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★智慧矿山★

TDS智能干选机在双柳煤矿的应用

黄邦松

(天津美腾科技股份有限公司,天津市南开区,300385)

摘 要 介绍了双柳煤矿块煤排矸系统升级改造的必要性,针对双柳煤矿动筛排矸系统矸石带煤率高、精煤损失严重等问题,通过双柳煤矿3+4#原煤的筛分和浮沉试验对煤质进行了分析,对TDS智能干选机、重介浅槽分选机在双柳煤矿块原煤分选的投资和生产成本方面进行了对比;经济效益综合比较结果显示,TDS智能干选机分选工艺更有优势。通过TDS智能干选机分选半工业试验和实际分选效果检测结果表明,TDS智能干选机分选粒级300~50 mm块原煤满足合同指标要求。

关键词 双柳煤矿 TDS智能干选机 动筛排矸系统 重介浅槽分选机 选煤设备

1 双柳煤矿块煤排矸系统升级改造的必要性

双柳煤矿隶属于汾西矿业(集团)有限责任公司,矿井生产能力为3.0 Mt/a,可采煤层为3+4#、8#、9#煤层,目前开采3+4#煤层,后期开采8#和9#煤层。3+4#煤层以焦煤为主,有少量肥煤,8#和9#煤层为焦煤。

双柳煤矿地面生产系统配套建设有动筛排矸系统及选煤厂,原有选煤厂生产规模为1.50 Mt/a,部分原煤外销给周边选煤厂洗选。目前新建了3.0 Mt/a的选煤厂,实现了双柳煤矿生产的原煤在双柳选煤厂全部洗选。

双柳煤矿原设计采用动筛排矸系统进行300~50 mm块原煤预排矸。随着矿井开采深度的增加,原煤中含矸量增大,块原煤中矸石含量增多,现有动筛排矸系统分选精度变差,矸石带煤率高达7%,精煤损失严重,降低了产品销售收入[1]。为了避免矸石带煤损失,动筛排矸系统已停用。动筛排矸系统停用后,大量块矸石由破碎机破碎后进入重介洗选系统,这样一方面造成破碎机需破碎大量矸石,破碎机容易损坏,增加破碎机的维修费;另一方面增加了重介洗选系统的入料量,由此增加了重介洗选系统的生产成本[2],因此需要对动筛排矸系统进行升级改造。

2 煤质资料分析

根据双柳煤矿3+4#原煤的筛分和浮沉试验资料,筛分试验后对原煤煤质进行了分析,试验选用原煤的样品质量为5314.50 kg,原煤灰分Ad为31.90%,属中高灰分煤。得到粒级50~0 mm 的原煤质量为4372.50 kg , 占全样的82.27%,灰分Ad为27.80%;得到粒级>50 mm的原煤质量为942 kg, 占全样的17.73%,灰分Ad为50.90%,其中矸石占34.00%,灰分Ad为81.86%,矸石较纯。在粒级>50 mm的原煤样品中,得到粒级300~50 mm的原煤质量为310.50 kg , 占全样的5.84%,灰分Ad为25.34%。得到粒级>300 mm的原煤质量为70.50 kg , 占全样的1.33%,灰分Ad为24.21%。3+4#原煤样品粒级>300 mm和粒级300~50 mm大筛分试验见表1,3+4#原煤样品粒级>50 mm浮沉试验见表2。

1 3+4#原煤样品粒级>300 mm和粒级30050 mm大筛分试验

产物名称粒级>300mm质量/kg占全样/%Ad/%粒级300~50mm质量/kg占全样/%Ad/%煤70.501.3324.21310.505.8425.34夹矸煤86.251.6249.72154.502.9150.92矸石98.251.8580.31222.004.1882.54硫铁矿0.000.000.000.000.000.00小计255.004.8054.45687.0012.9349.58

2 3+4#原煤样品粒级>50 mm浮沉试验

密度级/(kg·L-1)占本级/%占原煤/%灰分/%-1.35.070.886.231.3~1.416.112.8011.241.4~1.56.701.1619.151.5~1.65.300.9229.341.6~1.73.900.6837.331.7~1.83.670.6443.471.8~2.04.470.7854.07+2.054.789.5274.92合计100.0017.3751.47煤泥2.020.3623.08总计100.0017.7350.90

由表2可以看出,3+4#原煤样品浮沉特性为:主导密度级为+2.0 kg/L,占本级产率的54.78%,高密度物含量多。密度级为-1.50 kg/L含量为27.88%,灰分为12.23%,低密度物含量少。密度级为1.5~1.8 kg/L含量为12.87%,灰分为35.79%,中间密度物含量低,有利于原煤分选。密度级为+1.8 kg/L含量为59.25%,灰分为73.35%,说明粒级>50 mm块原煤中矸石含量大且矸石较纯,通过预排矸后可以有效降低原煤灰分。

3 块原煤分选设备选择

3.1 块原煤分选设备介绍

目前,国内用于块原煤排矸的主要设备为动筛排矸系统、重介浅槽分选机以及TDS智能干选机。双柳煤矿使用的动筛排矸系统分选精度差,已停用,因此适合块原煤排矸的设备为重介浅槽分选机和TDS智能干选机。TDS智能干选机是近几年新兴的选煤设备,其原理为采用智能识别方法,针对不同的煤质特征建立与其相适应的分析模型,运用大数据分析,对煤与矸石进行数字化识别,最终通过智能排矸系统将矸石排出[3]

3.2 经济效益对比

下面就TDS智能干选机和重介浅槽分选机对双柳煤矿粒级300~50 mm块原煤排矸分选从投资、生产成本进行对比分析。

3.2.1 投资对比

TDS智能干选机不用水、不用介质,系统简洁,TDS智能干选机在现有动筛车间即可完成改造,投资比重介浅槽分选机低。其中,TDS智能干选机投资为2238.61万元,重介浅槽分选机投资为5100万元,TDS智能干选机比重介浅槽分选机投资低2861.39万元。

3.2.2 生产成本对比

(1)块原煤加工费。TDS智能干选机加工费明细见表3,重介浅槽分选机加工费明细见表4。

3 TDS智能干选机加工费明细

序号费用名称费用总额/(万元·a-1)1电耗56.632职工工资及薪酬42.003备品备件辅材、及维修费80.004合计178.63

4 重介浅槽分选机加工费明细

序号费用名称费用总额/(万元·a-1)1职工工资及薪酬96.002水耗21.283介耗34.044备品备件及维修费110.005合计351.58

(2)次生煤泥加工费。块原煤采用重介浅槽分选机分选,遇水会产生次生煤泥,次生煤泥需通过后续浮选环节分选,次生煤泥产率按照3%计算,浮选煤泥加工费按照30元/t煤泥考虑,采用重介浅槽分选机分选产生的次生煤泥加工费为47.87万元/a。TDS智能干选机采用先进的检测及执行技术,分选过程不需水,几乎不产生煤泥,不产生该部分加工费。

(3)矸石带煤损失。根据实际生产检测可知,TDS智能干选机分选矸石带煤率为1%~3%,平均按2%计算,重介浅槽分选机分选矸石带煤率按1%计算,矸石含量按照60%技术,原煤按照400元/t计算,则TDS智能干选机分选矸石带煤损失为:300×17.73%×60%×2%×400=255.31万元/a。重介浅槽分选机分选矸石带煤损失为:300×17.73%×60%×1%×400=127.66万元/a。

(4)经济效益综合比较。通过上述投资对比和生产成本对比可以看出,对于本矿300~50mm块原煤预排矸分选,TDS智能干选机比重介浅槽分选机投资低2861.39万元/a,生产成本低93.17万元/a,TDS智能干选机在投资、生产成本方面比浅槽系统优势明显。TDS智能干选机与重介浅槽分选机生产成本对比见表5。

5 TDS智能干选机与重介浅槽分选机生产成本对比 万元/a

序号费用名称TDS智能干选机重介浅槽分选机1块原煤加工费178.63351.582次生煤泥加工费-47.873矸石带煤损失255.31127.664合 计433.94527.11

3.3 TDS智能干选机分选半工业试验

为了验证TDS智能干选机对本矿块原煤的分选效果,对双柳煤矿块原煤采样进行TDS智能干选机分选半工业试验。试验入料粒级300~50 mm块原煤性质见表6,试验分选结果见表7。

6 试验入料粒级30050 mm块原煤性质

试验序号煤产量/kg产率/%矸石产量/kg产率/%1160.7041.72224.5058.282306.8052.22280.7547.783292.6046.26339.9053.744183.2044.96224.2555.045234.7549.36240.8550.646163.8041.72228.8058.28均值223.6446.04256.5153.96

7 试验分选结果

试验序号精煤/kg煤矸石合计矸石/kg煤矸石合计矸石带煤率/%煤中含矸率/%1159.500159.501.20224.50225.700.5302305.0010.25315.251.80270.50272.300.663.253292.0016.40308.400.60323.50324.100.195.324181.505.25186.751.70219.00220.700.772.815234.006.85240.850.75234.00234.750.322.846162.508.80171.301.30220.00221.300.595.14均值222.429.51230.341.23248.58249.810.513.87

从表6可以看出,入料粒级300~50 mm块原煤的平均矸石含量为53.96%,与浮沉表中+1.8 kg/L物料含量接近,说明试验原煤煤质与实际生产情况相近。

由表7可以看出,双柳煤矿粒级300~50 mm块原煤经过TDS智能干选机分选后,平均矸石带煤率为0.51%,平均煤中含矸率为3.87%,说明TDS智能干选机对双柳煤矿粒级300~50 mm块原煤分选精度高、排矸效果明显。

3.4 TDS智能干选机实际分选效果检测

2018年9月,TDS智能干选机在双柳选煤厂安装完毕,之后完成了带煤调试,调试正常后对矸石进行了采样化验,计算矸石带煤率。TDS智能干选机分选指标检测结果见表8。

8 TDS智能干选机分选指标检测结果

采样时间采样地点矸石各密度级产量/kg<1.4kg/L1.4~1.8kg/L≥1.8kg/L矸石带煤率/%(<1.8kg/L)2018.10.20矸石皮带0.202.2097.602.402018.10.20矸石皮带0.401.0098.601.402018.11.07矸石皮带0.500.8098.701.30平均0.371.3398.301.70

由表8可以看出,TDS智能干选机对双柳煤矿粒级300~50 mm块原煤分选后,平均矸石带煤率为1.70%。本项目合同要求的TDS智能干选机分选矸石带煤率为≤3%,检测的矸石带煤率满足合同指标要求。

4 结语

对于双柳煤矿粒级300~50 mm块原煤排矸分选,通过TDS智能干选机和重介浅槽干选机的对比分析,TDS智能干选机在投资、生产成本方面均比重介浅槽干选机有明显优势。通过块原煤TDS智能干选机实际分选的工业试验及现场生产应用,TDS分选出的矸石平均带煤率为1.70%,比合同值低,且远低于双柳煤矿动筛排矸系统的矸石带煤率,因此双柳煤矿用TDS智能干选机代替动筛排矸系统进行粒级300~50 mm 块原煤排矸分选是合理的。

参考文献:

[1] 吴文波.双柳选煤厂重介浅槽排矸可行性分析[J].山西焦煤科技,2016(5):28-31.

[2] 崔俊强,常宝宇,黄邦松等.梧桐庄矿大块煤排矸系统的改造[J].煤炭加工与综合利用,2018(7):45-50.

[3] 乔治忠,刘利波.TDS智能干选机在准能哈尔乌素选煤厂的应用研究[J].选煤技术,2017(5):35-37.

Application of the TDS intelligent dry separator at Shuangliu Coal Mine

Huang Bangsong

(Tianjin Meiteng Technology Co., Ltd., Nankai, Tianjin 300385, China)

Abstract This paper introduced the necessity of upgrading the gangue discharge system from lump coal in Shuangliu Coal Mine.In view of the problems such as high rate of coal in the gangue and serious loss of clean coal in the vibrating screen gangue discharge system, the coal quality was analyzed by the tests of screening and flotation of No.3+4# raw coal, and the TDS intelligent dry separator and heavy medium shallow tank separator were contractively analyzed from investment and production cost in lump raw coal separation.The comprehensive comparison results of economic benefit showed advantage of the separation process of TDS intelligent dry separator.Through the semi industrial test of TDS intelligent dry separator separation and the test results of the actual separation effect, it was shown that the separation size range of 300 ~ 50 mm of lump raw coal by TDS intelligent dry separator met the requirements of the contract index.

Key words Shuangliu Coal Mine, TDS intelligent dry separator, vibrating screen gangue discharge system, heavy medium shallow tank separator, coal preparation equipment

中图分类号 TD-945.2

文献标识码 A

引用格式:黄邦松.TDS智能干选机在双柳煤矿的应用[J].中国煤炭,2020,46(3):47-50.

Huang Bangsong.Application of the TDS intelligent dry separator at Shuangliu Coal Mine[J].China Coal,2020,46(3):47-50.

作者简介:黄邦松(1986-),男,云南绥江人,工程师,主要从事选煤厂设计工作。E-mail:huangbangsong@126.com。

(责任编辑 路 强)