引言

煤礦的無煙煤屬國家稀缺煤種，經洗選加工后方可作為噴吹煤、化工用煤。如果不進行洗選加工而僅靠售賣原煤，則煤質無法保證，影響商品煤銷售，極大地降低經濟效益，也不符合國家煤炭資源利用政策。建成洗煤廠后對煤炭進行洗選加工，洗選產品就地地銷，可以充分發揮汽車或火車運能，矸石可用于矸石電廠、磚廠或直接就地回填處理，減少矸石的無效運輸。根據當前市場行情可知，原煤經洗選加工后作為噴吹煤及化工用煤將帶來顯著的經濟效益。綜上所述，新建一座選煤廠是十分必要的。

1選煤廠基本情況

山西焦煤山煤國際鹿臺山煤業有限公司選煤廠服務于山煤集團鹿臺山煤礦，是礦井型選煤廠。建設規模0.90Mt/a，工作制度為每年工作330d，每日工作16h，每日處理原煤2727.27t，每小時處理原煤170.45t。選煤廠位于現有工業廣場內，主場建設場地位于現有生產系統西側預留空地，消防、生產用水水源均由礦井統一考慮。礦井可提供的水質、水量能夠滿足選煤廠建設的需要。現有消防、生產給水管網滿足所需水量、水壓要求。本次新增人員利用現有生活用水設施，不增加生活給水管網。生活用水1.75m3/d，生產補加水218.18m3/d（0.08m3/t入洗量），一次火災消防用水291.6m3。礦井已有一座鍋爐房，鍋爐房內預留有一臺鍋爐的安裝位置。本次設計在已有鍋爐房內增加一臺熱水鍋爐，新增建（構）筑物采暖管路取自已有的供熱管網。已有管網能夠滿足本工程所需的負荷要求。煤倉均采用散熱器供暖方式，供暖熱媒為鍋爐房提供的95°C/70°C熱水。為排除余熱、余濕，主廠房除采用自然通風外，還設置了屋頂風機強制通風換氣。所有原煤轉運皮帶、二次揚塵及皮帶受料點處均設置噴霧抑塵裝置，以減少煤塵的產生。除采用噴霧降塵設施外，還設置了軸流風機強制通風，改善現場工作環境。本工程在主廠房旁設低壓配電室，電源引自現有礦井變電所10kV母線段，在現有礦井變電所內新增一臺10kV高壓柜作為配出電源柜。采用單根ZR-YJV22-10kV3×70mm2阻燃交聯聚乙烯鎧裝電纜直埋敷設至主廠房配電室。礦井變電所的負荷余量可以滿足選煤廠的建設需要。山西焦煤山煤集團鹿臺山煤業有限公司位于沁水縣西南14km處張村鄉馮村附近，行政區劃隸屬張村鄉管轄。該礦區西部緊鄰張村鄉至沁水縣城的縣級公路，可達沁水縣城，與侯馬—晉城二級公路相接，同時可達侯馬—月山鐵路線沁水火車站，交通十分便利。項目總造價為3.22068×107元，噸煤投資為35.79元，其中，土建工程投資為1.05592×107元，設備及工器具購置投資為0.82581×107元，安裝工程投資為0.69364×107元，工程建設其他費用投資為0.46301×107元，工程預備費投資為0.18230×107元。

2工藝流程設計本廠的選煤方法為：0～50mm無壓三產品重介分選，0.25～1.00mm粗煤泥TCS（智能粗煤泥分選機）分選，0～0.25mm細煤泥濃縮壓濾脫水回收。工藝流程分為原煤準備系統、主選系統、粗煤泥分選系統、細煤泥回收系統、介質系統等。

2.1原煤準備系統本礦井已經建有原煤篩分系統，篩分粒度為50mm。+50mm原煤進入塊煤分選系統處理（不在本工程范圍內），-50mm原煤經倉儲后進入主選系統分選。

2.2主選系統原煤（0～50mm）不脫泥，直接進入無壓三產品分選，溢流經脫介、脫水、分級，產生+25mm塊精煤和1～25mm末精煤，1～25mm末精煤再經離心機脫水成為噴吹煤（或動力煤）產品；中煤經脫介、脫水、分級，其中，+25mm塊中煤與塊精煤混合后進入現有方倉儲存，1～25mm末中煤再經離心機脫水成為動力煤產品；底流經脫介、脫水后成為矸石產品。

2.3粗煤泥分選系統主選系統脫介產生的稀介質及分流的合格介質經磁選機磁選，磁選尾礦經煤泥濃縮分級旋流器分級，底流（0.25～1.00mm）粗煤泥進入TCS分選，溢流經弧形篩、煤泥離心機脫水后，粗精煤泥與主選系統末精煤（1～25mm）混合成為噴吹煤（或動力煤）產品，TCS底流經高頻篩脫水后與重介矸石一起進入矸石倉。

2.4細煤泥回收系統煤泥濃縮分級旋流器溢流、弧形篩篩下水匯集后，進入濃縮機澄清、濃縮，濃縮機底流泵入壓濾機脫水，壓濾煤泥單獨作為產品銷售，壓濾機濾液返回濃縮機澄清，濃縮機溢流作為澄清水循環使用。

2.5介質系統主選系統溢流、中流、底流經弧形篩、直線篩脫介產生的合格介質返回合格介質桶循環使用，稀介質進入磁選機磁選后，精礦返回合格介質桶循環使用。外購磁鐵礦粉加水攪拌混勻后，由加介泵打入合格介質桶（或稀介桶），完成介質補加，及時補充產品帶走的磁鐵礦粉或磁選尾礦損失的磁鐵礦粉，以維持介質系統的平衡及分選密度的穩定。

3主要設備選型

3.1設備選型原則選煤廠生產系統是“流水線”式作業，設備選型必須全盤考慮，實現全廠設備的整體配套和可靠，防止“木桶效應”影響全套系統的可靠性。據此并依招標文件的要求，本工程設備選型以先進、可靠、經濟、合理為原則。主要洗選設備及生產輔助設備的關鍵部件選用進口組裝，其他設備采用國內知名廠家先進可靠的設備；所有設備盡可能選用規模和系統能力相配套的大型設備，以簡化系統、方便管理。同類設備及大型部件（包括電動機、減速器、液力耦合器、泵類）盡量采用一種規格，減少不同規格的數量，以減少備品備件種類；在保證設備性能的前提下，其規格型號、制造廠家和技術特征的選擇盡量考慮其通用性和一致性。同類設備選擇同一制造廠家，以減少備品備件種類和降低采購管理難度。

3.2主要設備選型確定無壓三產品重介旋流器選用一段直徑900mm、二段直徑650mm的國產優質產品。該設備分選精度高，處理能力強，運行平穩。精煤、中矸脫介篩均選用3073型直線篩，其中，中矸脫介篩采用雙通道設計，兩臺設備型號統一的備件可互換，結構合理，可以實現設備大型化，具有處理能力強，分級、脫介效果好，生產穩定等特點[9-10]。精煤和中煤離心機分別選用國產Φ1200mm和Φ900mm的立式離心脫水機，其優點在于物料物理水分少，入料上限大，設備驅動、齒輪和軸承均避開了漿料，防止漿料損壞這些部件。維修時不需要全部拆除離心機，維修方便。煤泥離心機選用Φ1200mm的立式離心脫水機，該設備處理能力強，產品水分少，使用效果好。磁選機選用美國藝利公司組裝設備，1219mm×2972mm型，背靠背布置，該設備采用當前最先進的磁路設計，用最合理的筒槽布置，以使重介中的磁鐵礦粉得到最大程度的回收。粗煤泥分選機采用TCS，要求能夠實現底流有動力連續穩定排料。依據調控分選密度的需要，可以對底流排料量實施連續數字化控制，最小可以排到零，也可以調控足夠小的底流排料量并連續生產。TCS的入料、底流、頂水和補水配備進口流量計，對入料、頂水、底流、溢流流量實時監控。配套專用頂水泵及變頻器，泵的開停由集控系統控制。壓濾機采用國內先進的隔膜快開式壓濾機，過濾面積S=800m2，該設備運行平穩可靠，耗電量低，全過程自動控制，隔膜壓榨，使壓榨后的濾餅含濕率降到28%以內。

3.3工業控制系統設備選型選煤廠控制系統范圍為從原煤倉至1號轉載點帶式輸送機開始至筒倉上末精煤皮帶及方倉上全部新增的電氣設備。控制系統采用西門子或歐姆龍PLC（可編程邏輯控制器）。在主廠房配電室設置控制主站及分站，該控制系統可以對主廠房、濃縮車間、介質庫、1號轉載點、煤泥卸載點、現有方倉改造及相關棧橋的全部電氣設備進行控制。選煤廠集控室設置在主廠房配電室。上位機與控制系統的PLC之間采用工業以太網方式通信，通過運行組態軟件實現對全廠范圍內設備的監控。在選煤廠集控室內設置工控機1臺（采用研華工控機CPU2.0G、4G內存、500G硬盤，配備24英寸液晶顯示器），同時配置1臺A4多功能激光打印機。

4選煤工藝布置

4.1布置原則布置總體格局要與地形地貌、風向條件緊密結合，統籌兼顧，因地制宜，并留有場內運輸空間，布置緊湊，節約用地。根據整個區域場地的設計標高和規劃廠區道路情況，合理地確定工業場地場坪標高，以減少土方工程量。結合工藝流程布置，做到功能分區明確，場地布置緊湊。廠前區開闊，檢修通道合理。在滿足工藝布置和交通運輸合理的前提下，力求人貨分流、路徑短捷、作業方便，減少相互交叉和折返運輸，布置美觀大方。總平面布置充分結合現有場地條件及現有地面生產設施的布置情況，合理規劃，盡量不影響現有地面生產設施。主要車間工藝布置合理，空間利用率高，生產管理方便，檢修操作空間適當，各系統搭配合理簡捷，工藝調整控制靈活順暢。

4.2車間布置鹿臺山煤礦工業場地現有3座Φ15m筒倉，本次工程將最西側筒倉改造為原煤倉，將原煤倉下原有車道封閉，倉下給煤機溜槽延長進入新增的原煤皮帶。倉上設施利用現有的。主廠房的結構形式為鋼筋砼框架結構，單獨基礎。廠房內設有重介洗選系統、粗煤泥分選回收系統、細煤泥壓濾回收系統、介質系統及清掃水系統。主廠房車間主要分為四層進行布置，各層布置情況簡述如下：在廠房一層主要布置有合介桶、稀介桶、煤泥水桶及對應的泵，以及末精煤離心機、末中煤離心機、粗煤泥離心機，產品皮帶從廠房負一層出廠，另濃縮機的底流泵、循環水泵以及TCS頂水泵布置在廠房一層，空壓機房布置于廠房底層；廠房二層主要布置有精煤脫介篩、中矸脫介篩、壓濾煤泥收集刮板、振動弧形篩；廠房三層主要布置有三產品重介旋流器、壓濾機、磁選機、TCS尾礦高頻篩以及TCS；廠房的頂層布置有塊原煤入洗皮帶機頭、分級旋流器組以及消防水箱。主廠房整個車間內布置有封閉樓梯間和提升孔，在車間內布置有5t的電動葫蘆，負責主廠房內設備的檢修。采用1座Φ18m的雙層混凝土濃縮池，上層為濃縮池，下層為事故放料池。靠近濃縮池設置有入料緩沖箱及循環水池。濃縮機底流泵及澄清水泵、TCS頂水泵布置在主廠房內底層靠近濃縮車間的一側，在濃縮池下層的事故水池內布置有1臺事故池回水泵。現有3座筒倉，除最西側筒倉作為原煤倉外，東側2座筒倉仍作為產品煤倉。經分選的末精煤由出廠皮帶進入現有篩分樓運至筒倉小塊皮帶，再運輸至現有筒倉儲存。現有6座8m×8m方倉經重新規劃用來儲存+50mm塊煤、25～50mm中塊煤、-25mm篩限下及中煤、矸石。方倉頂部增加2層用來布置產品膠帶輸送機的驅動裝置。塊煤溜槽采取設置緩沖臺等防碎措施，避免塊煤落倉時摔碎。

5結語根據山西焦煤山煤國際鹿臺山煤業有限公司的實際情況，對新建選煤廠進行了設計，主要包括工藝流程設計、主要設備選型以及選煤工藝布置。工藝流程分為原煤準備系統、主選系統、粗煤泥分選系統、細煤泥回收系統、介質系統等。無壓三產品重介旋流器選用一段直徑900mm、二段直徑650mm的國產優質產品。磁選機選用美國藝利公司組裝設備。主廠房的結構形式為鋼筋砼框架結構，單獨基礎。廠房內設有重介洗選系統、粗煤泥分選回收系統、細煤泥壓濾回收系統、介質系統及清掃水系統。

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