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踐與推廣應(yīng)用”。本平臺對內(nèi)容有刪減，配圖根據(jù)文章內(nèi)容斟酌選用。

正文開始前，先欣賞下標準化干法選煤廠的魅力！

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（簡稱“貴州公司”），公司擁有煤炭可采儲量31.12億ｔ；現(xiàn)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(xiàn)有生產(chǎn)礦井中，新田礦建有設(shè)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；黔金礦2006年建設(shè)一套9m2FGX干法選煤系統(tǒng)；2010年轎子山礦平井投入使用12m2FGX選煤系統(tǒng)；2016年分別在轎子山礦新井和安順礦建設(shè)12m2和24m2復(fù)合干法選煤系統(tǒng)；2018年將黔金礦干選系統(tǒng)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)，為實現(xiàn)由公司內(nèi)部礦井供應(yīng)燃料和原料煤，在新田礦建設(shè)18m2復(fù)合干選系統(tǒng)，用于末煤預(yù)排矸，解決原煤灰分高、矸石易泥化導(dǎo)致末煤系統(tǒng)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(jié)合各礦開采的煤層質(zhì)量變化，分時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踐

2.1 轎子山礦

2.1.1 實施效果

由于轎子山煤礦屬一礦兩井共用一個儲煤場，且煤場面積狹小，建設(shè)煤炭加工系統(tǒng)受空間限制的實際，為此，2016年針對新井系統(tǒng)安裝一套FGX-12干法分選系統(tǒng)。干選系統(tǒng)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(dǎo)致各品種塊煤滯銷的問題，而且穩(wěn)定的塊煤質(zhì)量使銷售步入良性循環(huán)。項目實施后，2017年塊煤綜合售價較2015年提高319元/ｔ，增加效益2900萬元；粉煤（末煤）熱值比篩分提高1136.96KJ/Kg，增加了市場煤發(fā)運量，減少了價格偏低的電煤銷售量，2017年市場粉煤數(shù)量較2016年增加46133.54t，價格提升171元/t，增加效益3000萬元。

2.1.2 干選系統(tǒng)存在問題與改進措施

轎子山礦平井的干選設(shè)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。通過增加１臺膠帶運輸機，實現(xiàn)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(tǒng)分選平井原煤，提高礦井經(jīng)濟效益；同時在平井原煤落地點安裝一套運輸膠帶與新井干選系統(tǒng)返煤點相連，實現(xiàn)新井和平井兩套干選系統(tǒng)共享，在新井兩次工作面搬家期間，利用新井干選系統(tǒng)加工平井原煤，取得較好收益（見下表）。由下表可見，僅在新井兩次搬家倒面累計35d期間利用新井干選系統(tǒng)加工平井原煤就增收64.65萬元，同時避免了原煤粒度范圍過寬對用戶使用的影響。

新井干選系統(tǒng)原設(shè)計是礦井來煤預(yù)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(dǎo)致各品種塊煤含矸率波動較大，矸石夾雜塊煤較多。解決方案：延伸原煤膠帶，重新建設(shè)運輸與配煤系統(tǒng)，落地緩沖后返選，以保證入料均勻穩(wěn)定，還可通過摻配、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(tǒng)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，折合噸煤售價增加15～20元，年增收1500萬元以上，系統(tǒng)運行４個月就收回了投資；并可根據(jù)用戶要求調(diào)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量，增強對市場的適應(yīng)性，且當原煤煤質(zhì)越差、銷售越困難時，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(tǒng)改造與應(yīng)用效果

黔金礦設(shè)計主采煤層為9號、4號煤層，9號煤地質(zhì)構(gòu)造多且煤層賦存不穩(wěn)定，4號煤層薄且一直有夾矸。干選系統(tǒng)于2007年初投入運行，原設(shè)計分選混煤。由于設(shè)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)量差時含矸率甚至超過40%，且質(zhì)量不穩(wěn)定。礦井2019年開始開采15號煤（初步測算綜合塊煤率高于20%），如果不提高分選效果，對塊煤的綜合售價與企業(yè)效益影響會更大。

參照轎子山礦新井2016年干選系統(tǒng)的運行效果，邀請廠家現(xiàn)場分析，認為對現(xiàn)系統(tǒng)改造后塊煤含矸率可控制在10%左右。于是投入20萬元主要對系統(tǒng)主風機和床面進行了更換。改造后塊煤含矸率達到了預(yù)期，經(jīng)過測算，塊煤綜合售價提高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75萬元。

2.3.2 ZM300干選機實施效果

黔金礦2019年2月開始回采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(tǒng)開始安裝。進行工業(yè)性試驗時，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個百分點，低位發(fā)熱量提高2.55MJ/Kg?？紤]部分時段由于工作面回采時受陷落柱黃泥影響，可以認為基本達到了預(yù)期目標。

2.4 高山礦

高山礦設(shè)計主要可采煤層為4號和9號。已開采的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(shè)篩分系統(tǒng)，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，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(dǎo)產(chǎn)品。

參照河南能源嵩山礦復(fù)合干選系統(tǒng)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就進入調(diào)試階段。鑒于系統(tǒng)調(diào)試時，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個百分點，達到了預(yù)期目的。由于工作面原煤質(zhì)量差，經(jīng)過干選加工可摻配做化工燃料煤。當工作面條件好轉(zhuǎn)時，干選精煤可直接作為化工燃料煤。

高山礦2019年6月中旬9號煤工作面開始生產(chǎn)即采用干選系統(tǒng)進行分選?？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粒級直接進入系統(tǒng)。高山礦９號煤經(jīng)過干選加工后，灰分平均降低10.96個百分點，硫分降低1.14個百分點，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為400元/t，干選后作為化工原料煤可銷售到736元/t，考慮到產(chǎn)率和加工費，噸煤增收206元。

2.5 新田礦

新田礦選煤廠設(shè)計能力1.20Mt/a，采用塊煤重介質(zhì)淺槽、末煤脫泥無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，主要產(chǎn)品洗塊煤（大、中、?。┯糜诨ず铣砂痹鞖猓茨┚河糜诟郀t噴吹，篩末煤用于火力發(fā)電。設(shè)計煤質(zhì)資料是采用同一礦區(qū)鄰近礦井生產(chǎn)煤樣，并進行相應(yīng)調(diào)整，投產(chǎn)后不僅灰分偏高一倍，而且矸石易泥化。選煤廠重介質(zhì)末煤車間設(shè)計處理能力227t/h，實際僅為80～100 t/h。受廠區(qū)條件限制，擴建煤泥水處理系統(tǒng)不僅沒有空間，而且投資很大，同時產(chǎn)生大量煤泥難以銷售。隨著黔希煤化工投產(chǎn)，為落實地方政策，實現(xiàn)企業(yè)綜合效益更大化，原設(shè)計洗末煤用于噴吹煤改為供應(yīng)化工原料煤；結(jié)合干選技術(shù)發(fā)展應(yīng)用情況，確定采用末煤預(yù)排矸，以提高入洗原料煤質(zhì)量，從而降低系統(tǒng)煤泥量，替代大規(guī)模投資擴建煤泥水處理系統(tǒng)的改造方案。

2018年7月經(jīng)過采樣進行工業(yè)性試驗，同時考慮場地限制，經(jīng)論證確定采用環(huán)保型的復(fù)合干選系統(tǒng)，2019年2月底開始試生產(chǎn)，結(jié)果見下表。

由表可以看出，新田礦復(fù)合干選系統(tǒng)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。隨著入料水分指標的變化，分選效果有相應(yīng)變化。入選末煤水分越低，分選效果越好。通過對工業(yè)性試驗與試生產(chǎn)時入料水分變化對分選效果影響的分析，說明原料煤水分含量對干選系統(tǒng)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(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)想

結(jié)合黔金礦ZM300干選機對15號煤分選效果的分析，根據(jù)煤質(zhì)變化與黔希煤化工燃料煤供應(yīng)的緊張程度和性價比，考慮進行測算分析中適時增加中煤產(chǎn)品，保證干選精煤可滿足化工用燃料煤質(zhì)量要求，參照高山礦4號煤和9號煤的分選效果，可以預(yù)計黔金礦在9號煤正常生產(chǎn)時可以正常供應(yīng)化工原料煤。

結(jié)合高山礦和新田礦干選系統(tǒng)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(yīng)緊張程度，統(tǒng)盤考慮通過增加中煤產(chǎn)品，減少中煤在系統(tǒng)中的循環(huán)，提高系統(tǒng)處理能力，按照需要，適時調(diào)整燃料煤和原料煤的供應(yīng)比例，服從整體供應(yīng)需要，實現(xiàn)貴州公司的整體綜合效益更大化；特別是新田礦，通過增加中煤產(chǎn)品作為燃料煤使用，確保干選精煤質(zhì)量可以直接滿足化工原料煤需要，盡可能不啟動運行成本較高的末煤重介質(zhì)分選系統(tǒng)。