89%,属极难选煤,其理论精煤产率为63.02%,灰分为7.06%。当分选密度为1.5 kg/L时,分选密度下的0.1含量为20.25%,属较难选煤,其理论精煤产率为79.24%,灰分为8.59%。当分选密度为1.7kg/L时,分选密度下的0.1含量为

42、3.71%,属易选煤,其理论精煤产率为86.98%,灰分为10.58%。 从煤质资料分析中可看出,本矿井块原煤经块煤排矸后即可满足电力用户要求。如生产高炉喷吹用煤时, 则需进一步洗选以提高产品质量。在工艺环节制定及设备选型中考虑了煤质变化的适用能力。 产品结构 屯留矿井原煤属中灰、特低硫、中高发热量、高熔灰分的贫煤。热稳定性好,煤对CO2的还原率较低,可磨性好,HGI高于90,TS+6高于80%。是优质的电力、化工及高炉喷吹用煤,与无烟煤相比,其挥发份稍高,且原煤较易碎,因此作为化工用煤的块煤产品在煤炭市场难以占优势。根据潞安矿业集团总体规划,结合屯留井田煤质特征,屯留矿井选煤厂将建设成为以电

43、力用煤、高炉喷吹用煤为主,化工用煤为辅的高效先进动力煤选煤厂。 对化工用煤,合成氨工业用煤的质量要求:一级灰分为16%,二级16%20%。结合山西省块煤产品普遍灰分在14%以下的情况,确定当选煤厂生产洗块煤时,其产品灰分14%。 根据市场电力用煤质量要求,电力用煤产品灰分要求18%,从矿井原煤生产大样可看出,原煤灰分为21.38%,原煤直接销售难以满足要求,而其主要原因是块煤中含矸率较高。 当生产喷吹用煤时,满足灰分10.5%的质量要求。同时也可以生产高发热量的电力用煤。 因此设计考虑屯留矿井选煤方法为块煤排矸,以满足电力用煤或化工用煤的质量要求,并根据高炉喷吹用煤市场需求,以及进一步提升电力

44、用煤质量要求,末煤采用部分洗选的工艺,并留有全部入洗的建设场地。 为了满足产品市场不同的用户需求,要求选煤厂生产系统灵活,既能实现分品种单独装仓销售,又可通过洗后配煤销售。各产品煤既可采用铁路运输方式运输,也可满足部分地销煤的要求。因此要求该厂的产品结构完全可随市场的需求进行不同的组合,使企业效益达到最佳。为此,对选煤厂产品进行了详细的分析和计算,预测本厂可生产的产品结构如下: 1)300-50mm洗块煤: r13.36%,Q80.16万t/a, Ad13.88%; 50-0mm洗末精煤: r40.40%,Q242.40万t/a, Ad10.50%; 50-0mm混煤:r31.24%,Q187

45、.42万t/a, Ad18.69%; 煤 泥 :r4.76%, Q28.58万t/a, Ad23.28%; 矸 石 :r10.24%,Q61.44万t/a, Ad81.48%; 其中可根据需要将块煤入洗下限降至30mm。洗块煤产品通过破碎上限降至80mm或50mm。 2500mm洗末精煤: r40.40%,Q242.40万t/a, Ad10.50%; 500mm混 煤:r44.60%,Q267.58万t/a, Ad17.25%; 煤 泥 :r4.76%, Q28.58万t/a, Ad23.28%; 矸 石 :r10.24%,Q61.44万t/a, Ad81.48%; 该方案既将洗块煤破碎至50

46、mm掺入混煤中。或者可以视洗块煤质量掺入洗末精煤作为喷吹煤。另外如果原料煤煤质变差,动筛排矸后的洗块煤经破碎后可进入主洗车间洗选。 3)当原料煤煤质变差时,动筛排矸后的洗块煤也可经破碎后进入主洗车间洗选。第三节 选煤方法 一.块煤分选 本厂作为特大型选煤厂,采用机械选矸方法。通过对目前国内外大块煤洗选工艺的比选确定采用动筛跳汰工艺作为块煤选矸方法。其原因是: 动筛跳汰洗选粒度范围广,可达40025mm,洗选效率高,工艺系统简单,耗水耗电少,投资省,效益高。由于选后矸石能快速排出,不易产生或仅产生轻微泥化现象,适宜于矸石易泥化的块煤洗选。块煤采用重介选矸方法,虽然其分选效率和分选精度稍高,适应性

47、强,但加工费用高,系统较复杂。根据计算,当本选煤厂产品灰分要求18%时,其分选密度1.9kg/l, 实际生产中悬浮液稳定性差,需经常调整分选密度,其结果是降低了精煤产率。另外重介槽选,由于其结构上的特点,排矸过程长,矸石更易产生泥化现象,不仅污染产品,而且给煤泥水处理带来困难。 根据本矿井块煤易碎、混入块煤中的矸石一般以泥岩为主易于泥化的煤质特点,结合电力用煤产品质量要求,设计推荐块煤采用动筛跳汰机选矸方法。为了充分发挥动筛跳汰机排矸的优越性,保证产品质量能够适应原煤质量波动的要求,设计推荐入洗下限为50mm,入选上限为300mm,并留有生产中对入洗下限降至30mm的可能。 二.末煤分选 针对

48、屯留选煤厂的煤质特点,501mm采用有压入料两产品重介旋流分选工艺。 通过近几年中国选煤技术的发展,国外选煤技术和设备的引进,末原煤分选广泛采用了分选精度高、处理能力大、分选粒级宽的大直径重介旋流器工艺。同时,因为大直径旋流器、大型脱介筛和离心机的应用,重介分选工艺系统大为简化,系统管理更加方便,自动化程度更高,生产成本也大幅下降。 在保证矸石灰分和精煤产品质量的前提下,优先选用有压两产品重介旋流器分选。如果有压两产品重介旋流器分选不能满足要求,则需采用主再选工艺分选生产三种产品,其特点是处理能力大(一般情况下,同样直径的两产品圆锥旋流器比圆筒型旋流器处理能力大)主再选分选密度都可以在线监控和

49、调节,特别适应煤源广,各煤层差异大的选煤厂。 屯留选煤厂煤层单一,在生产所要求质量的喷吹用煤时,可选性为易洗,两产品重介旋流器分选即可满足精煤灰分的要求,同时矸石灰分75%。采用脱泥重介方式,介耗明显降低。因此设计确定采用有压两产品脱泥重介旋流器作为屯留选煤厂末原煤分选工艺。 三.粗煤泥分选 为了提高精煤产率,应采用简单高效的方法,对粗煤泥进行分选。通过对屯留选煤厂煤泥性质分析可知,本厂入选原煤中,原煤煤泥灰分低,煤泥中+0.125mm含量大,且中间物含量少,采用重力分选优势明显。目前国内外采用的主要粗煤泥分选方法有: 1.大直径重介旋流器。采用大直径重介旋流器在高效分选50-0.5mm原煤的

50、同时,可以有效分选0.5-0.25mm的粗煤泥。 2.螺旋分选机。其主要优点是投资低,分选下限低,缺点是与重介相比分选精度较低,其分选上限一般为1.5(1.0)mm,分选下限为0.1mm,分选密度一般要求大于1.65kg/L,适应于易洗煤选煤厂。螺旋分选上限的确定需与重介分选设备的能力综合考虑。 3.水介旋流器。在我国一些小厂零星使用,特点是不需要重介质,故系统简单,投资低,其缺点是分选精度低,而且系统不可靠,国内鲜有成功案例。 结合屯留选煤厂煤泥的特点,本设计推荐1.00.10mm采用螺旋分选工艺,-0.10mm煤泥采用快开隔膜压滤机回收。 综上所述本厂原煤采用30050mm块煤动筛排矸,5

51、01mm脱泥有压二产品重介旋流分选,10.1mm粗煤泥采用螺旋分选工艺。同时可根据需要调整动筛入洗下限和重介旋流分选上限。第四节 工艺流程 工艺流程的确定,除取决于入选原料煤的特征、入洗粒度、所采取的选煤方法外,还应本着系统可靠、灵活性强、流程简便、生产环节少、分选效果好的原则。选煤厂工艺原则流程见图3-4-1。 工艺流程各环节说明如下: 1.动筛排矸工艺流程 原煤经50(30)mm准备筛分,300-50(30)mm块煤采用动筛跳汰排矸,选后洗块煤经分级脱水后,根据市场销售情况,既可单独作为块煤产品,也可破碎至50mm以下和筛下物-50(30)mm原煤一起作为混煤产品。或者破碎后掺入洗末精煤。

52、也可根据原料煤煤质情况,排矸后进入重介分选。 动筛跳汰透筛物经离心脱水后掺入混煤中。虽然动筛跳汰机对洗水浓度要求不高,且循环用水量很小,但实践证明,洗水浓度过高对分选效果还是有很大的影响,因此设计对煤泥水进行处理,-0.5mm 煤泥经水力分级,底流经粗煤泥回收,溢流和筛下水进行浓缩,浓缩底流压滤脱水,浓缩溢流返回作为循环水。 动筛跳汰根据需要既可生产灰分18%的洗块煤及电力用煤产品,也可生产灰分10.5%洗块煤,经破碎后作为喷吹用煤。同时通过洗块煤和末原煤的有机配合,形成不同的产品结构。以满足市场不同用户的需求 50(30)mm以下末原煤部分直接作为混煤产品销售,部分或全部(预留)入主洗车间洗

53、选。 2.重介分选工艺流程 原煤经脱泥后进行两产品重介旋流分选,选后501mm精煤经脱介脱水和离心脱水成为最终精煤产品。选后501mm矸石脱介脱水后,直接作为矸石产品,供电厂使用。 脱泥筛下物、磁选尾矿经0.1mm水力分级,底流进行螺旋分选。选后精矿浆采用分级浓缩、离心脱水,掺入精煤产品。选后矸石经旋流浓缩,底流采用高频筛脱水掺入矸石产品。水力分级的溢流进入高效浓缩机。 3.煤泥水处理、 浓缩溢流作为澄清水循环使用,底流采用压滤机脱水。滤液返回浓缩机。 4.介质系统 精煤和矸石脱介筛合格介质回到合格介质桶,桶内的合格介质经泵送入重介混料桶。在合格介质泵的入口和出口分别装有自动加水阀和密度测试仪

54、,以实现分选比重的精确控制。稀介段的介质进入稀介桶并经泵送入磁选机,磁选精矿进入合格介质桶, 本选煤厂工艺流程的特点: 根据本矿井原煤易碎,煤泥易泥化的特点,及矿井采煤方法为走向长壁综采放顶煤,块煤矸石含量大的特点,采用动筛跳汰机排矸方法,洗选效率高,工艺系统简单,耗水耗电少,投资省,效益高。 2)根据本矿井原煤易碎,产生的煤泥量较多的特点,采用选前脱泥作业,其优点一是可以尽量避免或减少煤泥的泥化现象。二是选前脱泥可以大大改善重介旋流器分选条件,提高分选效率。三是煤泥不进入洗选系统,可以减少入洗量,降低设备投资和生产费用。四是悬浮液分流量减少且易于调节,降低介耗。 3)由于选煤厂工业场地比较狭

55、窄,为了减小占地面积,采用重介旋流器有压给料方式,一是可以降低主厂房高度,节省主厂房建筑体积,节省投资。二是有利于细粒级煤的洗选。根据本井田煤质资料分析,原煤中-6mm含量占33.72%,适宜于采用有压给料分选。三是悬浮液循环量可以大量减少,相应减少了设备负荷。其缺点是次生煤泥量有所增加,易增加矸石的泥化现象。 第五节 工艺流程的计算 根据选煤厂所确定的工艺原则流程,对各生产环节分别进行了计算。 1.数质量流程计算 计算选取指标如下:准备筛分综合筛分效率90%;动筛跳汰机块煤排矸分选指标:I0.1 p1.8kg/l 3)末煤脱泥筛分效率80%; 4)末原煤重介旋流器分选指标: Ep0.0210.041 p1.87kg/l 5)